Universidad Peruana del Oriente

UMTS 3G

TELECOMUNICACIONES IIIngeniera de Sistemas IX Ciclo. Alumnos:Jose

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Luis Santamaria Doria.

QU ES UMTS

Llamado tambin sistema de telecomunicaciones mviles universal es una de las tecnologas usadas por los mviles de tercera generacin 3G, sucesor de GSM; es la propuesta europea (ETSI) para promover la utilizacin de UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access) en el IMT-2000.

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OBJETIVOS DE UMTS

UMTS se basa principalmente en objetivos esenciales que hacen de esta tecnologa mucho mejor en relacin a las tecnologas antecesoras. Estos objetivos son: Convergencia de redes fijas y mviles.-Igual calidad de servicio. Servicios multimedia simtricos y asimtricos. Roaming global. Asignacin dinmica de ancho de banda.- Hasta un mximo inicial de 2 Mbps. 2.Acceso personalizado.-concepto de VHE (Virtual Home Environment), define Un perfil de servicio constante y homogneo independiente de la red que sirve al abonado. 3.Tecnologa de paquetes (allways-on) y protocolos IP Soporte para una amplia gama de terminales Capacidad para una alta densidad de usuarios

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CARACTERSTICAS DE UMTS

Capacidad de transmisin sncrona y asimtrica Velocidades de 384 Kbit/s y en baja movilidad hasta 2 Mbit/s. Transmisin de datos en conmutacin de circuitos y de paquetes. Mayor capacidad y uso eficiente del espectro que los sistemas anteriores. Alto nivel de calidad y alto grado de seguridad. Diferentes servicios simultneos con asignacin dinmica del ancho de banda. Roaming internacional entre los operadores de IMT-2000. Nuevos mecanismos de tarificacin, volumen de datos, etc. Coexistencia e interconexin con satlites. Soporte para varias conexiones simultneas. (p. e. conectarse a Internet y recibir simultneamente una llamada telefnica.

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EVOLUCIN DEL 3G

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TECNOLOGA W-CDMA

Wideband Code Division Multiple Access

5 MHz frente al sistema americano de 1,25 MHz. Espectro ensanchado por secuencia directa. Velocidad binaria del cdigo de ensanchamiento constante.

Chip rate: 3.84 Mchips/sg.

Ventajas de DS-WCDMA:

Capacidad de acceso mltiple y proteccin a la interferencia multitrayecto. Seguridad: es necesario conocer la secuencia de ensanchamiento. La generacin de la seal a transmitir es sencilla. Es posible la des modulacin coherente de la seal de banda ancha. No es necesaria la sincronizacin entre usuarios. El nmero de usuarios no est limitado de antemano, degradacin progresiva de la calidad. Clculo de la capacidad complejo y diferente en ambos enlaces. Factor limitador de la capacidad: interferencia mutua entre terminales. Necesidad de un control de potencia muy estricto (efecto near-far)

Dificultades.

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COMPARATIVA ENTRE DIFERENTES SISTEMAS MVILES.WCDMA Ancho de banda velocidad de chip Reutilizacin de frecuencia Traspaso Intrasistema 5 MHz CDMA / 3.84 Mchip/sg 1 Traspaso Soft/softer comunicacin simultanea con varias EB Traspaso a GSM Receptor Rake 1500 Hz ambos enlaces canal de sincronizacin y cdigos scrambling Soportada en downlink Soportada en downlink Traspaso soft /softer IS-95 1.25 MHz / 1.2288 Mchip/sg GSM 200 kHz TDMA ~4 18 Traspaso Hard (antes de una conexin nueva, libera el canal

Traspaso Inter-sistema Diversidad en Frecuencia Control de potencia Bsqueda de celda

Traspaso a AMPS Receptor Rake 800 Hz (Uplink). C. lento (Downlink) Ecualizacin y frequency hooping 2 Hz o menor Canales de frecuencia No soportada 7

Diversidad de transmisin

ESTRUCTURA DE LA RED UMTSEl sistema UMTS se compone de 3 grandes bloques: Red central o ncleo de red (Core Network, CN) Red de acceso de radio (RAN -Radio Access Network- UTRAN) Terminales mviles (User Equipment, UE)

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RED CENTRAL (CN)Tambin llamada red central Core Network. La red central se encuentra formada por varios elementos como el MSC (pieza central en una red basada en conmutacin en circuito) y el SGSN (pieza central en una red basada en conmutacin de paquetes). Realiza labores de transporte de informacin, tanto para trfico como de sealizacin y contiene la inteligencia del sistema. A travs de esta UMTS se conecta a otras redes de comunicaciones. Elementos: HLR, VLR, AuC, EIR y centros de SMS.9

RED DE ACCESO RADIO (RAN UTRAN)

El equivalente a la BTS de GSM se denomina Nodo B y el equivalente a la BSC se denomina RNC. Las radio bases (Nodo B) de UMTS podrn ser colocadas con las existentes radio bases de GSM. Los dos sistemas que abarca UMTS, los llamados modos FDD y TDD. Se distinguen por la forma de conseguir la transmisin dplex: mientras en FDD se emplean distintas portadoras para el enlace ascendente y el descendente, en TDD se emplea una nica portadora para todos los usuarios y ambos enlaces, pero dividindolas en slots temporales para ambos enlaces. UMTS est diseado para soportar tanto modo FDD (Frecuency Division Duplexing) como TDD (Time Division Duplexing). El modo TDD puede slo ser usado para pequeas distancias, pero esto permite ms altas velocidades de transmisin y servira tal como para comunicaciones de Internet.

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TERMINALES MVILES (UE)

Se denomina equipo de usuario o tambin llamado mvil, el cual es el equipo que trae el suscriptor para lograr la comunicacin

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BLOQUES DEL SISTEMA UMTS

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ARQUITECTURA UMTSUMTS aparece para integrar todos los servicios ofrecidos por las distintas tecnologas y redes actuales, incluyendo Internet. UMTS presenta una arquitectura en la cual se describen tres elementos importantes: UE (equipo de usuario), UTRAN (UMTS terrestrial Radio Access Network) y la red central (CORE NETWORK)

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EN LA FIGURA SE INCLUYE TAMBIN LA ENTIDAD DE ACCESO A LA RED GSM (EL BSS) PARA CLARIFICAR LA RELACIN DE ESTAS DOS TECNOLOGAS. UMTS EN SU RED DE ACCESO DE RADIO TERRESTRE UTRAN UTILIZA EL ESQUEMA DE CDMA DE ESPECTRO EXTENDIDO EN CADA UNO DE LOS CANALES DE FRECUENCIA EN SU MODO FDD. PARA EL CASO DEL MODO TDD UTILIZA UNA COMBINACIN ENTRE CDMA, FDMA Y TDMA PORQUE CADA RADIO FRAME ES DIVIDIDO EN 15 RANURAS DE TIEMPO.

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SERVICIOS UMTSServicios al usuario Capacidad multimedia, aplicaciones con movilidad plena y reducida en diferentes entornos. Acceso eficaz a Internet ,a redes Intranet y a otros servicios basados IP. Transmisin vocal de alta calidad, comparable a la de las redes fijas. Portabilidad de los servicios en distintos entornos UMTS (pblico/privado/negocios; fijo/mvil). Funcionamiento en entorno integral, sin solucin de continuidad con redes GSM. Itinerancia total, Control del servicio y gestin de la localizacin y de la movilidad.

Aplicaciones. Interactividad de imagen y voz ente usuarios. Comercio electrnico a gran escala, operaciones bancarias. Descarga de msica y videoclips, compra de entradas, publicidad personalizada a cada usuario. Participacin en chats, juegos, y ofertas de Internet. Almacenamiento y descarga de informacin del trabajador con su empresa, etc.... Tasa de bits. 144 Kbit/s 384 Kbit/s 2 Mbit/s Tipo de cobertura. Cobertura bsica, rurales/suburbanos, vehculos a gran velocidad, exteriores. Cobertura ampliada, urbana, vehculos en movimiento, exteriores. reas puntuales, urbanas, cntricas, velocidad de marcha, interiores.15

PROTOCOLOS DE LA CAPA DE APLICACIN.

Estn definidos para especificar la sealizacin y el control de UTRAN. Veamos el control ilustrado en la figura siguiente, usando control UTRAN y UE.

Grfico: protocolo para la arquitectura Iu RANAP

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Iu: Radio Acces Network Application Part (RANAP): Este protocolo provee de una sealizacin especifica y de control de UTRAN sobre Iu, un subconjunto de funciones de RANAP son las siguientes: RAB( Overall radio acces bearer) incluye su instalacin y el mantenimiento. Manejo de las conexiones de Iu. Transport of nonaccess stratum(NAS): informacin entre el UE y el CN, por ejemplo, NAS contiene el control de la movilidad su sealizacin y el control del broadcast de la informacin. Realiza el cambio de informacin de UE entre RNC y CN Pasa los reconocimientos desde CN hasta UE Maneja las situacin de error y sobrecarga. Iur: Radio Network Sublayer Application Part (RNSAP) La sealizacin sobre UTRAN y su control sobre esta interface contiene las siguientes partes: Manejo de los enlaces de radio tanto fsicos como los recursos de los canales de transporte. Paging Resituacin SRNC Medicin de los recursos ocupados.

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Iub: Nodo B Pare de Aplicacin (NBAP) Incluye las siguientes caractersticas:

Manejo de los canales, recursos comunes y de los radio enlaces. Configuracin como celdas Medicin, manejo y control Sincronizacin (TDD) Trata situaciones de error

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UU: RADIO RESOURCE CONTROL (RRC)

Esta capa maneja el control de las seales sobre Uu entre UE y UTRAN, alguna de las funciones ofrecidas son:Broadcast de la informacin Manejo de las conexiones entre el UE y UTRAN que incluye su establecimiento mantenimiento y relaciones. Manejo de las radio bearears las cuales incluyen su establecimiento, mantenimiento, realciones y la correspondiente conectividad. Control del ciphering Control de potencia (Outer loop) Proteccin de la integridad del mensaje Timing advance en el modo TDD Medicin de UE para evaluaciones Paging y Notificaciones.

Hay dos modos de operacin definidos por UE el modo IDLE y el dedicado.

En el modo IDLE, la entidad de UEs RCC es el Nodo B, mientras que en el modo dedicado es el 19 SRNC. Protocolos de capas superiores conforman las tareas de control y sealizacin en la parte alta de RCC. EL (MM) mobility management y el control de las llamadas (CC) estn definidos en las especificaciones de GSM.

UMTS Y SU ANTECESOR GPRS

Una vez visto un poco como es y como funciona el UMTS a nivel de Aplicacin y el porque de su necesidad veamos las similitudes y diferencias que tiene con el GPRS que es el sistema actual de telefona mvil.

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DIFERENCIAS ENTRE GPRS Y UMTS

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EVOLUCIN DE LOS SISTEMAS

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MUCHAS GRACIAS

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