Cellular Technologies for Emerging Markets: 2G, 3G and Beyond

CELLULAR
TECHNOLOGIES FOR
EMERGING MARKETS......Page 5
Contents......Page 9
Foreword 1: Role of Technology in Emerging Markets......Page 17
Foreword 2: Connecting the Unconnected......Page 19
Preface......Page 21
Acknowledgements......Page 23
1.2 ICT in Emerging Markets......Page 25
1.3.1 First Generation System......Page 29
1.3.3 Third Generation System......Page 30
1.4.1 GSM......Page 31
1.4.4 CDMA......Page 32
1.4.5 HSPA......Page 33
1.4.7 OFDM......Page 34
1.4.9 Broadband Wireless Access......Page 35
1.4.10 IMS......Page 36
1.4.12 DVB-H......Page 37
1.5 Future Direction......Page 38
2.1 Introduction......Page 39
2.2.1 GSM Network......Page 40
2.2.2 Signalling and Interfaces in the GSM Network......Page 46
2.2.3 Channel Structure in the GSM......Page 47
2.3.2 Radio Network Planning and Optimization......Page 49
2.3.3 Transmission Network Planning and Optimization......Page 59
2.3.4 Core Network Planning and Optimization......Page 65
2.4 EGPRS Technology......Page 68
2.4.1 EGPRS Network Elements......Page 69
2.4.2 Interfaces in the EGPRS Network......Page 70
2.4.3 Channels in the EGPRS Network......Page 72
2.4.4 Coding Schemes......Page 73
2.5 EGPRS Network Design and Optimization......Page 74
2.5.1 Parameter Tuning......Page 76
3.1 The 3G Evolution – UMTS......Page 79
3.2.1 Teleservices......Page 81
3.2.4 Service Capabilities......Page 82
3.3 UMTS Bearer Service QoS Parameters......Page 83
3.4.1 Conversational Class......Page 84
3.4.4 Background Class......Page 85
3.5.1 Spreading and De-Spreading......Page 86
3.5.2 Code Channels......Page 87
3.5.4 Cell Breathing......Page 88
3.5.5 Handover......Page 89
3.5.7 Channels in WCDMA......Page 90
3.5.8 Rate Matching......Page 91
3.6.1 ATM Cell......Page 92
3.6.2 Virtual Channels and Virtual Paths......Page 93
3.6.3 Protocol Reference Model......Page 94
3.6.4 Performance of the ATM (QoS Parameters)......Page 96
3.6.5 Planning of ATM Networks......Page 99
3.7 Protocol Stack......Page 100
3.8 WCDMA Network Architecture – Radio and Core......Page 101
3.8.1 Radio Network......Page 102
3.8.2 Core Network......Page 104
3.9.1 Dimensioning......Page 105
3.9.2 Load Factor......Page 109
3.9.3 Dimensioning in the Transmission and Core Networks......Page 112
3.10 Network Optimization......Page 113
3.10.1 Coverage and Capacity Enhancements......Page 116
4.1 Introduction to CDMA......Page 119
4.2 CDMA: Code Division Multiple Access......Page 120
4.3.1 Direct Sequence CDMA......Page 122
4.4.1 Walsh Codes......Page 124
4.4.2 PN Codes......Page 125
4.5.2 Reverse Link......Page 126
4.6.1 Call Processing......Page 127
4.6.2 Power Control......Page 129
4.7.1 Capacity Planning......Page 131
4.7.2 Parameters in a CDMA Network......Page 133
4.8 CDMA2000......Page 135
4.8.2 CDMA2000 1XEV-DO Technologies......Page 136
4.8.3 Channel Structure in CDMA2000......Page 138
4.8.8 CDMA2000 Network Architecture......Page 139
4.8.9 Key Network Elements (CDMA2000)......Page 140
4.8.10 Interfaces of the CDMA2000 Network......Page 141
4.8.11 Call Set Up Processes......Page 142
4.9 TD-SCDMA......Page 143
4.9.1 Services in TD-SCDMA......Page 146
4.9.2 Network Planning and Optimization......Page 148
5.2 HSDPA Technology......Page 149
5.2.2 HSDPA Protocol Structure......Page 151
5.2.3 User Equipment......Page 152
5.3.2 HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel)......Page 153
5.4 Dimensioning in HSDPA......Page 154
5.5.1 Physical Layer Operations......Page 155
5.5.4 H-ARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest)......Page 156
5.5.5 Fast Packet Scheduling......Page 157
5.5.8 Resource Allocation......Page 158
5.6.2 HSUPA Protocol Structure......Page 159
5.7 HSUPA Channels......Page 160
5.7.4 E-RGCH......Page 161
5.8.3 Soft Handover......Page 162
5.9 HSPA Network Dimensioning......Page 163
5.10.1 Introduction to LTE......Page 165
5.11.1 Access Technology......Page 167
5.11.2 LTE Network Architecture......Page 169
5.11.3 Channel Structure......Page 170
5.11.4 LTE Protocol Structure......Page 171
5.13 Security in LTE......Page 173
5.13.1 Network Access Security......Page 174
6.1 Introduction to OFDM......Page 177
6.2.2 Orthogonality......Page 179
6.2.3 Modulation in OFDM......Page 180
6.2.5 Cyclic Prefix......Page 182
6.3.1 MIMO System......Page 183
6.3.2 MIMO Mode of Operation......Page 184
6.4.1 OFDM Variants......Page 185
6.6 Multi-User OFDM Environment......Page 187
6.7 All-IP Networks......Page 188
6.7.1 Core/IP Network Evolution in Cellular Networks......Page 189
6.8 Architecture of All-IP Networks......Page 193
7.1.1 Broadband Wireless Access......Page 197
7.1.2 IEEE 802.16......Page 198
7.1.3 BWA Technologies......Page 199
7.2.1 IEEE 802.11......Page 200
7.2.4 Parameters in WLAN Planning......Page 202
7.2.7 WLAN Network Architecture......Page 203
7.2.9 Network Planning in WLAN......Page 204
7.3.1 Introduction to Wi-Fi Technology......Page 205
7.3.2 Wi-Fi Network Architecture......Page 206
7.4.1 Introduction to WiMAX......Page 207
7.4.2 OFDMA: Modulation in WiMAX......Page 210
7.4.3 WiMAX Network Architecture......Page 212
7.4.4 Protocol Layers in WiMAX......Page 218
7.4.5 Security......Page 220
7.4.6 Mobility Management......Page 222
7.4.7 Network Design in WiMAX......Page 223
8.1 Introduction to Convergence......Page 225
8.2.1 Types of Convergence......Page 226
8.2.2 Applications......Page 230
8.3.1 Business and Operator Support Networks......Page 231
8.3.2 Technology......Page 232
8.4.1 Introduction to IMS......Page 233
8.4.2 IMS Development......Page 234
8.5.1 Service or Application Layer......Page 235
8.5.3 Connectivity or Transport Layer......Page 236
8.5.4 IMS Core Site......Page 237
8.5.5 Functions and Interface in IMS......Page 239
8.5.7 Protocol Structure in IMS......Page 241
8.6 IMS Security System......Page 246
8.7.2 Online Charging......Page 247
8.8.1 Registration in IMS......Page 248
8.8.2 De-Registration in IMS......Page 250
9.1 Introduction to UMA......Page 253
9.2 Working on UMA Network......Page 254
9.3 Architecture of UMA......Page 255
9.4 Up Interface in UMA......Page 257
9.5.2 UMA Specific Protocols......Page 258
9.7 Identifiers and Cell Identifiers in UMA......Page 259
9.8.1 Mode Selection......Page 260
9.9.1 Registration......Page 261
9.9.2 De-Registration......Page 263
9.9.3 Registration Update......Page 265
9.10 UNC Blocks......Page 266
9.12 Conclusion......Page 267
10.1.1 Bearer Technologies for Handheld TV......Page 269
10.2 Introduction to DVB......Page 271
10.2.1 Digital Video Broadcasting – Terrestrial......Page 272
10.3 DVB-H Ecosystem......Page 273
10.4 DVB-H System Technology......Page 274
10.4.1 Time Slicing......Page 275
10.4.3 MPE/FEC (Multiple Protocol Encapsulation/Forward Error Correction)......Page 276
10.4.4 Protocol Stack for DVB-H......Page 277
10.4.6 Multiplexing and Modulation......Page 278
10.4.10 Signal Quality in DVB-H Networks......Page 279
10.5.3 Service Operator......Page 280
10.6.2 Dedicated DVB-H Networks......Page 281
10.7 Network Design in the DVB-H Network......Page 282
10.7.2 Coverage Planning......Page 285
A.1 Multimedia Messaging Service......Page 289
A.2 Push-to-Talk over Cellular......Page 291
A.3 Streaming Service......Page 294
A.4 Short Message Service......Page 295
A.5 Wireless Application Protocol......Page 296
B.1 The Solution Exists – But It’s Not Very Good......Page 299
B.2 Renewable Energy – a Better Solution......Page 300
B.2.2 Wind......Page 301
B.2.4 Fuel Cells......Page 302
B.4 Business Case for Renewable Energy in Mobile Base Station Sites......Page 303
B.5 Effects of Climate Change on Mobile Networks......Page 305
Bibliography......Page 307
Index......Page 315