Upload
nemazzeo
View
61
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
1
Emanuele Procaccioli
Rio de Janeiro, September 2005
������������ �� �� ���������������������
2Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������������������������������������������
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
2
3Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
4Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Subscriber Identity Module
�� ������������ ������������ ������������ ������������ ������������ ������������ ������������ ����������
Control
Voice Encoding
Voice Decoding
Channel Coding
Channel Decoding
Interleaving
De-Interleaving
Ciphering
De-Ciphering
Modulation GMSK
De-Modulation
Amplifier
3
5Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Bit rate after speech coding: 13 Kbps (Full Rate)Bit rate after channel coding: 22.8 Kbps (Full Rate)
Enhanced full rate (EFR):13 Kbps, better voice qualityFragmented speech in high BER’s situations
More compression
�High quality reproduction
�Bit rate under 16 Kbps
�Sampling at 8 KHz (Nyquist)
�Voice Activity Detector for using DTX
����������������������� ��!������������������������ ��!������������������������ ��!������������������������ ��!������������������������ ��!������������������������ ��!������������������������ ��!������������������������ ��!�
6Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������������������������������� ��!!���������������������� ��!!���������������������� ��!!���������������������� ��!!���������������������� ��!!���������������������� ��!!���������������������� ��!!���������������������� ��!!�
Channel Rate (kbps)TCHSource Code Rate22.8 kbpsFRFR 13 kbps
11.4 kbpsHRHR 5.6 kbps
HR
HR
HR
HR
HR
HR
FR
FR
FR
FR
FR
FR
FR
FR
FR 22.8 kbpsEFR 12.2 kbps
11.4 kbpsAMR 4.75 kbit/s
11.4 kbpsAMR 5.15 kbit/s
11.4 kbpsAMR 5.9 kbit/s
11.4 kbpsAMR 6.7 kbit/s
11.4 kbpsAMR 7.4 kbit/s
11.4 kbpsAMR 7.95 kbit/s
22.8 kbpsAMR 4.75 kbit/s
22.8 kbpsAMR 5.15 kbit/s
22.8 kbpsAMR 5.9 kbit/s
22.8 kbpsAMR 6.7 kbit/s
22.8 kbpsAMR 7.4 kbit/s
22.8 kbpsAMR 7.95 kbit/s
22.8 kbpsAMR 10.2 kbit/s
22.8 kbpsAMR 12.2 kbit/s
4
7Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������������������������������� ��!!!���������������������� ��!!!���������������������� ��!!!���������������������� ��!!!���������������������� ��!!!���������������������� ��!!!���������������������� ��!!!���������������������� ��!!!�
Source Code RateAMR-WB_23.85
AMR-WB_23.05
AMR-WB_19.85
AMR-WB_6.60
AMR-WB_8.85
AMR-WB_12.65
AMR-WB_14.25
AMR-WB_15.85
AMR-WB_18.25
Wideband AMR (R5)
AMR-NB: sampling rate 8000 sample/sec; audio bandwidth 200-3400 Hz
AMR-WB: sampling rate 16000 sample/sec; audio bandwidth 50-7000 Hz
8Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��"����# �$�����%���������"����# �$�����%���������"����# �$�����%���������"����# �$�����%���������"����# �$�����%���������"����# �$�����%���������"����# �$�����%���������"����# �$�����%�������� The primary objective of TFO is to improve the speech quality in mobile-
to-mobile calls by avoiding double transcoding
� The end-to end delay is also reducing avoiding double transcoding
� No bandwidth savings can be achieved using TFO
� Tandem free can be established only if the same speech codec is used on both sides
� The major constraint of TFO is that the transmission links must be transparent to the compressed speech frame
MS TRAU TRAU MS
BTS BTSBSCBSC MSC MSCIPE IPE
Ater AbisA AAbis Ater
MS TRAU TRAU MS
BTS BTSBSCBSC MSC MSCIPE IPE
Ater AbisA AAbis AterPCM Links
5
9Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Bit rate after interleaving, synchronizing and signaling information: 33.9 Kbps
456 bits / 20 ms
��!���������� ��!���������� ��!���������� ��!���������� ��!���������� ��!���������� ��!���������� ��!���������� GPRS
10Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
6
11Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
FSKMSKGMSK
Requirements:�Spectral efficiency�Low TX complexity�Low spurious emissions�Power efficiency
2FSK
CP-2FSK
GMSKMSK
Digital Signal
+
x
x
cos( )
sen( )
cos(ωτωτωτωτ)
sen(ωτωτωτωτ)cos(ωτ+Φωτ+Φωτ+Φωτ+Φ)Φ
� dt
Gaussian Filter
Modulated Signal
�&�����������&�����������&�����������&�����������&�����������&�����������&�����������&����������
12Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Combined FDMA-TDMA
0
3
7
6
5
4
1
2
0
3
7
6
5
4
1
2
Mobile Tx Base Tx
Frequency
Time
200 KHz
80 MHz
4.615 ms
�� �����!���������� �����!���������� �����!���������� �����!���������� �����!���������� �����!���������� �����!���������� �����!��������
7
13Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
P - PowerT - TimeF - Frequency
P
T
P
T
F
P
T
F
FDMA (TACS)
TDMA (GSM, DECT)
CDMA (UMTS)
F
����������������''�"�����(��'����������������''�"�����(��'����������������''�"�����(��'����������������''�"�����(��'����������������''�"�����(��'����������������''�"�����(��'����������������''�"�����(��'����������������''�"�����(��'
14Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# ��������� �����!�������� �����!�������� �����!�������� �����!�������� �����!�������� �����!�������� �����!�������� �����!��������
8
15Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved0
0
0
1
0
0 1
1
1
0 1 65432 7
1
50
25
25
50
2047
Transmission burst: 0.577 ms
TDMA frame: 4.615 ms
26-Multiframe: 120 ms 51-Multiframe: 235.38 ms
Super-frame (6120 s)
Hyper-frame: 3h 28m 53.760s.
��$��# ��*�������)��$��# ��*�������)��$��# ��*�������)��$��# ��*�������)��$��# ��*�������)��$��# ��*�������)��$��# ��*�������)��$��# ��*�������)
16Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �++++++++ $��# ��*�������)$��# ��*�������)$��# ��*�������)$��# ��*�������)$��# ��*�������)$��# ��*�������)$��# ��*�������)$��# ��*�������)
9
17Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
BCCH Broadcast Control
Frequency Correction
SynchronizationSCHFCCH
Slow Association
Stand Alone
Fast AssociationFACCHSACCHSDCCH
Random Access
Access Grant
Paging
RACHAGCHPCH
TCH/FTCH/H
Full rate (9.6 Kbps)
Half rate (4.8 Kbps)TCH
CCH CCCH
DCCH
BCH
Speech
Data
TCH/FTCH/H
Full rate (22.8 Kbps)
Half rate (11.4 Kbps)
����)'���������,� ������������'����)'���������,� ������������'����)'���������,� ������������'����)'���������,� ������������'����)'���������,� ������������'����)'���������,� ������������'����)'���������,� ������������'����)'���������,� ������������'
18Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �"���)'��# �++++++++ ���������������'���������������'���������������'���������������'���������������'���������������'���������������'���������������'
10
19Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
-------- ��������'��������'��������'��������'��������'��������'��������'��������'
CM
MM
LAPDm’
Ph.Layer
LAPDm’
Ph.Layer
Um A-bis A
BSCMSC
LAPDm
Ph.Layer
RR
BTSM
LAPDm
Ph.Layer
RR
BTSM
����MTP
SCCP
BSSAP
L3
L2
L1
BSSAP
CM
MM
SCCP
MTP
GPRS
20Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
)�������.�����)�������.�����)�������.�����)�������.�����)�������.�����)�������.�����)�������.�����)�������.����� ���"�����"�����"�����"�����"�����"�����"�����"��
Bursts MS A Bursts MS B
Bursts BS
Delay = 0
11
21Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����)�����������)�������.���������)�����������)�������.���������)�����������)�������.���������)�����������)�������.���������)�����������)�������.���������)�����������)�������.���������)�����������)�������.���������)�����������)�������.�����
Burst MS A
Burst MS B
Bursts BSDelay = ∆τ
Burst MS A
22Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
"�# �� �"�# �� �"�# �� �"�# �� �"�# �� �"�# �� �"�# �� �"�# �� ���������������������������������������������������������
Burst MS ABurst MS B
Bursts BS
Timing advance=∆τ
Burst MS A
12
23Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Rrr
M
B
R
PT
PM
PR
PRIF
(a)
(a)
(b)
(b)
24Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
RPT
r
PR
PRIF
13
25Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �++++++++ ���������������!����������������!����������������!����������������!����������������!����������������!����������������!����������������!�
�Because the capacity of the network is directly related to the average power of the interferers, it is important to keep the power of the mobile just high enough to ensure the desired signal quality.
�Power control for CDMA Systems is a must, for TDMA systems is just an improvement
GSMGSMISIS--9595
30 dB30 dB30 dB80 dBPower control dynamic
16 Hz16 Hz1.6 kHz1.6 kHzPower control cycles per second
2 dB2 dB0.25 – 1.5 dB0.25 – 1.5 dBPower control steps
DLDLULULDLDLULUL
26Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �++++++++ ���������������!!����������������!!����������������!!����������������!!����������������!!����������������!!����������������!!����������������!!�
Power Control algorithms are divided in:� Open Loop Power Control
For initial power level definition� Fast Closed Loop Power Control (Inner Loop)
Power is controlled based on a SIR target� Outer Loop Power Control
SIR Target is evaluated based on quality estimation (BLER)Closed Loop power control is defined as the combination of Outer Loop and Inner Loop power control
14
27Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �����)'��# �++++++++ ���������������!!!����������������!!!����������������!!!����������������!!!����������������!!!����������������!!!����������������!!!����������������!!!�
������ �
���� ���
���� ����������
����
��� ���
���
����� ���
���� ��� �
����� ���
����
�� ���� ���
�� ����
�������������
!� ����"��� ���
�������"
��� ���
������ � ���� ����
�����
��� ���
���
����� ���
���� ���
����� ���
����
�� ����
���
�� ����
�������������
!� ����"��� ���
����
���"��� ���
���� ���
ULUL
DLDL
28Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
15
29Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
How Many Cells?How Many Cells?
What kind of CellCoverage?
What kind of CellCoverage?
6 carriers
3 carriers
5 carriers
How Many Carriers per cell?
How Many Carriers per cell?
f1 f5 f9
f6 f8
What ARFCNsin each Cell?
What ARFCNsin each Cell?
�������������$��(����)�������� �������������$��(����)�������� �������������$��(����)�������� �������������$��(����)�������� �������������$��(����)�������� �������������$��(����)�������� �������������$��(����)�������� �������������$��(����)��������
30Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Frequency PlanningFrequency Planning
Traffic ForecastTraffic Forecast
BTS Positioning and Coverage Prediction
BTS Positioning and Coverage Prediction
Cell Dimensioning (Erlang - B)Cell Dimensioning (Erlang - B)
������� ������''������� ������''������� ������''������� ������''������� ������''������� ������''������� ������''������� ������''
16
31Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Tipical Pixel Size (Resolution)
10” X 7.5” (~ 230 X 230 m)
4” X 3” (~100 X 100 m)
2” X 1.5” (~ 46 X 46 m)
1” X 0.75” (~ 23 X 23 m)
InputInput CreationCreation : Raster Data: Raster DataLand sampling and digitalization:
������ ��������������!������� ��������������!������� ��������������!������� ��������������!������� ��������������!������� ��������������!������� ��������������!������� ��������������!�
32Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Raster Data: Raster Data: AltitudeAltitude
AltitudeData Base
������ ��������������!!������� ��������������!!������� ��������������!!������� ��������������!!������� ��������������!!������� ��������������!!������� ��������������!!������� ��������������!!�
17
33Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Raster Data: Raster Data: Building DensityBuilding Density
BuildingDensity
Data Base
������ ��������������!!!������� ��������������!!!������� ��������������!!!������� ��������������!!!������� ��������������!!!������� ��������������!!!������� ��������������!!!������� ��������������!!!�
34Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Raster Data: Raster Data: MorphologyMorphology
MorphologicData Base
������ ��������������!/������� ��������������!/������� ��������������!/������� ��������������!/������� ��������������!/������� ��������������!/������� ��������������!/������� ��������������!/�
18
35Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
VectorialVectorialData: Data:
Buildings Buildings LayoutLayout
����������������� �� ���������������
�������������
��
BuildingsLayout
Data Base
������ ��������������/������� ��������������/������� ��������������/������� ��������������/������� ��������������/������� ��������������/������� ��������������/������� ��������������/�
Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Available Band1 2 3 4 5 6 7
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
Cluster
• Radio characteristics are considered equal for each cell• Each cell has the same foot-print and the same number of carriers• Frequency plan is based on geometrical consideration
• Radio characteristics are considered equal for each cell• Each cell has the same foot-print and the same number of carriers• Frequency plan is based on geometrical consideration
Advantages
It’s easyAdvantages
It’s easy
DrawbacksIt does not take into account
real conditions
DrawbacksIt does not take into account
real conditions
$��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� ++++++++�������!��������!��������!��������!��������!��������!��������!��������!�
19
37Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
���'�����������(����)����'�Cluster: set of adjacent cells which use different frequencies;
D = frequency reuse distance: distance between 2 cells using the same frequency;R = cell radius (hypothesis of hexagonal cell).
KjijiRD
3)(3 22 =++=
integers , 22 jijijiK ++=
27191393
1912742
137311
94100
3210ji
R d
u
v
D
K = number of cells in the cluster;
$��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� ++++++++�������!!��������!!��������!!��������!!��������!!��������!!��������!!��������!!�
38Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��+��������������������
� −
−=
iir
RIC
α
α
2)3(61
61 αα
KRD
IC =�
�
���
�≈
3 dB 9 ≥≥ KIC
4.3=α
1I
2I
3I
4I
5I
6I
6r
1r
4r
2r
5r 3r
Propagation law: 47.2 <<= ααrk
A
Signal/Noise ratio (co-channel)
With omni-directional antennas:
ααα
α
−−−
−
+++−≈
)()(21
RDDRDR
IC
N = number of channels availableNumber of channels/sector = N/3K Trade-off on K
$��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� ++++++++�������!!!��������!!!��������!!!��������!!!��������!!!��������!!!��������!!!��������!!!�
20
Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Available Band1 2 3 4 5 6 7
1
1
2
2 3
3 4
4
5
5
67
Radio characteristics depend onorography and urbanization
percentage, so change cell by cell.
Radio characteristics depend onorography and urbanization
percentage, so change cell by cell.
Footprints and sizes of each cell are different
Footprints and sizes of each cell are different
Each cell have to carry all the offered traffic
Each cell have to carry all the offered traffic
It’s assigned a different numberof carrier for each cell, respect to ideal case.
It’s assigned a different numberof carrier for each cell, respect to ideal case.
$��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� $��(����)�������� ++++++++��������������������������������
40Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����������� ����������� ����������� ����������� ����������� ����������� ����������� �����������
144 kbit/s
13 kbit/s� Cell coverage depends on
the service we provide.� Different cellular plans are
required for different services!
2Mbit/s
( )�=
⋅−⋅⋅=S
sssssUL SNRfSAFn
1
1η
( )�=
⋅+−⋅⋅=s
sssDLsssDL SNRfSAFn
1,1 αη
21
41Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����'��������������������'��������������������'��������������������'��������������������'��������������������'��������������������'��������������������'����������������
�������� ��������
������ ��������
��!"#������ ��������
!����
������������
������ �����$
�����% ������
������� �������
������� �������
�� ��
�� ��
42Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
*��������*��������*��������*��������*��������*��������*��������*��������
GSM
TYPE
HardHardHandoverHandover
BEFORE DURING AFTER
DECT
SeamlessSeamlessHandoverHandover
CDMA
SoftSoftHandoverHandover
MSC
RNC
F1
BS1
RFP1
CCFP
BSS1
F2
F2
BS2
RFP2
BSS2BSS2
MSC
F1
BS2
RNC
F1
BS1
BSS1BSS2
MSC
F1
BS2
RNC
F1
BS1
RFP#1 RFP2
CCFP
F1
BSS1
RFP2
CCFP
F2
RFP1
F1
22
43Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
44Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
SignallingSignallingUserUser datadata
UmUm
PacketPacketDataData
NetworkNetwork
BSCBSC
BTSBTS
GGSNGGSN
MSCMSC
VLRVLRHLRHLR
GbGbGnGn
GiGi
GrGr
AbisAbis
GsGs
OtherOtherPLMNsPLMNs
GGSNGGSN
GpGp
GcGcGdGdCGFCGF
GaGa
GfGf
ChargingCharging datadata
Billing Billing SystemSystem
SGSNSGSN
EIREIR
GaGa
SMSM--GMSCGMSCSMSSMS--IWMSCIWMSC
MSCMSC
PCUPCU
SCPSCPGSM CSGSM CS
�� �)'��#�� �)'��#�� �)'��#�� �)'��#�� �)'��#�� �)'��#�� �)'��#�� �)'��#
23
45Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
GPRS is the Packet Switched branch of GSM
The GPRS branch involves three new entities:
�PCU (Packet Control Unit)
�SGSN (Service GPRS Support Node)
�GGSN (Gateway GPRS Support Node)
�� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� �������������
46Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
PCU (Packet Control Unit)� GPRS radio channels management
� PDCH multiplexing
� System Info Broadcast, Power control, Congestion control
� GPRS signalling
� GPRS traffic (Abis/Gb protocol conversion)
��0��0��0��0��0��0��0��0
24
47Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
SGSN (Service GPRS Support Node)� Mobility Management (MM)
� Security (Authentication and Ciphering)
� Billing
� Routing & Data transfer
The SGSN is a Packet Switched MSC
����������������
SGSN
48Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
GGSN (Gateway GPRS Support Node)
� Routing & Data transfer
� Session Management (SM)
� Billing
� Security (Firewall)
The GGSN is an upgraded router
������������������������
25
49Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
50Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
#$%&
�'�������
(�'������!�
���'���(�)�'(���'����(���*�����
++ &,&, -- %.%. -- &,&, ++
�!������)!��'��!���(�'����(
-��������!��/�-&.0%&���������!���1-&%.�≈≈≈≈ 2$&,,�� 3�
���# ���-��'��'�����������# ���-��'��'�����������# ���-��'��'�����������# ���-��'��'�����������# ���-��'��'�����������# ���-��'��'�����������# ���-��'��'�����������# ���-��'��'��������
26
51Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�'�������
�4��������'�������
�5��6�!��7'��!����*�����
## 8-8- ++.. .#$%&�4�������
(�'�� ����!�++
�!������(�'����(���)!��'��!�
-��������!��/�-&.0%&���������!���1-&%.�≈≈≈≈ 2$&,,�� 3�
����''�-��'��'������������''�-��'��'������������''�-��'��'������������''�-��'��'������������''�-��'��'������������''�-��'��'������������''�-��'��'������������''�-��'��'��������
52Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�����-���1��������� �����-���1��������� �����-���1��������� �����-���1��������� �����-���1��������� �����-���1��������� �����-���1��������� �����-���1���������
USF precoding (CS-2..CS-4)4 tail bits (CS-1..CS-3)
rate 1/2 convolutional coding (CS-1..CS-3)Puncturing (CS-2,CS-3)
456 bits (20ms)
USF BCSPayload
Uplink State Flag Block Check Sequence (40 bit or 16 bit)
Same gross bit-rate as GSM (22.8kbps)!!!
27
53Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������++++++++2������ �'���# �2������ �'���# �2������ �'���# �2������ �'���# �2������ �'���# �2������ �'���# �2������ �'���# �2������ �'���# �
4 tail bits (=>tot:228)rate 1/2 convol. coding (tot:228x2=456)
456 bits
USF BCSPayload
3 bit 40 bit181 bit
224 bit
54Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������++++++++3������ �'���# �3������ �'���# �3������ �'���# �3������ �'���# �3������ �'���# �3������ �'���# �3������ �'���# �3������ �'���# �
USF precodingNo other coding
444 bits
USF BCSPayload
3 bit 16 bit428 bit
447 bit
12
456 bit456 bit
28
55Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� ��������������� ����������
BH Info Field BH Info Field BHBH Info Field
Primary Block … Following Blocks ...
FH Information Field FCSFrame (LL-PDU)
Blocks
SNDCP layer
LLC layer
Physical layer
PH User DataPacket (N-PDU) Network layer
Compression/DecompressionSegmentation/Re-assembly (not shown)
Channel codingReordering & Partitioning
InterleavingBurst formatting
RLC/MAC layer
Normal Burst Normal Burst Normal BurstNormal Burst
SH Information FieldSN-PDU
FH = Frame HeaderFCS = Frame Check Sequence
BH = Block HeaderPH = Packet Header SH = SN-PDU Header
56Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'
Scheme Coderate Payload BCS Coded
bitsTail Puncturedbits
Data rate(kbps)
CS-1 1/2 181 40 4564 0 9.05
CS-2 ~ 2/3 268 16 5884 132 13.4
CS-3 ~ 3/4 312 16 6764 220 15.6
CS-4 1 428 16 456- - 21.4
Pre-codedUSF
3
6
6
12
Example Example 181bit/20ms = 9.05 kbps181bit/20ms = 9.05 kbps
29
57Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'�� ������ ����# �'
Scheme Maximum net payload (bytes)
Maximum net RLC/MAC data
rate (kbps)
Nominal data rate (kbps)
Mean Application data rate (kbps)
CS-1 20 8 9.05 7.7
CS-2 30 12 13.4 11.5
CS-3 36 14.4 15.6 13.8
CS-4 50 20 21.4 19.2
Unaware people said that GPRS was a 171.2 kb/s (CSUnaware people said that GPRS was a 171.2 kb/s (CS--4 x 8) technology, 4 x 8) technology, so creating wrong expectationsso creating wrong expectations
Example: Example: (181(181-- 21) bit/20ms => 8 kbps21) bit/20ms => 8 kbps
20byte20byte21bit=MAC header + RLC 21bit=MAC header + RLC
headerheader
TCP/IP: 40byteTCP/IP: 40byteSNDCP: 3byteSNDCP: 3byteLLC: 6 byteLLC: 6 byte
1160byte/1209 => 95.9%1160byte/1209 => 95.9%
--IP packet 1200 byteIP packet 1200 byte--Application level Application level packet: 1160 bytepacket: 1160 byte
58Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Codeword (456 bits) Bit reordering 0 1 2 3 4 5 6 7
57 57 57 57 57 57 57 57
0 4 Training sequence
1 5
2 6
3 7
57 bits 57 bits
Burst (114 information bits)
�� �-���1������� ���������������� �� �-���1������� ���������������� �� �-���1������� ���������������� �� �-���1������� ���������������� �� �-���1������� ���������������� �� �-���1������� ���������������� �� �-���1������� ���������������� �� �-���1������� ���������������� GSM
30
59Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
60Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
ApplicationApplication
IP / X.25IP / X.25
SNDCPSNDCP
LLCLLC
RLCRLC
MACMAC
GSM PLGSM PL
SNDCPSNDCP
BSSGPBSSGP
L1bisL1bis
RLCRLC
MACMAC
GSM PLGSM PL
LLC RelayLLC Relay
L2L2
L1L1
L2L2
L1L1
IPIP
GTPGTP
IP / X.25IP / X.25
Um Gb Gn GiMS BSS SGSN GGSN
FrameFrameRelayRelay
FrameFrameRelayRelay
BSSGPBSSGP
L1bisL1bis
LLCLLC
GTPGTP
IPIP
TLLI
TID
IP
TCP/UDPTCP/UDPTCP/UDPTCP/UDP
C ABC
1 2 3
4 5 6
7 8 9
* 0 #
SGSN GGSN
LLC RelayLLC Relay
31
61Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
ApplicationApplication
IPIP
SNDCPSNDCP
LLCLLC
RLCRLC
MACMAC
GSM PLGSM PL
SNDCPSNDCP
BSSGPBSSGP
L1bisL1bis
RLCRLC
MACMAC
GSM PLGSM PL
LLC RelayLLC Relay
L2L2
L1L1
L2L2
L1L1
TCPTCP--UDPUDP/IP/IP
GTPGTP
IPIP
UmUm GbGb GnGn GiGiMSMS BSSBSS SGSNSGSN GGSNGGSN
FrameFrameRelayRelay
FrameFrameRelayRelay
BSSGPBSSGP
L1bisL1bis
LLCLLC
GTPGTP
TCPTCP--UDPUDP/IP/IP
L1L1
L2L2
����� �"���'# �''�������������� �"���'# �''�������������� �"���'# �''�������������� �"���'# �''�������������� �"���'# �''�������������� �"���'# �''�������������� �"���'# �''�������������� �"���'# �''��������� GSM
62Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������0'���%����������4�� � 56457������������0'���%����������4�� � 56457������������0'���%����������4�� � 56457������������0'���%����������4�� � 56457������������0'���%����������4�� � 56457������������0'���%����������4�� � 56457������������0'���%����������4�� � 56457������������0'���%����������4�� � 56457
Network Service
GTPSNDCP
Network Service
Application
IP
SNDCP
LLC
RLC
MAC
GSM RF
LLC
BSSGP
L1bis
RLC
MAC
GSM RF
BSSGP
L1bis
Relay
L2
L1
IP
L2
L1
IP
GTP
IP
Um Gb Gn GiMS BSS SGSN GGSN
UDP /TCP
UDP / TCP
Relay
Relay
IPBSSGP
Relay
LLC
RLC
MAC
GSM RF
LLC
BSSGP
L1bis
Um GbMS BSS SGSN
Network Service
RLC
MAC
GSM RF L1bis
Network Service
UDP
L1
L2
IP
GMM/SMGMM/SM
GTP GTP
UDP
L1
L2
GGSN
Relay
Gn
Control Plane
User Plane
32
63Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
GTP (GPRS GTP (GPRS TunnellingTunnelling Protocol)Protocol)Data transfer between the right Data transfer between the right GSNsGSNs by the TID (Tunnel Identifier)by the TID (Tunnel Identifier)Session Management (PDP CA), Mobility Management (RAU)Session Management (PDP CA), Mobility Management (RAU)
TCP/UDPTCP/UDPreliable/unreliable (X.25/IP) control protocol for GTP PDUreliable/unreliable (X.25/IP) control protocol for GTP PDU
IPIPCore network transport protocolCore network transport protocol
�����������������������!������������������������!������������������������!������������������������!������������������������!������������������������!������������������������!������������������������!�
64Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
SNDCP (SNDCP (SubnetworkSubnetwork Dependent Convergence Protocol)Dependent Convergence Protocol)
Multiplexing over the same logical linkMultiplexing over the same logical link
Data and header data compressionData and header data compression
LLC (Logical Link Control)LLC (Logical Link Control)
It manages a logical link between MS and SGSNIt manages a logical link between MS and SGSN
It provides ciphering and reliabilityIt provides ciphering and reliability
BSSGP (BSS GPRS application Protocol)BSSGP (BSS GPRS application Protocol)
SGSNSGSN--BSC connection managementBSC connection management
Flow ControlFlow Control
�����������������������!!������������������������!!������������������������!!������������������������!!������������������������!!������������������������!!������������������������!!������������������������!!�
33
65Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
NS (Network Service)/FR (Frame Relay)NS (Network Service)/FR (Frame Relay)GbGb link managementlink managementBSSGP PDU bearer protocolBSSGP PDU bearer protocol
RLC/MAC (Radio Link Control/Medium Access Control)RLC/MAC (Radio Link Control/Medium Access Control)RLC: RLC:
−− MS BSS reliable link.MS BSS reliable link.−− LLC frames segmentation/reassemblyLLC frames segmentation/reassembly
MAC: MAC: −− Radio access management (request and grant)Radio access management (request and grant)−− Shared radio resources multiplexingShared radio resources multiplexing
�����������������������!!!������������������������!!!������������������������!!!������������������������!!!������������������������!!!������������������������!!!������������������������!!!������������������������!!!�
66Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�� � ,�4�����)���� � ,�4�����)���� � ,�4�����)���� � ,�4�����)���� � ,�4�����)���� � ,�4�����)���� � ,�4�����)���� � ,�4�����)��
RLC function� Transfer of LLC PDUs between LLC layer and MAC function� Segmentation and re-assembly of LLC PDUs into/from RLC
data blocks� Segmentation and re-assembly of RLC/MAC control messages
into/from RLC/MAC control blocks� Selective retransmission of RLC data blocks
MAC function� Procedures for reception of PBCCH and PCCCH� Provision of Temporary Block Flows (TBFs) that allow the
transfer of signalling and user data between the network and a mobile station
� Management of the shared transmission resources, the control of which resides on the network side
34
67Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
���1��������,� ������������'��!����1��������,� ������������'��!����1��������,� ������������'��!����1��������,� ������������'��!����1��������,� ������������'��!����1��������,� ������������'��!����1��������,� ������������'��!����1��������,� ������������'��!�
� Packet Common Control Channel (PCCCH):• PRACH: random access (uplink)• PPCH: paging (downlink)• PAGCH: access grant (downlink)• PNCH: PTM-M notification (downlink)
� Packet Broadcast Control Channel (PBCCH) (downlink)
� Packet Traffic Channels:• PDTCH: data traffic
� Packet Dedicated Control Channels:• PACCH: associated control
• PTCCH/U: timing advance estimation (uplink))• PTCCH/D: timing advance information (downlink)
68Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
���1��������,� ������������'��!!����1��������,� ������������'��!!����1��������,� ������������'��!!����1��������,� ������������'��!!����1��������,� ������������'��!!����1��������,� ������������'��!!����1��������,� ������������'��!!����1��������,� ������������'��!!�
� The radio blocks are transmitted over 4 bursts belonging to 4 consecutive TDMA frames
� Transmission on a Packet Data CHannel (PDCH):• transmission on PRACH and PTCCH/U is performed by
sending an access burst • transmission on all the other packet data logical channels is
performed by sending radio blocks constituted by four consecutive normal bursts
• a Packet Control Acknowledgement can be sent via 4 access bursts, if required by the network
35
69Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
���1��������,� ������������'��!!!����1��������,� ������������'��!!!����1��������,� ������������'��!!!����1��������,� ������������'��!!!����1��������,� ������������'��!!!����1��������,� ������������'��!!!����1��������,� ������������'��!!!����1��������,� ������������'��!!!�
� PCCCH is mapped on one or several physical channels, following a 52-multiframe• PRACH is determined by Uplink State Flag (USF) set FREE and
broadcast on the downlink or by a fixed allocation
� PBCCH is mapped on one physical channel� A given PDTCH is mapped on one physical channel
• An MS can use up to 8 PDTCHs on the same carrier� A given PACCH is mapped on one physical channel and is allocated
dynamically on a block basis� PTCCH/U is mapped to one of the time slots where PDTCHs are allocated
to the MS; PTCCH/D is associated to several PTCCH/Us sharing the same TS
70Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����� ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ��������# ��������# ��������# ��������# ��������# ��������# ��������# ��������# � ����������������������������������������������������������������
� 52 TDMA frames divided in:• 12 radio blocks B0-B11 (of 4 consecutive frames)• 2 frames used for PTCCH (T)• 2 idle frames (X)
TDMA Frame 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51
Block B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X
Idle frames
Radio Blocks
Frames for PTCCH
36
71Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
0%���1�"���'# �''���0%���1�"���'# �''���0%���1�"���'# �''���0%���1�"���'# �''���0%���1�"���'# �''���0%���1�"���'# �''���0%���1�"���'# �''���0%���1�"���'# �''���
Data Block
temporary Packet Ack/Nack
Data Block (last)
Access and Assignment
MS Network
PDTCH
PACCH
PDTCH
Packet Uplink Assignment
Packet Control AcknowledgementPACCH
PACCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data Block (last in send window)PDTCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
final Packet Ack/Nack PACCH
MS Network
Packet Channel Request
Packet Uplink Assignment
Packet Resource Request
Packet Uplink Assignment
PRACH or RACH
PAGCH or AGCH
PACCH
PACCH
(Optional)
(Optional)
Uplink access
Uplink data transfer
72Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Downlink paging
Downlink data transfer
MS Network
Packet Channel Request
Packet Uplink Assignment
Packet Paging Response (LLC frame)
PRACH or RACH
PAGCH or AGCH
PACCH
PPCH or PCHPacket Paging Request
Data Block
temporary Packet Ack/Nack
Paging and Assignment
MS Network
PDTCH
PACCH
Packet Downlink Assignment
Packet Control AcknowledgementPACCH
PACCH
PACCHfinal Packet Ack/Nack
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data Block (polling)PDTCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data BlockPDTCH
Data Block (last, polling)PDTCH
MS Network
Packet Downlink Assignment PACCH orPAGCH orAGCH
�������1�"���'# �''����������1�"���'# �''����������1�"���'# �''����������1�"���'# �''����������1�"���'# �''����������1�"���'# �''����������1�"���'# �''����������1�"���'# �''���
37
73Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� Sharing of radio resource between GSM and GPRS� Half or Full Duplex connections
�������'�����'�'����� ��!� �������'�����'�'����� ��!� �������'�����'�'����� ��!� �������'�����'�'����� ��!� �������'�����'�'����� ��!� �������'�����'�'����� ��!� �������'�����'�'����� ��!� �������'�����'�'����� ��!�
7 7 7 7 7 7 7
6 6 6 6 6 6 6
5 5 5 5 5 5 5
4 4 4 4 4 4
1 1 3 1 2 3 1
1 1 3 1 2 3 1
1 1 3 1 2 1 1
1 3 3 1 2 3 1
4
GSM users
GPRS users
TS 7
TS 6
TS 5
TS 4
TS 3
TS 2
TS 1
TS 0
Frame Num.
74Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�������'�����'�'����� ��!!� �������'�����'�'����� ��!!� �������'�����'�'����� ��!!� �������'�����'�'����� ��!!� �������'�����'�'����� ��!!� �������'�����'�'����� ��!!� �������'�����'�'����� ��!!� �������'�����'�'����� ��!!�
Ericsson review, n. 2, 1999 http://www.ericsson.com/review/1999_02/article51.shtml
38
75Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�������'�����'�'����� ��!!!� �������'�����'�'����� ��!!!� �������'�����'�'����� ��!!!� �������'�����'�'����� ��!!!�
TS
1-8
TS
TS
TS
TS
TS
TS
TS
TS
8-1
Theoretically a terminal can use up to 8 time slot in UL and DL.Theoretically a terminal can use up to 8 time slot in UL and DL.In practice the sum of UL and DL cannot be over 5In practice the sum of UL and DL cannot be over 5
The same time slot can be shared among up to 8 (o 16) terminalsThe same time slot can be shared among up to 8 (o 16) terminals
76Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
GPRS Mobility Management is about the same as GSM CS Mobility GPRS Mobility Management is about the same as GSM CS Mobility ManagementManagement
GPRS Mobility Management includes:GPRS Mobility Management includes:
��Attach/Detach proceduresAttach/Detach procedures
��Security functions (the same as GSM CS)Security functions (the same as GSM CS)
��Location Update at cell level (Cell Update) and core network levLocation Update at cell level (Cell Update) and core network level el (Routing Area Update)(Routing Area Update)
�8����)���� �# ��������'��!��8����)���� �# ��������'��!��8����)���� �# ��������'��!��8����)���� �# ��������'��!��8����)���� �# ��������'��!��8����)���� �# ��������'��!��8����)���� �# ��������'��!��8����)���� �# ��������'��!�
39
77Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Three MM states are defined for the MS and the network (SGSN)Three MM states are defined for the MS and the network (SGSN)
�� IDLEIDLE: the user is not reachable by the network: the user is not reachable by the network
�� STANDBYSTANDBY: the user is attached but not active. User: the user is attached but not active. User’’s location is known s location is known at RA level, it receives paging, performs MM proceduresat RA level, it receives paging, performs MM procedures
�� READYREADY: the user is attached and active. User: the user is attached and active. User’’s location is known at cell s location is known at cell levellevel
GPRS states have different name of GSM states:GPRS states have different name of GSM states:Idle/Standby/Ready corresponding to Detached/Idle/ConnectedIdle/Standby/Ready corresponding to Detached/Idle/Connected
�8����)���� �# ��������'��!!��8����)���� �# ��������'��!!��8����)���� �# ��������'��!!��8����)���� �# ��������'��!!��8����)���� �# ��������'��!!��8����)���� �# ��������'��!!��8����)���� �# ��������'��!!��8����)���� �# ��������'��!!�
78Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Ready Timer Ready Timer expiryexpiry
StandbyStandby
ReadyReady
IdleIdle
GPRS AttachGPRS Attach
PDU transmissionPDU transmission
GPRS DetachGPRS Detach
MM State Model of SGSNMM State Model of SGSN
Implicit DetachImplicit Detach
PDU receptionPDU reception
GPRS DetachGPRS DetachGPRS AttachGPRS Attach
IdleIdle
ReadyReady
StandbyStandby
READY timer expiryREADY timer expiryororForce to STANDBYForce to STANDBYororAbnormal RLC conditionAbnormal RLC condition
MM State Model of MSMM State Model of MS
�8����)���� �# ��������'��!!!��8����)���� �# ��������'��!!!��8����)���� �# ��������'��!!!��8����)���� �# ��������'��!!!��8����)���� �# ��������'��!!!��8����)���� �# ��������'��!!!��8����)���� �# ��������'��!!!��8����)���� �# ��������'��!!!�
40
79Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
RA is conceptually the same of LARA is conceptually the same of LAThe SGSN tracks users:The SGSN tracks users:�� at cell level, when they are active (Ready at cell level, when they are active (Ready
State)State)�� at RA level when they are inactive at RA level when they are inactive
(Standby State)(Standby State)
RA is smaller or equal than LA:RA is smaller or equal than LA:�� RA should not be too big to reduce the RA should not be too big to reduce the
flooding of GPRS pagingflooding of GPRS paging�� RA should not be too small to reduce the RA should not be too small to reduce the
RAURAU�� RA canRA can’’t cross LA, to allow combined t cross LA, to allow combined
RA/LA Update procedures (if Gs interface RA/LA Update procedures (if Gs interface is active)is active)
LALA
RRAA
RRAA
RARA
CellCell CellCell
RARA
CellCell CellCell
RARA
CellCell CellCell
�8����)���� �# ��������'�������������!��8����)���� �# ��������'�������������!��8����)���� �# ��������'�������������!��8����)���� �# ��������'�������������!��8����)���� �# ��������'�������������!��8����)���� �# ��������'�������������!��8����)���� �# ��������'�������������!��8����)���� �# ��������'�������������!�
80Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Routing Area (RA):Routing Area (RA):
�� is comprised in is comprised in one only LAone only LA�� is managed by is managed by one only SGSNone only SGSN�� The RAI is announced on the BCCH among the System InformationThe RAI is announced on the BCCH among the System Information�� The couple The couple RAI+TLLIRAI+TLLI identifies a unique MS in the whole networkidentifies a unique MS in the whole network
Routing Area related procedures are:Routing Area related procedures are:
�� Routing Area Update (Intra and Inter SGSN)Routing Area Update (Intra and Inter SGSN)�� Periodic Routing Area Update (always Intra SGSN)Periodic Routing Area Update (always Intra SGSN)
�8����)���� �# ��������'�������������!!��8����)���� �# ��������'�������������!!��8����)���� �# ��������'�������������!!��8����)���� �# ��������'�������������!!��8����)���� �# ��������'�������������!!��8����)���� �# ��������'�������������!!��8����)���� �# ��������'�������������!!��8����)���� �# ��������'�������������!!�
41
81Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
BTS
BSC BSC
BTSBTS
BSC
LAa
Cell Update
RAk
RAj
RAm
RA Update
Periodic RA Update
LA\RA Update
LAb
�8����)���� �# ��������'�������������!!!��8����)���� �# ��������'�������������!!!��8����)���� �# ��������'�������������!!!��8����)���� �# ��������'�������������!!!��8����)���� �# ��������'�������������!!!��8����)���� �# ��������'�������������!!!��8����)���� �# ��������'�������������!!!��8����)���� �# ��������'�������������!!!�
82Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Cell ReCell Re--selection procedure:selection procedure:
�� The MS measures the power level of its neighbour cells (The MS measures the power level of its neighbour cells (power power level of the level of the BCCHsBCCHs listed in the BA(GPRS) listlisted in the BA(GPRS) list))
�� In In packet idle modepacket idle mode: at least one measure each 4 sec. have to : at least one measure each 4 sec. have to be performedbe performed
�� In In packet transfer modepacket transfer mode: one measure each TDMA frame is : one measure each TDMA frame is performedperformed
�� In In Network Control Mode 0Network Control Mode 0 (NC0) the MS can select (NC0) the MS can select autonomously the target cell for its cell reautonomously the target cell for its cell re--selection procedure selection procedure and also trigger autonomously the cell changeand also trigger autonomously the cell change
�� The MS reThe MS re--selects the target cell based on selects the target cell based on radio criteria onlyradio criteria only�� When in the new cell the MS has to ask again to the network for When in the new cell the MS has to ask again to the network for
new resources assignmentnew resources assignment�� Cell ReCell Re--selection can cause a lake of throughput up to 4/5 sec.selection can cause a lake of throughput up to 4/5 sec.
�8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ �++++++++'����������!�'����������!�'����������!�'����������!�'����������!�'����������!�'����������!�'����������!�
42
83Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Cell ReCell Re--selection procedure:selection procedure:
�� In GPRS there are three possible modes to perform the cell In GPRS there are three possible modes to perform the cell rere--selection either in Idle Mode than in Packet Transfer selection either in Idle Mode than in Packet Transfer Mode:Mode:�� NC0NC0: MS controlled cell re: MS controlled cell re--selection, selection,
no measurement report;no measurement report;�� NC1NC1 : MS controlled cell re: MS controlled cell re--selection, selection,
MS send measurement report;MS send measurement report;�� NC2NC2 : Network controlled cell re: Network controlled cell re--selection, selection,
MS send measurement report;MS send measurement report;
�� The cell reThe cell re--selection mode is controlled by the network selection mode is controlled by the network broadcasting the parameter broadcasting the parameter ““Network Control OrderNetwork Control Order”” in the in the cellcell
�8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ ��8����)���� �# ���9������ �++++++++'����������!!�'����������!!�'����������!!�'����������!!�'����������!!�'����������!!�'����������!!�'����������!!�
84Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�8����)���� �# ���9���� �8����)���� �# ���9���� �8����)���� �# ���9���� �8����)���� �# ���9���� �8����)���� �# ���9���� �8����)���� �# ���9���� �8����)���� �# ���9���� �8����)���� �# ���9����
Network Controlled Cell Reselection (NC2):Network Controlled Cell Reselection (NC2):
�� The MS sends The MS sends Packet Measurements ReportsPacket Measurements Reports to the network to the network to allow network to select the best target cell for cell to allow network to select the best target cell for cell reselection procedure (taking into account load and reselection procedure (taking into account load and interference condition and in some cases also QoS profile)interference condition and in some cases also QoS profile)
�� The Network sends to the MS a The Network sends to the MS a Cell Change OrderCell Change Order message message indicating the selected target cellindicating the selected target cell
�� The MS perform the cell reselection towards the target cellThe MS perform the cell reselection towards the target cell
�� NCCR is a R97 feature (mandatory on terminals, optional on NCCR is a R97 feature (mandatory on terminals, optional on network)network)
�� Enabling NCCR feature an Enabling NCCR feature an impact on the networkimpact on the network have to be have to be expected because all GPRS expected because all GPRS MSsMSs active in the network will active in the network will send Packet Measurement Reports to the network also in idle send Packet Measurement Reports to the network also in idle mode.mode.
43
85Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Network Assisted Cell Change:Network Assisted Cell Change:
�� NACC allows the BSS to assist an MS in cell reselection while NACC allows the BSS to assist an MS in cell reselection while in Packet Transfer Mode getting a reduction in service outage in Packet Transfer Mode getting a reduction in service outage timetime
�� It can be considered as the first step to guarantee full mobilitIt can be considered as the first step to guarantee full mobility y also for PS Streaming servicesalso for PS Streaming services
�� The MS sends The MS sends Packet Measurements ReportsPacket Measurements Reports to the network to the network allowing the network to provide in advance to the MS the allowing the network to provide in advance to the MS the needed System Info of the target cellneeded System Info of the target cell
�� The The MS decideMS decide when to start with the cell reselection procedure when to start with the cell reselection procedure towards the target celltowards the target cell
�� Expected Expected performancesperformances are a drop out of 0,3 are a drop out of 0,3 ÷÷÷÷÷÷÷÷ 0,8 seconds for 0,8 seconds for intraintra--BSC cell reselection procedureBSC cell reselection procedure
�� IntraIntra--BSCBSC NACC is a R4 featureNACC is a R4 feature�� InterInter--BSCBSC NACC is a R5 featureNACC is a R5 feature
�8����)���� �# ���9������8����)���� �# ���9������8����)���� �# ���9������8����)���� �# ���9������8����)���� �# ���9������8����)���� �# ���9������8����)���� �# ���9������8����)���� �# ���9�����
86Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
44
87Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
Ki and Kc are never transmitted on radio channelKc is time varying
GEN. RAND
A3
KiKi
A3
SRES(MS) = SRES(NW)
YES NO
SRES(MS) (32 bit)
SRES(NW)
RAND (128 bit)
IMSI
OK DENIED
MSRADIO PATH NETWORK
ACCESS REQUEST
GEN. RAND
A8
KiKi
A8
INFO
RAND
IMSI
MSRADIO PATH NETWORK
ACCESS REQUEST
A5 A5
Kc Kc
INFO CIPHERED INFO
Authentication requested when•MS connects to the network•Location update•Services
INFO
�������������������%����� ������������������������%����� ������������������������%����� ������������������������%����� ������������������������%����� ������������������������%����� ������������������������%����� ������������������������%����� �����
88Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����•• GEAGEA--A5A5
������
�� �
8��18���
�� ��� �
8��18���8��18���
!�������!�������!�������
::::::::::::
;;;;;;;;;;;;
333333333333
���%��������%��������%�����
•• GEAGEA--A5A5
222222222222!!•• IMSIIMSI•• A3, A8A3, A8•• KiKi
-�-�-"-"
*, 4*, 4������
SS7SS7
G L O B A L S Y S T E M F O R M O B I L E C O M M U N I C A T I O N S
R
333333333333;;;;;;;;;;;; ::::::::::::222222222222����������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������)�������)�������)�������)�������)�������)�������)�������)
<<<<<<<<
�%�������%�������%�������%�������%�������%�������%�������%������ �%�������%�������%�������%�������%�������%�������%�������%������ ++++++++ ++++++++
�������� �������� ��������<4�<4�<4�<4�<4�<4�<4�<4�
��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%�����
�������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%�����
45
89Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
SRESSRES
A3A3 A3A3
������1������1������1������1������1������1������1������1
KiKi KiKiRANDRAND
SRESSRES
�(���'=�(���'=�(���'=�(���'=�(���'=�(���'=�(���'=�(���'=
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ;;;;;;;;;;;; :::::::::::: !���!���!���!��� ��������!���!���!���!��� ��������
GPRSGPRS--KcKc
����������������������������������������
outputoutput
����������������������������������������
GPRSGPRS--A5A5
INPUT INPUT (sync)(sync)
DIRECTIONDIRECTION
������� ������� ������� ������� ������� ������� ������� �������
outputoutput
GPRSGPRS--A5A5
INPUT INPUT (sync)(sync)
DIRECTIONDIRECTION
GPRSGPRS--KcKc
��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� 222222222222
����������������������������������������
GPRSGPRS--KcKc
A8A8 A8A8
KiKi KiKiRANDRAND
GPRSGPRS--KcKc
������1������1������1������1������1������1������1������1
��%�������%�������%�������%�������%�������%�������%�������%�����
�������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%����� �������������������%�����
90Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����•• GEAGEA--A5A5
������
�� �
8��18���
�� ��� �
8��18���8��18���
;;;;;;;;;;;; ���%��������%��������%�����
•• GEAGEA--A5A5
222222222222!!•• IMSIIMSI•• A3, A8A3, A8•• KiKi
-�-�-"-"
::::::::::::
UmUm GbGb GnGn GiGiMSMS BSSBSS SGSNSGSN GGSNGGSN
IPSecIPSec//IPIP
IPIP IPIP
GTPGTP
UDP /UDP /TCPTCP
IPSecIPSec
L2L2 L2L2
L1L1 L1L1L1L1
L2L2
IPSecIPSec
UDP /UDP /TCPTCP
GTPGTPSNDCPSNDCP
LLCLLC
BSSGPBSSGP
Network Network ServiceService
L1bisL1bis
RelayRelay
GSM RFGSM RF
MACMAC
RLCRLC BSSGPBSSGP
Network Network ServiceService
L1bisL1bis
RelayRelay
GSM RFGSM RF
MACMAC
RLCRLC
LLCLLC
SNDCPSNDCP
IPIP
ApplicationApplication
222222222222
;;;;;;;;;;;;
::::::::::::
��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%����� ��%�����
46
91Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������
2. Identification Request2. Identification Request
*, 4*, 4������
1. Attach Request1. Attach Request
2. Identification Response2. Identification Response A3A3 A8A8
RAND RAND GeneratorGenerator
TRIPLETSTRIPLETS
KiKi
KcKcRANDRAND SRESSRES
A3A3 A8A8
KiKiKiKi RANDRANDRANDRAND
SRESSRES KcKc
3. Identity Request3. Identity Request
3. Identity Response3. Identity Response
4. Send authentication info (IMSI)4. Send authentication info (IMSI)
4. Send authentication info 4. Send authentication info AckAck ((TRIPLETSTRIPLETS))
5. Authentication and Ciphering Request (5. Authentication and Ciphering Request (RANDRAND, CKSN, Ciphering Algorithm), CKSN, Ciphering Algorithm)
5. Authentication and Ciphering Response (5. Authentication and Ciphering Response (SRESSRES))
6. Identity Request6. Identity Request
6. Identity Response (IMEI)6. Identity Response (IMEI)EIREIR
7. Check IMEI7. Check IMEI
7. Check IMEI 7. Check IMEI AckAck
8. Location updating procedures8. Location updating procedures
9. Attach Accept9. Attach Accept
9. Attach Complete9. Attach Complete
MSC/VLR MSC/VLR old/newold/new
8. Location updating procedures8. Location updating procedures
10. TMSI Relocation Complete10. TMSI Relocation Complete
GPRSGPRS--A5A5
KcKcGPRSGPRS--A5A5
�� ��������� ��������� ��������� ��������� ��������� ��������� ��������� ��������� ��������� ��������� ��������� �������222222222222
�������������������%����� ��������������������%����� ��������������������%����� ��������������������%����� ��������������������%����� ��������������������%����� ��������������������%����� ��������������������%����� �9�����>�# %��9�����>�# %��9�����>�# %��9�����>�# %��9�����>�# %��9�����>�# %��9�����>�# %��9�����>�# %��
92Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
47
93Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� MMS� Data base access� Music download� FTP� E-mail with attachments� Full Web browsing� Games� E-commerce� Audio & video streaming� Seamless audio & video streaming (ECSD, 64 kbps)� Video-telephony (ECSD, 64 kbps)� Video-conferencing (ECSD, 64 kbps)
������%%��������'��>�# %��'������%%��������'��>�# %��'������%%��������'��>�# %��'������%%��������'��>�# %��'������%%��������'��>�# %��'������%%��������'��>�# %��'������%%��������'��>�# %��'������%%��������'��>�# %��'
BackgroundBackground
InteractiveInteractive
ConversationalConversational
94Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�����'���������(����# ���'�����'���������(����# ���'�����'���������(����# ���'�����'���������(����# ���'�����'���������(����# ���'�����'���������(����# ���'�����'���������(����# ���'�����'���������(����# ���'
� Higher data rates� New modulation scheme (8-PSK)
� The maximum ECSD data rate is equal to 64 kbps� Core network constraint
Service Data rate per slot (kbps)
Peak data rate (kbps)
User speed (km/h)
18 144 (8 slots) 100-250 EGPRS
48 384 (8 slots)
ECSD 28.8 NT/T 28.8
ECSD 32 T 32
ECSD 43.2 NT 43.2
64 (2 slots)
3-100
48
95Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�����7�����7�����7�����7�����7�����7�����7�����7++++++++�&�����������&�����������&�����������&�����������&�����������&�����������&�����������&����������
•
•
••
•
•
•
•
I
Q Symbol rotation: 3ππππ/8
(1,1,1)
(1,1,0)
(1,0,0)
(1,0,1)
(0,0,1)
(0,0,0)
(0,1,0)
(0,1,1)
96Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
49
97Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� ������������ ������ ����# �'��!���� ������������ ������ ����# �'��!���� ������������ ������ ����# �'��!���� ������������ ������ ����# �'��!���� ������������ ������ ����# �'��!���� ������������ ������ ����# �'��!���� ������������ ������ ����# �'��!���� ������������ ������ ����# �'��!�
The payload unit should not be seen as the RLC block. Different coding rates within a family are achieved by transmitting a different number of payload units within a 20 ms block.
Scheme Modulation Maximum rate (kbps)
Code Rate
Header Code Rate
RLC Blocks per 20 ms Family
MCS-9 59.2 1.0 0,36 2 A MCS-8 54.4 0.92 0,36 2 A MCS-7 8PSK 44.8 0.76 0.36 2 B MCS-6 29.6 0.49 1/3 1 A MCS-5 22.4 0.37 1/3 1 B MCS-4 17.6 1.0 0.53 1 C MCS-3 14.8 0.85 0.53 1 A MCS-2 11.2 0.66 0.53 1 B MCS-1
GMSK
8.8 0.53 0.53 1 C
Family Payload basic unit
(bytes) Payload units
per 20 ms block
A 34 - 37 1, 2 or 4 B 28 1, 2 or 4 C 22 1 or 2
98Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� ������������ ������ ����# �'��!!���� ������������ ������ ����# �'��!!���� ������������ ������ ����# �'��!!���� ������������ ������ ����# �'��!!���� ������������ ������ ����# �'��!!���� ������������ ������ ����# �'��!!���� ������������ ������ ����# �'��!!���� ������������ ������ ����# �'��!!�
Interleaving: MCS-7, MCS-8 and MCS-9 are split into two RLC blocks (separate sequence numbers and BCSs). These blocks in turn are interleaved over 2 bursts for MCS-8 & MCS-9. MCS-7 is still interleaved over four bursts.
MCS choice: For initial transmissions, any MCS can be selected based on the current link quality. In case of retransmissions, the MCS is selected within the same Family on the basis of the adopted automatic repeat request mechanism.
�� �� �� ����� ���
�� ��
�� ��
�� ��
������
�� ��
��� ���� �� �� �� ��
�� ��
�� ��
������
�� ����� ����
�� ��
�� ��������
��� ����
�������
�� �� �� ��
�� ��
������
�� � �� �
�� ��
�������� ��
50
99Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� ������������ ������ ����# �'��!!!���� ������������ ������ ����# �'��!!!���� ������������ ������ ����# �'��!!!���� ������������ ������ ����# �'��!!!���� ������������ ������ ����# �'��!!!���� ������������ ������ ����# �'��!!!���� ������������ ������ ����# �'��!!!���� ������������ ������ ����# �'��!!!�
Family C (kbps) Family B (kbps) Family A padding
(kbps) Family A (kbps)
MCS-1 8.8 MCS-2 11.2 MCS-3 13.6 MCS-3 14.8 MCS-4 17.6 MCS-5 22.4 MCS-6 27.2 MCS-6 29.6
MCS-7 44.8 MCS-8 54.4 MCS-9 59.2
Maximum net RLC/MAC data rate
100Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� � ,�4���8���1��������������'������ � ,�4���8���1��������������'������ � ,�4���8���1��������������'������ � ,�4���8���1��������������'������ � ,�4���8���1��������������'������ � ,�4���8���1��������������'������ � ,�4���8���1��������������'������ � ,�4���8���1��������������'���
RLC/MAC block
RLC data block 1 RLC data block 2 (conditional*)
E FBI/TI EGPRS RLC data unit
RLC/MAC header
* for MCS-7 ÷÷÷÷ MCS-9
Size (bytes) Downlink Uplink
header type 1: MCS-7 ÷÷÷÷ MCS-9 5 5.75 header type 2: MCS-5 ÷÷÷÷ MCS-6 3.5 4.625 header type 3: MCS-1 ÷÷÷÷ MCS-4 3.875 3.875
Size (bytes)
MCS-1 22 MCS-2 28 MCS-3 37 MCS-4 44 MCS-5 56 MCS-6 74 MCS-7 56 MCS-8 68 MCS-9 74
51
101Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9��++++++++2��,2��,2��,2��,2��,2��,2��,2��,
Block code
Rate 1/3 convolutional
Puncturing P1 or P2 Puncturing
Rate 1/3 convolutional
588 bits
USF RLC/MAC header RLC Data = 22 bytes = 176 bits TB
12 bits 108 bits
196 bits
372 bits 68 bits 12 bits 4 Extra SF
456 bits
36 bits
Normal Burst Normal Burst Normal Burst Normal Burst
BCS HCS E FBI
3 bits
Interleaving
102Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9��++++++++?��,?��,?��,?��,?��,?��,?��,?��,
Interleaving Interleaving
Block code
Rate 1/3 convolutional
Puncturing P1 or P2 + 1 spare bit
Rate 1/3 convolutional
1404 bits
USF RLC/MAC header RLC Data = 56 bytes = 448 bits TB
36 bits 99 bits
468 bits
1248 bits 100 bits 36 bits 8 Extra SF
1392 bits
33 bits
Normal Burst Normal Burst Normal Burst Normal Burst
BCS HCS E FBI
3 bits
52
103Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9����� 9��++++++++5��,5��,5��,5��,5��,5��,5��,5��,
Rate 1/3 convolutional
Puncturing P1 or P2 or P3 Puncturing Puncturing P1 or P2 or P3
36 bits 124 bits 8 Extra SF
1392 bits
Normal Burst Normal Burst Normal Burst Normal Burst
Rate 1/3 convolutional Block code Rate 1/3 convolutional
1836 bits 36 bits 135 bits
612 bits 45 bits
TB BCS USF RLC/MAC header HCS RLC Data = 74 bytes = 592 bits E FBI
3 bits
TB BCS RLC Data = 74 bytes = 592 bits E FBI
612 bits
1836 bits
612 bits 612 bits
Interleaving Interleaving
104Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
53
105Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� Four coding schemes (CS) for traffic data with increasing channel rates� CS-1 mandatory for BSs� CS-1, CS-2, CS-3 and CS-4 mandatory for MSs
� Coding scheme CS-1 is also used for signalling� Maximum speed (theoretical) 171.2 kbit/s BUT SOME ASPECTS AND LIMITATIONS SHOULD BE CONSIDERED IN
ORDER TO HAVE A REALISTIC IDEA OF PERFORMANCES.� In theory the speed of about 170 Kb/s can be obtained by (21.4*8)!!!
�� ������ ���# �'
106Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�� 4�����������# �������# %���'����!��� 4�����������# �������# %���'����!��� 4�����������# �������# %���'����!��� 4�����������# �������# %���'����!��� 4�����������# �������# %���'����!��� 4�����������# �������# %���'����!��� 4�����������# �������# %���'����!��� 4�����������# �������# %���'����!�
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
C/I [dB]
Thro
ughp
ut [k
Byt
es/s
]
CS1CS2CS3CS4
BLER=10%
54
107Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
5 10 15 20 25 30 35 400
10
20
30
40
50
60
MCS−1MCS−2
MCS−3MCS−4
MCS−5
MCS−6
MCS−7
MCS−8
MCS−9
C/I [dB]
Thro
ughp
ut [k
b/s
per T
S]
�� 4�����������# �������# %���'����!!��� 4�����������# �������# %���'����!!��� 4�����������# �������# %���'����!!��� 4�����������# �������# %���'����!!��� 4�����������# �������# %���'����!!��� 4�����������# �������# %���'����!!��� 4�����������# �������# %���'����!!��� 4�����������# �������# %���'����!!�
Effect of LQC Procedures
The resulting ideal throughput will lay on the envelope of the different lines depending on the actual C/I value
108Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� ����������'��� ����������'��� ����������'��� ����������'��� ����������'��� ����������'��� ����������'��� ����������'
In theory:
Maximum net RLC/MAC data rate: 473.6 kbpsMaximum application data rate: 454.4 kbps
In practice:
4 TS in downlink MCS-6 @ TU3 ideal FH, C/I = 17 dBExpected application throughput per user:
100 kbps
55
109Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ��������� �� �%�����# �������# %���'����!��� �%�����# �������# %���'����!��� �%�����# �������# %���'����!��� �%�����# �������# %���'����!��� �%�����# �������# %���'����!��� �%�����# �������# %���'����!��� �%�����# �������# %���'����!��� �%�����# �������# %���'����!�
100 kbps
75.5 kbps
66.5 kbps
40 kbps
Expected application throughput/user
14.5 dBMCS-5
EGPRS
17 dBMCS-6
21 dB – no FHCS-4
13 dBCS-2
GPRS
MS 4+1
Required C/Ic @ GSM 900 TU3 ideal FH
110Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ��������� �� �%�����# �������# %���'����!!��� �%�����# �������# %���'����!!��� �%�����# �������# %���'����!!��� �%�����# �������# %���'����!!��� �%�����# �������# %���'����!!��� �%�����# �������# %���'����!!��� �%�����# �������# %���'����!!��� �%�����# �������# %���'����!!�
NotesDelay
EDGE
GPRS
Link Adaptation and Incremental Redundancy both used on the radio interface, 4+1 terminal. The reported values are referring to test-plant environment.
~400ms(ping=32B)~800ms(ping=1200B)
CS-2 usage on the radio interface, 4+1 terminal, no NACC feature: the reported values are referring to test-plant environment.On real networks, values are supposed to range from 600ms (32B) up to 2000ms (1200B)
~400 ms(ping=32B)~1200ms(ping=1200B)
56
111Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������������ �!''��'������������ �!''��'������������ �!''��'������������ �!''��'������������ �!''��'������������ �!''��'������������ �!''��'������������ �!''��'
EGPRS requires:
new terminals
HW/SW upgrade on BSS (EDGE Transceiver Unit, A-bis interface dimensioning, BSC/PCU HW/SW upgrade) depending on the Vendor implementation
Gn
OtherPLMNs
VLR
Gb
GiGr
A-bis
Gs
Gp
Gd
BTS
BSC
MSC
SMS-C HLR Externaldata
network
SGSN GGSN
GGSN
PCU
Um
EDGETRU
From GPRS to E-GPRS :
112Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
����������� ��!''��'����������� ��!''��'����������� ��!''��'����������� ��!''��'����������� ��!''��'����������� ��!''��'����������� ��!''��'����������� ��!''��'
Combining LA and IR it is possible to provide EDGE service in a wider area, with a lower perceived throughput by users and acceptable delay
EDGE coverage area might reach GSM one!
Which is the “real” EDGE coverage?
“Real” means evaluating the effects of RLC/MAC LQC procedures on the user perceived throughput / quality
�����@��
�
57
113Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
114Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� �,��1�A�����)����������!���� �,��1�A�����)����������!���� �,��1�A�����)����������!���� �,��1�A�����)����������!���� �,��1�A�����)����������!���� �,��1�A�����)����������!���� �,��1�A�����)����������!���� �,��1�A�����)����������!�
MEAN_BEP = average of MEAN_BEPblock
CV_BEP = average of CV_BEPblock
�=
=4
141
_i
iburstblock BEPBEPMEAN
�
� �
=
= =��
���
� −= 4
1
24
1
4
1
41
41
31
_
iiburst
k iiburstkburst
block
BEP
BEPBEP
BEPCV
58
115Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� �,��1�A�����)����������!!���� �,��1�A�����)����������!!���� �,��1�A�����)����������!!���� �,��1�A�����)����������!!���� �,��1�A�����)����������!!���� �,��1�A�����)����������!!���� �,��1�A�����)����������!!���� �,��1�A�����)����������!!�
8 PSK MEAN_BEP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 4 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 6 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9
8 P S K C V _ B E P 7 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9
8-PSK MCS selection example based on link quality reports
116Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
")%��!�� A9�,��1����%������")%��!�� A9�,��1����%������")%��!�� A9�,��1����%������")%��!�� A9�,��1����%������")%��!�� A9�,��1����%������")%��!�� A9�,��1����%������")%��!�� A9�,��1����%������")%��!�� A9�,��1����%������
Scheme used for initial
transmission
Scheme to use for retransmissions after switching to a different MCS
MCS-9 Comm.
MCS-8 Comm.
MCS-7 Comm.
MCS6-9 Comm.
MCS-6 Comm.
MCS5-7 Comm.
MCS-5 Comm.
MCS-4 Comm.
MCS-3 Comm.
MCS-2 Comm.
MCS-1 Comm.
MCS-9 MCS-9 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3
MCS-8 MCS-8 MCS-8 MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-3 (pad)
MCS-3 (pad)
MCS-3 (pad)
MCS-3 (pad)
MCS-3 pad)
MCS-3 (pad)
MCS-7 MCS-7 MCS-7 MCS-7 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-6 MCS-9 MCS-6 MCS-6 MCS-9 MCS-6 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-5 MCS-7 MCS-7 MCS-7 MCS-5 MCS-5 MCS-7 MCS-5 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1
59
117Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)")%��!!��)8����� A9�!����# ������ ��������)
Scheme used for initial
transmission
Scheme to use for retransmissions after switching to a different MCS
MCS-9 Comm.
MCS-8 Comm.
MCS-7 Comm.
MCS6-9 Comm.
MCS-6 Comm.
MCS5-7 Comm.
MCS-5 Comm.
MCS-4 Comm.
MCS-3 Comm.
MCS-2 Comm.
MCS-1 Comm.
MCS-9 MCS-9 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6
MCS-8 MCS-8 MCS-8 MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-6 (pad)
MCS-6 pad)
MCS-6 (pad)
MCS-7 MCS-7 MCS-7 MCS-7 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-6 MCS-9 MCS-6 MCS-6 MCS-9 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-6 MCS-5 MCS-7 MCS-7 MCS-7 MCS-5 MCS-5 MCS-7 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-5 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-4 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-3 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-2 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1 MCS-1
118Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� A� A� A� A� A� A� A� A
RLC data block retransmission takes place with an MCS within thesame Family of the MCS used for the 1st transmission (excluding the ones requiring more payload units inside the RLC data block).
LA: segmentation is allowed.
IR: segmentation is not allowed; soft combining is performed.
LA tries to minimise the retransmissions.
IR tries to maximise the payload transmission.
Type II hybrid ARQ IR mode and MCSType II hybrid ARQ IR mode and MCS--55--7, MCS7, MCS--66--9 joint decoding 9 joint decoding are mandatory on the EGPRS MS side.are mandatory on the EGPRS MS side.
����
EGPRS supports both LA mode and combined LA & IR mode
60
119Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
,��1����%�������!# %�������������� ,��1����%�������!# %�������������� ,��1����%�������!# %�������������� ,��1����%�������!# %�������������� ,��1����%�������!# %�������������� ,��1����%�������!# %�������������� ,��1����%�������!# %�������������� ,��1����%�������!# %��������������
EDGE LA algorithm allows re-segmentation (no possible in GPRS), so packets once sent with little error protection can be retransmitted with more error protection, if required by the new radio environment
LLC frameLLC frame 11 ......
MCS6 codedMCS6 coded
A)A) B)B)
Packet
DL ACK/N
ACK mess
age
Packet
DL ACK/N
ACK mess
age
Bitmap
:
Bitmap
:
- Pac
ket 2
and 3
once
more !
- Pac
ket 2 a
nd 3 on
ce mor
e ! C)C)
22 33 44 55 66 77 88
11
22
33
44
22
5566
33
MCS3
New and re-transmitted packets are using MCS3
120Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!����# ������ ��������)�!# %�������������� ��!�
n bits
Puncturing
n bits n bits n bits
Code Rate = 11st transmission
Code Rate = ½2nd transmission
Code Rate = 1/33rd transmission
1/3 convolutional code
Three puncturing schemes are defined not to have common bits
MCS-9 coding
61
121Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!����# ������ ��������)�!# %�������������� ��!!�
0.26*
0.33
0.42
0.5
0.19*
0.24*
0.38
0.46
0.5
P1+P2
0.53
0.66
0.85
1.0
0.37
0.49
0.76
0.92
1.0
P1
-
-
0.28*
0.33
-
-
0.25*
0.31*
0.33
P1+P2+P3
59.2MCS-9
8.8
11.2
14.8
17.6
22.4
29.6
44.8
54.4
Nominal Bit Rate (Kb/s)
MCS-1
MCS-2
MCS-3
MCS-4
MCS-5
MCS-6
MCS-7
MCS-8
Coding Scheme
With IR, MCS-9 after 3 retransmissions has similar performances as MCS-5
The (*) indicates that some repetition is made. Since the same mother code is used always, and it is a rate 1/3 code, repetition of the same puncturing set is necessary when the code rate goes below 1/3
122Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
62
123Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
���# ���-��'���'1'���&���7���# ���-��'���'1'���&���7���# ���-��'���'1'���&���7���# ���-��'���'1'���&���7++++�&��&��&��&�
10 8 10 10 8 10 t ( µ s )
dB
-30
(*)
-6
+2,4 +4
-20
-2
(***)
(**)
2 2 2 2
7056/13 (542,8) µ s
(147 symbols)
0 +1
-1 8-PSK mask
GMSK mask
124Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��� �7��� �7��� �7��� �7++++�&����������9�!�&����������9�!�&����������9�!�&����������9�!++++A���� ��#A���� ��#A���� ��#A���� ��#
•
•
••
•
•
•
•
I
Q Symbol rotation: 3ππππ/8
(1,1,1)
(1,1,0)
(1,0,0)
(1,0,1)
(0,0,1)
(0,0,0)
(0,1,0)
(0,1,1)
63
125Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
���%�����������# %���'�����%�����������# %���'�����%�����������# %���'�����%�����������# %���'�����%�����������# %���'�����%�����������# %���'�����%�����������# %���'�����%�����������# %���'��
42.5
44.5
46.0
48.0
44.0
47.0
900 MHz
42.542.542.58-PSK (avg)
44.544.544.5GMSKNokia
45.045.046.08-PSK (avg)
48.048.048.0GMSKSiemens
43.043.044.08-PSK (avg)
46.046.047.0GMSKEricsson
1900 MHz1800 MHz800 MHzModulationProvider
Output power levels at antenna connector (expressed in dBm) referred to a typical TRX for macro-site model, using combiner by-pass configuration
126Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� !����;BC;�-"�0% ����'� !����;BC;�-"�0% ����'� !����;BC;�-"�0% ����'� !����;BC;�-"�0% ����'� !����;BC;�-"�0% ����'� !����;BC;�-"�0% ����'� !����;BC;�-"�0% ����'� !����;BC;�-"�0% ����'
� Indoor RBS 2202 needs:• sTRU (new TRU with
EDGE support)• DXU-21
� The same is applicable on outdoor RBS 2102
� Micro-cell RBS 2302 and Pico-cell RBS 2401 do not support EDGE
DXU-21
sTRU EDGE
64
127Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� !����;BCD�-"�������������� !����;BCD�-"�������������� !����;BCD�-"�������������� !����;BCD�-"�������������� !����;BCD�-"�������������� !����;BCD�-"�������������� !����;BCD�-"�������������� !����;BCD�-"�������������
dTRUe EDGE
DXU-21 is built-in
� Indoor RBS 2206 needs:• dTRUe (new TRU with
EDGE support)
� The same is applicable on outdoor RBS 2106
� New Micro-cell RBS 2308 will support EDGE (up to 4 TRX in a single cabinet)
128Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
������0�������0�������0�������0�������0�������0�������0�������0��'�'�'�'�'�'�'�' ���������0���������0���������0���������0���������0���������0���������0���������0
The design approach of ECU was to support the EDGE capability by minimizing the changes to the CU HW. The following major changes to the CU HW were made to support the EDGE functionality:
� New Power Amplifier with better linearity and approximately 3 dB higher peak power capability
� New power leveling concept including a digital power control loop
� Adaptive Pre-distortion to linearize the transmitter
� New module Pre-distortion receiver (PDRX)
� New Power Supply Unit (EPSU) with higher power capability
65
129Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-++++++++;3C42�����-;3C42�����-;3C42�����-;3C42�����-;3C42�����-;3C42�����-;3C42�����-;3C42�����-++++++++;3C42�!!;3C42�!!;3C42�!!;3C42�!!;3C42�!!;3C42�!!;3C42�!!;3C42�!!
Indoor/ Outdoor installationsMax 8 CU per cabinetMax 3 cabinets (i.e. 24 TRX)
BS-240/1 II is the evolution of BS-240/1some modifications have been introduced in the mechanical (rack weight and battery housing) which represents the latest state of technology.
The RF performance of the BTS is not affected by the modifications
Availability: BR 7.0, Q1 2004
air inlet air inlet
air inlet air inlet
air inlet air inlet
CU CU CU CU
CU CUCU CU
CBONONONONONON ONONONONONONFP
BS-241
ACOM
ACOM
ACOM
ACOM
DIA
MC
OD
IAM
CO
s
Plinth
1,75 m
130Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-!����-"�-++++++++;3CB,�����-;3CB,�����-;3CB,�����-;3CB,�����-;3CB,�����-;3CB,�����-;3CB,�����-;3CB,�����-++++++++;3CB,�!!;3CB,�!!;3CB,�!!;3CB,�!!;3CB,�!!;3CB,�!!;3CB,�!!;3CB,�!!
2025
mm
air inlet air inlet
CU CU CU CU
DIA
MC
OD
IAM
CO
air inlet air inlet
CU CU CU CU
air inlet air inlet
CBFP
BS-240XL
ACOM
ACOM
ACOM
ACOM
ONON ON
ON ON ONONON ON
ON ONON
air inlet air inlet
CU CU CU CU
DIA
MC
OD
IAM
CO
Indoor installationsMax 12 CU per cabinet
Max 2 cabinets (i.e. 24 TRX) + service rack (battery and link equipments) if needed
BS-240XL II is the evolution of BS-240XLsome modifications have been introduced in the mechanical (RF cabling and battery housing) which represents the latest state of technology.
The RF performance of the BTS is not affected by the modificationsAvailability: BR 7.0, Q1 2004
66
131Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��&!��0��������,�)�����&!��0��������,�)�����&!��0��������,�)�����&!��0��������,�)�����&!��0��������,�)�����&!��0��������,�)�����&!��0��������,�)�����&!��0��������,�)���
Indoor / Outdoor installationsMax 12 TRX per cabinet
Max 3 cabinets (i.e. 36 TRX)
Notes:
� BB board
� External duplexer
� Filter or hybrid combiner
� Tri-mode BTS
132Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��&!��0��������" B��&!��0��������" B��&!��0��������" B��&!��0��������" B��&!��0��������" B��&!��0��������" B��&!��0��������" B��&!��0��������" B
Nokia Transceiver Unit is made by two separate boards:� Transceiver RF Unit: the TRX RFTRX RF unit performs RF modulation/demodulation
and amplification for one RF carrier to handle uplink and downlink signals between MS and BTS. The TRX RF unit contains:• one transmitter• one main receiver• one diversity receiver (MRC technique)
� Transceiver Baseband Unit: the TRX BB2TRX BB2 is a digital signal processing board, consisting of two independent baseband modules. Each module functions independently for its own GSM/EDGE TRX RF unit.One of the Transceiver Baseband units also controls frequency hopping.
The BTS can be upgraded to GSM/EDGE by adding the EDGE capable BB2 and TRX plug-in units
67
133Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��&!����&!����&!����&!����&!����&!����&!����&!���������������������������������������������������������� ,�)���,�)���,�)���,�)���,�)���,�)���,�)���,�)���
Indoor / Outdoor installationsMax 4 TRX per cabinet
Max 3 cabinets (i.e. 12 TRX)
The introduction of EDGE requires EDGE capable TRXs.EDGE also requires:
� Software CXM 3.3 (for 800 and 1900 MHz frequency bands)
� Software CXM3.3-1 (for 900 and 1800 MHz frequency bands)
134Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����++++++++8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�
In BSS R11 the “Flexible AFlexible A--bisbis” solution is introduced: this is achieved by having pools of 16 kbit/s and 64 kbit/s paths, and by allocating an A-bis path to a TCH at the allocation / activation of the TCH
An EGPRS capable PDCH (E-PDCH) or a GPRS CS 1-4 capable PDCH (G-PDCH) require a 64 kbps path, whereas other channel types require 16 kbps paths
68
135Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����� !�����)��# ����++++++++8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�
� The pooling of A-bis resources per TG means that for a three sector site three cells use the same A-bis pools (trunking gain)
� The total number of A-bis paths, dedicated and in the pools, should be equal to the number of traffic channels in the TG: this means that at least a 16 Kb/s channel on the A-bis is always available for each radio TS (no blocking on A-bis)
� Ericsson states that it is recommendable to define dedicated 64 Kb/s link on A-bis for each dedicated radio E-PDCH TS
136Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����++++++++8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�
Previous Situation
� Only Static A-bis Allocation available
� The radio TS is associated to an A-bis sub-slot in a fixed way with one to one mapping
� The A-bis sub-slots are configured by O&M procedures and stored into BSC database
New Features� The association of radio timeslot and A-bis sub-slots is performed
dynamically at channel activation. No fixed association in the database
� Allocation of a fixed A-bis Pool to a BTSM in the BSC, which is shared by all installed TRX
� Change of TS A-bis capacity depending on Link Adaptation (timeout is applied)
� The A-bis Allocation of a multiplexed PDCH is determined by the TBF with the maximum CS/MCS
69
137Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����++++++++8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�
The dynamic A-bis allocation strategy is based on A-bis pools and sub-pools:
� A-bis pool: amount of 16 Kb/s sub-slots defined on per site basis. One A-bis pool is composed by several A-bis sub-pools.
� A-bis sub-pool: each sub-pool belongs to a single PCM link, with one associated LAP-D link to manage a correct fault propagation from the LAPD link to the A-bis resources
� 16 Kb/s sub-slots allocated to a radio channel may belong to different sub-pools and consequently to different PCM lines (up to four).
� The fail of PCM lines affects only A-bis resources, while radio channels may continue to be assigned to new incoming calls, as long as there is some available 16kbit/s A-bis resource on the residual PCM lines.
138Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����++++++++8�'����������!!!�8�'����������!!!�8�'����������!!!�8�'����������!!!�8�'����������!!!�8�'����������!!!�8�'����������!!!�8�'����������!!!�
59.2
54.4
44.8
29.6
22.4
17.6
14.8
11.2
8.8
21.4
15.6
13.4
9.05
Nominal Bit Rate (Kb/s)Nominal Bit Rate (Kb/s)
5MCS-9
5MCS-8
4MCS-7
3MCS-6
2MCS-5
2MCS-4
2MCS-3
2MCS-2
1MCS-1
2CS-4
2CS-3
2CS-2
1CS-1
Number of 16kbit/s Number of 16kbit/s subsub--slotsslotsCoding SchemeCoding Scheme
70
139Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����!�����)��# ����++++++++8�'����������!/�8�'����������!/�8�'����������!/�8�'����������!/�8�'����������!/�8�'����������!/�8�'����������!/�8�'����������!/�
SFC-00000 SFC-00001 SFC-00010 SFC-00011 SFC-00100 168 data bits
70 bits of filling pattern
152 and 118 data bits 202 data bits 272 data bits 272 data bits
E bit and TI bit E bit and TI bit header
46 bits
MCS-9 usage example� SFC: sub-frame counter� The payload of the basic frame, has length of 216 bits, including
46 bits by RLC/MAC header (5.75 bytes UL), extension bit (E), temporary logical link identifier indicator (TI), and 168 data bits
� The other (additional) frames contain a payload by 272 bits each� The (pale) yellow color indicates the overhead applied and the
trailers that are used for reassembling purposes
140Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ����++++++++8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�8�'����������!�
When a radio connection requests more transport capacity, dynamic pool
may be used: dynamically linked to the fixed
resources (one 16 Kb/s sub-slot per TCH on the
radio interface – master), there are 16 Kb/s resource
(slaves) that can be allocated to manage
EGPRS coding schemes from MCS-2 to MCS-9
71
141Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ������&!���)��# ����++++++++8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�8�'����������!!�
59.2
54.4
44.8
29.6
22.4
17.6
14.8
11.2
8.8
21.4
15.6
13.4
9.05
Nominal Bit Rate (Kb/s)Nominal Bit Rate (Kb/s)
5MCS-9
5MCS-8
4MCS-7
3MCS-6
2MCS-5
2MCS-4
2MCS-3
2MCS-2
1MCS-1
NA (S 11.5)CS-4
NA (S 11.5)CS-3
2CS-2
1CS-1
Number of 16kbit/s Number of 16kbit/s subsub--slotsslotsCoding SchemeCoding Scheme
142Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
� GSM source & channel coding� GSM radio interface� GSM radio planning� GPRS system� GPRS coding schemes� GPRS protocols & procedures� GPRS security� EDGE radio interface� EDGE coding schemes� GPRS/EDGE performance comparison� EDGE: LQC, LA & IR� EDGE: Planning Issues� MS multislot classes
72
143Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�� Class A:Class A: the MS is allowed to make and/or receive calls on both the MS is allowed to make and/or receive calls on both circuit and packet switched services simultaneouslycircuit and packet switched services simultaneously
�� Class B:Class B: the MS can make and/or receive calls on either of the two the MS can make and/or receive calls on either of the two services sequentially but not simultaneouslyservices sequentially but not simultaneously
�� Class C:Class C: the MS can make and/or receive calls on either of the two the MS can make and/or receive calls on either of the two manually selected servicesmanually selected services
")%�'�������# ����'")%�'�������# ����'")%�'�������# ����'")%�'�������# ����'")%�'�������# ����'")%�'�������# ����'")%�'�������# ����'")%�'�������# ����'
144Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
M ultislotclass
M axim um num ber of slots M inim um num ber of slots Type
Rx Tx Sum T ta T tb T ra T rb
1 1 1 2 3 2 4 2 12 2 1 3 3 2 3 1 13 2 2 3 3 2 3 1 14 3 1 4 3 1 3 1 15 2 2 4 3 1 3 1 16 3 2 4 3 1 3 1 17 3 3 4 3 1 3 1 18 4 1 5 3 1 2 1 19 3 2 5 3 1 2 1 1
10 4 2 5 3 1 2 1 111 4 3 5 3 1 2 1 112 4 4 5 2 1 2 1 113 3 3 NA NA a) 3 a) 214 4 4 NA NA a) 3 a) 215 5 5 NA NA a) 3 a) 216 6 6 NA NA a) 2 a) 217 7 7 NA NA a) 1 0 218 8 8 NA NA 0 0 0 219 6 2 NA 3 b) 2 c) 120 6 3 NA 3 b) 2 c) 121 6 4 NA 3 b) 2 c) 122 6 4 NA 2 b) 2 c) 123 6 6 NA 2 b) 2 c) 124 8 2 NA 3 b) 2 c) 125 8 3 NA 3 b) 2 c) 126 8 4 NA 3 b) 2 c) 127 8 4 NA 2 b) 2 c) 128 8 6 NA 2 b) 2 c) 129 8 8 NA 2 b) 2 c) 1
����''�'�����# ��������''�'�����# ��������''�'�����# ��������''�'�����# ��������''�'�����# ��������''�'�����# ��������''�'�����# ��������''�'�����# ����++++++++'������%�8������''������%�8������''������%�8������''������%�8������''������%�8������''������%�8������''������%�8������''������%�8������'
73
145Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
�����"���'������������"���'������������"���'������������"���'������������"���'������������"���'������������"���'������������"���'�������
� DTM (Dual Transfer Mode) is a technique to provide a simultaneous PS and CS connection to the user.
� An on-going packet transfer will not be interrupted for an user that receives a simultaneous CS call.
Possible only HF
Possible only HF 4+1=5
Class 8
Possible only HF
Class 1 1+1=2
Class 2 2+1=3
Class Rx+Tx=Sum
Class 3 2+2=3
Class 4 3+1=4
Class 5 2+2=4
Class 6 3+2=4
Class 7 3+3=4
Class 9 3+2=5
Class 10 4+2=5
Class 11 4+3=5
CS connection
PS connection
UL DL
Possible only HF
146Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������# ����'��# %��# ����������''��'��!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!�
� The modem represents the main challenge with respect to GPRS, on both RF and DSP level
� IR requires additional memory for storing soft-information
� MMI (Man-Machine Interface) requirements are more demanding in terms of graphics, audio, MMS (Multimedia Messaging Service)
74
147Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������# ����'��# %��# ����������''��'��!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!�
RF modem aspects:GMSK:
���� 1 bit/symbol ���� constant amplitude
8-PSK:���� 3 bits/symbol ���� amplitude variations
In order to overcome AM/AM and PM/AM distorsionsintroduced by using current power amplifiers with 8-PSK,
pre-distortion techniques may be exploited
148Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!���������# ����'��# %��# ����������''��'��!!!�
DSP modem aspects:GMSK:
���� 1 bit/symbol ���� 16-state Viterbi decoder
8-PSK:���� 3 bits/symbol ���� “4096”-state Viterbi
decoder (not feasible)
In order to reduce the amount of processing introduced by using current Viterbi decoders with 8-PSK, more efficient algorithms are needed. Nevertheless, it is evaluated that 400 MIPS are required for EDGE terminals compared to 100 MIPS of current GPRS terminals.
75
149Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��!���������� �����# ����'��!���������� �����# ����'��!���������� �����# ����'��!���������� �����# ����'��!���������� �����# ����'��!���������� �����# ����'��!���������� �����# ����'��!�Nokia stated that by the end of 2004 all the new Nokia mobile phones will include EDGE technology: such a statement represents a challenge for the other major terminals Manufacturers, who are going
EDGE in new Nokia GPRS Terminals
2002 2003 2004
GSM/GPRS/EDGE
2002 2003
100%
2004
75%
50%
Source: Nokia 2002
EDGE in new Nokia GPRS Terminals
2002 2003 2004
GSM/GPRS/EDGE
2002 2003
100%
2004
75%
50%
Source: Nokia 2002
to introduce EDGE inside new models of their phones, producing in such a way a positive reaction for guaranteeing a real mass market delivery of EDGE terminals within 2004 and consequent economies of scale.
150Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��!!���������� �����# ����'��!!���������� �����# ����'��!!���������� �����# ����'��!!���������� �����# ����'��!!���������� �����# ����'��!!���������� �����# ����'��!!���������� �����# ����'��!!�
Motorola states that by the end of 2005 most of the products will be EDGE capable (around 200 �), around 80%. Only very low tier, will be dual band GPRS only. Starting from 2006, also very low level products will be EDGE: the difference will be the multislot class (6-8-10).
Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3
EDGE Class 4
EDGE Class 6
EDGE Class 10
EDGE Class 12
2004 2005 2006
2006 Low Tier products
H1 2005 Mass Market & Mid Tier products
H2 2005 products (High Tier, Mid Tier, Mass
Market)
First product
High Tier product
2004 Mid Tier products
Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3
EDGE Class 4
EDGE Class 6
EDGE Class 10
EDGE Class 12
2004 2005 2006
2006 Low Tier products
H1 2005 Mass Market & Mid Tier products
H2 2005 products (High Tier, Mid Tier, Mass
Market)
First product
High Tier product
Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3
EDGE Class 4
EDGE Class 6
EDGE Class 10
EDGE Class 12
2004 2005 2006
2006 Low Tier products
H1 2005 Mass Market & Mid Tier products
H2 2005 products (High Tier, Mid Tier, Mass
Market)
First product
High Tier product
Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3 Q1 Q2 Q4Q3
EDGE Class 4
EDGE Class 6
EDGE Class 10
EDGE Class 12
2004 2005 2006
2006 Low Tier products
H1 2005 Mass Market & Mid Tier products
H2 2005 products (High Tier, Mid Tier, Mass
Market)
First product
High Tier product
2004 Mid Tier productsSource: Motorola
76
151Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��!!!���������� �����# ����'��!!!���������� �����# ����'��!!!���������� �����# ����'��!!!���������� �����# ����'��!!!���������� �����# ����'��!!!���������� �����# ����'��!!!���������� �����# ����'��!!!�
XHTML WAP support, MIDP Java, Optional Nokia Camera Headset,128 x 128 resolution, 4096 12-bit colour display
106 x 45 x 19 mm
80 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS: up to 40.2 kbps, EDGE: up to 118.4 kbps• Network Features:
GSM 850/1800/1900 (Nokia 6220: EGSM 900, GSM 1800/1900)• Frequency bands:
Q1 2003• Availability:
Nokia 6200
152Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��!/���������� �����# ����'��!/���������� �����# ����'��!/���������� �����# ����'��!/���������� �����# ����'��!/���������� �����# ����'��!/���������� �����# ����'��!/���������� �����# ����'��!/�
XHTML browser, integrated camera,128 x 128 resolution, 4096 colours, CSTN
107,5 x 45,1 x 20,8 mm
90 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS Class 10 (4+1, 3+2), EDGE: up to 118.4 kbps• Network Features:
EGSM 900, GSM 1800/1900• Frequency bands:
Q4 2003• Availability:
Nokia 3200
77
153Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��/���������� �����# ����'��/���������� �����# ����'��/���������� �����# ����'��/���������� �����# ����'��/���������� �����# ����'��/���������� �����# ����'��/���������� �����# ����'��/�
J2ME™, WAP 2.0, integrated VGA camera, Bluetooth,128 x 128 resolution, 65536 colours, TFT, 32 MB MMC (Multimedia Card)
103 x 44 x 20 mm
97 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS Class 10 (4+1, 3+2), EDGE Class 10 (4+1, 3+2), up to 236.8 kbps
• Network Features:
EGSM 900, GSM 1800/1900• Frequency bands:
Q1 2004• Availability:
Nokia 6230
154Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��/!���������� �����# ����'��/!���������� �����# ����'��/!���������� �����# ����'��/!���������� �����# ����'��/!���������� �����# ����'��/!���������� �����# ����'��/!���������� �����# ����'��/!�
WAP 2.0, integrated VGA camera, MPEG-4 H.263 video player,128 x 128 resolution, 65536 colours, TFT
86 x 50 x 26 mm
115 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS Class 10 (4+1, 3+2), EDGE up to 177.6 kbps• Network Features:
EGSM 900, GSM 1800• Frequency bands:
Q1 2004• Availability:
Nokia 7200
78
155Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��/!!���������� �����# ����'��/!!���������� �����# ����'��/!!���������� �����# ����'��/!!���������� �����# ����'��/!!���������� �����# ����'��/!!���������� �����# ����'��/!!���������� �����# ����'��/!!�
J2ME™, WAP 2.0, integrated digital camera, Bluetooth,128 x 128 resolution, 4096 colours, CSTN
107 x 47 x 20 mm
100 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS (3 + 1), EDGE up to 177.6 kbps• Network Features:
EGSM 900, GSM 1800/1900• Frequency bands:
Q1 2004• Availability:
Nokia 6820
156Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��/!!!���������� �����# ����'��/!!!���������� �����# ����'��/!!!���������� �����# ����'��/!!!���������� �����# ����'��/!!!���������� �����# ����'��/!!!���������� �����# ����'��/!!!���������� �����# ����'��/!!!�
J2ME™, WAP 2.0, optional VGA camera, Bluetooth,128 x 128 resolution, 4096 colours, CSTN
119 x 55 x 23 mm
122 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS (3 + 1), EDGE up to 177.6 kbps• Network Features:
EGSM 900, GSM 1800/1900• Frequency bands:
Q2 2004• Availability:
Nokia 6810
79
157Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��!B���������� �����# ����'��!B���������� �����# ����'��!B���������� �����# ����'��!B���������� �����# ����'��!B���������� �����# ����'��!B���������� �����# ����'��!B���������� �����# ����'��!B�
J2ME™, WAP 2.0, integrated VGA camera, MPEG-4 H.263 video player,Bluetooth, 640 x 320 resolution, 65536 colours, TFT, 64 MB expandable MMC (Multimedia Card)
133.7 x 79.5 x 21.6 mm
183 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS Class 10 (4+1, 3+2), EDGE Class 4 (3+1) up to 177.6 kbps• Network Features:
GSM 900/1800/1900• Frequency bands:
Q2 2004• Availability:
Nokia 7700
158Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��B���������� �����# ����'��B���������� �����# ����'��B���������� �����# ����'��B���������� �����# ����'��B���������� �����# ����'��B���������� �����# ����'��B���������� �����# ����'��B�
XHTML browser, WAP 2.0, J2ME™, integrated VGA camera, Push To Talk,128 x 128 resolution, 4096 colours, CSTN
106.5 x 46.8 x 23.8 mm
100.8 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS Class 10 (4+1, 3+2), EDGE Class 6 (3+1, 2+2) up to 177.6 kbps• Network Features:
GSM 900/1800/1900• Frequency bands:
Q2 2004• Availability:
Nokia 5140
80
159Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��B!���������� �����# ����'��B!���������� �����# ����'��B!���������� �����# ����'��B!���������� �����# ����'��B!���������� �����# ����'��B!���������� �����# ����'��B!���������� �����# ����'��B!�
J2ME™, MMS, POP3 Email, WAP browser with GPRS, SMS, EMS,dual LCD display, internal 120 X 160 pixels, 4096 colours,CSTN display screen and external 96 X 32 pixels LCD display screen.
90 X 47.5 X 23 mm
101 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS (4 + 1), EDGE (3 + 1), Starfish Truesync® software, Optional Camera • Network Features:
GSM 850/1800/1900• Frequency bands:
Expected: H1 2004• Availability:
Motorola T725e
This device has not been authorized as required by the rules of the Federal Communications Commission.This device is not, and may not be, offered for sale or lease, or sold or leased, until authorization is obtained.
160Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� �����# ����'��B!!���������� �����# ����'��B!!���������� �����# ����'��B!!���������� �����# ����'��B!!���������� �����# ����'��B!!���������� �����# ����'��B!!���������� �����# ����'��B!!���������� �����# ����'��B!!�
32 MB Flash Memory, 10 MB free for user, MIDP 2.0 Java, MMS, SMS, EMS, Email, WAP 2.0, MPEG-4 H.263 video player, VGA video camera, 2 displays (132 x 176 pixels, 64k colours, TFT / 96 x 64 pixels, 4k colours, CSTN)
94,2 X 48 X 22,7 mm
95 g
• Features:
• Measures:
• Weight:
GPRS Class 10 (4 + 1, 3 + 2), EDGE Class 10 (4 + 1, 3 + 2)• Network Features:
GSM 850/900/1800/1900• Frequency bands:
2004• Availability:
Siemens EDGY (internal product name)
CONFIDENTIALCONFIDENTIAL
81
161Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� ������'��!���������� ������'��!���������� ������'��!���������� ������'��!���������� ������'��!���������� ������'��!���������� ������'��!���������� ������'��!�
Windows 2K, Windows XP PRO, Win 98, Win Me, and Win XP
IBM, Dell, HP, Gateway, Sony, Toshiba, and Winbook
38 g
Supported OS:
Supported HW:
Weight:
EDGE (4 + 1)Network Features:
GSM 850/1900Frequency bands:
Q4 2003Availability:
Sony Ericsson GC82 PCMCIA
162Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
��������� ������'��!!���������� ������'��!!���������� ������'��!!���������� ������'��!!���������� ������'��!!���������� ������'��!!���������� ������'��!!���������� ������'��!!�
M2M System Mode (Nokia M2M Platform functionality), User Control Mode, AT Command Mode
36 x 45 x 9 mm
15 g
Operation Modes:
Measures:
Weight:
GPRS Class 6 (3+1, 2+2), EDGE Class 2 (2+1)Network Features:
1. EGSM 900, GSM 1800 / 2. GSM 850/1900Frequency bands:
1. Q4 2003 / 2. Q3 2004Availability:
Nokia N 12 GSM Module
82
163Overview GSM/GPRS/EDGERio de Janeiro,
September 2005
CO
NFI
DE
NTI
AL
–A
llri
ghts
rese
rved
For any question:Emanuele ProcaccioliTelecom Italia LabInnovation Delivery / International Customers+39 011 228 5043+39 335 [email protected]