HSPA and LTE

Kelompok :

Doni Setiawan Ikhwanti Indahsari Siti Mutmainah

Kukuh Kusuma AjiSunda Ayu N.S

Erika Kusumasari Rosita

HSPAWCDMA and HSPADoni Setiawan

Pengenalan

WCDMA

History about WCDMACDMA 1990 2000, 2001

3G =EDGE dg WCDMA

Bandwidth 5Mhz. Kemampuan transfer data : 384 kbps Didukung oleh QoS (Quality of Service)

Arsitektur WCDMA (1)

Arsitektur Protokol WCDMA (2)

Physical Layer

PENGENALAN

HSDPA

2006

3,5 G

HSDSCH

Kecepatan Download 14,4 Mbit/s Uplink 384 kbit/s

KEUNGGULAN

HSPA

Teknologi HSDPA dapat digunakan untuk banyak user secara bersama-sama Frekuensi yang dipakai oleh teknologi ini sudah dapat dimaksimalisasikan secara efisien dengan pemakaian bandwith (lebar pita) yang tepat.

Mengurangi tertundanya download data (delay)

pengunduhan

atau

KEKURANGAN

HSPA

Kecepatan maksimum 14,4 Mbps jarak < 1 km dari base station jarak > = 6 km, kecepatan menurun menjadi 1 Mbps. Harga yang cukup mahal bila dibandingkan dengan jaringan seperti WiMAX

HSPAEvolusi HSPA and LTEIkhwanti indahsari

EVOLUSI HSPA

EVOLUSI HSPA(MIMO) Merupakan 3GPP release 7 dan beyond memperkenalkan fitur-fitur baru MIMO system dan beberapa pengembangan terkait performansi dan kemampuannya. Fungsi : o meningkatkan peak data rate melalui transmisi multistream. o memperoleh penguatan diversity o meningkatkan rasio carrier to interference ratio pada receiver Multiple antena pada sisi transmitter dan receiver.

EVOLUSI HSPA(MIMO)

stream

EVOLUSI HSPA(Skema MIMO) Skema MIMO didisain untuk memperoleh data rate yang tinggi dengan mentransmisikan multiple data stream secara pararel. Skema yang digunakan HSDPA-MIMO dual-stream transmit adaptive arrays. > skema multi-codeword

EVOLUSI HSPA (Transmisi MIMO) Menggunakan teknik two streams transmission. Proses linear pre-coding. > upaya untuk pra-distorsi sinyal sehingga two streams saling orthogonal di sisi penerima. Tujuan pre-coding: mengurangi interferensi , mengurangi beban saat proses penerima.

(Rate-Control

EVOLUSI HSPA

MIMO)

Berhubungan dengan TTI (Transmission Time Interval). Fungsi : memeriksa jumlah stream untuk transmisi. memeriksa ukuran transport-block; memeriksa jumlah kode kanalisasi; memeriksa skema modulasi; memeriksa pre-coding saat digunakan. Terjadi pada kanal HS-SCCH.

EVOLUSI HSPA (Hybrid-ARQ) Mengurangi terjadinya retransmission data. Proses: multiple stream ditransmisikan melalui antena berbeda, 1 stream dapat mengirim tanpa retransmission ketika stream yang lain membutuhkannya.

(Control Signalling-1) Downlink kanal HS-SCCH (kanal transmisi) 2 proses HS-SCCH : 1. menyertakan informasi tentang jumlah stream yang ditransmisikan ke UE, dan informasi masing-masing skema modulasi pada NodeB. 2. informasi format yang digunakan apakah satu atau dua stream yang dijadwalkan ke UE. Uplink kanal HS-PDCCH Terdiri dari 3 proses : 1. informasi hybrid-ARQ 2 bit informasi dikodekan bersama menjadi 10 bit.

EVOLUSI HSPA

(Control Signalling-2) 2. informasi PCI (Pre-coding Channel Indicator) terdiri dari 2 bit, mengindikasi 4 matriks pre-coding yang paling cocok dengan kondisi kanal di UE. 3. informasi CQI (Channel Quality Index) mengindikasi laju data UE saat transmisi report CQI berguna sebagai scheduler . 2 tipe report CQI : 1. tipe A berisi PCI, merekomendasikan jumlah stream. 2. tipe B berisi PCI dan CQI saat transmisi single-stream.

EVOLUSI HSPA

EVOLUSI HSPA (UE Capabilities) Tidak semua UE support terhadap MIMO. Relevan terhadap UE yang berkemampuan tinggi. UE yang support terhadap MIMO selalu berkemampuan menerima 15 kode kanalisasi.

EVOLUSI HSPA (Higher-order Modulation) Release 7 downlink : 64QAM, uplink : 16QAM. Release 8 downlink : MIMO, uplink : 64QAM. Meningkatkan peak data rate.

(Continuous Packet Connectivity) CPC terdiri dari 3 blok : 1. DTX (discontinuous transmission) 2. DRX (discontinuous reception) 3. HS-SCCH-less operation Tujuan CPC : menyediakan keadaan yang selalu aktif pada sisi end-user dengan menjaga UE pada kanal CELL_DCH untuk waktu yang lebih lama dan menolak daerah frekuensi yang berganti ke daerah low-activity, serta memperbaiki kapasitas layanan, seperti VoIP.

EVOLUSI HSPA

Evolusi HSPA (Operasi Peningkatan CELL_FACH)

Meningkatkan performansi dengan menambahkan kanal HS-DSCH pada daerah kanal CELL_FACH. Tujuan: mengurangi latency/response time saat pindah ke state yang lain. UE memonitor HS-SCCH untuk informasi scheduling.

EVOLUSI HSPA (Advanced Receivers-1) Mendukung peningkatan performansi di sisi end user throughput dan coverage. Dapat diimplementasikan di sisi UE dan NodeB.

EVOLUSI HSPA (Advanced Receivers-2)

EVOLUSI HSPA(Operasi MBSFN) Untuk memperbaiki performansi MBMS (multi broadcast multicast service) Di dalam MBSFN Cell merupakan sinkronisasi waktu dan copy-an sinyal yang ditransmisikan dari semua cell. Adanya operasi MBSFN di dalam operasi MBMS yang dikombinasikan dengan penerima yang menekan gangguan pada terminal.

LTEINTRODUCTION

LTE Didiskusikan pertama kali pada Desember 2004 Long Term Evolution or LTE Merupakan projek standard 3GPP fokus pada peningkatan jaringan UMTS dalam hal efisiensi spektrum, peningkatan layanan, biaya yang lebih murah, dll

Design Target LTE

(Fleksibilitas Alokasi Frekuensi)

LTE

(Coverage) Fokus terhadap jarak cell maksimum dari NodeB ke UE dalam satu cell. Coverage LTE up to 5km.

LTE

(Aspek Deployment-related) Alur penyebaran Sistem LTE digunakan sebagai sistem stand-alone dan sebagai sistem bersama dengan WCDMA/HSPA dan/atau GSM. Penyebaran spektrum IMT-2000 yakni di 1800 MHz. Bekerja sama dengan teknologi GSM dan WCDMA/HSPA pada aspek mobilitas

LTE

(Interruption Time)

LTE

Arsitektur LTE

Target Arsitektur LTE Arsitektur single LTE RAN. Berbasis paket Memperkecil adanya kegagalan Menyederhanakan dan memperkecil jumlah interface RNL dan TNL tidak harus menghalangi kepentingan meningkatkan performansi sistem. Men-support end-to-end QOS. Mekanisme QOS harus memperhitungkan macam-macam trafik yang ada control-plane trafik, user-plane trafik, O&M trafik, dll memperkecil delay untuk trafik yang membutuhkan delay rendah, cth TCP/IP

(Radio Resource Management) Terdiri dari : 1. support peningkatan end-to-end QOS meningkatkan layanan yang sesuai aplikasi dan protokol RAN dan karakteristik radio 2. support efisiensi transmisi higher layer seperti kompres IP header 3. Support load sharing dan keamanan diseluruh radio akses yang berbeda, support end-to-end QOS selama handover diantara radio akses.

LTE

(Kompleksitas & Aspek Umum) Mengalamatkan kompleksitas keseluruhan sistem serta kompleksitas MS. Kompleksitas jumlah option pada MS harus diperkecil tanpa tambahan fitur perintah. Mampu memperkecil biaya ketika pemeliharaan kinerja yang diinginkan untuk semua layanan. Biaya backhaul dan O&M

LTE

LTERadio Access and Interfacesiti mutmainah

Radio Access LTE(overview) Skema Transmisi LTE : downlink LTE prinsip OFDM, Uplink LTEprinsip DFT-spread OFDM (DFTs-OFDM) skema transmisi uplink LTE kadang-kadang juga disebut sebagai Single-carrier FDMA (SC-FDMA).

Radio Access LTE (Basic OFDM)

Radio Access LTE (Transmisi) Skema transmisi LTE menggunakan transmisi sharedchannel, channel-dependent scheduling Koordinasi Interferensi Inter-Cell Antena LTE menggunakan konsep MIMO (Multiple Input Multiple Output) Enhanced MBMS (Multimedia Broadcast/Multicast Service) Hybrid ARQ Fast hybrid ARQ dengan soft combining Penggunaan spektrum yang fleksibel Single arsitektur yang berbasis paket IP, minimalisasi interface dan penyederhanaan transmisi

Radio Access LTE(Channel-dependentscheduling) Scheduler pada masing-masing band frekuensi, memilih user berdasarkan kondisi kanal untuk memenuhi kapasitas sistem

Radio Access LTE (Multiple-Multicast) Multiple antenna disebut MIMO, menggunakan beberapa antena pada kedua pemancar dan penerima

Multicast and broadcast, untuk multi area, multiway propagasi sinkronisasi waktu transmisi antara sel, sinyal pada terminal mobile akan muncul persis seperti multisel transmisi, juga disebut sebagai Multicast Broadcast transmision Single-Frequency Network(MBSFN)

(Koordinasi Interferensi Inter-Cell) merupakan pembatasan penjadwal pada uplink dan downlink untuk mengontrol interferensi antar-sel. (domain frekuensi)

Radio Access LTE

Radio Access LTE (Fast hybrid ARQ ) memungkinkan terminal untuk meminta retransmisi dengan cepat dari kesalahan penerimaan pada blok transport . Transmisi ulang diminta setelah transmisi paket Meminimalkan dampak kesalahan paket yang diterima pada kinerja end-user. Tambahan redundansi digunakan sebagai strategi soft combining

Radio Access LTE (Spectrum Flexibility) untuk dapat beroperasi dengan bandwidth berbeda pada downlink dan uplink yang fleksibel dari 1.4MHz hingga 20MHz FDD (frequency division duplexing) dan TDD (time division duplexing)

Radio Interface LTE

Radio Interface LTE(RLC)

Tugas menangani pengiriman ulang PDU yang salahditerima, serta penghapusan duplikat dari PDU diterima. kecepatan datanya berkisar dari 1 kbit / s hingga 300 Mbit / s

Radio Interface LTE (MAC-DL) menangani logical-channel multiplexing, retransmisi hybridARQ dan uplink-downlink scheduling

Radio Interface LTE(MAC-UL)

Radio Interface LTE (Physical Layer) bertanggung jawab untuk pemrosesan layer fisik hybridARQ, pemrosesan multi-antena , dan scheduling sinyal fisik

Radio Interface LTE(Data Flow)

LTEAccess Prosedursunda ayu

LTE (Acces Procedures) Cell Search System Information Random Acces Paging

Hal pertama yang harus terjadi dalam prosedur akses adalah User Equipment (UE) harus diidentifikasi didalam jaringan. Pengidentifikasian ini disebut cell search. Ada 2 Prosedur cell search

Struktur dari PSS dan SSS Gambar Struktur PSS and SSS

System Information, Random Acces, Paging Bagian kedua dari prosedur akses adalah UE perlu memperoleh informasi sistem Random Acces adalah ketika UE meminta setup koneksi. Paging di sisi lain digunakan untuk memulai setup koneksi jaringan

LTE (Transmission Procedures) RLC and hybrid-ARQ in operation Scheduling and rate adaption Uplink power control Discontinuous reception (DRX) Uplink timing alignment UE categories

Proses Operasi pada HybridARQProses HARQ dengan soft combining Beberapa proses HARQ ada yang secara paralel

Multiple parallel hybrid-ARQ processes

Contd

Gambar Hubungan waktu antara data downlink pada subframe n dan data uplink hybrid ARQ acknowledgement di subframe n+ 4 untuk FDD.

Proses Operasi pada Hybrid-ARQFor TDD Resubmissions in subframe n+k, dimana k bergantung pada konfigurasi!

Jumlah proses dari ARQ- hybrid dan pemberitahuan k waktu uplink untuk perbedaan Konfigurasi TDD.

Contd

Contoh hubungan waktu antara data downlink dan data uplink hibryd-ARQ pemberitahuan untuk TDD (konfigurasi ke 2)

Radio-link control (RLC) Transmisi ulang RLC Permintaan transmisi ulang dari PDU yang hilang RLC dapat bekerja dalam tiga mode

Scheduling and rate adaption Downlink scheduleUplink scheduling

Uplink power control Power control for PUCCH Menentukan berapa daya terminal yang dikirimkan Terminal mendapatkan perintah kontrol daya setiap kali dijadwalkan Kontrol daya dinyatakan sebagai PT = min{Pmax, P0 + PLDL + format + } dimana Pmax - daya pancar maksimum P0 - dapat dilihat kekuatan yang diterima diinginkan (disiarkan) 0 yp) PLDL - the pathloss format - format tergantung offset - perintah akumulatif; alat Utama (beberapa dB adjustmens).

Contd Power control for PUSCH - Mirip dengan PUCCH, tetapi independen dari, PUCCH kontrol daya - Kontrol daya dinyatakan sebagai PT = Min {Pmax , P0 + PLDL + 10 log10 (M) + MCS + } dimana Pmax - daya pancar maksimum P0 - dapat dilihat kekuatan yang diterima diinginkan (disiarkan) PLDL - path-loss - faktor path-loss kerugian parsial MCS - modulasi & skema pengkodean tergantung offset M - jumlah blok sumber daya. (Lebih BW daya lebih) - perintah akumulatif

Discontinous reception (DRX) Terjadi kapan saja.Illustration of DRX operation.

Uplink timing alignment

UE categories UE dikelompokkan ke dalam kategori yang berbeda tergantung pada implementasi khusus lapisan fisik Lima yang berbeda dari kategori low-end sampai high-end UE categories.

Flexible bandwidth in LTE Fleksibilitas Spectrum - kunci fitur LTE Penyebaran dalam berbagai ukuran dari spektrum frekuensi

Dibagi atas: Spektrum Frekuensi untuk LTE Fleksibel penggunaan spektrum Fleksibel saluran bandwidth yang digunakan Persyaratan RF untuk LTE

Frequency spectrum for LTE Alokasi frekuensi band di spektrum yang berpasangan dan tidak berpasangan

Paired Spectrum

Contd Unpaired Spectrum

Flexible spectrum use

Fleksibilitas dicapai jika dipertimbangkan mengikuti : Koeksistensi antara operator di wilayah geografis yang sama pada pita Kerjalokasi peralatan BS antara operator Koeksistensi dengan layanan pada pita frekuensi adjecent dan di seluruh negara Rilis frekuensi independen pita prinsip

Flexible channel bandwidth use Fleksibilitas yang dicapai dengan skala bandwidth

Sinyal OFDM Murni 90% darisaluran bandwidth (78% untuk kasus 1,4 MHz)

Contd

jumlah resource tergantung oada besarnya kanal bandwidth

RF requirements for LTE Persyaratan BS dan UE untuk mengirim dan menerima kinerja Karakteristik pemancar : power maksimum, dinamika output daya, kualitas sinyal yang ditransmisikan, intermodulasi emisi pemancar yang tidak dikehendaki Karakteristik penerima : mengacu tingkat sensitivitas, penerima rentang dinamik, Selektivitas Saluran Adjecent, bloking penerima, intermodulasi penerima, emisi penerima tersebar Fleksibilitas dalam bandwidth yang dipertimbangkan Daerah Peraturan

Jaringan sinyal dari kebutuhan RF untuk UE Eropa: ETSI, ECC, US: FCC

LTELTE Advancederika kusumasari rosita

Why SAE?? Packet Switched data menjadi lebih dominan VoiP metode terbaik untuk mentransfer voice data Jumlah data meningkat User dapat menerima kualitas dan layanan yang lebih bagus

LTE Advanced

Evolution from LTE 2000 LTE Advanced

System Performance

Technical Outline to Achieve LTE-Advanced Requirements

Support wider bandwidth

Carrier aggregation to achieve wider bandwidth Support of spectrum aggregation Peak data rate, spectrum flexibility

Advanced MIMO techniques Extension to up to 8-layer transmission in downlink

Introduction of single-user MIMO up to 4layer transmission in uplink

Coordinated multipoint transmission and reception CoMP transmission schemes in downlink Joint processing (JP) from multiple Geographically separated points Coordinated scheduling/beamforming Similar for the uplink Dynamic coordination in uplink scheduling Joint reception at multiple site

RelayingType 1 relay Relay node (RN) creates a separate cell distinct from the donor cell UE receives/transmits control signals for scheduling and HARQ from/to RN RN appears as a Rel. 8 LTE eNB to Rel. 8 LTE UEs

Performansi dari 3G evolution

Performance LTE pada 3GPPTarget pengukuran sistem performansi Average user throughput Cell-edge user throughput Spectrum efficiency Coverage