4/10/2017
`
`Analyzing W­CDMA Performance During Compressed­Mode Handovers | EE Times
`
`Home News Opinion Messages Authors Video Slideshows Teardown Education EELife
`
`REGISTER | LOGIN
`
`About Us
`
`Android
`
`Automotive
`
`Embedded
`
`Industrial Control
`
`Internet of Things
`
`MCU
`
`Medical
`
`Memory
`
`Open Source
`
`PCB
`
`BREAKING NEWS
`
`NEWS & ANALYSIS: Robo­Cars Need Relationship Map
`
`News & Analysis
`Analyzing W­CDMA Performance
`During Compressed­Mode
`Handovers
`Analyzing W­CDMA Performance During
`Compressed­Mode Handovers
`Koichi Sega, Tektronix, Inc.
`3/17/2003 03:10 AM EST 
`Post a comment
`
`NO RATINGS
`LOGIN TO RATE
`
`Like 0
`
`Tweet
`
`Share
`
`3
`
`0
`
`Analyzing the performance of a mobile radio network during
`handovers of handsets (UE) between base station (BTS)
`transceivers is a challenging task. Properly functioning handovers
`allow calls to continue without interruption and maximize
`resources through capacity sharing. Poorly executed handovers
`can disrupt calls, degrade quality­of­service (QoS), and reduce
`the operating ranges of cell sites—risking severe economic
`consequences.
`
`The ability for a UE to be handed over reliably between wideband
`CDMA (W­CDMA) and GSM or TDD systems is particularly
`important as newer networks are phased into existing
`infrastructures. W­CDMA systems manage handovers by briefly
`switching transmissions into compressed mode. Errors that occur
`during compressed­mode handovers are unpredictable and must
`be captured in seamless blocks over long periods in order to
`analyze their characteristics and trace their sources.
`
`To effectively deal with errors occurring in the compressed mode,
`designers need to take a three­dimensional approach to
`measuring the handover process, looking at measurements in the
`time, frequency, and code domains. Let's analyze why.
`
`Handling Handovers in W­CDMA 
`The handover is a process by which the radio access network
`changes the radio transmitters, radio access modes, or radio
`systems that are used to provide the bearer services to the UE,
`while maintaining a defined QoS.
`
`Handovers from one cell to another are required in several
`situations. The most common situation is when the UE moves
`from one base station coverage area to another. The UE may
`move between stations within the same radio system or into
`another system. The W­CDMA standard supports handovers to
`any GSM or time division duplex (TDD) network frequency bands
`that meet the specifications.
`
`The multi­standard UE may change its frequency or radio access
`mode, during a handover to a different cell. The UE may need a
`
`Most Recent Comments
`
` 
`
` 
`
` 
`
` 
`
` 
`
` 
`
` 
`
` 
`
`David Ashton @Max...yep, very
`sad and a great loss to EET.
`
`4/10/2017
`5:23:08 PM
`
`handover if its requested service level exceeds the current cell
`http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1201366
`
`1/6
`
`Page 1
`
`CCE_EXHIBIT 2005
`
`

`

`4/10/2017
`
`Analyzing W­CDMA Performance During Compressed­Mode Handovers | EE Times
`handover if its requested service level exceeds the current cell
`capacity. If a target cell cannot support the combination of bearer
`services (voice, data, multimedia, etc) that are provided by the
`current serving cell, some, or all, of the bearer services may be
`handed over to another cell.
`
`Within the W­CDMA system, handovers are "soft" in order to
`minimize the interference on neighboring cells and to allow the
`use of identical carrier frequencies (intra­frequency handovers). In
`a soft handover, the UE transmits and receives the same signal
`from both cells simultaneously to make the transition as seamless
`as possible. Handovers are more complex when a multi­standard
`UE moves between cells with different carrier frequencies or to a
`different network, such as GSM ("Inter­frequency Handovers").
`Both types of handover are managed with an assist from the UE
`mobile unit.
`
`The multi­standard UE continuously monitors for the presence of
`cells with other frequencies and radio access systems that it
`supports. When the network senses the need for a handover, the
`BTS measures some system parameters and commands the UE
`to measure other parameters and report the results. Key
`parameters include carrier frequency, system type, traffic volume
`and QoS levels.
`
`Working in the Compressed Mode 
`When a handover is needed, the BTS directs the UE to operate in
`a compressed mode. The compressed mode is a method of
`turning off transmissions for a portion of the 10­ms frame to
`create gaps that allow time for the UE and BTS to make a
`prescribed set of measurements. Compressed­mode operation
`can be achieved by decreasing the spreading factor, removing
`bits from the data ("puncturing"), or using higher level scheduling
`to allocate fewer timeslots for user traffic.
`
`In compressed frames, the transmission gap slots are not used for
`data transmission and the instantaneous transmit power is
`increased in those slots to maintain quality (BER, FER, etc.)
`during the periods of reduced processing gain (Figure 1). The
`value of power increment depends on the transmission time
`reduction method.
`
`Navigate to Related Links
`
`Q&A: BLDC Motor Control Class Questions
`Trinamic Surfing ‘Automation’ Wave
`Day 3: Field Oriented Control
`Day 2: Trapezoidal (Six­Step) BLDC Control
`Day 1: Control Theory
`
`Cartoon
`
`Contest
`
`April 2017 Cartoon Caption Contest:
`"April showers"
`
`Figure 1: Example of compressed mode transmission (3GPP
`TS25.215 V3.11.0).1
`
`Compressed frames can be set to occur periodically (as in Figure
`2 below) or on demand. The rate and type of compressed frames
`is variable and depends on the environment and the
`measurement requirements.
`
`Separate compressed mode signals must be defined for uplink
`and downlink paths as well as for each mode, radio access
`technology and frequency band supported by the UE. In typical
`applications, uplink data rates in compressed mode are set by
`higher protocol layers to twice the normal rate, downlink data
`rates to twice, or more.
`
`Figure 2 shows examples of a compressed­mode frame structure
`for uplink operations. Figure 3 illustrates two types of downlink
`frame structures that differ in the location of the TPC bits. Type A
`would be used to provide the maximum transmission gap for
`measurements; Type B optimizes power.
`
`"Your caption here!"
`
`61 comments
`
`ALL CARTOONS
`
`Most Commented Most Popular
`
` 70   Is 60 Really the New 40 or Am I Being ...
` 51   What the English Say versus What the ...
` 49   What's a Good Name for a Future Engineer?
` 47   Evolution of Microcomputers: Personal ...
` 46   Are Kids No Longer Learning Multiplication ...
` 31   Shoot! What's the Dash Cam Say?
` 26   Why 'Toyota's Killer Firmware' May Not ...
` 25   What's This Screeching Sound & Why Does it ...
` 25   Police Report Untangles Uber Crash Mystery
` 24   The (Electronic) Pencil is Mightier than ...
`
`http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1201366
`
`2/6
`
`Like Us on Facebook
`
`Page 2
`
`

`

`4/10/2017
`
`Analyzing W­CDMA Performance During Compressed­Mode Handovers | EE Times
`
`Figure 2: Example of a compressed mode frame structure for an
`uplink (3GPP TS25.212 V3.10.0) 1
`
`EE Times
`17,930 likes
`
`Like Page
`
`Sign Up
`
`Be the first of your friends to like this
`
`EE Times on Twitter
`
`follow us
`
`EE Times @eetimes
`@MikeDemler thanks, Mike. The story is 
`corrected!
`
` 
`
`09 Apr
`
`EE Times @eetimes
`@MikeDemler Mentor's new platform 
`could do away with each sensor module 
`whose MCU is designed to do pre­
`processing to some degree.
`
` 
`
`05 Apr
`
` EE Times Retweeted
`Savari Inc @Savari_V2X
`We could help @Uber to make it's self­
`driving cars safer by giving them the 
`chance to communicate with other cars, 
`see around corners. #V2X
`
`Figure 3: Two examples of compressed mode frame structures for
`downlink (3GPP TS25.212 V3.10.0) 1
`
`In the compressed mode, a transmission gap pattern sequence is
`requested by higher­layer BTS protocols and the parameters are
`passed along to the UE by the BTS. The UE conducts only one set
`of measurements for each transmission gap pattern sequence.
`Figure 4 illustrates a compressed­mode sequence of alternating
`transmission gap patterns while Table 1 lists the parameters that
`are used to define the sequence.
`
`Figure 4: Example of a compressed mode transmission gap
`pattern (3GPP TS25.215 V3.11.0) 2
`
`The First Two Measurement Dimensions 
`The UE and BTS measure the Layer 1 protocol to determine and
`report the status of intra­frequency, inter­frequency, inter­system
`handovers, traffic volume, and QoS levels. First, the BTS
`transmits a "measurement control message" to the UE including
`the measurement ID and type of measurement to initiate.
`
`When the reporting is complete, the UE sends a "measurement
`reporting message" to the BTS with the measurement ID and the
`results. The measurement control message is broadcast in idle
`mode within the system Information. When the UE monitors cells
`at other frequencies, modes, and radio access technologies, the
`BTS must direct the specific measurement needed to fulfill the
`requested handover. In W­CDMA, the Layer 1 measurements are
`
`reported to higher layers of the protocol. In GSM, the
`http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1201366
`
`3/6
`
`Page 3
`
`

`

`4/10/2017
`
`Analyzing W­CDMA Performance During Compressed­Mode Handovers | EE Times
`reported to higher layers of the protocol. In GSM, the
`measurements are reported only to the GSM terminal.
`
`Table 2 lists some of the measurements made by the UE and the
`BTS during compressed mode.
`
`Error conditions that arise during compressed mode
`measurements and handovers can be brief and unpredictable. To
`be certain of catching these intermittent problems, power levels,
`frequency and modulation information must be monitored before,
`during and after they occur. Data must be captured seamlessly in
`order to preserve the signal characteristics and reveal the error
`sources. In depth analysis of error conditions often requires the
`correlation of signal states in the frequency, time, modulation, and
`code domains.
`
`The real­time spectrum analyzer employs advanced digital signal
`processing technology to acquire long seamless records of
`complex signals and display analysis results without the need for
`external data processing. For example, the analyzer can be set to
`acquire a full 10 seconds of signal in a 5 MHz span and analyze
`the results in multiple display formats. Time and frequency data
`are recorded simultaneously, revealing even brief, intermittent
`changes and when they occurred within the long records.
`
`The Third Dimension
`To compliment the time and frequency measurements, designers
`can start analyzing the performance of W­CDMA handoffs in the
`code domain. To do this, designers should turn to spectogram and
`codogram measurements.
`
`A spectrogram provides a display of frequency vs. time vs. power
`density. This measurements shows how well the UE performed at
`different frequencies during handovers. In the spectogram shown
`in Figure 5, the vertical axis represents time and the horizontal
`axis represents frequency while the colors represent frequency
`and power density.
`
`Figure 5: Diagram of a typical spectogram measurements.
`The codogram is a 3D display of the orthogonal variable
`http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1201366
`
`4/6
`
`Page 4
`
`

`

`4/10/2017
`
`Analyzing W­CDMA Performance During Compressed­Mode Handovers | EE Times
`The codogram is a 3D display of the orthogonal variable
`spreading factor (OVSF) or channelization code vs. time slot vs.
`code power. In the codogram shown in Figure 6, the vertical axis
`is the time slot and the horizontal axis is OVSF while code power
`is represented by color.
`
`Figure 6: Diagram of a typical codogram measurement.
`
`With spectrogram and codogram measurements, more data is
`captured and no data is missed. Each measurement shows a
`seamless history of information.
`
`Wrap Up 
`The compressed mode handover performance of W­CDMA radio
`system UE and BTS transceivers and networks is complex and
`should be evaluated simultaneously in the frequency, time,
`modulation and code domains. The real­time spectrum analyzer
`can capture intermittent signals in long seamless records and
`provide measurement results that are correlated in multiple
`domains. Powerful 3D displays provide clear insight into the
`system quality and/or potential sources of errors.
`
`References
`
`1. 3GPP TS25.212 V3.11.0 Technical Specification Group
`Radio Access Network Multiplexing and Channel Coding
`(FDD) (Release 1999).
`2. 3GPP TS25.215 V3.10.0 Technical Specification Group
`Radio Access Network; Physical layer—Measurements
`(FDD) (Release 1999) .
`
`About the Author
`Koichi Sega is a product manager in Tektronix's Wireless Product
`Line. He received a degree in electrical engineering from Tokyo
`Denki University and can be reached at
`koichi.sega@tektronix.com.
`
`EMAIL THIS PRINT COMMENT
`
`More Related Links
`
`Q&A: BLDC Motor Control Class Questions
`Trinamic Surfing ‘Automation’ Wave
`Day 3: Field Oriented Control
`Day 2: Trapezoidal (Six­Step) BLDC Control
`Day 1: Control Theory
`
`Comments
`VIEW COMMENTS: NEWEST FIRST | OLDEST FIRST | THREADED VIEW
`Be the first to post a comment regarding this story.
`
`http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1201366
`
`5/6
`
`Page 5
`
`

`

`4/10/2017
`
`Analyzing W­CDMA Performance During Compressed­Mode Handovers | EE Times
`
`ASPENCORE NETWORK
`EBN  |  EDN  |  EE Times  |  EEWeb  |  Electronic Products  |  Electronics­Tutorials  |  Embedded  |  Planet Analog  |  ElectroSchematics  |  Power Electronics News  |
`TechOnline  |  Datasheets.com  |  Embedded Control Europe  |  Embedded Know How  |  Embedded News  | 
`IOT Design Zone  |  Motor Control Design  |
`Electronics Know How  |
`
`GLOBAL NETWORK
`EE Times Asia  |  EE Times China  |  EE Times India  |  EE Times Japan  |  EE Times Taiwan  |  EDN Asia  |  EDN China  |  EDN Taiwan  |  EDN Japan  |  ESM China  |
`
`Working With Us: About | Contact Us | Media Kits
`Terms of Service | Privacy Statement | Copyright © 2017 AspenCore All Rights Reserved
`
`http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1201366
`
`6/6
`
`Page 6
`
`