Birinci Nesil Hücresel Sistemler

Birinci nesil hücresel sistemler genel olarak analog Frekans Modülasyon(FM) tekniklerini kullanır.Buna örnek olarak AMPS (Advanced Mobile Phone System ) verilebilir.AMPS ses iletiminde FM teknolojisini ve kontrol bilgisi iletiminde sayısal işaretleşmeyi kullanır.Tüm birinci nesil hücresel sistemlerde  hücreler kümesi içinde her bir kanal tek frekans bandına ayrılır.Yöntem Frekans bölüşümlü  çoklu erişim (FDMA) dır. Diğer birinci nesil sistemler ;

v Yakın bant AMPS(NAMPS)

v Toplam erişim hücresel sistemi(TACS)

v Nordic Mobil telefon sistemi (NMT-900)

İkinci Nesil Hücresel Sistemler

Birinci nesil sistemlerinin artması ve kullanıcı sayısının hızlı artışı bu sistemlerin gelişmesine sebep olmuştur.Bütün  ikinci nesil sistemler sayısal modülasyon yapıları ile oluşturulur. TDMA ve CDMA gibi teknikler FDMA ile kullanılır.İkinci nesil hücresel sistemler ;

v Birleşik Devletler Sayısal Hücresel yapısı (USDC) standartları IS-54 ve IS-136’dır.

v GSM (Global  System for Mobile Communications)

v Pasifik Sayısal Hücresel Sistemi(PDC)

v CdmaOne

3.Nesil Kablosuz Haberleşme

Kablosuz  haberleşme alanında son yıllardaki  gelişmelerden en önemlisi insanların radyo dalgaları yardımıyla gerçek zamanlı multimedya uygulamalarını gerçekleştirebiliyor olmasıdır.

            Bu şekilde haberleşme ile kullanıcılar şebeke kapsama alnında iseler 144kbit/sn,384 kbit/sn ve daha lokal alanlarda (fabrika,iş ev vs) 2Mbit/sn iletim hızına ulaşılabilmektedir.

            1980’lerin başında kullanılmaya başlanan 1.nesil analog kablosuz sistemler sayesinde haberleşme kavramının 2 sabit nokta arasında olması zorunluluğunu da kaldırmıştır.Mobil telefonlar ilk zamanlarda daha çok işadamları tarafından kullanılmaktaydı.Fakat günümüzde şebeke ağlarının kapsama alanlarının artması,maliyet düşümü sayesinde mobil iletişim sistemleri hayatımızın vazgeçilmezleri olmuştur.2.nesil sayısal teknolojiler 1.nesil teknolojilere göre büyük avantajlar sağlamışlardır.Bunlar;

v Mevcut frekans spektrumu içerisinde çok daha fazla kullanıcının şebeke tarafından desteklenmesi

v Daha geniş güvenlik önlemleri ve daha kaliteli ses

v Yeni ve daha gelişmiş sistemlere adaptasyon

3.Nesil uygulamalarına örnek verecek olursak;

LAN ve İntranet alanında kablosuz olarak;

v Dosya transferi

v E-mail

v Şirket bilgileri

İnternet  uygulamalarında kablosuz olarak;

v İnternette dolaşım

v Görüntülü telefon

v E-Mail

v Network oyunları

-Video konferansı

-Yüksek kalitede ses ve müzik

-Server uygulamaları vs şekline örnekler verilebilir.

3.Nesil Sistemlerin gereksinimleri

v En düşük 144kbit/s ve 384 kbit/s ‘den 2Mbit/s hıza kadar veri iletim hızını desteklemelidir

v Simetrik ve Asimetrik veri iletimini desteklemelidir.

v İnternet ve benzeri uygulamalar için paket anahtarlama ve  video konferans  gibi uygulamalar destek sağlamalıdır

v İyi bir ses kalitesini desteklemelidir

v Eski sistemlere nazaran daha büyük bir kapasite sağlanmalıdır.

v Farklı iletişim sistemlerinin birada çalışmasını desteklemelidir.

v Roaming’i desteklemelidir

GSM’in EVRİMİ

GSM sisteminin şebeke kapasitesinin,kapsama alanının,servis kalitesinin ve veri iletim oranlarının artırılabilmesi için geliştirilmesi gerekmektedir.

CAMEL Tekniği: Kullanıcıların bir şebekeden diğerine geçişlerde sürekli olarak akıllı şebeke servisleri tarafından desteklenmesini sağlar.

HSCSD:Veri iletim oranının artırılmasına yönelik yapılan bir çalışmadır.HSCSD sayesinde kullanıcılar her biri saniyede 14.4 kbit/s veri iletme kapasitesine sahip 4 adet zaman bölmesi (timeslot) ile desteklenmektedir.

GPRS: Veri haberleşmesi sırasında devre anahtarlamalı GSM sisteminde ilk defa paket anahtarlama tekniği kullanılarak kullanıcıya 115kbit/s veri iletim hızına sahip olma imkanı tanınmıştır.

 EDGE: GSM’de kullanılan GMSK modülasyonu yerine 3.nesil sistemlerde de kullanılacak olan  8-PSK modülasyonu kullanır ve paket anahtarlama tekniği kullanarak veri iletim oranının saniyede 384kbit ‘e ulaşmasını sağlar.

     GSM sistemini 3.nesil sistemlere taşıyacak ve yukarıda özetlenmeye çalışılan teknikler GSM’in 200 kHz’lik bant genişliğinde, TDMA çerçeve yapısında,frekans planında ve mantıksal kanal yapısında bir değişikliğe neden olamayacaktır.

Mevcut sistemlerin 3.nesil sistem kabiliyetlerine ulaşması için gereken değişiklikler

     GSM ve D-AMPS sistemleri 3.nesile yönelik olarak yaptıkları çalışmalar sırasında GPRS ve EDGE teknolojilerini kullanarak birer 3.nesil sistem olma yolunda önemli adımlar atmaları gerekmektedir.Bu teknolojileri kullanabilmeleri için mevcut şebeke alt yapısında küçük donanım ve yazılım değişiklikleri yapmalılardır.

     GSM ve D-AMPS’in 3.nesile taşınabilmesi için GPRS ve EDGE teknolojilerini kullanılması ,yeni terminallerin geliştirilmesi uluslar arası dolaşımın ve multimedya uygulamalarının kullanıma sunulmasını kolaylaştıracaktır.

     Mevcut hava arayüz standartlarının IMT-2000’nin öncülüğünde geliştirilmesine  yönelik olarak ve 3.nesil radyo erişimi için de kullanılabilecek ve 2GHz bantgenişliğine sahip bir frekans spektrumun tasarlanması çalışmalarına da başlanmıştır.

            Sayısal standartların izlemesi gereken yol aşağıdaki gibidir;

WCDMA Radyo Teknolojisi

            ETSI,UMTS için çiftleştirilmiş band içerisinde WCDMA radyo teknolojisini, çiftleştirilmemiş band içerisinde ise TDMA/CDMA radyo teknolojisini kullanmayı tercih etmiştir.

            Çiftleştirilmiş band lisanslı ve halka açık operatörler tarafından geniş bir alanda yürütülen haberleşme hizmetlerinin sağlanabilmesi için kullanılırken ,çiftleştirilmemiş   frekans bandının kullanımı lisanslı ve lisanssız servisler tarafından daha lokal bir alanda haberleşme hizmeti taleplerinin karşılanabilmesi  için tercih edilir.

            Japonya’da 3.nesil standartlarının belirlenmesinden sorumlu ARIB kurumu WCDMA teknolojisini ilk olarak 5 MHz’lik bir frekans bandı içerisinde kullanmıştır.Yine Japonya’da dünyanın en büyük GSM operatörü NTTDoCoMo’da ETSI tarafından geliştirilen hem GSM hem  de UTMS tarfından kullanılabilecek bir çekirdek şebeke üzerinde çalışmalarına devam etmektedir.Yakın bir gelecekte bu şebekenin kullanıma sunulması beklenmektedir.

            Bütün bu çalışmaların ötesinde ITU 3.nesil sistemlerin kullanımına 2GHz’lik bir frekans bandı tahsis etmiştir.

            İlk etapta WCDMA mevcut GSM frekans bandı üzerinde başlangıçta 10 MHz’e kadar olmak üzere yayılmaya başlamıştır.Zaten 3.nesil için spread ( yayılmış) spektrum tekniği kullanılarak 200 KHz’lik frekans bandı yavaş yavaş 2GHz’e çıkarılacaktır.

2. ve 3.Nesil Sistemlerin Birleşmesi:

Yeni bir şebeke mimarisine gerek kalmadan mevcut GSM şebekesinin yazılım ve donanım bazında geliştirilmesi ile çift modlu terminallere sahip kullanıcıların GSM hem de 3.nesil servislere erişim talepleri karşılanabilecek ve aynı zamanda bu kullanıcıların uluslar arası dolaşımları kolaylıkla desteklenebilecektir. Bu durum aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Access to people

Access to information and people

(voice/video)

(data,multimedia)

GPRS/EDGE

115kbit/s wide area

384kbit/s local area

WCDMA

384kbit/s wide area

2Mbit/s local area

Burada en önemli olan nokta hem 2.nesil hem de 3.nesil teknolojileri destekleyebilecek cihazların geliştirilebilmesidir.Bu cihazlarda internet protokolü (IP) EDGE,WCDMA,ILR,GSM; ve D-AMPS sistemleri göz önünde bulundurularak geliştirilmelidir.

WCDMA’nın Faydaları:  

Geniş band CDMA (WCDMA) beraberinde pek çok yeni özelliği ve faydayı sunan bir arayüz teknolojisidir.

Servis Esnekliği:

WCDMA her biri 5MHz genişliğindeki taşıyıcı bandlarının yardımı saniyede 8kbit’ten 2Mbit’e kadar veri iletim oranlarına ihtiyaç duyan çeşitli servisleri destekleyebilmektedir.

WCDMA aynı anda hem devre anahtarlama hem de paket anahtarlama teknikleriyle çalışan servisleri aynı frekans bandı üzerinde destekleyebildiğinden tek bir cihaz yardımıyla kullanıcı multimedya uygulamalarından ve devre anahtarlamalı bağlantı uygulanmalarından aynı anda yararlanabilmektedir.

Frekans Spektrumunun  Etkin Kullanımı:

WCDMA radyo teknolojisi mevcut 200kHz’lik frekans spektrumunu etkin şekilde kullanabilecek yeteneğe sahiptir.

WCDMA’in yanında HCS (Hierarchical  Cell Structure) ve yapışık (Koraharent) demodülasyon teknikleri de mevcut network kapasitesini artırabilmektedir.

3.nesil sistemler için tasarlanan şebeke yapısında her bir hücre katmanı 10MHz’lik bir frekans bandına ihtiyaç duyduğundan 2 veya 3 katmanlı şebekede 30MHz’lik bir frekans bandında çalışabilir.

Şebeke Kapasitesinin Artırılması:

WCDMA radyo frekans (RF) alıcı vericileri  darband alıcı vericilere göre 8 kat daha etkin bir şekilde ses trafiğini yönetebilir.Böylece her bir RF taşıyıcısı ile 80 adet eşzamanlı ses çağrısını veya 50 adet veri uygulamasını gerçekleştirebilir.Daha büyük bir bant genişliğinde kohorent demodülasyon ve hızlı güç kontrol tekniğinin kullanımı hem yukarı bağlantı hem de aşağı bağlantı veri iletiminde avantaj sağlamaktadır.

Şebeke kapasitesinin artırılmasına yönelik olarak kullanılan tekniklerden biri de HCS(Hierarchical  Cell Structure) ‘dir.HCS ,WCDMA taşıyıcıları arasında mobil yardımcı ara frekansı olarak adlandırılan yeni bir yöntem kullanmaktadır.

Ses Trafiği Kapasitesinin Artırılması:

            WCDMA tekniği,ses trafiğinin de spektrumunun etkin kullanımı ile desteklenmesini sağlar.Böylece 30 MHz’lik  bir frekans bandında her bir hücre için en az 192 ses çağrısını aynı anda gerçekleştirir.

Çeşitli Servislere Aynı Anda Erişebilme:

WCDMA tekniği ,3.nesil sistemler için kullanılacak bant genişliğinin yardımıyla hem devre anahtarlamalı hem de paket anahtarlamalı servislerin desteklenebilmesini sağlayacaktır.Bu servislerde mevcut bant genişliği içerisinde rasgele dağıtılacaklardır.Bu dağıtımda göz önünde bulundurulacak tek parametre uygulamanın ihtiyaç duyduğu servis kalitesi (QoS) seviyesidir.Böylece her bir WCDMA terminali (mobil telefon,PDA gibi) ses çağrıları yaparken aynı anda faks,E-Mail gönderimi gibi servislerden de yararlanabilecektir.

Hızlı Servis Erişimi:

            3.nesil servisler için hem multimedya servislerine erişilebilmesi hem de saniyede 384kbit veri iletim oranına ihtiyaç duyan paket data servislerinden yararlanabilmesi için bir rasgele erişim prosedürü geliştirilmiştir.Bu prosedür de bir mobil kullanıcı ile baz istasyonu arasında bağlantının kurulabilmesi için sadece birkaç milisaniyeye ihtiyaç duyulmaktadır.

Eşzamansız Radyo Erişimi:

WCDMA, radyo baz istasyonlarının senkronize bir şekilde çalışabilmesini sağlauyabilecek kendine özgü bir haberleşme altyapısına sahip olmakla farklı bir sistemle senkronize çalışma zorunluluğundan kurtulacaktır. WCDMA’nin sahip olacağı bu fonksiyonun faydasını şu örnekle açıklayabiliriz.CDMA /IS-95 sistemi bazı uygulamaları gerçekleştirebilmek için GPS sistemi ile senkronize çalışmak zorundadır.Böyle bir zorunluluk ise hem uygulamanın yönetilebilmesini zorlaştırmakta hem de pahalı bir halle getirebilmektedir.

Ekonomi:

WCDMA sisteminin 2.nesil dijital bir hücresel bir şebekeye adapte edilmesi ve hem 2.nesil hem de 3.nesil şebeke arasında  sorunsuz bir çalışma ortamının oluşturulması bu işlemler için geliştirilen çekirdek şebeke tarafından sağlanacaktır.Pek çok uygulama için 2.nesil baz istasyonları sisteminin de kullanılmasına devam edilecektir.

WCDMA şebekesi ile çekirdek şebeke arasındaki bağlantılar ise ATM adaptasyon katmanı 2 yani AAL2 tarafından sağlanır.Bu arayüz veri paketlerinin yönetilmesini etkin bir şekilde sağlamaktadır ve standart E1/T1 hatlarının kapasitesini artırmaktadır ve iletim maliyetlerini düşürmektedir.

Sorunsuz Erişim:

               Hem 2.nesil hem de 3.nesil içerisinde çalışabilen dual modlu terminaller yardımıyla kullanıcılar her iki sistemi destekleyen şebekeler arasında sorunsuz bir şekilde dolaşabilecek ve veri servislerinden rahatlıkla yararlanabileceklerdir.3. nesil sistemler için Avrupa’da Japonya’da ve GSM operatörlerine sahip ülkelerde WCDMA erişim tekniğinin seçilmesi yeni nesil servisler için global bir standartın oluşturulabilmesini sağlayacaktır.

WCDMA’in Ayak Sesleri:

            WCDMA’in ticari uygulamamlar için Japonya’da kullanılabilmesine yönelik olarak yapılan çalışmalara hız verilmiştir ve bu çalışmalar NTT DoCoMo tarafından yapılmaktadır.Bunun yanında da Avrupa,Japonya ve Amerika’da pek çok üretici 3G için yapılan çalışmaları desteklemektedir.

            Avrupa’da WCDMA ilgili çalışmalara 1989 yılında ileri haberleşme teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik olarak yapılan araştırmaların bir parçası olarak başlanmıştır.

Deneysel WDCMA Sistemi:

            Ericsson şirketi IMT-2000 tarafından yürütülen 3.nesil standardizasyon çalışmalarının kolaylaştırılmasına yönelik olarak şekilde de görüldüğü üzere deneysel bir WCDMA sistemi geliştirmiştir.Bu sistem yeni 3.nesil servislerin, teknik çözümlerin ve WCDMA’ya özgü karakteristiklerin tasarlanabilmesine imkan tanımaktadır

Deneysel WCDMA sistemi  bir adet test mobil servisler anahtarlama merkezi (test MSC),bir adet radyo şebeke kontrolörü (RNC), üç adet BTS, her biri 5 MHz’lik iki adet taşıyıcı frekans bandı, 6 ve daha fazla sektör ile sistemin testi ve geliştirilebilmesi için kullanılacak test mobil istasyonundan oluşur.

RNC GSM şebekesi içerisinde yer alan mobil anahtarlama merkezine (MSC) bağlanılmasını  sağlayan A arayüzünü ve GSM şebekesi ile WCDMA şebekeleri arasındaki görüşmeleri destekler.

Test MSC’nin ana görevi çağrı kontrol ve hareketlilik yöntemini kolaylaştırmak ve çağrı kurulmasını sağlamaktır.Sistem içerisinde yer alan ATM’nin görevi ise hücresel veri iletim şebekesi içerisinde paket veri trafiğini fiyat etkinliği ile idare etmektir.

Her bir BTS 300 ve üzerinde ses çağrısını ,Test MSC ise 140 harici bağlantıyı destekleyebilecek şekilde dizayn edilmiştir.Bir RNC ise toplam 400 terminali destekleyebilmektedir.

Deneysel WCDMA sistemi içerisindeki servisler farkı iletim oranları ile destekleneceklerdir. Ses çağrıları için saniyede 8kbit,devre anahtarlamalı verilerin iletimi içinse saniyede 64kbit veri iletim oranı yeterli olacaktır.Multimedya uygulamaları,yüksek kaliteli ve kodlamalı ses çağrıları, paket anahtarlamalı verilerin iletimi ise saniyede 64kbitten 384kbit’e ulaşan veri iletim oranları ile gerçekleştirilecektir.  

Tanımlamalar

-Aktif Ayar:

MS ve  WCDMA arasındaki özel haberleşme servislerinde eş zamanlı karmaşık radyo linklerini ayarlar.

-Hücre(Cell):

Bir WCDMA erişim noktasından servis sağlanan coğrafik alanlardır. Hücre WCDMA erişim noktasından hücre kimlik yayınıyla tanınır.

-Kodlu Karmaşık Taşıyıcı Kanal(CCTrCh):

Bir veya birkaç iletim kanalında şifreleme ve çoğullamasından data akışını sonuçlandırır.

-Iu:

RNS ve çekirdek ağ (core network) arasındaki arayüzdür.

-Iub:

RNC ve Node B arasındaki arayüzdür.

-Lojik Kanal:

Lojik kanal bir radyo taşıyıcısı veya onun bir parçasıdır.Özel haberleşme işlemlerinin kullanılmasından ayrı tutabilmek için kullanılır.Lojik kanalların farklı çeşitleri vardır,bunlar radyo üzerinden bilgi transfer çeşidine göre tanımlanır.

-Node B:

Bu lojik düğüm veya birkaç hücreden UE ‘ye veya Ue’den hücreye radyo iletimi/alımından sorumludur.Iub arayüzünün RNC’de sonlandığı yerdir.

-Fiziksel Kanal:

FDD modunda fiziksel kanalkod,frekans ,yukarı bağlantı veya bağıl faz ile tanımlanır. TDD modunda ise kod,frekans zaman aralığı gibi tanımlar vardır.

-Fiziksel Kanal Bilgi Akışı:

Yukarı bağlantıda bilgi akışı fiziksel kanal üzerinden iletilir.Aşağı bağlantıda bilgi akışı aktif ayarın her hücresinde bir fiziksel kanal üzerinden iletilir.

-Radyo Erişim Taşıyıcısı:

Bu servis,erişim tabakasını MS ve CN arasındaki kullanıcı data transferi için non-access tabakaya bağlar.

-Radyo Erişim Ağı Uygulama Parçası:

Radyo ağında Iu üzerinden sinyalleşme sağlar.

-Radyo Ağı Alt Sistem uygulama Parçası:

Radyo ağında Iur üzerinden sinyalleşme sağlar.

-Radyo Çerçevesi:

            Radyo çerçevesi radyo fiziksel kanalından bilgi iletimi için kullanılır ve 10ms uzunlğundadır.Radyo çerçevesi 16 aralığa bölünerek 0,625ms uzunluğunda aralıklar elde edilir.

-Radyo Bağlantısı:

Fiziksel kanallarada MS ile WCDMA erişim noktası arasında bağlantı kurar.

-Radyo Bağlantı Ekleyici:

Hücre içerisinde yeni bir bağlantı talebi olursa bunu karşılar.

-Radyo Bağlantısı Kaldırıcı:

Hücre içerisindeki bağlantının herhangi bir yerinde bilgi alışverişi durmuşsa bu bağlantıyı kaldırır.

-Radyo Ağ Kontrolörü:

            RNS’deki bu donanım kullanıcıyı kontrol altında tutar ve radyo kaynakları arasında bütünlük sağlar.

-Radyo Ağ alt Sistemi:

Her dolu ağ yada yalnızca UTMS ağının erişilen parçası özel radyo kaynakları  UE ve WCDMA arasındaki bağlantıyı kurar. Radyo ağı alt sistemi kaynaklar ve hücrede itlim/almadan sorumludur.

-Serving RNS:

            Bu RNS’nin rolü UE ve WCDMA arasındaki özel bağlantıda uyum sağlamaktır

.Serving RNS  UE ve WCDMA radyo bağlantısının denetimi altındadır.Serving RNS kullanılan Iu ‘yu sona erdirir.

-Drift RNS:

            Burada da aynı şekilde UE ve WCDMA arasındaki özel bağlantıda uyum sağlanır.Bu RNS Serving RNS’ye radyo kaynakları ile destek görevi yapar. WCDMA ve UE arasında bağlantı sağlandığında ihtiyaç duyulan hücreler bu RNS tarafından kontrol edilir.

-RRC Bağlantısı:

            UE ve WCDMA’daki  eş RRC’ler arasındaki noktadan noktaya direkt olmayan bağlantıdır.UE ya sıfır ya da RRC bağlantısına sahiptir.

-İşaretleşme Bağlantısı:

MS-CN mesaj sinyallerinde olduğu kadar iyi bir şekilde güvenli moda bağlantı katmanı ile MC- WCDMA mesaj sinyallerinin iletimini sağlar.

-Taşıma Kanalı:

            Kanallar, benszer L1’ler arasında bilgi transferi için fiziksel katman ile katman 2 tarafından sağlanır.Transport kanalı olarak da adlandırılır.taşıma kanallarının 2 farklı tipi mevcuttur.Bunlar bilginin fiziksel kanaldan nasıl ve hangi karakteristikler ile taşınacağına bağlıdır.

-Taşıma Şekli:

            Fiziksel kanallarda şifreleme,gruplandırma,bit hızı ve eşleştirmenin bir sonucudur.

-Taşıma Şekli Göstergesi:

Taşıyıcı Şekil Ayarı içerisinde özel bir tanımlamadır.

-Taşıma Şekli Ayarı:

Taşıma şeklini ayarlar.Örneğin değişken hızlı DCH taşıma şekil ayarına sahiptir.oysa sabit oranlı DHC tek bir taşıyıcı şekline sahiptir.

-WCDMA Erişim Noktası:

WCDMA tarafında  bir radyo bağlantısının son noktasıdır. WCDMA erişim noktası bir hücredir.

-Kullanıcı Donanımı:

Mobil donanımın da bir yada birkaç UMTS abone kimlik modülü bulunabilir.

WCDMA Lojik Yapısı

WCDMA Yapısı:

WCDMA radyo ağ alt sistemlerin CN’ye Iu ile bağlanması ile oluşur ve birbirlerine şekildeki gibi bir Iur ile bağlanırlar.

            Her bir RNS hücrelerin kaynak ayarlarından sorumludur. UE ve WCDMA arasındaki diğer bağlantılar için, Serving RNS bulunmaktadır.Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi gerektiğinde Drift RNS Serving RNS’yi  destekleyecektir.RNS (serving veya Drift)’nin  UE ve WCDMA arasındaki her bağlantı temelinde rol oynar.

RNS’nin Yapısı

            Bir RNS aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi Radyo ağ kontrolörü ve bir veya birkaç Node B’den oluşur.Node B RNC’ye Iub ara yüzü ile bağlanır.

RNC  UE’den aktarma ilgili istek işareti geldiğinde aktarma kararından sorumludur.RNC farklı Node B’ler arasındaki makro farklılığı destekleyebilmek için birleştirme/bölme (combining/splitting) fonksiyonlarını içerir.

Fonksiyon Tanımlamaları

Fonksiyonların Listesi

v Tüm sistem erişim kontrolü ile ilgili fonksiyonlar

-Sistem bilgi yanıtı

v Radyo kanalı şifreleme ile ilgili fonksiyonlar

-Radyo kanalı şifreleme

-Radyo kanalı şifre çözme

v Aktarma ile ilgili fonksiyonlar

-Aktarma kararı

-Macro-farklılık kararı

-Aktarma kontrolü

-Aktarma uygulaması

      -Aktarmanın tamamlanması

      -SRNS’nin yer değiştirmesi

      -Sistemler arası aktarma

v Radyo kaynak yönetimi ve kontrolü ile ilgili fonksiyonlar

-Radyo taşıyıcı bağlantısı kurma ve kesme (Radyo taşıyıcı kontrolü)

-Fiziksel radyo kanallarının rezervasyonu ve kesilmesi

-Fiziksel radyo kanallarının ayrılması ve birleştirilmesi

-RF güç kontrolü

-RF güç ayarları

-Radyo kanalı kodlama

-Radyo kanalı kod çözme

-Kanal kodlama kontrolü

-Başlangıç (Rasgele) erişim sezimi ve kullanımı

Radyo Fonksiyonu Üzerinden  Paket Data Transferi:

            Bu fonksiyon UMTS radyo arayüzünde paket data transferi kapasitesini sağlar.

Aşağıdaki prosedürleri içerir;

1. Radyo kanalları üzerinden paket erişim kontrolünü sağlar

2. Genel fiziksel kanallarının da paket çoğullamasını sağlar

3. Mobil terminal içinde paket ayrımını sağlar

4. Hata sezme ve düzeltmeyi sağlar

5. Akış kontrol prosedürlerini gerçekleştirir.

5.fonksiyon UE ve WCDMA’in her ikisinde de bulunur.

WCDMA Ara Taşıyıcıları

            Tüm açık arayüzler için,bir zorunlu protokol ayarı belirlenmelidir.Yine de radyo ağı fonksiyonları ve taşıma fonksiyonları kesin olarak ayrılmalıdır.Bu fonksiyonlar taşıma katmanı ile radyo katmanı fonksiyonlarındaki bir başka minimum etki ile değiştirilebilir.

Radyo Arayüzü Yapısı

Radyo Arayüzü Protokol Yapısı

Genel Protokol Yapısı

            Radyo arayüzü 3 protokol  katmandan oluşur.

v Fiziksel katman(L1)

v Data bağlantı katmanı(L2)

v Ağ katmanı(L3)

L1( Fiziksel katman) Servisleri ve Fonksiyonları

L1 Servisleri:

            Fiziksel katman MAC ve daha üstü katmanlara bilgi transfer servisini sağlamaktadır.Fiziksel katman taşıma servisleri ‘nasıl’ ile tanımlanır ve karakteristik data radyo arayüzü üzerinden taşınır.Bunun için uygun terim de taşıma kanalıdır.

Taşıma Kanalları:

            Taşıma kanalları genel olarak 2 şekilde sınıflandırılabilir:

v Genel Kanallar (common Channels)

v Tahsis edilmiş kanallar(dedicated channels)

Genel taşıma kanalı tipleri;

1.Rasgele erişimli kanallar(RACH)

v Sadece yukarı bağlantıda bulunur

v Çarpışma riski

v Açık çevrim güç kontrolü

v Sınırlı data alanı

v MS’in band içi tanınması için gereklidir.

2.İleri erişim kanalları(FACH):

v Sadece aşağı bağlantıda bulunur

v Huzme (beam) biçimlendirici kullanım olanağı

v Yavaş güç kontrolü kullanım olanağı

v Hızlı güç kontrol eksikliği

v MS’in bant içi tanıması için gereklidir.

3.Yayın Kontrol Kanalı(BCCH):

v Sadece aşağı bağlantıda bulunur

v Düşük sabit bit hızı ve

v Hücrenin tüm yayın alanında yayınlanması gerekmektedir.

4.Sayfalama kanalı(PCH):

v Sadece aşağı bağlantıda bulunur

v Uyku modu prensiplerine uygundur.

v Hücrenin tüm yayın alanında yayınlanması gerekmektedir.

Tahsis Edilmiş Taşıma Kanalının sadece bir çeşidi vardır

1.Tahsis Edilmiş Kanal (DCH):

v Huzme biçimlendirici kullanım yoğunluğu

v Çabuk hız değişim uygunluğu

v Hızlı güç kontrolü

v MS doğal adresleme

Her bir taşıma kanalı ,ortak taşıma şekli (sabit veya yavaş değişim hızlı taşıma kanalları için) ya da ortak taşıma şekli ayarı (çabuk değişim hızlı taşıma kanalları için),Taşıma şekli fiziksel kanallardaki şifreleme,gruplandırma,bit hızı ve eşleştirme birleştirmesi gibi öğelerle tanımlanır.Taşıyıcı şekil ayarı taşıyıcının şeklini belirler ,örneğin değişken hızlı DCH bir taşıyıcı şekil ayarına sahip (her bir hız için bir taşıyıcı şekli) iken,sabit hızlı bir DHC tek taşıyıcı şekline sahiptir.

L1 Fiziksel Katman Fonksiyonları

Fiziksel katman aşağıdaki fonksiyonları sunmaktadır.

v Taşıma kanalları FEC şifreleme/şifre çözme,

v Ölçümler

v Macro-farklılık sağılması/birleşmesi ve yumuşak aktarma uygulaması

v Taşıma kanalları ve kodlu karışık taşıma kanalları eşlenmesi

v Fiziksel kanallarda modülasyon  ve yayma /demodülasyon ve birleştirme

v Frekans ve zaman senkronizasyonu

v Kapalı çevrim güç kontrolü

v Fiziksel kanalların güç ağırlıklandırması  ve birleştirme

v RF işleme

Katman2 (L2) Servisleri ve Fonksiyonları

MAC Alt Katmanı

MAC Servisleri

MAC katmanının asıl görevi fiziksel katmana erişimde kullanılmasıdır.Yani taşıma kamnallarına kullanıcı bilgisi ve kontrol sinyalinin eşleşmesi ve /veya çoğullanması gibi.

MAC katmanı LAC(RLCP) alt katmanında şu servisleri sağlar:

v MAC bağlantıları kurmak ve kesmek

v LAC (RLCP) PDU’larına eşseviyeli nakil

MAC Fonksiyonları

v Daha yüksek katmandaki PDU’lara çoğullamayı  tekillemeyi taşıyııc kanallarda fiziksel katmandan veya fiziksel katmana taşıyıcı bloklar içinde veya taşıyıcı bloklardan sağlar.MAC servis çoğullamasını en azından fiziksel katman desteklemediği sürece sağlamalıdır.MAC seviyesindeki çoğullama DHC’ler üzerinde fiziksel katmanın birkaç DCH yada taşıyıcı formatı için çoğullamayı sağlamadığı sürece desteklemelidir.

v Taşıyıcı format ayarı içinde taşıyıcı formatının seçimi.MAC haberleşmesi sırasında kaynak hızı ve radyo kaynak limitlerine bağlı olarak ayrılan taşıyıcı formatlar içinde uygun taşıyıcı formatını seçer.Seçim 10ms ‘lik çerçevede veya daha yavaş bir şek,ldee yapılmalıdır.Daha yüksek katmandan seçilmiş taşıyıcı   bir veya birkaç PDU’ya bağlı olarak taşıma bloğu üzerinde eşlenmeli ,bu olay bir yada birkaç 10ms’lik çerçevede gerçekleşir.Esasen kurulan daha yavaş işlem yada değiştirilmiş taşıyıcı kanallar ve bu suretle taşıyıcı taşıyıcı format ayarının tahsisi RRC protokolü tarafından kullanılır.

v Öncelik kullanımı.Taşıyıcı kanallarda data eşlemesinde ve taşıyıcı formatı seçiminde MAC öncelik datası farlı olabilmektedir.MAC kesin yüksek katman örneği PDU’sunu engellemeli veya bu PDU’lar için düşük hızlara uyan taşıyıcı formatları seçilmelidir.

v Genel taşıyıcı kanallarda MS tanımı.Özel MS aşağı bağlantı kanalında adreslendiğinde veya MS RACH’de kullanıldığında  MS bant içi tanıtıma ihtiyaç duyar.MAC katmanı erişimi ve çoğullamayı taşıyıcı kanallarda kullandığı sürece tanıtma fonksiyonu doğal olarak MAC içinde yer alır.

v RACH’da çekişme çözünürlüğü.Farklı MS ayırma kullanan çekişme tabanlı RACH kanalı doğal olarak MAC tarafından kullanılır.

v Dinamik Zamanlama.Zamanlama fonksiyonu tahsis edilmiş kanallarda olduğu kadar iyi bir şekilde  genel kanallarda da paket dataları i