Diapositiva 1 - Universidad del Cauca

Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción
Introducción
• Sistemas 1G
– Servicio: Voz.
– Analógicos.
• Sistemas 2G.
–
–
–
–
–
Servicio principal voz.
GSM, IS-136, IS-95.
Número de líneas móviles superaron al número de líneas fijas.
Alta penetración en países industrializados.
Servicios de datos limitados.
• Sistemas 3G
VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (2)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (4)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
– Servicios con altas velocidades de transmisión de datos.
– Imágenes y video con alta calidad.
– Acceso a internet.
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (3)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (5)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
1
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (6)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (7)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (8)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (9)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (10)
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2
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (11)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (13)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (15)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (12)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (14)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (16)
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3
Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (17)
Introducción (18)
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Electiva: 3G-WCDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (19)
GSM
TDMA/IS-136
Introducción (20)
CDMA/IS-95
GPRS
CDMA 2000
1X
EDGE
CDMA 2000
1X EV-DO
GERAN
UMTS
UWC-136
CDMA 2000
1X EV-DV
Caminos TDMA/IS-136
Caminos GSM
Camino CDMA/IS-95
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Electiva: 3G-WCDMA
UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (21)
Introducción (22)
20022000
1999
1998
1997
GSM básico
UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ
HSCSD
EDGE
GPRS
WCDMA
Datos: 2 Mbps
Datos: 384 kbps
Voz: AMR (Adaptative Multi-Rate)
Datos: Conmutación Paquetes (153Kbps)
Conmutación Circuitos
Hasta 57 kbps
Voz
Datos: 9.6 kbps y SMS
UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ
4
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (23)
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (24)
• Sistemas 3G
– UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems).
– WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access).
•
•
•
•
•
•
•
Principal interfaz radio para sistemas 3G.
Desarrollada en Europa y Asia.
Frecuencia ~ 2 GHz.
Evolución de los sistemas GSM.
Interoperabilidad GSM.
Continuidad en servicios a nivel mundial.
Servicios de datos de alta velocidad.
– Multimedia
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (25)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (27)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (26)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (28)
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5
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (29)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (31)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (33)
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Introducción (30)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (32)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (34)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (35)
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Introducción (37)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (39)
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Introducción (36)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (38)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (40)
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7
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (41)
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (42)
Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (43)
Introducción (44)
Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.
Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (45)
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (46)
Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (47)
Introducción (48)
Pronóstico mercado inalámbrico mundial.
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Electiva: 3G-WCDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (49)
Introducción (50)
Pronóstico mercado inalámbrico mundial.
Pronóstico crecimiento UMTS-HSPA-LTE.
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Electiva: 3G-WCDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (51)
Introducción (52)
• Colombia
– Tigo
•
•
•
•
Tecnología: EDGE, UMTS/HSPA.
Fecha de Inicio GSM: Nov-03.
Frecuencia: 1900 MHz.
LTE: Q4-2013
– Comcel /America Móvil:
•
•
•
•
Tecnología: EDGE, UMTS/HSPA.
Fecha de inicio GSM: Jul-03.
Frecuencia: 850 MHz.
LTE: Q4-2013
– Movistar Colombia
•
•
•
•
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Tecnología: EDGE, UMTS/HSPA.
Fecha de inicio GSM: Jul-05.
Frecuencia: 850/1900 MHz.
LTE: Q4-2013
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (53)
Fuente: Asocel
Introducción (54)
Fuente: Asocel
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (54)
Sistema de Información Unificado del Sector de las Telecomunicaciones.
http://www.siust.gov.co/siust/
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Introducción (56) Visión UIT
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Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (55)
Sistema de Información Unificado del Sector de las Telecomunicaciones.
http://www.siust.gov.co/siust/
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Introducción (57)
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Introducción (58)
Introducción (59)
• WCDMA
• WCDMA (2)
– La interfaz radio más ampliamente aceptada en
sistemas 3G.
– La especificación ha sido creada por 3GPP (The
3rd Generation Partnership Project)
– En 3GPP
• WCDMA= UTRA (Universal Terrestrial Radio Access)
– FDD (Frequency Division Duplex)
– TDD (Time Division Duplex)
• Reune a organismos de estandarización de:
–
–
–
–
–
Europa
Japon.
Corea.
China.
Estados Unidos.
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación.
• WARC
(World
Administrative
Conference) de UIT.
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Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (2)
Radio
– Reunión de 1992.
– Frecuencias alrededor de 2 GHz para uso de los
sistemas de comunicaciones móviles 3G
terrestres y satelitales.
– IMT-2000
(International
Mobile
Telecommunications 2000).
• Diferentes interfaces (CDMA, TDMA).
• Objetivo general→ una simple y común interfaz radio.
• EEUU el espectro de 2 GHz ya había sido asignado.
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Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (3)
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Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (4)
ITU IMT 2000
MARCO
IMT 2000
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Tecnologías Radio
IMT 2000
UTRA
FDD / TDD
CDMA2000
UWC-136
Organizaciones
de
Especificaciones
Técnicas
3GPP
3GPP2
UWCC
EE.UU.
Europa
China
Japón
Corea
EE.UU.
China
Japón
Corea
EE.UU.
Europa
DECT
Proyecto ETSI /
DECT
Europa
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (5)
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Electiva: 3G-WCDMA
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (6)
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Electiva: 3G-WCDMA
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (7)
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (8)
• Propuesta de ITU para bandas IMT-2000
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (9)
Uplink
Downlink
Total
GSM1800
1710-1785
1805-1880
2*75MHz
UMTS-FDD
1920-1980
2110-2170
UMTS-TDD
Americas PCS
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1900-1920 y 2010-2025
1850-1910
1930-1990
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (10)
2*60MHz
20+15MHz
2*60MHz
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (11)
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (12)
• En el ITU-R WARC-2000
– Las siguientes bandas de frecuencia para IMT2000 fueron identificadas:
• 1710-1885 MHz.
• 2500-2690 MHz
• 806-960 MHz
Nueva Banda EEUU
Nuevo IMT-2000
Uplink
Downlink
Total
1710-1770
2110-2170
2*60MHz
2500-2690
190 MHz
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Electiva: 3G-WCDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Interfaces radio y asignaciones de espectro para
tercera generación. (13)
Noticia
• UNE EPM Telecomunicaciones es el nuevo operador móvil
en Colombia, al ganar la subasta de 2.5 GHz (junio 9 de
2010)
– UNE EPM Telecomunicaciones se adjudicó por un valor de USD$40
millones la subasta de banda ancha móvil de 2.5 GHz,
– DirecTV – Galaxy Latin America Investments y UNE EPM
Telecomunicaciones.
– Bloques de 5 MHz. USD$ 4 millones por cada bloque. Precio base
por bloque USD$1 Millón.
– Licencia por 10 años, prorrogable.
– Banda Ancha Móvil LTE.
– Colombia cuenta con un espectro de 190 MHz (2500-2690 MHz), de
los cuales se adjudican ahora 50 MHz y los otros quedarían para
una siguiente subasta.
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Electiva: 3G-WCDMA
Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA
• La investigación Europea en WCDMA se inició con
proyectos como:
– CODIT (UMTS Code Division Testbed).
– FRAMES (Future Radio Wide-Band Multiple-Access Systems).
– RACE (Research of Advanced Communication Technologies in
Europe).
– ACTS (Advanced Communications Technologies and Services).
– COST (European Cooperation in Science and Technology).
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Electiva: 3G-WCDMA
Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA
(2)
• 1998. ETSI. Propone WCDMA como interfaz de
radio para sistemas de tercera generación.
• 3GPP. Detallada estandarización. Desde finales de
1999.
• Sistemas de prueba para evaluar su desempeño.
• UIT. IMT-2000. FPLMTS.
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13
Electiva: 3G-WCDMA
Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA
(3)
Electiva: 3G-WCDMA
Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA
(4)
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Electiva: 3G-WCDMA
Diferencias entre interfaces radio de tercera
generación y segunda generación.
• Los sistemas 2G fueron construidos
principalmente para garantizar servicios de
voz en macroceldas.
– GSM, IS-95, US-TDMA, PDC.
• Requerimientos 3G:
– Velocidades de transmisión de datos de hasta
2Mbps.
– Velocidades variables (BoD, bandwidth on
demand).
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Electiva: 3G-WCDMA
Diferencias entre interfaces radio de tercera
generación y segunda generación. (2)
• Requerimientos 3G (2):
– Multiplexación de servicios con diferentes
requerimientos de calidad en una sola conexión,
e. g. voz, video, datos.
– Requerimientos de calidad de FER=10% a
BER=10-6.
– Soporte de tráfico asimétrico UL DL, e.g.
navegación en internet.
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Electiva: 3G-WCDMA
Diferencias entre interfaces radio de tercera
generación y segunda generación. (3)
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Electiva: 3G-WCDMA
Diferencias entre interfaces radio de tercera
generación y segunda generación. (4)
• Requerimientos 3G (3):
– Coexistencia de sistemas 2G y 3G. Traspasos
(HO, handovers) inter-sistemas → mejor
cobertura y balance de carga.
– Alta eficiencia espectral.
– Coexistencia modos FDD y TDD.
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Espaciamiento de
portadora
WCDMA
GSM
5 MHz
200 KHz
Factor de reuso de
frecuencia
1
1-18
Frecuencia de control de
potencia
1500 Hz
2 Hz o menor
Control de calidad
Algoritmos de Gestión de
Recursos Radio (RRM)
Planeación de red (planeación
de frecuencia)
Diversidad de frecuencia
Ancho de banda de 5 MHz brinda
diversidad multitrayecto con
receptor tipo Rake
Saltos de frecuencia
Paquetes de datos
Planeación de paquetes basado
en carga
Planeación en intervalos de
tiempo con GPRS
Diversidad de
transmisión en el enlace
de bajada
Soporte para mejoramiento de
capacidad en el enlace de bajada
No soportado por el estándar,
pero puede ser aplicado
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Diferencias entre interfaces radio de tercera
generación y segunda generación. (5)
Diferencias entre interfaces radio de tercera
generación y segunda generación. (6)
WCDMA
IS-95
Espaciamiento de
portadora
5 MHz
1.25 MHz
Chip rate
3.84 Mcps
1.2288 Mcps
Frecuencia de control de
potencia
1500 Hz (UL&DL)
800 Hz (UL); DL control de
potencia lento
Sincronización de
estación base
No necesario
Si, obtenido vía GPS.
Handover interfrecuencia
Si, medidas en el modo ranurado
o comprimido
Posible, método no
especificado
Algoritmo eficiente de
RRM
Si, provee la calidad requerida del
servicio
No necesario para voz, solo
redes
Paquetes de datos
Planificador de paquetes basado
en carga
Paquetes de datos transmitidos
por CS
Diversidad de
transmisión en el enlace
de bajada
Soporte para mejoramiento de
capacidad en el enlace de bajada
No soportado por el estándar,
pero puede ser aplicado
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Electiva: 3G-WCDMA
• La mezcla de diferentes velocidades de
transmisión
de
datos,
servicios
y
requerimientos de calidad en sistemas 3G
requiere algoritmos avanzados de gestión de
recursos radio (RRM, Radio Resource
Management) para garantizar calidad de
servicio y maximizar el throughput.
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Electiva: 3G-WCDMA
Núcleo de Red y Servicios
Núcleo de Red y Servicios (2)
• Antes 3GPP R99.
Voz
SMS
WAP
Conmutación de
circuitos (CS)
E-mail
• 3GPP R99.
Voz
Video
Conmutación de circuitos
(CS)
SMS
WAP
E-mail
Web
Conmutación de paquetes
(PS)
MMS
Streaming
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Electiva: 3G-WCDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Núcleo de Red y Servicios (3)
Arquitectura de red GSM
• 3GPP Release 5-6
– Todos los servicios
paquetes=ALL-IP
en
el
dominio
de
Voz
Video
SMS
WAP
E-mail
Conmutación de paquetes
(PS)
Web
MMS
Streaming
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15
Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red GSM (2)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red GSM (4)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red GSM (6)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red GSM (3)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red GSM (5)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red GSM (7)
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16
Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA (3)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de Red WCDMA (5)
Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA (2)
UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES
Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de Red WCDMA (4)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA (6)
• Arquitectura UTRAN
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA (7)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA (9)
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Electiva: 3G-WCDMA
Tecnologías Inalámbricas
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA (8)
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Electiva: 3G-WCDMA
Arquitectura de red WCDMA (10)
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Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA (2)
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Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA (4)
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Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA (6)
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Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA (3)
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Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA (5)
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Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA (7)
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19
Electiva: 3G-WCDMA
Evolución WCDMA (8)
Electiva: 3G-WCDMA
Principales Parámetros de WCDMA
Método de acceso múltiple
DS-CDMA
Método de Duplexación
FDD/TDD
Sincronización de estación base
Operación asincrónica
Chip rate
3.84 Mcps
Longitud de trama
10ms
Multiplexación de servicios
Múltiples
servicios
con
diferentes
requerimientos de calidad de servicio
pueden ser multiplexados en una única
conexión.
Concepto multivelocidad
Factor de ensanchamiento
multicódigo.
Detección
Coherente utilizando símbolos pilotos o
pilotos comunes.
variable
y
Detección multiusuario, antenas Soportados por el estándar, opcional en la
inteligentes.
implementación.
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Electiva: 3G-WCDMA
Principales Parámetros de WCDMA (2)
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Electiva: 3G-WCDMA
Principales Parámetros de WCDMA (3)
• DS-CDMA. Técnica de transmisión banda ancha. Los bits
de información de usuario son dispersos sobre un gran
ancho de banda multiplicandolos por bits cuasi-aleatorios
(chips) derivados de los códigos de ensanchamiento.
• Para lograr velocidades altas (hasta 2Mbps) es necesario
contar con factores de ensanchamiento variable y
conexiones multicódigo.
• El “chip rate” de 3.84 Mcps conlleva a obtener un ancho
de banda aproximado de 5 MHz → soportando altas
velocidades de transmisión de datos y logrando
beneficios en el desempeño del sistema como
incremento de la diversidad multitrayecto.
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Electiva: 3G-WCDMA
Principales Parámetros de WCDMA (4)
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Electiva: 3G-WCDMA
Principales Parámetros de WCDMA (5)
• WCDMA soporta BoD (Bandwidth of Demand). La
velocidad del usuario es mantenida durante los
10ms de duración de la trama.
• Operación asincrónica BS (IS-95 operación
sincrónica).
• WCDMA Detección coherente en UL&DL. (IS-95
Solo en el DL).
• WCDMA fue diseñado para operar de manera
complementaria o compatible con GSM. Traspasos
o handovers son soportados entre GSM y
WCDMA.
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20
Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Principales Parámetros de WCDMA (6)
Principales Parámetros de WCDMA (7)
• FDMA
• CDMA
• TDMA
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Electiva: 3G-WCDMA
Principales Parámetros de WCDMA (8)
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Electiva: 3G-WCDMA
Ensanchamiento y Desensanchamiento
• Conceptos avanzados de receptor: detección
multiusuario (MUD)
y antenas inteligentes
adaptativas.
• Un sistema convencional DS-CDMA trata cada usuario
separadamente como una señal, considerando a los
otros usuarios como ruido o interferencia de acceso
múltiple (MAI, Multiple Access Interference).
• MUD. Detección conjunta (joint detection). Todos los
usuarios se consideran como señales.
• La capacidad es limitada por interferencia.
• Efecto cerca-lejos (near-far)
• Control de potencia.
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Electiva: 3G-WCDMA
Ensanchamiento y Desensanchamiento (2)
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Electiva: 3G-WCDMA
Ensanchamiento y Desensanchamiento (3)
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Ensanchamiento y Desensanchamiento (4)
Ensanchamiento y Desensanchamiento (5)
• Factor de Ensanchamiento (SF, Spreading
Factor)=Ganancia
de
Procesamiento
(PG,
Processing Gain). Brinda a los sistemas CDMA la
necesaria robustez frente a la auto-interferencia
para reutilizar el espectro de 5 MHz en distancias
geográficas cortas.
• WCDMA (ChipRate=CR=3.84 Mcps)
• Después del desensanchamiento, la potencia de la
señal necesita estar unos pocos decibeles sobre la
potencia de interferencia y ruido.
• Servicio de voz=12.2 Kbps.
SF
PG 10 log10
3.84e6
12.2e3
25dB
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Ensanchamiento y Desensanchamiento (6)
Eb
N0
C
I
5dB
voz
Eb
N0
PG
20dB
• La señal de potencia puede estar 20dB por debajo del
nivel de la potencia de ruido térmico o interferencia
(aplicaciones militares). (GSM C/I=(9-12)dB).
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Ensanchamiento y Desensanchamiento (7)
• Por los efectos de multitrayectoria es necesario utilizar
múltiples receptores correlacionados para recobrar la
energía de todos los trayectos (igual si se utilizan múltiples
antenas).
• Receptor CDMA tipo Rake.
• La ganancia de procesamiento es debida al incremento del
ancho de banda, más que por el ensanchamiento o
desensanchamiento.
• Reuso de frecuencia=1.
• Con una señal de banda ancha, los diferentes caminos de
una señal inalámbrica banda ancha, pueden ser resueltos
con alta precisión que para señales con bajo ancho de
banda.
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Ensanchamiento y Desensanchamiento (8)
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Electiva: 3G-WCDMA
Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake
• La propagación en el canal móvil se caracteriza por
múltiples reflexiones, difracciones y atenuación de la
energía de la señal.
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Electiva: 3G-WCDMA
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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(2)
Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(3)
• La señal puede llegar al receptor en instantes de tiempo
distinguibles.
• Un solo chip → Perfil de retardo multitrayecto.
• Desvanecimiento rápido. Cuando la diferencia entre dos
trayectos es igual a media longitud de onda (λ/2).
Cancelación de la señal. Se remueve con un rápido
movimiento.
• Áreas urbanas y sub-urbanas: 1-2μs.
• 20μs en áreas montañosas.
• La duración de un chip a 3.84Mcps es 0.26μs.
• Si la diferencia de tiempo de la componente multitrayecto es menor
a 0.26μs, el receptor WCDMA puede separar las componentes
multitrayectoria y combinarlas coherentemente (diversidad
multitrayecto).
• Retardo de componentes <0.26μs (diferencia de distancias<78m).
(diversidad multitrayecto en pequeñas celdas).
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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(4)
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Electiva: 3G-WCDMA
Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(5)
• Soluciones al desvanecimiento rápido.
• Receptor Rake. Correlación de múltiples dedos. Retardos similares
a los de las componentes que llegan al receptor. (diversidad en
recepción). Adaptativos.
• Control rápido de potencia.
• Codificación, entrelazado (interleaving) y protocolos de
retransmisión. (redundancia y diversidad de tiempo).
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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(6)
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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(7)
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Electiva: 3G-WCDMA
Electiva: 3G-WCDMA
Control de Potencia
Control de Potencia (2)
• Uno de los aspectos más importantes en WCDMA,
principalmente en el UL.
• Rápido y de pequeños ajustes.
• Problema cerca-lejos (near-far)
• Una estrategia optima en el sentido de maximizar la
capacidad es igualar las potencias recibidas por bit de
todas las estaciones móviles.
• Mecanismo de control de potencia en lazo abierto→ control
no muy preciso debido a la estimación que realiza la MS de
la señal que proviene de la BS.
• El desvanecimiento rápido no se encuentra
correlacionado entre el UL y DL. (separación en
frecuencia).
• Provee la definición del nivel de potencia inicial al
establecimiento de la llamada.
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Control de Potencia (3)
Control de Potencia (4)
• Control rápido de potencia en lazo cerrado.
• UL. BS estima frecuentemente SIR (Signal to
interference ratio) y lo compara al SIR objetivo (Target
SIR).
• 1500 comandos por segundo (1500 Hz) → más rápido
que cualquier cambio significativo en la pérdida de
trayecto.
• DL. No se presenta el problema cerca-lejos. Escenario
uno a muchos. Mejorar el nivel de señal de las MS que
se encuentren cerca del limite de la celda.
• El canal se comporta como un canal sin
desvanecimiento visto desde el receptor de la BS.
• Control rápido de potencia en lazo cerrado(2).
• Visto desde la MS → incremento de la potencia
promedio transmitida.
• En un desvanecimiento profundo (deep fade) el
móvil utiliza una alta potencia de transmisión, lo que
aumenta la interferencia a otras celdas.
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Control de Potencia (5)
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Control de Potencia (6)
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Electiva: 3G-WCDMA
Control de Potencia (7)
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Control de Potencia (8)
• Control de potencia de lazo externo (outer loop power
control).
• Ajusta el SIR objetivo en la BS acorde a las
necesidades del radioenlace individual y exigencias de
una calidad constante (BER, BLER).
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Control de Potencia (9)
• Control de potencia de lazo externo (2)
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Control de Potencia (10)
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Control de Potencia (10)
• Cell-Breathing
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Electiva: 3G-WCDMA
Handover (traspasos)
• Cell-Breathing(2)
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Handover (traspasos) (2)
• Conjunto activo (active set)
• Relación de todas las celdas a las cuales una MS o UE
tiene acceso.
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Softer y Soft handovers (2)
• Softer handover(2)
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Softer y Soft handovers
• Softer handover
• Uso de dos interfaces radio.
• Solo un lazo de control de potencia es activo.
• (5-15)% conexiones.
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Electiva: 3G-WCDMA
Softer y Soft handovers (3)
• Soft handover
• Diferencia con Softer . Selección de la mejor señal
proveniente de la MS en el RNC. (Indicador de
disponibilidad de trama).
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Softer y Soft handovers (4)
• Soft handover (2)
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Softer y Soft handovers (5)
• Soft handover (3)
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Softer y Soft handovers (6)
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Softer y Soft handovers (7)
• Soft handover(4)
• (20-40)% de las conexiones.
• Soft/Softer handovers es una herramienta para
mitigar interferencia (balance de carga).
• Tipos de handovers:
• Inter-frecuencia (aplicaciones con varias portadoras)
• Inter-sistemas (WCDMA FDD, WCDMA TDD, GSM).
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Softer y Soft handovers (8)
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Electiva: 3G-WCDMA
Organismos de Estandarización
• Subcomité técnico SMG5 de ETSI fue el responsable de la
normalización de WCDMA en Europa.
• ETSI (Europa)
• ARIB/TTC (Association of Radio Industries and Business /
Telecommunication Technology Committee) (Japón)
• ANSI T-1 (American National Standards Institute) (EE.UU.)
• TTA (Telecommunications Technology association) (Corea)
• CWTS (Chinese Wireless Telecommunication Standard)
(China).
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Enlaces de Interés
•
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•
•
3GPP (http://www.3gpp.org/)
ETSI (http://www.etsi.org).
ARIB (http://www.arib.or.jp/english/index.html).
UMTS Forum (http://www.umts-forum.org/).
GSM World (http://www.gsmworld.com/).
CDMA Developmet Group (http://www.cdg.org/).
3GPP2 (http://www.3gpp2.org/).
China
Communication
Standard
Association
(http://www.cwts.org/english/)
• FCC (http://www.fcc.gov)
• Wireless World Research Forum (http://www.wirelessworld-research.org/).
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Electiva: 3G-WCDMA
Enlaces de Interés (2)
http://www.cellular-news.com
http://www.umtsworld.com/
http://3g4g.blogspot.com/
http://www.3glteinfo.com/
http://www.3gamericas.org
http://www.cdg.org/
http://www.umts-forum.org/
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Electiva: 3G-WCDMA
Lecturas Recomendadas
• Third-generation radio access standards. Mats Nilsson.
http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/review/19
99_03/files/1999031.pdf
• Toward third-generation mobile multimedia communication.
Torbjom
Nilsson.
http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/review/19
99_03/files/1999032.pdf
• Evolving WCDMA. Tomas Hedberg y Stefan Parkvall.
http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/review/20
01_03/files/2001034.pdf
• Broadband data performance of third-generation mobile systems.
Johan Skold, Magnus Lundevall, Stefan Parkvall y Magnus
Sundelin.
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Lecturas Recomendadas (2)
• Innovations
in
WCDMA.
http://www.ericsson.com/res/docs/whitepapers/innovations_
in_wcdma.pdf
• 3G Wireless Standards for Cellular Mobile Services.
http://ocw.upm.es/teoria-de-la-senal-y-comunicaciones1/comunicaciones-movilesdigitales/contenidos/Documentos/whitepaper_3g_wireless.pdf
• HSPA & Mobile Wimax
http://www.ericsson.com/res/docs/whitepapers/hspa_and_
mobile_wimax.pdf
http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/revi
ew/2005_01/files/2005012.pdf
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