S-38.110 Diplomityöseminaari DownLink Shared hannel in the 3 rd Diplomityön tekijä: Valvoja: rofessori Samuli Aalto Ohjaaja: Insinööri Jari Laasonen Suorituspaikka: Nokia Networks 1
Seminaarityön sisällysluettelo Työn tausta ja tarkoitus Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) arkkitehtuuri Yleiskuva Laitteet Iub-rajapinnan protokollapino Iub-rajapinnan protokollapinon protokollat Down Link Shared hannel (DSH) DSH:n tarvitsemat ominaisuudet AAL2 resurssien hallinta ja ratkaisuvaihtoehdot Ongelma Oma osuus Ratkaisuvaihtoehdot Johtopäätökset 2
Työn tausta ja tarkoitus Kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmä on toteutusvaiheessa. DSH on yksi kanava kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmässä. Työn tarkoituksena on tutkia DSH-kanavan vaikutusta kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmän tukiasemaan. Erityisesti tarkastellaan AAL2 resurssien varausta ja sanomia Iubrajapinnassa. Diplomityön lähteenä käytetään erityisesti 3rd Generation artnership roject (3G) standardeja. 3
UMTS arkkitehtuuri: Yleiskuva Node B RN UE Iur N Node B Uu Node B Iub RN UTRAN Iu 4
UMTS arkkitehtuuri: Laitteet User Equipment (UE): Käyttäjän laite, jolla käyttäjä kykenee saamaan mobiileja palveluja. Laite voi olla esim. matkapuhelin. Node B: Kolmannen sukupolven tukiasema. Lähettää ja vastaanottaa dataa ilmarajapinnasta (Uu). Hoitaa tarvittavat resurssien varaukset. Radio Network ontroller (RN): Hoitaa korkeammalla tasolla "puheluiden" muodostuksen ja lopetuksen. Lisäksi hoitaa kanavanvaihdon (Handover). ore Network (N): Reitittää datan oikealle kohteelle. 5
UMTS arkkitehtuuri: Iub-rajapinnan protokollapino Radioverkkokerros Ohjaustaso Sovellusprotokollat NBA Käyttäjätaso Tietovirrat D H H A H R A H D S H U S H H Kuljetusverkkokerros Kuljetusverkkokerroksen käyttäjätaso Kuljetusverkkokerroksen ohjaustaso ALA Q.2630.1 Kuljetusverkkokerroksen käyttäjätaso Merkinannon kuljetusprotokollat SS-UNI SSO AAL Type 5 Merkinannon kuljetusprotokollat Q.2150.2 SS-UNI SSO AAL Type 5 ATM hysical Layer AAL Type 2 6
UMTS arkkitehtuuri: Iub-rajapinnan protokollapinon protokollat Node B Application art (NBA): Käytetään Node B resurssien ohjaamiseen. NBA-protokollalla voidaan esim. muodostaa kanavia ja konfiguroida Node B:n solua. Access Link ontrol Application rotocol (ALA): ALA-protokollaa käytetään dynaamiseen AAL2-kanavien muodostamiseen. rame rotocol (): Kuljettaa käyttäjän datan ja ohjaus informaation. Merkinannon kuljetusprotokollat: Mahdollistaa luotettavan tiedonsiirron NBA- ja ALAprotokollille. ATM Adaptation Layer 2 (AAL2): Käytetään -protokollan siirtämiseen. 7
Down Link Shared hannel (DSH) DSH on jaettu kuljetuskanava usean käyttäjän kesken. Tällä kanavalla kyetään siirtämään keskisuuria tai suuria data määriä. Ominaisuudet: Kuljettaa dataa ainoastaan RN:ltä Node B:hen. Kykenee siirtämään dataa muuttuvalla bittinopeudella. Soveltuu erityisesti asymmetrisille sovelluksille. Käyttää ilmarajapinnan resursseja (koodeja) tehokkaasti. Käyttää DS-resursseja tehokkaammin. 8
DSH:n tarvitsemat ominaisuudet DSH-kanavan muodostaminen, muuttaminen ja vapauttaminen. DSH datan käsittely. Tähän tarvitaan uusi. Transport ormat ombination Indication (TI) -arvon kuljettaminen Dedicated hannel (DH) -kanavassa. TI-arvon halkaiseminen. DSH-kanavan muuttaminen fyysiseksi kanavaksi ja sen lähettäminen ilmarajapintaan. 9
AAL2 resurssien hallinta ja ratkaisuvaihtoehdot: Ongelma Tilanne: Jokaiselle käyttäjälle joudutaan 3G-standardien mukaan muodostamaan AAL2-kanava. Jokainen käyttäjä voi käyttää ilmarajapinnan huippunopeutta. DSH-kanava on kaikkien käyttäjien käytössä. Ongelmana on löytää ratkaisu, joka käyttää AAL2-resursseja tehokkaasti. Jokaiselle käyttäjälle ei voida varata ilmarajapinnan huippunopeutta, koska tämä haaskaa AAL2-resursseja. Ilmarajapinnan MAX kapasiteetti DSH AAL2-kanava (Ilmarajapinnan MAX kapasiteetti) DH AAL2-kanava Node B DSH AAL2-kanava (Ilmarajapinnan MAX kapasiteetti) AAL2-polku RN 10
AAL2 resurssien hallinta ja ratkaisuvaihtoehdot: Ratkaisuvaihtoehdot Vaihtoehto 1: Jokaiselle käyttäjälle varataan ilmarajapinnan maksimikapasiteetti. Tuhlataan AAL2-resursseja. Ratkaisu yksinkertainen. Vaihtoehto 2: Ensimmäiselle käyttäjälle varataan maksimikapasiteetti. Muille käyttäjille varataan nolla kapasiteetti. Käyttää AAL2-resursseja tehokkaasti. RN:n täytyy osata toimia oikein nolla kapasiteetin AAL2- kanavilla. 11
AAL2 resurssien hallinta ja ratkaisuvaihtoehdot: Ratkaisuvaihtoehdot Vaihtoehto 3: Luodaan uusi AAL2-polku DSH-liikennettä varten ja käytetään vaihtoehdon 2 tapaa AAL2-resurssien hallinnassa. Käyttää AAL2-resursseja tehokkaasti. RN:n täytyy osata toimia oikein nolla kapasiteetin AAL2- kanavilla. Toteutus voi olla kuitenkin helpompi kuin vaihtoehdossa 2. AAL2-putken luominen on ongelma, koska AAL2-putket täytyy nykyisin tehdä Node B:n käynnistämisessä. 12
AAL2 resurssien hallinta ja ratkaisuvaihtoehdot: Ratkaisuvaihtoehdot Vaihtoehto 4: Luodaan ainoastaan yksi AAL2-kanava kaikille DSH:n käyttäjille. Käyttää AAL2-resursseja tehokkaasti. hannel Identifier (ID) arvojen tehokas käyttäminen. RN:n täytyy osata laittaa DSH-data vain yhteen AAL2- kanavaan. Tämä vaihtoehto ei ole standardin mukainen. Voidaan kuitenkin tehdä standardin mukaisen vaihtoehdon rinnalle. 13
Johtopäätökset DSH tarvitsee suhteellisen vähän uusia toiminteita Node B:ltä. Varsinaiset ongelmat DSH:n toteutuksessa on RN:n puolella. DSH:n toteutuksen tärkeimpinä asioina ovat: DSH:n muodostamisessa, muuttamisessa ja vapauttamisessa tarvittavien sanomien käsittely. TI:n toteutus. DSH -protokollan toteuttaminen. AAL2-resurssien tehokas käyttäminen. 14