Gran capacidad
Variedad de servicios:
Velocidad binaria elevada: hasta
144 kbits/s en entornos rurales
384 kbits/s en entornos suburbanos
2 Mbits/s en entornos urbanos
Velocidad binaria variable dinámicamente
Conmutación de circuitos y de paquetes
Estructura modular y arquitectura abierta para la introducción de nuevas aplicaciones
Seguridad de acceso y confidencialidad
Características de la Tercera Generación
Origen de UMTS
“Universal Mobile Telecommunication System”
1995 Proyecto europeo FRAMES para selección de método de acceso múltiple: propuesta con dos modos TDMA y CDMA.
1997 Proceso de selección de tecnologías para UMTS por parte de ETSI: propuesta con cinco categorías.
1998 Selección de dos tecnologías: WCDMA con FDD y TD-CDMA con TDD.
1998 Armonización de las dos tecnologías anteriores y la japonesa. Envío conjunto como candidato para IMT-2000.
1999 Creación de 3GPP y 3GPP2. Armonización de propuestas.
Definición de IMT-2000: cinco modos.
Pruebas no comerciales.
2003 Primeros terminales UMTS/GSM. Explotación comercial.
2006 Comienzo de HSDPA.
Iu
UTRAN
UE
Uu
CN
Core Network
UMTS Radio Access Network
User Equipment
Arquitectura general de UMTS
RNS
RNC
RNS
RNC
Core Network
Node B
Node B
Node B
Node B
Iu
Iu
Iur
Iub
Iub
Iub
Iub
Arquitectura de la red de acceso (UTRAN)
(Gp:) UE
Uu
Componente terrestre: UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). Está prevista también una componente por satélite.
UTRA: FDMA/DS-CDMA (“WCDMA”) con FDD y TDD. El modo FDD está en funcionamiento, el TDD actualmente no.
Separación entre portadoras: 5 MHz
Velocidad de chip: 3.84 Mc/s
Ensanchamiento espectral:
Códigos de canalización: códigos ortogonales con factor de ensanchamiento variable (OVSF).
Códigos de aleatorización: varios tipos de códigos PN.
Modulación: BPSK / QPSK
Estructura de trama temporal (no TDMA)
Potencia máxima del terminal móvil: 21 dBm para voz.
Conmutación de circuitos y de paquetes.
Velocidad binaria variable de forma estática y dinámica.
Traspaso con continuidad (soft) y entre portadoras (hard).
Interfaz radio: características generales
Modo FDD: bandas “emparejadas”: 12 portadoras para cada sentido de transmisión
UL: 1920–1980 MHz
UL: 2110–2170 MHz.
Modo TDD: bandas “no emparejadas”: 7 portadoras para ambos sentidos de transmisión
1900–1920 MHz
2010–2025 MHz.
Pueden usarse otras bandas en el futuro.
UARFCN (UTRA ARFCN): f = 0,2n (MHz).
Bandas de frecuencias
Canal lógico: definen el tipo de información enviada
De control / de tráfico
Canal de transporte: definen el formato de envío
Comunes / dedicados
Canal físico: frecuencia, secuencias código. Además pueden distinguirse por división temporal (en DL) o fase I/Q (en UL).
Comunes / dedicados
Asociados a canales de transporte / no.
Canales lógicos, de transporte y físicos
De control
BCCH (Broadcast Control Channel, DL): información general de configuración de la red
PCCH (Paging Channel, DL): aviso a móviles
CCCH (Common Control Channel, DL y UL): otros tipos de señalización común
DCCH (Dedicated Control Channel, DL y UL): señalización dedicada
De tráfico
DTCH (Dedicated Traffic Channel, DL y UL): información dedicada
CTCH (Common Traffic Channel, DL): información punto-multipunto
Canales lógicos
Comunes
BCH (Broadcast Channel, DL)
PCH (Paging Channel, DL)
RACH (Random Access Channel, UL)
FACH (Forward Access Channel, DL)
Dedicado
DCH (Dedicated Channel, DL y UL)
Canales de transporte
Asociados a canales de transporte
P-CCPCH (Primary Common Control Physical Channel): transmite el BCH
S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel): FACH y PCH
PRACH (Physical Random Access Channel): RACH
PCPCH (Physical Common Packet Channel): CPCH
DPDCH (Dedicated Physical Data Channel): DCH, parte de tráfico
DPCCH (Dedicated Physical Control Channel): DCH, parte de señalización (de nivel físico).
No asociados a canales de transporte
CPICH (Common Pilot Channel): piloto
SCH (Synchronization Channel): primario (P-SCH) y secundario (S-SCH): sincronización
PICH (Paging Indication Channel): se usa junto con PCH
AICH (Access Indication Channel): se usa junto con RACH
Canales físicos
Correspondencias
BCCH
BCH
PCCH
PCH
DCCH
CCCH
RACH
CTCH
DTCH
DCH
FACH
Canales
Lógicos
Canales de
Transporte
P-CCPCH
S-CCPCH
PRACH
DPDCH
DPCCH
Canales
Físicos
AICH
PICH
CPICH
SCH
Trama temporal
No se utiliza como forma de acceso múltiple, sino para:
Informaciones periódicas (en cada intervalo)
Modo comprimido (en cada trama)
Control de potencia (en cada intervalo)
Multiplexación de DPCCH y DPDCH en DL (en cada intervalo)
Variación dinámica de tasa binaria (en cada trama)
Trama
0
Trama
i
Trama
71
Trama
1
TS
0
TS
j
TS
14
Intervalo: 2/3ms
Trama: 10 ms
Supertrama 720 ms
Canales físicos dedicados
DL:
Factor de ensanchamiento: 4, 8, 16, …, 512 (chips/símbolo)
DPDCH y DPCCH multiplexados en el tiempo
Tasa variable en DPDCH a nivel de trama, mediante transmisión discontinua.
UL:
Factor de ensanchamiento: 4, 8, 16, …, 256 (bits/símbolo)
DPDCH y DPCCH multiplexados en I/Q (para evitar interferencia audible cuando no haya DPDCH)
Tasa variable en DPDCH a nivel de trama, modificando el factor de ensanchamiento y la potencia.
Canales físicos dedicados en UL
DPCCH: SF = 256: Tasa binaria = 15 kb/s (BPSK): 10 bits/intervalo.
DPDCH: SF = 28-k, k = 0,…,6: SF = 256, 128, …, 4:Tasa binaria = 15, …, 960 kb/s.Puede haber varios DPDCH en paralelo. No usual.
Pilot: bits piloto (para la demodulación)
TPC (transmit power control): control de potencia en bucle cerrado
TFCI (transport format combination indicator): formato de transporte (para tasa binaria variable; campo opcional)
FBI (feedback indicator): para diversidad de transmisión (SSDT)
I
Q
Canales físicos dedicados en DL
DPCCH -DPDCH: SF = 29-k, k = 0,…,7: SF = 4, …, 512:Tasa binaria = 15, …, 1920 kb/s (QPSK).
Puede haber más canales DPDCH (sin DPCCH) en paralelo. No usual.
Pilot: bits piloto
TPC: transmit power control
TFCI: transport format combination indicator
C8,1=(1,1,1,1,1,1,1,1)
C4,1=(1,1,1,1)
C2,1=(1,1)
C1=(1)
C2,2=(1,-1)
C4,2=(1,1,-1,-1)
C8,2=(1,1,1,1,-1,-1,-1,-1)
C8,3=(1,1,-1,-1,1,1,-1,-1)
C8,4=(1,1,-1,-1,-1,-1,1,1)
C8,5=(1,-1,1,-1,1,-1,1,-1)
C4,3=(1,-1,1,-1)
C4,4=(1,-1,-1,1)
C8,6=(1,-1,1,-1,-1,1,-1,1)
C8,7=(1,-1,-1,1,1,-1,-1,1)
C8,8=(1,-1,-1,1,-1,1,1,-1)
SF = 2
SF = 4
SF = 8
Secuencias código de canalización: OVSF
Son secuencias ortogonales (basadas en las de Hadamard).
Proporcionan varios posibles factores de ensanchamiento, cada uno la mitad del anterior.
Dos secuencias cualesquiera del árbol son ortogonales siempre que una no descienda de la otra.
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