UMTS Frente a GSM

5/18/2018 UMTS Frente a GSM

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UMTS frente a GSM:

diferencias y nuevasaportaciones.

Conferencias de la Ctedra Telefnica de la Universidad de Zaragoza

2 de !ovie"#re de 2$$%

Telefnica Mviles EspaaGerencia de Tecnolog&a de 'edes ( )ireccin de Tecnolog&a y Certi*cacin de 'edes ( ).G. Tecnolog


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LIDERANDO

EL FUTURO

Telefnica Mviles EspaaGerencia de Tecnolog&a de 'edes ( )ireccin de Tecnolog&a y Certi*cacin de 'edes ( ).G. Tecn

2

ndice

$+ Los orgenes

$2 El concepo$, La red de acceso radio !RAN"$% El n#cleo de Red


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,

Los orgenes

-l caso de la 2 y la 2.G: /rganis"os nor"alizadores 0-TS1 T13 etc4 tra#a5ando

por separado y ela#orando nor"as independientes. U1T: ela#ora 1nfor"es y 'eco"endaciones so#re

siste"as "viles. 6'C: asignaciones de espectro regionales. 7apel predo"inante de los operadores derivado de la

8poca 7TT.

3 partir de la ,G: /rganis"os nor"alizadores tra#a5ando

coordinada"ente en proyectos con5untos 07artners9ippro5ects4.

U1T: foro de de*nicin de los reuisitos de ,G

seleccin de tecnolog&as y ela#oracin de 1nfor"es y'eco"endaciones ue de*nen el "arco de ,G.

6'C: asignaciones glo#ales de espectro 0en la "edidade lo posi#le4.

;iderazgo de fa#ricantes.

$+


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%

Los orgenes !II"

!or"ativa"ente 9a#lando UMTS 9a fagocitadoa GSM.

;a estandarizacin de GSM se 9ace a9ora dentrode un TSG del ,G77 0G-'3!4.


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El concepo

GSM es un siste"a pensado so#re todo para la

voz 0los SMS fueron una consecuenciainesperada4. 7osterior"ente se le 9an idoa=adiendo "e5oras en el soporte de latrans"isin de datos: >SCS) G7'S -)G-..

UMTS es co"o toda la ,G un siste"a pensadopara un "ercado ?9a"#riento de @#AsB. )esdeel principio se 9a orientado 9acia el correctosoporte de las aplicaciones de datos. -5e"plo:

el "odo pauete ya viene ?de serieB. Co"parado con GSM UMTS proporciona un

repertorio "uc9o "ayor de velocidades detrans"isin.

$2


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La Red de acceso Radio !RAN"

)esde el punto de vista del acceso radio

UMTS ro"pe con GSM GSM se #asa en T)M3 y tiene dos

"odalidades: -n "odo circuito

-n "odo pauete 0G7'S4 UMTS se #asa en C)M3 y tiene dos "odos:


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El acceso $#liple% &'M

-5e de tie"po dividido en tra"as: D intervalosAtra"a D canales f&sicos por radiocanal. Canal GSM unidireccional: intervalo de frecuencia de

2$$ E>z F intervalo de tie"po 0$. "seg4 andas pareadas

$,

Enlace descendente

Trama (8 intervalos)=4.615 mseg

Enlace ascendente


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D

El acceso $#liple% UMT'

-5e de tie"po dividido en tra"as: +intervalosAtra"a. + intervalo H $. "s.

andas pareadas 0


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L

(DMA% f)nda$enos !I"

7ertenece a la fa"ilia de last8cnicas de espectroensanc9ado 0opping )SC)M3..4

-s una t8cnica de acceso"Nltiple. Signi*cado: DirectSequence-Code DivisionMultiple Access.

;as trans"isiones se separan"ultiplicando la se=al digital

en #anda #ase por unasecuencia de velocidad "uc9o"ayor.

$,


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+$

D'*(DMA% f)nda$enos

;a se=al en #anda #ase se "ultiplica por unasecuencia de velocidad "uc9o "ayor.

;a se=al "ultiplicada "odula a una portadora. -n recepcin se "ultiplica la se=al reci#ida 0Ntil F

trans"isiones a5enas4 por la secuencia de origen. Se recupera la se=al en #anda #ase "s las otras

a5enas ue per"anecen ensanc9adas.

BANDA BASE SEAL MODULADA-TRANSMITID

SEAL RECIBIDA SEAL DEMODULADA

$,


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++

M+s claro,,,,

Duracin bit: 5 sDuracin c!i": 5 s

#anancia de $rocesado: 1

$,


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+2

-.or /)0 ensanc1ar la2anda3 /#tene"os proteccin contra interferencias

selectivas en #anda: 1ntencionadas 0entornos "ilitares4 7or desvaneci"ientos selectivos 0entornos

co"erciales4 3 "ayor ensanc9a"iento se pierde "enor

porcin de energ&a trans"itida por lainterferencia en una porcin de la #anda

Ganancia de procesa"iento H 0anc9o de #andaensanc9ado4A0anc9o de #anda de la se=al Ntil4 Hduracin #itAduracin del c9ip

3 "ayor ganancia de procesa"iento "ayorproteccin frente a interferencias.

$,


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+,

&anancia de procesa$ienoUMT'

-n UMTS:

Ganancia de procesa"iento H ,.D%"egac9ips por segundo A velocidad de lase=al a trans"itir

;a ganancia de procesa"iento dis"inuye

cuando au"enta la velocidad de trans"isin ;as se=ales "s veloces van "enosprotegidas

;as se=ales "s veloces reuieren "spotencia

$,


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+%

D'*(DMA no es orogonalperfeco

SEAL RECIBIDA

DEMODULACIN

SECUENCIA 1 (SEAL TIL)

SECUENCIA 2 (SEAL AJENA)

SECUENCIA 3 (SEAL AJENA)

%

%&

SECUENCIA PROPIA

=

SE-AL DE BANDA BASE

RUIDO

RUIDO

ESPECTRO

%

%

$,


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+D

calidad 4 capacidad en &'M4 UMT'

-n GSM la calidad es independiente del nN"ero deconeOiones servidas por una portadora.

-n UMTS la calidad condiciona la capacidad delenlace: -l ruido de fondo viene deter"inado por elnN"ero de trans"isiones si"ultneas separadas porsecuencias diferentes cada una HP capacidad ycalidad van unidas.

' *+ ,-E* /0/02+/3

nima relacin"ortadoraintererente

nima relacin"ortadoraintererente

7+ ,-E*E*+/ 0/02+/

$,


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+L

(o2er)ra en &'M 4 UMT'

-n UMTS las c8lulas ?respiranB

D2/T*,2

*2E9 /E9

D2+ DE 9 ,;909

D2/T*,2

*2E9 /E9

D2+ DE 9 ,;909

$,


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2$

El $)lira4eco en &'M 4 enUMT' -n GSM el "ultitrayecto se co"pensa. Mediante

una secuencia de entrena"iento se esti"a la

respuesta i"pulsiva del canal y se aplica lacontraria. -n UMTS se recuperan y aprovec9an las

contri#uciones de varios de los trayectos0t&pica"ente 9asta 4 gracias a la deteccin

'3E-.

S(t-3)

S(t-2)

S(t-1)

Seal recibida Banda base

$,


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2+

El raspaso en &'M

-n GSM el traspaso es ?duroB Ter"ina la co"unicacin con una estacin #ase

antes de esta#lecer la co"unicacin con lanueva estacin #ase.

Ca"#io de la frecuencia portadora.

$,


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22

El raspaso en UMT'

-n UMTS el traspaso puede ser ?suaveB 0concontinuidad4

)os o "s - trans"iten la "is"a se=al so#recdigos diferentes.

-l receptor decodi*ca cada ca"ino y los su"agracias a la deteccin '3E-.


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2,

Di$ensiona$ieno de lose$pla5a$ienos radio

-n GSM se di"ensionan a=adiendo portadoras.

Cada portadora aporta un con5unto de D intervalos0canales4 -n UMTS se di"ensionan a=adiendo o uitando

-;-M-!T/S )- C3!3;. Un -;-M-!T/ )- C3!3; es el "dulo ue

realiza el procesa"iento necesario para generarla secuencia *nal de alta velocidad a partir de lase=al en #anda #ase.

;a capacidad de un ele"ento de canal dependede la velocidad del usuario eOistiendo ciertaseuivalencias entre ellas. 3s& un "dulo puedesoportar p.e. ,2 usuarios de voz a +D @#As o a% @#As.

;a cantidad de ele"entos de canal en unaestacin #ase depender del tr*co previsto parala c8lula 0en nQ de a#onados y sus velocidades4.

$,


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2%

.lani6cacin cel)lar !I"

-n GSM lo

i"portante es5ugar #ien conla reutilizacinde frecuencias

-n UMTS nosolvida"os delos patrones dereuso defrecuencias. ;oue separa lasco"unicacionesson los cdigos.

f7

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f9

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f2f3

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f2 f3

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f1f

1

f1f2 f2f2

$,


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.lani6cacin cel)lar !II" -n GSM el control de potencia ayuda a reducir el

nivel general de ruido y a "e5orar la CA1. -l salto defrecuencia contri#uye positiva"ente a ello.

-n UMTS el control de potencia es


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.lani6cacin cel)lar !III"

-n GSM la plani*cacin se 9ace para una CA1

ligada a unos servicios #sicos. /pcional"enteen ciertas zonas se "e5oran las prestaciones alpoder utilizar: -sue"as de codi*cacin G7'S "s veloces

0pero "enos ro#ustos frente a interferencias4 Relocidades -)G- "ayores.

-n UMTS es preciso decidir pri"ero elrepertorio de velocidades a proporcionar y elper*l de velocidades del tr*co as& co"o elsoportado por los ter"inales. -l clculo de capacidad en un entorno

"ultiservicios no es evidente anal&tica"enteHP si"ulaciones y "edidas prcticas.

$,


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2

(anales radio

-n GSM eOisten dos tipos de canales: lgicos y

f&sicos. -n UMTS se introduce una categor&a inter"edia: los

canales de transporte HP "ayor eOi#ilidad parade*nir for"atos de transporte de la se=al. Un concepto i"portante: 7ortador de 3cceso

'adio 0'3 o Radio Access Bearer4. -s el con5unto de par"etros ue de*ne el

servicio portador de infor"acin en la interfazradio 0entrelazado cdigos C'C codi*cacintur#o o convolucional etc..4.

I>ay unos 2 "illones de posi#ilidadesK HPnecesidad de una lista corta.

$,


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2D

El pl)s !7" en &'M 4 UMT'

-n GSM es la 2. G ue aporta: -l "odo G7'S 0"ayores velocidades segNn

diferentes esue"as de codi*cacin4 -)G- 0"ayores velocidades gracias a

esue"as de "odulacin "s veloces pero"enos ro#ustos4

-n UMTS viene dado por la adicin de: >S)73 0High Speed Downlink Packet

Access4: incorpora un toue de T)). !otiene control de potencia. Se sirve al "e5or

posicionado para ello. -n el futuro >SU73 0High Speed plink

Packet Access4. tal vez /


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2L

-($o se consig)en $a4oresvelocidades en 8'D.A3

Mod)lacin 4 codi6cacin adapaiva !AM(":3daptar el esue"a de codi*cacin y la "odulacinen funcin de la calidad del enlace.

.rogra$acin r+pida de rans$isiones: Controlde las trans"isiones en el !odo 0en vez del '!C4

teniendo en cuenta la calidad el enlacecapacidades del ter"inal VoS potenciaAcdigosdisponi#les.

Rerans$isiones r+pidas !8*AR9": ;aspeticiones de retrans"isin se gestionan en el !odo

. Se utiliza redundancia incre"ental.

I!o 9ay control de potenci

$,


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,$

El n#cleo de red

-l GSM y el UMTS 0en

su fase inicial4 se#asan en un "is"oconcepto de nNcleo dered.

-s en la evolucin9acia el !P Multi"edia

Su#s$ste" %!MS&donde el UMTS sesepara de esteconcepto.

1MS per"itir unaseparacin n&tida entre

los planos de red0transporte y control4 yel de servicios HPacceso al desarrollo deservicios por terceros.

Plano de transporte .co/partido0

Plano de control .nodos de control0

Plano de ser1icios AP!

"esarrollos ajenos

&SCSer1er

&edia

Gate2a

$%


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,+

UMT' : ;ER'I


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,2

UMT' : ;ER'I

CSCF &GCF

Conmutacinde

circuitos

Conmutacinde

paquetesNodo' RNC

Terminal MM

S-&SC

&G4SGSN

PSTN

Control

S-&SC

Transporte

Fire2all

!nternet

&G4

GGSN

Su#siste"a17

Multi"edia

'ervicios;oI.

S17

>.2%DAMegaco

'ed 17opcional17 en '3!

Stac@ 17

I.

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I.

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