07_4g rf planning - day two - session two

Consulting | Training | Research Company Confidential - Pinnacle Learning Center

4G RF Planning

[email protected]


LTE RADIO CHANNEL


GSM Radio Channel Type

TCH/F dan TCH/H Traffic Channels digunakan untuk

transmisi data.

BCH (Broadcast Channels) hanya digunakan pada saat DL untuk sinkronisasi MS dan informasi broadcast.

CCCH (Common Control Channel) digunakan untuk

komunikasi dua arah downlink dan uplik pada saat pengaksesan awal sebelum MS melakukan

panggilan telepon, SMS dll

DCCH (Dedicated Control Channel) digunakan untuk

komunikasi dua arah downlink dan uplink untuk

sinyal dedicated.


WCDMA Radio Channel Type

BCCH PCCH CCCH DCCH CTCH DTCH DTCH

BCH

RRC User Applications

PCH FACH RACH DCH HS-DSCH

PCCPCH SCCPCH PRACH DPDCH HS-PDSCH

Logi

cal C

han

ne

l Tr

ansp

ort

C

han

ne

l P

hys

ical

C

han

ne

l

RLC

MAC

PHY

AICH PICH DPCCH HS-SCCH HS-DPCCH

CPICH SCH


LTE Logical Channel

Control Channels (CCH) BCCH Broadcast Control Channel PCCH Paging Control Channel MCCH MBMS (Multimedia Boadcast / Multicast

Service) point-to-multipoint Control Channel CCCH Common Control Channel. FACH (Forward

Access Channel) dan RACH (Random Access Channel) yang terdapat pada sistem 3G tidak terdapat lagi pada sistem 4G LTE.

DCCH Dedicated Control Channel

Traffic Channels (TCH) MTCH MBMS point-to-multipoint Traffic Channel DTCH Dedicated Traffic Channel

RRC_CONNECTED RRC state in E-UTRA


LTE Transport Channel

Common RACH Random Access Channel UL-SCH Uplink Shared Channel BCH Broadcast Channel PCH Paging Channel MCH Multicast Channel DL-SCH Downlink Shared Channel


LTE Physical Channel


LTE Physical Channel (cont.)

Physical Channels PRACH Physical Random Access Channel PUCCH Physical Uplink Control Channel. PUCCH membawa CQI, MIMO feedback,

ACK/NACK dan permintaan scheduling. PUSCH Physical Uplink Shared Channel. Membawa data UL. Menggunakan AMC

dari QPSK,16 QAM sampai 64 QAM. PBCH Physical Broadcast Channel. PBCH menggunakan modulasi QPSK dan selalu

menggunakan 72 subcarrier (sharing dengan physical channel yang lain) didalam DC carrier. Hanya membawa Master Information Block (MIB).

PDCCH Physical Downlink Control Channel. PBCH membawa format transport, alokasi resource, informasi HARQuntuk PCH, UL-SCH dan DL-SCH. Termasuk informasi power control untuk UL.

PCFICH Physical Control Format Indicator Channel. PHICH Physical HARQ Acknowledgement Indicator Channel. PDSCH Physical Downlink Shared Channel. Membawa data DL.Menggunakan AMC

dari QPSK,16 QAM sampai 64 QAM. PMCH Physical Multicast Channel. Membawa DL multicast data didalam transmisi

multiple cell.


LTE Physical Channel (cont.)

Physical Signals Primary and Secondary Synchronization Signal (Primary SCH dan Secondary SCH)

Synchronization signal mengidentifikasikan 168 cell grup ID dengan 3 anggota masing-masing grup.

Downlink Reference Signal (DL RS) dilokasikan pada subcarrier-subcarrier tertentu pada symbol OFDM.

Uplink Reference Signal (UL RS) atau UL Pilot Symbol Uplink reference signal dialokasikan pada blok yang keempat simbol SC-FDMA pada slot UL PUSCH. PUCCH dapat memiliki 2 atau 3 reference signal. Reference signal adalah kepanjangan dari sequence Zadoff-Chu.

Random Access Preamble Random Access Preamble adalah bagian dari PRACH dan digenerate dari sequence Zadoff-Chu.

Sounding Signal Sounding Signal ditransmisikan di bagian akhir simbol PUSCH. Direquest oleh eNB untuk mengakses radio channel quality dari UE.


LTE Radio Channel Mapping


Quiz 1 : Physical Resources Allocation

Bukalah 4G ExcelBook! Amati Contoh Physical Resources Allocation pada Bandwidth FDD 5 MHz dan 10 MHz. Dengan contoh tersebut buatlah DL (Downlink) Physical Resources Allocation untuk sistem berikut!

1. FDD, Bandwidth = 5 Mhz, 1 Antena Port, Normal Cyclic Prefix



4. FDD, Bandwidth = 20 Mhz, 4 Antena Port, Extended Cyclic Prefix

5. TDD (3 : 5), Bandwidth = 20 Mhz, 4 Antena Port, Normal Cyclic Prefix

6. TDD (1 : 1), Bandwidth = 10 Mhz, 2 Antena Port, Extended Cyclic Prefix


DL Control CHANNEL Dimensioning

12


DL Control Channel

PBCH Jumlah Resource Element yang digunakan oleh PBCH selalu 240 per satu Radio Frame. Jumlah ini didapatkan dari 4 x 72 Resource Element (288 RE) dikurangi Resource Element untuk Reference Signal sebesar 6 x 8 Resource Element (48 RE). Jumlah ini sama untuk kesemua badwidth dan jumlah konfigurasi port antena.

PCFICH

160 Resource Element digunakan oleh PCFICH frame per satu Radio Frame. Jumlah ini sama untuk kesemua badwidth dan jumlah konfigurasi port antena.


DL Control Channel (cont.)

PHICH

Tabel di bawah menunjukkan jumlah Resource Element per Radio Frame untuk PHICH dengan sistem bandwidth yang berbeda-beda.

Bandwith Resource Block Number PHICH Number

1.4 6 120

3 15 240

5 25 480

10 50 840

15 75 1200

20 100 1560


DL Control Channel (cont.)

PDCCH

CFI digunakan sebagai acuan estimasi perkiraan permintaan PDCCH di dalam subframe. Jumlah maksimum PDCCH, dibatasi oleh parameter pdcchCfiMode. Tabel berikut menunjukkan jumlah maksimum Resource Element yang digunakan oleh PDCCH dalam satu frame, termasuk untuk setiap pengaturan pdcchCfiMode

nRE, PDCCH Bandwidth [MHz]

pdcchCfiMode 1.4 3 5 10 15 20

CFI_STATIC_BY_BW 1440 2520 4320 9000 4320 6120

CFI_STATIC_1 N/A N/A N/A 2880 4320 6120

CFI_STATIC_2/

CFI_AUTO_MAXIMUM_2 1440 2520 4320 9000 13320 18000

CFI_STATIC_3/

CFI_AUTO_MAXIMUM_3 2160 4320 7200 14760 22320 30240

CFI_STATIC_1 tidak diperbolehkan untuk bandwidth yang kurang dari 10MHz.


4G LTE USER DATA RATE (PDSCH)

16


Calculation for 10 MHz CFI = 2, Satu Antenna Port

Jumlah Resource Element Total = 12 (Jumlah Subcarrier) x 14 (Jumlah OFDM Symbol dalam subframe) x 50 (Jumlah Resource Block) x10 (Jumlah Subframe dalam Radio Frame) = 84000 Resource Element per Radio Frame.

Control Channels Reference Signal (RS) : 8 Simbol Resource Element per Scheduling Block = > 8/168 (12 Subcarrier x 14 OFDM Symbol) = 4,76 % Primary Synchronization Channel (P SCH): 62 x 2 Resource Elemen per Radio Frame = > 124 / (168 x 10 x 50) = 0,15 % Secondary Synchronization Channel (S SCH): sama seperti P SCH = 0,15 % PBCH : 240 / (168 x10 x 50) = 0,29 % PCFICH : 160 / (168 x 10 x 50) = 0,2 % PHICH : 840 / (168 x 10 x 50) = 1 % PDCCH : 9000/ (168 x 10 x 50) = 10,7% Total saluran kontrol : 17,25 %


Calculation for 10 MHz (cont.) CFI = 2, Satu Antenna Port Unused Resource Elements Sebanyak 5 Resources Element tidak terpakai di setiap sisi P-SCH dan S-SCH = ( 5 + 5 )

x 4 = 40 => 40 / 84000 = 0,047% = 0,05% Sejumlah 0 Resource Element tidak terpakai per frame untuk PDCCH (Mengacu tabel

dibawah) Sejumlah 48 Resource Elements selalu disediakan untuk Reference Signal di bagian

PBCH (konfigurasi empat port antena). 12 Resource Elements digunakan untuk aktual Resource Elements saat satu port antena yang digunakan, 36 Resources Elements tidak terpakai (disediakan untuk Port Antena lain apabila Port Antena lain dikonfigurasi).

Di Control Signalling ada 2 Resource Element per Resource Block yang tidak digunakan dialokasikan untuk 2 atau 4 antena port. Ini sama 2 x 50 x 10 = 1000 Resource Element tidak terpakai per radioframe di sistem bandwidth 10 MHz.

BW [MHz] #RBs nRE,UN

For CFI=1

nRE,UN For CFI=2

nRE,UN For CFI=3

1.4 6 - 200 200

3 15 - 80 80

5 25 - 40 160

10 50 120 0 240

15 75 320 320 320

20 100 160 280 40

Unused Resource Elements per PDCCH frame


Calculation for 10 MHz (cont.) CFI = 2, Satu Antenna Port

Unused Resource Elements

5+5 4

84000 +

0

84000+

36

84000+

1000

84000= 1,28%

Jumlah Control Channel dan Resource Elements tidak terpakai sebesar 18,5 %. Sehingga 81,5 % Resource Elements tersedia untuk PDSCH.

Unused RS

P-SCH

and

S-SCH

PBCH PCFICH PHICH PDCCH Total

Ctrl Ch PDSCH

Calculation

1000+40

84000

+0+36

84000

8 /168 (124 +

124

/84000

240 /

84000

160/

84000

840/

84000

9000/

84000

%

1,3

4,76 0,3 0,29 0,2 1 10,7 17,25 81,5



Jumlah Total Resource Elements = 12 (subcarrier per Resource Block) x 14 (OFDM Symbol per Sub frame) x 100 (resource Block dalam 10 MHZ) x10 (Subframe dalam 1 Radio Frame) = 168.000 Resource Element.

Control Channels Reference Signal (RS) : 8 Simbol Resource Element per Scheduling Block = > 8/168 (12 Subcarrier x 14 OFDM Symbol) = 4,76 % Primary Synchronization Channel (P SCH): 62 x 2 Resource Elemen per Radio Frame = > 124 / (168 x 10 x 100) = 0,074 % Secondary Synchronization Channel (S SCH): sama seperti P SCH = 0,074 % PBCH : 240 / (168.10.100) = 0,14 % PCFICH : 160 / (168.10.100) = 0,09 % PHICH : 1560 / (168.10.100) = 0,93 % PDCCH : 6120 / (168.10.100) = 3,6 % Total Control Channel : 9,7 %



Unused Resource Elements Sebanyak 5 Resources Element tidak terpakai di setiap sisi P-SCH dan S-SCH = ( 5 + 5 )

x 4 = 40 => 40 / 168.000 = 0,047% = 0,024 % 160 Resource Element tidak terpakai untuk PDCCH. Sejumlah 48 Resource Elements selalu disediakan untuk Reference Signal di bagian

PBCH (konfigurasi empat port antena). 12 Resource Elements digunakan untuk aktual Resource Elements saat satu port antena yang digunakan, 36 Resources Elements tidak terpakai (disediakan untuk Port Antena lain apabila Port Antena lain dikonfigurasi).

Di Control Signalling ada 2 Resource Element per Resource Block yang tidak digunakan dialokasikan untuk 2 atau 4 antena port. Ini sama 2 x 100 x 10 = 2000 Resource Element tidak terpakai per radioframe di sistem bandwidth 10 MHz.

Total Resource Element yang tidak terpakai :

5 + 5 4

168.000 +

160

168000+

36

168000+

2000

168.000= 1,3%

Jumlah Control Channel dan Resource Elements tidak terpakai sebesar 11 %. Sehingga

89 % Resource Elements tersedia untuk PDSCH.



Unused RS

P-SCH

and

S-SCH


Ctrl Ch PDSCH

Calculation

2000+40

168000

+160+36

168000

8 /168 (124 +

124

/168000

240 /

168000

160/

168000

1560/

168000

6120/

168000

%

1,3

4,76 0,15 0,14 0,1 0,93 3,6 9,7 89

Unused Resource Elements 2 Antenna Port Ketika menggunakan dua port antena sejumlah 12 lebih Resource Elements digunakan untuk RS yang terletak di daerah PBCH. Ini artinya 24 Resource Elements tidak terpakai di daerah PBCH.


Quiz 2 : 4G LTE User Data Rate (PDSCH)

Hitunglah User data rate untuk konfigurasi berikut!

1. FDD, Bandwidth = 5 Mhz, CFI = 3, 1 Antena Port


3. FDD, Bandwidth = 20 Mhz, CF1 = 1, 4 Antena Port


Quiz 3 : Physical Resource Allocation

Setelah melakukan perhitungan pada Quiz 2. Isilah tabel di bawah ini!

Bandwidth 1 Antena Port

CFI = 1 CFI = 2 CFI = 3 1.4 3 5

10 15 20


CFI = 1 CFI = 2 CFI = 3 1.4 3 5

10 15 20


CFI = 1 CFI = 2 CFI = 3 1.4 3 5

10 15 20


Power Usage

Power untuk DL per port antena dibagi secara rata dalam satu sistem bandwidth kecuali untuk Reference Symbol (RS) ketika lebih dari satu port antena digunakan.

Ketika lebih dari satu port antena dikonfigurasikan, power untuk Reference Symbol adalah sebuah pengecualian dari aturan ini. Reference Symbol pada sebuah port antena akan diberikan Power dari kesemua antena karena tidak ada transmisi pada antena lainnya. Hal akan menambahkan power sebesar 3 dB ketika dua port antena yang digunakan.


POWER USAGE


Power Usage Power Consumption per antenna port, BW=10MHz, CFI=2, 1AP, 40W

Total Power

Unused RS PSS and SSS


Ctrl Ch

PDSCH

% 1.4 4.8 0.3 0.3 0.2 0.9 10.7 17.2 81.5

40 W 0.56 1.92 0.12 0.12 0.08 0.36 4.28 6.88 32.6

Power Consumption per antenna port, BW=20MHz, CFI=1, 2APs, 40W

Unused RS PSS and SSS


Ctrl Ch

PDSCH

% 4.9 4.8 0.15 0.14 0.1 0.9 3.6 9.7 85.4 20 W 0.98 0.96 0.03 0.028 0.02 0.18 0.72 1.94 17.08


Quiz 4 : Power Usage

Hitunglah power usage untuk konfigurasi berikut! Apabila total power per cell 40 W.



3. FDD, Bandwidth = 20 Mhz, CF1 = 1, 4 Antena Port


Questions ?

07_4g rf planning - day two - session two

Documents