Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 1
„Technologie komunikacji bezprzewodowej”
„GPRS and radio optimisation”
Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt.
„Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń - zintegrowany rozwój Politechniki Łódzkiej -zarządzanie Uczelnią, nowoczesna oferta edukacyjna i wzmacniania zdolności do
zatrudniania osób niepełnosprawnych”Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie
Politechnika ŁŁŁŁódzka, ul. ŻŻŻŻeromskiego 116, 90-924 ŁŁŁŁódźźźź, tel. (042) 631 28 83www.kapitalludzki.p.lodz.pl
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 2
AgendaAgenda
• Packet transmission GPRS/EDGE
network and transmission channels
• Coverage optimisation problem
• Main performance indicators and
optimization radio tasks
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 3
File Transfer
Video
WWW Access
Telemetry
Notification
Point of Sale
100 1K 10K 100K
Bandwidth
(bps)
Burstiness
BurstyBursty communicationcommunication
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 4
• Efficient use of scarce radio resources
• A flexible service, with volume-based (or session duration-based) billing
• Fast set-up/access time
• Efficient transport of packets in the GSM network
• Simultaneous GSM and GPRS, co-existence without disturbance
• Connectivity to other external packet data networks, using the IP
GPRS GPRS AdvantagesAdvantages
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 5
bitrate
Time
GSM HSCSD services up to 57.6 kbps
GSM GPRS services up to 171.2 kbps
UMTS
GSM CS data services up to 9.6 kbps
91/92 98 99/00 02
EDGE services up to 512 kbps
GPRS GPRS EvolutionEvolution
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 6
GPRS GPRS LogicalLogical ViewView
MSC/MSC Server
Gr
Gn
OtherPLMN
Gp
Gi
IPNetworkHLR
HLR
FNRFNR
H
Signaling
Signaling and TrafficAUC Authentication Center
BSC Base Station Controller
BTS Base Transceiver Station
EIR Equipment Identity Register
FNR Flexible Number Register
GGSN Gateway GPRS Support Node
MSC Mobile Switching Center
PCU Packet Control Unit
RNC Radio Network Controller
SCP Service Control Point
SGSN Serving GPRS Support Node
SMS Short Message Service
SCPGd
Ge
Gf
BTS BSCA bis
GSM BSS
EIREIR
Gs
Gb
AUC
O&M
Gom Gom
Gp
SGSN/GGSN
SGSN
Gn Gn
PCU
SGSN
SMS
GGSN
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 7
BTS
BTS
PSTNPSTN
ISDNISDN
PLMNPLMN
INTERNETINTERNET
BSC
BTS
TRCMGW
HSS
BSC/TRC
UTRANUTRAN
MGW
MSS MSS
GGSN
MC EIR
SGSN
•New nodes: SGSN and GGSN
•New interfaces: Gb (BSC), Gs (MSC), Gr (HLR)
•New radio channels
•Packet switching mode
•Signalling plane for data transmission
•Different radio channel mapping
GPRS GPRS ArchitectureArchitecture
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 8
•Forwards incoming/outgoing IP packets to MS
•Provides IP packet routing to PDN destination
•Ciphering and authentication
•Data session management
•Logical link management to MS
•Mobility management
•Connection to HLR, MSC, BSC, GGSN
•Output of billing data
•Geographical SGSN service area
INTERNETINTERNET GGSN BSC/TRC BTSSGSN
SGSN SGSN –– ServingServing GPRS GPRS SupportSupport NodeNode
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 9
•Provides interface toward external PDN
•Provides access functionality with ISP (e.g. DNS or RADIUS)
•Manages GPRS session
•Provides communication setup toward external PDN (e.g. MAC address)
•Associates destination user with correct SGSN
•Provides output of billing data
•From outer – works like packet router
INTERNETINTERNET GGSN BSC/TRC BTSSGSN
GGSN GGSN –– Gateway GPRS Support NodeGateway GPRS Support Node
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 10
•Class A:
• It supports simultaneous circuit-switched and packet-switched traffic.
•Class B:
• It supports circuit-switched or packet-switched traffic, but does not maintain both kinds of traffic simultaneously.
•Class C:
• It works either as a packet-switched or circuit-switched terminal.
GPRS Mobile TerminalGPRS Mobile Terminal
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 11
PACCH
PTCCH/U
Packet Timing advance Control Channel (UL)
Packet Dedicated Control Channel
Packet Traffic Channel
PDTCH
Packet Data Traffic Channel
Packet Common Control Channel
PPCH
Packet Paging Channel (DL)
Packet Random Access Channel (UL)
PRACH
PAGCH
Packet Access Grant Channel (DL)
PNCH
Packet Notification Channel (DL)
PBCCH
Packet Broadcast Control Channel Logical
Channels
Traffic
PTCCH/D
Packet Timing advance Control Channel (DL)
PDCCH
Packet AssociatedControl Channel
(UL/DL)
PCCCH
LogicalLogical channelschannels inin GPRSGPRS
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 12
•Dedicated PDCH
–All resources preconfigured and allocated
–Radio TCH
–Gb signalling link
–Abis link TS
•Semidedicated PDCH
–Some resources preconfigured
–Dedicated radio TCH
–On demand Gb signalling link
–On demand (or dedicated) Abis link TS
•On-demand PDCH
–All resources allocated on demand
–Radio TCH
–Gb signalling link
–Abis link TS
GPRS GPRS –– PacketPacket Data Data ChannelsChannels
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 13
User dataPH
FH FSCInfo
segment segment
segment segment
FH BCSdata
Physical
RLC/MAC
LLC
SNDCP
ApplicationIP
Burst
20 m sec
Burst Burst Burst 114bits
Encoding and puncture456bits
segment
BSS down to MS
SGSN
Application (server) down to SGSN
Radio Radio PacketPacket SegmentationSegmentation
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 14
• Enhanced Data rates for GSM Evolution
• GPRS + EDGE = EGPRS
I
Q
(0,1,1)
(1,1,0)(1,0,1)
(0,0,0)
(0,0,1) (1,1,1)
(1,0,0)
(0,1,0)
I
Q
“1”
“0”
Currently:GMSK Modulation
EDGE:8PSK Modulation
“1 bit per symbol” “3 bits per symbol”
EDGEEDGE
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 15
21.4GMSKCS-4
15.6GMSKCS-3
13.4GMSKCS-2
9.05GMSKCS-1
Max data bitrate
over Um (kbps)
Modulation
methodCoding Scheme
GPRS GPRS CodingCoding schemesschemes
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 16
59.28-PSKMCS-9
54.48-PSKMCS-8
44.88-PSKMCS-7
29.68-PSKMCS-6
22.48-PSKMCS-5
17.6GMSKMCS-4
14.8GMSKMCS-3
11.2GMSKMCS-2
8.8GMSKMCS-1
Max data bitrate
over Um (kbps)
Modulation
methodCoding Scheme
EDGE Modulation and coding schemesEDGE Modulation and coding schemes
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 17
GPRS GPRS qualityquality vsvs CSCS
0
10
20
0 5 10 15 20 25 30
CS-1
CS-2
CS-3
CS-4
C/I [dB]
Th
rou
gh
pu
t pe
r tim
eslo
t
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 18
GPRS Link GPRS Link adaptationadaptation
•There are three reasons for GPRS Link Adaptation:
–Higher bit rates
–Low transfer delays
–Increased system capacity
•Four Coding Schemes available on DL (CS-1 to CS-4)
•GPRS Link Adaptation dynamically selects the most optimal codingscheme depending on the interference situation
•CS-1 and CS-2 is supported on UL and will be static
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 19
GPRS Link GPRS Link adaptationadaptation parametersparameters
From To Required BLER
CS-1 CS-2 < 4%
CS-2 CS-3 < 6%
CS-3 CS-4 < 2%
Change to a higher coding scheme
A change to a lower coding scheme is performed if the BLER > 10%
coding schemes for EIT Streaming TBFs
From To Required BLER
CS-1 CS-2 < 0.1%
CS-2 CS-1 > 1%
Up - and down switching points between
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 20
EGPRS Link EGPRS Link qualityquality controlcontrol
Link adaptation
- Estimate the quality- Choose coding scheme- Re-segmentation is possible
- Use very little coding at first - Send more coding if necessary- Receiver uses soft combining
Incremental redundancy
Possible to change mode during a TBF!
Link Quality Control
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 21
GPRS GPRS logicallogical channelschannels mappingmapping
BCCH
PDCH
Master PDCH
f 1
TS0 TS1 ... TS7
f 2
f n
Downlink: BCCH, Broadcast Control Channel
Downlink:PBCCH, Packet Broadcast Control ChannelPAGCH, Packet Access Grant ChannelPPCH, Packet Paging ChannelPNCH, Packet Notification ChannelPACCH, Packet Associated Control ChannelPDTCH, Packet Data Traffic ChannelPTCCH, Packet TA Control Channel DLUplink:PRACH, Packet Random Access ChannelPACCH, Packet Associated Control ChannelPDTCH, Packet Data Traffic ChannelPTCCH, Packet TA Control Channel UL
Downlink/Uplink:PDTCH, Packet Data Traffic ChannelPACCH, Packet Associated Control ChannelPTCCH, Packet TA Control Channel DL/ULNote: PCCCH printed in bold/italic
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 22
Master Master PacketPacket Data Data ChannelChannel
BCCH SDCCH TCH TCH TCH TCH MPDCH TCH
TCH TCH TCH TCH TCH PDCH PDCH PDCH
Primary PSET
Secondary PSET
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 23
GPRS GPRS –– flexibleflexible channelchannel allocationallocation (1)(1)
CSPSALLOC has the following values:
• No preference (default)
• CS first, PS last
• CS first, PS no preference
• CS last, PS first
• CS last, PS no preference
• CS last, PS last
• CS no preference, PS last
• CS no preference, PS first
PPPPB
C
CCCC
CCCC
Hoppin
g C
HG
R
PPPP
P P P PP
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 24
GPRS GPRS –– flexibleflexible channelchannel allocationallocation (2)(2)
PPPPTTB
PPPPPTTB
PPPPPTTB
PPPPTTB
MS1
MS1
MS2
MS1
MS2
MS1
MS2
The average number of DL TBFs per PDCH=1,0
and TBFDLLIMIT=1,8. No additional PDCHs are
requested.
The average number of DL TBFs per PDCH=2,0
and TBFDLLIMIT=1,8. Additional PDCHs are
requested.
The system orders allocation of one additional
PDCH since the TBF limit is reached.
There is now increased capacity in the cell and a
TBF re-reservation is performed for MS2.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 25
MultiMulti ServiceService NetworkNetwork
Browsing
Messaging
WAP
PTT
GPRS/EGPRSNetwork
MMS
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 26
TotalTotal downloaddownload timetime –– Web Web browsingbrowsing
Client Server
”FTP Part”
”Signalling”
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 27
• Accessibility KPI:s
– GPRS Attach failures, PDP Context activation failures, GPRS Service
access failures…
• Retainability KPI:s
– FTP/WAP/Web/SMTP/POP3 transfer failures…
• Integrity KPI:s
– GPRS Attach time, PDP Context activation time, GPRS RTT, GPRS
Service access time and transfer rates,…
GPRS Performance GPRS Performance –– E2E E2E KeyKey Performance Performance IndicatorsIndicators
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 28
• IP Throughput
– Measures the total amount of data divide by the total time taken to
transmit it
• IP Latency
– IP latency measure the delay Gb - BSS - MS - BSS - Gb
• IP Transfer Interrupts
– Determines how often the IP transfer is interrupted
GPRS Performance GPRS Performance –– Radio KPIRadio KPI
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 29
Performance Performance levels analysislevels analysis
RLC thp
DL
RLC thp
UL
CCCH
congestion
PCU
congestion
Intra RA &
PCU CRS
Inter RA or
PCU CRS
CapacityInterference Mobility
Multislot
utilization
….
PDCH
sharing
No USF
or TFI
Limited
PDCHs
HW
fault
Sharing
PDCHs
Pre-
emption
No
PDCHR-PMO
Drive
test
MS
capability
IP Throughput IP Transfer Interrupts IP Latency
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 30
• IP Data Volume
• IP Throughput
• IP buffer discards
• IP Latency
• Radio Link Quality
• Traffic Load and sharing
• User Mobility
GPRS Performance GPRS Performance –– PerformancePerformance evaluationevaluation
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 31
• Three test environments are defined in order to evaluate the GPRS performance
– Ideal Environment
– Controlled Environment
– Operational Environment
GPRS Performance GPRS Performance –– PerformancePerformance evaluationevaluation
Projekt współfinansowany przez Unię Europejskąw ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Technologie komunikacji bezprzewodowej 32Technologie komunikacji bezprzewodowej 32
„Technologie komunikacji bezprzewodowej”
„Wprowadzenie do przedmiotu”
Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt.
„Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń - zintegrowany rozwój Politechniki Łódzkiej -zarządzanie Uczelnią, nowoczesna oferta edukacyjna i wzmacniania zdolności do
zatrudniania osób niepełnosprawnych”Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie
Politechnika ŁŁŁŁódzka, ul. ŻŻŻŻeromskiego 116, 90-924 ŁŁŁŁódźźźź, tel. (042) 631 28 83www.kapitalludzki.p.lodz.pl
Top Related