Internal OWA200004 WCDMA Gerenciamento dos recursos de rádio (RRM) ISSUE 1.0 www.huawei.com HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved
Capítulo 1 Introdução ao RRM Capítulo 2 Configuração de canais Capítulo 3 controle de potência Capítulo 4 Gerenciamento de Mobilidade Capítulo 5 Controle de Carga Capítulo 6 Controle do modo AMR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 2
Introdução ao RRM RRM: Radio Resource Management RRM é responsável pelo suprimento de cobertura ótima, oferecendo a máxima capacidade planejada, garantindo a qualidade de serviço (QoS) necessária e assegurando eficiente uso dos recursos de físicos e de transporte. Potência é o recurso de rádio mais importante. A melhor forma de se utilizar este recurso é o controle de potência de consumo estrito. [Aumentar a potência de transmissão para melhorar a QoS de um certo usuário. [ Entretanto, devido a auto-interferência, este aumento deve resultar em maior interferência em outros usuários e conseqüentemente reduzir a QoS. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 3
Algoritmo RRM no fluxo de chamadas (1) RAB RAB ASSIGNMENT (QoS) Iu CN CN QoS mapping QoS mapping Configuração dos canais -- configuração Dos canais fundamentais RNC RNC Admission control Admission control Controle de carga --access control Controle de carga --balanceamento de carga Request of of code coderesource Configuração dos canais -- Gerenciamento dos recursos de códigos Configuration of ofaccess accesslayer HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 4
Algoritmo RRM no fluxo de chamadas (2) Channel setup setupand call callinitiated Controle de potência Loop aberto Controle de carga --balanceamento de carga Power control Power control Change of of service servicerate rate Handover Controle de potência Loop fechado Configuração de canais --DCCC AMRC Gerenciamento de mobilidade Call end Call end Resource release Resource release End Configuração de canais Gerenciamento de recursos de códigos HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 5
Classificação do RRM Baseado em diferentes objetivos, RRM é classificado como: Orientado à conexão RRM, que garante QoS da conexão e minimiza os recursos de rádio alocados a uma conexão. [Configuração dos canais, controle de potência, handover [Uma entidade dedicada é criada para gerenciar a configuração dos recursos de cada conexão. Orientada a célula RRM, o qual maximiza os usuários em uma célula e assim aumenta a capacidade garantindo a estabilidade da célula. [Gerenciamento dos recursos de códigos, controle de carga [ Uma entidade dedicada é criada para cada célula para o gerenciamento de seus recursos. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 6
Procedimento RRM Procedimento fundamental do gerenciamento dos recursos de radio Controle de medidas medidas [ UE, NodeB, RNC Relatório de medidas Decisões A implementação do controle de recursos HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 7
Capítulo 1 Introdução ao RRM Capítulo 2 Configuração de canais Capítulo 3 controle de potência Capítulo 4 Gerenciamento de Mobilidade Capítulo 5 Controle de Carga Capítulo 6 Controle do modo AMR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 8
Capítulo 2 Configuração dos canais 2.1 Configuração fundamental de canal 2.2 Configuração dinâmica de canal HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 9
Configuração fundamental de canal A configuração fundamental de canal mapeia as facilidades de QoS RAB requisitadas pelo CN nos parâmetros correspondentes e modo de configuração em cada camada AS QoS requisitada pelo CN [ Classes de tráfego Conversação Streaming Interativo Background [Demanda de taxa [ Demanda de Qualidade(BLER) [ Atraso (time delay) HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 10
Mapeamento de QoS RAB RB RB Radio Bearers RLC entity DTCH DTCH DCCH DTCH RLC Sublayer Logical Channels TrCH Mac-d TrCH TrCH Mac-c TrCH MAC Sublayer Chansport Transport Channels channels Coding& RM&Mux CCTrCH Coding& RM&Mux Physical Layer DPDCH DPCCH HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 11
Configuração de Parâmetros de RB e RLC Parâmetros RB [ Número RB Parâmetros RLC [Diferentes modos de transferência RLC Modo transparente(tm -Transparente mode ) Modo sem reconhecimento (UM -Unacknowledged mode ) Modo com reconhecimento (AM -Acknowledged mode ) [Diferentes parâmetros de canais lógicos HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 12
Configuração dos parâmetros MAC Parâmetros MAC A relação de mapeamento/multiplexagem entre canais lógicos e de transporte [ Diferentes tipos e parâmetros dos canais de transporte Canais dedicados (dedicated channel) Canais comuns (common channel) [Diferentes configurações da entidade MAC MAC-d/MAC-c [Configuração de prioridades da sub-camada MAC [Configuração TFCS HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 13
Configuração de parâmetros PHY Parâmetros PHY [ Relação de mapeamento dos canais de transporte para os canais físicos [Esquema de codificação Código convolucional Código Turbo Sem codificação [Comprimento do interleaving [ Atributos de adequação de taxas [Fator de espalhamento (SF -Spreading factor) [Offset de potência [ Outros parâmetros de camada física, tais como modo de diversidade. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 14
Capítulo 2 Configuração dos canais 2.1 Configuração fundamental de canal 2.2 Configuração dinâmica de canal HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 15
Serviços BE (Best Effort) DCCC: Dynamic Channel Configuration Control Objeto do DCCC: serviço melhor esforço (BE) Facilidades dos serviços BE [A taxa dos recursos do serviço varia grandemente [Menor demanda quanto a atrasos [Maior demanda na taxa de erros de bits [RLC utiliza modo com reconhecimento (AM), assim todos os dados devem ser armazenados na memória RLC. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 16
Configuração dinâmica de canais Objetivo do DCCC [ Atender as necessidades de bandwidth dos usuários com o maior grau possível [Otimizar o uso dos recursos da interface aérea [Atender às flutuações necessárias para taxa de dados DL Transport Channel Traffic Volume Threshold MAC-d Configuration in L2 Signaling bearer RLC DCCH RLC DTCH Channel Switching [Salvar a codificação dos recursos de canais de downlink (código OVSF) Alcançar bandwidth on demand DCH1 TFC Select DCH2 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 17
Decisão do DCCC Decisão do DCCC [ Reporte de medidas do volume de tráfego na memória RLC [Decidir se deve alterar a bandwidth usada por um UE dinamicamente em função dos resultados de medições. [Considerar se existe limitações na interface ar durante a decisão de reconfiguração. Isto éexecutado medindo-se a potência de transmissão do UE tanto no downlink quanto uplink. As decisões de uplink & downlink DCCC são as mesmas, mas executadas respectivamente. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 18
Implementação do DCCC Implementação do DCCC [Reconfiguração dos canais de transporte RB Cell-FACH-->Cell-DCH Cell-DCH-->Cell-DCH, incluindo redução/incremento de bandwidth Cell-DCH-->Cell-FACH DCCC também restringe a seleção do TF na camada MAC baseado na requisição de controle de congestionamento HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 19
Efeito do DCCC Alocação de Bandwidth sob demanda Capacidade do sistema Configuração tradicional de canais Taxa da fonte de serviço DCCC HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 20
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Efeito perto-longe (near-far) no CDMA Prx de um usuário A Prx de um usuário B P(w) A P(w) B P(w) Potência recebida pelo NodeB w w Ptx do usuário A P(w) Ptx do usuário B P(w) w De-espalhamento w O usuário comunica com sucesso O usuário B é submergido devido àforte interferência do usuário A w HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 22
Classificação do controle de potência Controle de potência [Controle de potência de uplink Controle de potência de loop aberto Controle de potência de loop fechado Inner loop power control Outer loop power control [Controle de potência de downlink Controle de potência de loop aberto Controle de potência de loop fechado Inner loop power control Outer loop power control HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 23
Controle de potência de Loop aberto para DPCH Convergência inner loop power control Potência Precisamente calcula a potência de transmissão inicial do inner loop necessário para diminuir o tempo de convergência Reduz o impacto na carga do sistema Potência tempo tempo HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 24
Controle de potência de Loop aberto para PRACH BCH: potência do canal CPICH nível de interferência de UL NodeB RACH UE A perda no percurso é definida de acordo com a potência de transmissão do CPICH e potência recebida. Controle de potência de loop aberto é utilizado para decidir a potência inicial do preâmbulo PRACH de acordo com a perda na propagação. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 25
Controle de potência de loop aberto de Uplink Dados de tráfego com BLER estável pode ser conseguido Medir&comparar a BLER dos dados recebidos Medir a BLER do canal de transporte meidr&comparar SIR do sinal recebido Outer loop Inner loop Set BLERtar Set SIRtar Transmit TPC RNC 10-100Hz NodeB UE HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 26
BLER--SIR O objetivo do algoritmo de PC de loop aberto émanter a qualidade da conexão a níveis definidos pela qualidade necessária ao serviço bearer (QOS). De acordo com princípios de comunicações wireless, BLER pode ser alterada com o ambiente wireless com SIR fixo. BLER Curvas diferentes correspondentes com diferentes ambientes múltiplos percursos. SIR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 27
Controle de potência de downlink Medir e comparar a BLER UE Layer 3 1500Hz Outer loop Set SIRtar 10-100Hz Transmit TPC Inner loop UE physical layer NodeB Medir e comparar a SIR Controle de potência de loop aberto e fechado de downlink HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 28
Capítulo 1 Introdução ao RRM Capítulo 2 Configuração de canais Capítulo 3 Controle de potência Capítulo 4 Gerenciamento de Mobilidade Capítulo 5 Controle de Carga Capítulo 6 Controle do modo AMR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 29
Modos e estados de operação do UE IdleMode O UE não tem relação com o UTRAN, e somente com o CN. Para a transferência de dados, uma conexão de sinalização deve ser estabelecida UE fica acampado em uma dada célula [O UE fica recebendo informações do sistema da PLMN [ UE pode receber mensagens de "paging" dos canais de controle da célula. [Possibilita que o UE receba serviços de broadcasting na célula. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 30
Modos e estados de operação do UE Cell-DCH Modo ativo (active state) Comunicação através de canais dedicados UTRAN sabe em qual célula o UE está. Cell-FACH Modo ativo (active state) Pequeno volume de dados a serem transferidos no uplink e no downlink. Não há a necessidade de alocação de canais de dados dedicados para esta comunicação. O downlink utiliza FACH e o uplink utiliza RACH. UE necessita monitorar o FACH para informações relacionadas a este. UTRAN sabe em qual célula o UE se encontra. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 31
Modos e estados de operação do UE Cell-PCH Nenhum dado a ser transmitido ou recebido. (conexão RRC existente) Monitora PICH, para recepção de paging (DRX). Diminui o consumo de potência do UE. UTRAN sabe em qual célula o UE se encontra. UTRAN deve atualizar as informações de célula do UE quando este se desloca para outra célula HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 32
Modos e estados de operação do UE URA-PCH Nenhum dado a ser transmitido ou recebido. Monitora PICH (DRX). UTRAN somente sabe em qual URA (UTRAN Registration Area) que o UE está. UTRAN atualiza as informações do UE somente após o UE ter deslocado para outra URA. Esta éuma forma de diminuir a ocupação dos recursos e transmissão de sinalização HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 33
Classificação do Handover Hard handover Intra-frequency hard handover Inter-frequency hard handover Inter-system handover Soft handover Softer handover HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 34
Hard handover Dados recebidos/env iados do/pelo UE BS servidora UE move-se BS alvo tempo HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 35
Hard handover Dados recebidos/env iados do/pelo UE GAP de comunicação BS servidora BS alvo UE move-se tempo Características do hard handover: [HHO causa uma desconexão temporária em serviços de tempo real (RT) e não provoca perdas em serviços que não são de tempo real. [O UE deve ser equipado com dois receptores ou suportar modo comprimido (compressed mode) para efetuar medidas entre sistemas. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 36
Soft handover Dados recebidos/env iados do/pelo UE BS servidora UE move-se BS alvo tempo HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 37
Soft Handover Dados recebidos/env iados do/pelo UE Nenhum GAP de comunicação BS servidora UE move-se BS alvo tempo Características do soft handover [ Seamless handover: não há desconexão do radio access bearer. [ Para permitir um nível de recepção suficiente para manter a comunicação, os sinais recebidos de múltiplas células devem ser combinados a nível de símbolo quando o UE mover-se em áreas de bordas entre células. [ O ganho de macro diversidade alcançado pela combinação de sinais recebidos no NodeB (softer handover) ou no RNC (soft handover) melhora a qualidade de sinal de uplink, diminuindo a potência de transmissão do UE. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 38
Softer Handover Para o soft handover, a combinação de múltiplos RL utiliza maximum ratio combination (RAKE combination) no downlink e selection combination no uplink. Quando duas células envolvidas no soft handover pertencentes a um mesmo NodeB, maximum ratio combination pode ser utilizado no uplink. Neste caso o handover ésofter handover. Softer handover possui alta prioridade nos esquemas de handover pois maximum ratio combination possui um maior ganho em relação selection combination. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 39
Soft Handover Active set [Inclui todas as células participantes em uma conexão SHO de um terminal. Monitored Set [Este conjunto inclui todas as células que são continuamente monitoradas/medidas pelo UE e que não estejam incluídas no active set. Detected Set HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 40
Soft Handover HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 41
Aplicações de Hard Handover no 3G Intra-frequency hard handover [Quando inter-rnc SHO não pode ser executado ou não é permitido. Inter-frequency hard handover [Necessário em certas células devido ao planejamento de rede [Balanceamento de carga entre portadoras Inter-system handover [Evolução gradativa 2G-3G [ Área de cobertura finita na fase inicial do 3G HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 42
Introdução ao modo comprimido (Compressed Mode) Compressed Mode [Células vizinhas intra-frequency podem ser medidas simultaneamente com a transmissão normal do UE utilizando receptor RAKE. [Medidas de vizinhas Inter-frequency ou inter-system necessita que o UE execute medidas em diferentes portadoras, o que pode ser feito por múltiplos receptores ou no modo comprimido. [No CM, a transmissão e a recepção normal são interrompidas por um certo período de tempo, permitindo que o UE meça outras portadoras. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 43
Compressed Mode Objetivo do modo comprimido: UE realiza medidas e sincronização com uma célula alvo quando handover inter-frequency e inter-system énecessário. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 44
Classificação do modo Comprimido Downlink compressed mode [Para derivar intervalos para que o UE s meça e sincronize com outras células, existem três esquemas opcionais: SF/2 rate matching/puncturing higher layer scheduling Uplink compressed mode [Para evitar interferência nas medidas e sincronismo de downlink quando o UE estiver medindo uma determinada célula. [As capacidades do UE são quem decidem se o modo comprimido énecessário, Apresenta 2 esquemas opcionais SF/2 higher layer scheduling. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 45
Características do modo comprimido (Compressed Mode) [Todos os parâmetros do modo comprimido são determinados pelo UTRAN. [ A sua utilização deve reduzir a performance do sistema. Algoritmos complexos são necessários para decisão de quando entrar e quais parâmetros são necessários no modo comprimido. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 46
Realocação SRNS(C) CN CN SRNS DRNS RNS SRNS Vantagens [ Reduz fluxo de dados na interface Iur [Melhora a adaptabilidade do sistema. [Reduz atrasos Problemas [ Grande volume de sinalização énecessário para a iteração HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 47
Capítulo 1 Introdução ao RRM Capítulo 2 Configuração de canais Capítulo 3 Controle de potência Capítulo 4 Gerenciamento de Mobilidade Capítulo 5 Controle de Carga Capítulo 6 Controle do modo AMR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 48
Classificação do controle de carga Classificação técnica: [Controle de admissão de chamadas (Call Admission Control) [Balanceamento de carga entre células (Load balance) [Controle de congestionamento (Congestion control) HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 49
Admission Control (AC) AC é utilizado na decisão se um novo RAB é admitido ou um RAB atual pode ser modificado. Admission control (AC) é executado no uplink e downlink separadamente. A estratégia é tal que um novo bearer éadmitido somente se a carga total após a admissão permaneça abaixo de um limiar estabelecido pelo RNP. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 50
Load Balance Load balance entre células [Load balance entre intra-frequency cells Cell breathing [Load balance entre inter-frequency cells Inter-frequency load balance [Controle de usuários potenciais HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 51
Cell Breathing CRNC O objetivo é o compartilhamento de carga de certas células hot com células limítrofes, aumentando assim o uso da capacidade do sistema cell breathing HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 52
Potential User Control Potential user control [ Evita o desbalanceamento de carga quando UEs entram no estado de dados (DCH state). Faz com que UEs no idle mode ou non-dch connected mode acamparem células com baixa carga a priori. [Para alcançar este objetivo, a mudança dos parâmetros de seleção e re-seleção de célula dinâmicos. [Potential user control éexecutado pelo uso de mensagens do sistema. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 53
Congestion Control As medidas que permitem o uso completo da capacidade do controle de admissão dos recursos do sistema, load balance entre células, packet scheduling não são suficientes para garantir estabilidade absoluta, e conseqüentemente tecnologias de controle de congestionamento devem ser introduzidas. Objetivo [ Assegurar que a carga do sistema esteja abaixo de um limiar estável absoluto. Métodos de controle de congestionamento [ Reduz temporariamente a QoS dos tráficos com baixa prioridade [Reduz temporariamente a QoS do tráfego CS em condições extremas HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 54
Capítulo 1 Introdução ao RRM Capítulo 2 Configuração de canais Capítulo 3 Controle de potência Capítulo 4 Gerenciamento de Mobilidade Capítulo 5 Controle de Carga Capítulo 6 Controle do modo AMR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 55
Codificação AMR O sistema WCDMA utiliza codificador de voz Adaptive Multi- Rate (AMR), que é uma linear prediction coding. Rate no. Sub-flow 1 block size (bit) Sub-flow 2 block size (bit) Sub-flow 3 block size (bit) Combination block size (bit) rate (kbps) 0 0 0 0 0 No data 1 39 0 0 39 SID 2 42 53 0 95 4.75 3 49 54 0 103 5.15 4 55 63 0 118 5.9 5 58 76 0 134 6.7 6 61 87 0 148 7.4 7 75 84 0 159 7.95 8 65 99 40 204 10.2 9 81 103 60 244 12.2 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 56
MOS e CIR HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 57
AMR Speech Características do AMR speech: [Em certos níveis de carga (que correspondem com o CIR do UE), o Mean Opinion Score (MOS) experimentados pelos usuários não aumenta linearmente com a taxa de voz que o UE utiliza. Ou seja, em certos níveis de carga, a mais apropriada taxa AMR de voz éutilizada para se conseguir o mais alto MOS. Isto não se refere àtaxa mais alta, mas sim uma taxa intermediária apropriada. [Limitações da potência máxima de transmissão do UE s restringe a cobertura de uplink AMR speech. Para aumentar esta cobertura de uplink do AMR, a taxa de uplink deve ser reduzida sem degradar a qualidade de voz do UE s. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 58
Controle do modo AMR (AMR Mode Control) AMR mode control deve balancear o nível de carga, e: [Reduzir a taxa AMR em condições de alto tráfego, e assim reduzir a carga do sistema e melhorar a qualidade de conversação relativa. [Aumentar a taxa AMR em condições de carga leve, aumentando-se a QoS. O controle do modo AMR pode ser executado a cada 20ms! Reduzir a taxa do AMR com efetivamente aumentar a cobertura de uplink. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. All rights reserved Page 59
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