Page 1. Elettronica delle telecomunicazioni II ETLC2 - C1 29/05/ DDC 1. Politecnico di Torino Facoltà dell Informazione

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Romano Bonelli
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1 Modulo Politecnico di Torino Facoltà dell Informazione Elettronica delle telecomunicazioni II C - Sistemi e moduli UMTS C1 Struttura interfaccia radio» Accesso multiplo» Radio frame» Blocchi funzionali Tecniche di accesso multiplo Canalizzazione in frequenza (FDMA) Cellulari analogici (Total Access Communication Systems TACS) 1G Partizione di tempo (TDMA) GSM (con FDM) 2G Divisione di codice (CDMA) UMTS Wi-fi, Bluetooth, b/g Divisione di spazio (SDMA) UWB 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Evoluzione bit rate Terminologia UTRA: UMTS Terrestrial Radio Access Interfaccia W-CDMA con TDD e FDD (Duplex) CCPCH Common Control Physical Channel CPCH Common Packet Channel DCH Dedicated Channel DPCH Dedicated Physical Channel DPCCH Dedicated Physical Control Channel DPDCH Dedicated Physical Data Channel FDD Frequency Division Duplex Mcps Mega Chip Per Second OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor (codes) PDSCH Physical Dedicated Shared Channel PRACH Physical Random Access Channel RACH Random Access Channel SCH Synchronisation Channel SSC Secondary Synchronisation Code SF Spreading Factor 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Unire informazioni di servizio e di utente Separare i canali Sparpagliare in banda Riferimenti: Interfaccia radio Tre livelli Resource control (livello 3) Medium access (assegna codici di spreading - livello 2) Physical (modulazione e spreading - livello 1) Livello fisico usa W-CDMA Wideband code division Operazioni di spreading spettrale» Effetto e vantaggi dello spreading» Operazioni TX e RX 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Page DDC 1

codice (CDMA) UMTS Wi-fi, Bluetooth, 802-11.

2 Operazioni UMTS radio frame Banda occupata: 5 MHz Fattori di spread da 256 a 4 (uplink) Due operazioni di spreading Channelization e Scrambling Canale logico (trasporto) Dedicated channels (DCH), Common channels (CCH) Mappati su canali fisici Canale fisico: definito da: Portante Codice di scrambling Codice di canalizzazione Timing (sincronismo) Livello fisico organizzato in Frame e Slot Un Frame comprende 15 slots Uno Slot contiene 2560 chips Cadenza Frame: 2560 x 15 = chips 100 Frame/s chip rate 3.84 Mcps Tempi Durata Frame 10 ms Durata Slot 667 µs Tempo Chip 260 ns 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Struttura semplificata TX Spreading Spreading = Channelization (C) + Scrambling (S) 0 (L) +1, 1 (H) 1. 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Modulazione Operazioni UMTS radio frame Combinazione di diversi canali dati e servizio Dedicated uplink Physical Channels Dedicated Physical Data Channels (DPDCH) 1 6 Dedicated Physical Control Channel (DPCCH) 1 Common uplink Physical Channels Physical Random Access Channel (PRACH) 1 Physical Common Packet Channel (PCPCH) 1 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Page DDC 2

Frame comprende 15 slots Uno Slot contiene 2560 chips Cadenza Frame: 2560 x 15 = 38.400 chips 100 Frame/s chip rate 3.

3 Canalizzazione Channelization Codes Moltiplica ciascun bit per OVFS (tabelle) Orthogonal Variable Spreading Factor codes 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Canalizzazione Controllo potenza Codici da 4 bit Controllo potenza β d, β c Almeno un coeff ha ampiezza 1 Quantizzati su 4 bits, dinamica 0 to 1 Somma di più canali (fino a 4) su unico segnale Ricostruzione del canale Prodotto per Channelization Code, integrale su Tbit Richiede sincronizzazione 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Scrambling Long Scrambling Codes Scrambling codes Separazione delle sorgenti Gold codes Codici Gold complessi. Long code / short code 2 24 long e 2 24 short code Identificati da 24 bit Assegnati da livelli alti di protocollo Generati con SR reazionati 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Page DDC 3

(fino a 4) su unico segnale Ricostruzione del canale Prodotto per Channelization Code, integrale su Tbit Richiede sincronizzazione 29/05/2006-15 ETLC2 - C1-2006 DDC 29/05/2006-16 ETLC2 - C1-2006 DDC

4 Short Scrambling Codes Architettura RX cos(ωt) LPF A/D N tap FIR Re[S] Antenna RF Filter LNA LPF A/D N tap FIR Im[S] sin(ωt) 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Canalizzazione e De-Spreading Architettura RX (PRACH) Sincronizzare il descrambling Re[Sr-msg,n * ] Re{ } Im{ } Matched Filter Matched Filter Combine Real And Image * Sr msg,n Re[S] + - Cd S PRACH Data Re{ } c d 1 β d Tb dt Tb mapping bit streams Im[S] Cc S PRACH Control Im{ } c c 1 β c Tb dt Tb mapping Im[Sr-msg,n * ] Moltiplicatore complesso (descrambling) 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Sincronismo Correlatori per sincronizzazione Occorre conoscere la sequenza di scrambling e recuperare il sincronismo Correlazioni multiple Identificare la sequenza Sincronizzare il descrambler Esempi di correlatori Shift a 1 bit, rete di uscita digitale Decoder sulle uscite» Non accetta errori Contatore di bit corretti» Più complesso (se combinatorio)» Accetta errori Shift a 1 bit, somma pesata analogica Accetta errori Shift multibit, somma analogica o digitale Accetta errori Migliore risoluzione temporale 29/05/ ETLC2 - C DDC 29/05/ ETLC2 - C DDC Page DDC 4

Data Re{ } c d 1 β d Tb dt Tb mapping bit streams Im[S] Cc S PRACH Control Im{ } c c 1 β c Tb dt Tb mapping Im[Sr-msg,n * ] Moltiplicatore complesso (descrambling) 29/05/2006-21 ETLC2 - C1-2006 DDC

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