UMTS, HSDPA, HSUPA

1. Compara ie între performan eleț ț
UMTS/HSDPA( High Speed
Downlink Packet Access)/HSUPA
(High Speed Uplink Packet Access)

2. Introducere
● In 1999, 3rd Generation Partnership (3GPP) lanseaza Universal Mobile
Telecommunications System (UMTS)
• UMTS foloseste WDCDMA (wideband code division multiple access) si a fost
coneput pentru a oferi aplicatii multiservice
• QoS a fost infiintat pentru a asigura o buna planificare si optimizare a
retelelor
• WDCDMA are eficiente spectrale si hardware mai mari comparativ cu
GPRS/EGPRS
• Conceptul “anywhere, anytime” forteaza cresterea exponentiala a capacitatii
sistemelor de comunicatiilor de date, aducand utilizatorului un serviciu
multimedia cat mai bun.

3. ● High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) apare in Release 5 3GPP din
martie 2002 cu viteze de pana la 1.8 Mbps
• In decursul anului 2006 se atinge o viteza maxima de 3.6 Mbps
• Spre sfarsitul anului 2007 se porneste revolutia IP pentru mobile
odata cu atingerea unei rate de 14.4Mbps
• In decembrie 2004, Release 6 3GPP introduce HSUPA (High Speed Uplink
Packet Access)
• E-DCH (enhanced-Dedicated Channel)
• HSUPA a fost implementat spre sfarsitul anului 2007 atingand
ulterior viteze peak de 3-4 Mbps
• HSDPA + HSUPA capata denumirea de High Speed Packet Access
(HSPA)
• HSPA este implementat peste retelele 3G, micsorand upgrade-ul
Echipamentelor
• Se ating viteze practice de 2Mbps in DL si 1 Mbps in UL cu latente
sub 100ms

4. ●
●HSPA este ideal pentru VoIP (Voice over IP) datorita latentei scazute, oferind o
rata de date satisfacatoare – se considera o trecere catre o solutie All-IP

6. UMTS
Arhitectura Retelei
● UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) foloseste doua moduri de interfata
radio: FDD si TDD (time/frecv division duplex)
• Reteaua UMTS este alcatuita din 3 module de arhitectura de nivel inalt: User
Equipment (UE), UTRAN si Core Network (CN)
• UE se refera la echipamentul cu care interactioneaza user-ul
• UTRAN este responsabil pentru interfetele radio si asigura conexiunea cu
CN
• CN este responsabila pentru legaturile cu retelele externe: ISDN (integrated
services digital networks), PSTN (public switched telephone networks), PLMN
(public mobile networks)

8. ● UE cuprinde: ME (mobile equipment) si UMTS subscriber Identity Module
(USIM) – smart card cu identitatea abonatului, informatie de autentificare si
codurile de criptare
• UTRAN cuprinde:
– Node B – conversia datelor de pe interfata Uu radio la interfata logica lub
si participa la gestionarea resurselor radio (RRM);
– RNC: gestioneaza unul sau mai multe Noduri B si are 3 roluri logice: de
control (CRNC), de servire (SRNC) si drift RNC (DRNC) – controleaza celule
utilizate pe telefoanele mobile.
– Interfata lur permite soft handover (SHO) intre nodurile B ce apartind
diferitelor RNC-uri.
• Core Network (CN) a fost adaptat din reteua GSM si contine:
– Home Location Register (HLR)
– Mobile Switching Center/Visitor Location Register (MSC/VLR)
– Gateway MSC (GMSC)
– Serving GPRS support Node (SGSN)
– Gateway GPRS support Node (GGSN).

9. UMTS
Interfata Radio
● WCDMA interfata de banda larga cu acces multiplu prind divizare de cod, cu
o rata de chip de 3.84 Mcps cu un canal radio de 4.4 Mhz cu o separare de
5Mhz.
• Caracteristici WCDMA:
– Rata de biti mare
– Intarzieri scazute
– Mobilitate pentru voce si pachete de date
– Compatibilitate cu retelele existente GSM/GPRS.
• WCDMA este cunoscut pentru control de putere si soft/softer Handovers
• Soft handovers (SHO) se produc atunci cand MT este simultan conectat la 2
celule sau sectoare de celule, iar tranzitia este facuta de RNC prin atribuirea
sectoarelor altor Noduri B
• Softer handovers sunt tranzitiile facute intre sectoare din aceeasi celula si
sunt gestionate de Node B.

10. ● Datele de nivel inalt sunt transportate prin canale alocate in diferite canale
fizice
• Sunt definite doua tipuri de canale fizice: canal dedicat si canal comun
• UTRA presupune un singur canal de transport dedicat: DCH (dedicated
channel) si un canal UL sau DL responsabil pentru transportul tuturor datelor
utilizatorilor (canal comun).
• DCH contine: DPDCH (dedicated Physical Data Channel) si DPCCH
(dedicated physical controlk channel)
• DL contine: BCH (broadcast channel), FACH (forward access channel), PCH si
DSCH (downlink shared channel)
• UL contine: RACH (random access channel) si CPCH(common packet
Channel)
• BCH, RACH,FACH si PCH sunt esentiale pentru functionarea unei retele
UMTS; DSCH si CPCH sunt optionale.

11. UMTS
Servicii si Aplicatii
● UMTS a fost conceput pentru a oferi servicii flexibile, in comparatie cu
sistemele 2G care au fost proiectate pentru a asigura o conexiune stabila de
voce
● Serviciile oferite de ratelele UMTS sunt imaprtite in 4 clase de traffic cu
diferite cerinte de QoS, 3GPP01 si 3 GPP02: Conversational, Streaming,
Interactive si Background
● Aceste 4 clase difera prin timpul de raspuns.
● Conversational: are o limita de intarziere de 40 ms si este utilizata pentru
voce, VoIP si telefonie Video
● Streaming: Real Time Audio si Video Sharing si are pretentii mari pentru jitter
cu toate ca poate suporta un delay mai mare decat clasa Conversational
● Interactive: Navigarea paginilor web si jocurile multiplayer online. Delay-uri
mari sunt acceptate.
● Background: accepta cele mai mari intarzieri si ofera servicii precum, E-mail,
MMS si descarcari generale de pe internet.
● Cu in troducerea HSDPA si HSUPA din versiunile recente, este de asteptat
ca aplicatii noi si captivante sa fie implementate, profitand de oportunitatile
deschide de aceste tehnologii.

13. HSDPA
● Nivelul fizic
● Modulatii folosite: initial QPSK
● In bune conditii ale mediului radio: 16QAM sau 64QAM
● Se utilizeaza HARQ cu retransmisia pachetelor eronate
● Viteza de transfer a datelor se ridica la 42 Mbit/s si cu
HSPA+ poate fi chiar 337Mbit/s cu Release 11 a
standardului 3GPP
● Codare turbo pentru medii cu foarte mult zgomot
●

14. Canale fizice:
● HS-SCCH
● HS-DPCCH
● HS-PDSCH
Canalul virtual de nivel transport : HS-DSCH
● Este implementat prin introducerea celor 3 canale de nivel
fizic de mai sus
● Partajarea canalului HS-DSCH este partajat intre
utilizatori pentru optimizarea conditiilor radio disponibile

15. ● Canalul HS-SCCH:
informeaza utilizatorul ca datele vor fi trimise pe HS-
DSCH cu 2 sloturi inainte
● Canalul HS-DPCCH:
transporta informatii de confirmare (ACK)
indicatorul CQI
● Canalul HS-PDSCH:
datele propriu-zise ale utilizatorului

16. HSUPA
Introducere
● High-Speed Uplink Packet Access
● HSPA 3G protocol
● Viteza uplink pana la 5.76Mbit/s
● UMTS, Release 6 (publicat de 3GPP)
● Tipul de modulatie: BPSK
● Au fost introduse noi canale:
– E-DPDCH – pentru datele utilizatorilor;
– E-DPCCH – pentru datele de control.

17. HSUPA

18. HSUPA
● Scopuri principale:
– imbunatatirea legaturilor ascendente;
– cresterea capacitatii;
– cresterea transferului de date;
– reducerea intarzierilor.
● Spre deosebire de HDSPA, legaturile ascendente sunt
ortogonale intre ele
● Ca si in WCDMA, controlul puterii este esential

19. HSUPA
● Foloseste un planificator de pachete(ca si HSDPA)
● Cererea de transmisie(informatii):
– starea buffer-ului de transmisie;
– coada de asteptare a UE-ului;
– Puterea disponibila.
● Permite un mod de transmisie,non-scheduled, initiat de
UE, care poate fi folosit pentru serviciile VoIP.

20. HSUPA
● Managementul Resurselor Radio:
– Imbunatatirea capacitatii si transferului de date
● Functiile RRM-ului sunt impartite intre:
– RNC;
– Node B;
– MT.