El sistema GSM funciona por TDMA, es decir, se divide el tiempo en slots y a cada usuario se le asigna un slot, es decir, un espacio de tiempo por el que se puede transmitir los datos. Por lo tanto se comparte cada canal por un número determinado de usuarios.
El sistema UMTS es un sistema (WCDMA) acceso múltiple por división de código de banda ancha. En este sistema no hay slots temporales como en GPRS. Todos los usuarios transmiten a la vez por el canal, pero las señales de cada usuario están codificadas con un código único de tal forma, que pese a que podemos pensar que se forma una “señal indescifrable” al utilizar las mismas frecuencias a la vez, no es así, pues la estación base es capaz de decodificar y volver a separar perfectamente cada una de las comunicaciones recibidas de los distintos usuarios. Esto, evidentemente, implica un aprovechamiento mucho más alto del canal, al no compartirlo en tiempo ver figura 1.17.
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 30
Figura. 1.17. Diferencia entre GSM y UTMS
También UMTS permite a los operadores utilizar diferentes formas de tarificación, ancho de banda asimétrico en download y upload, configuración de calidad de servicio (QoS) etc.
UMTS define 4 categorías de calidad de servicio (QoS):4
Conversacional: para llamadas de voz y videoconferencias. Importantísimo tener
los mínimo retrasos en la comunicación.
Streaming: La fluctuación del retraso debe ser baja. Pensada para descarga de
vídeos de Internet. Una vez llenado el buffer inicial, deberíamos poder ver una transmisión sin cortes ni pausas.
Interactiva: No deben de haber grandes retardos, pero sí, en extremo, hay que
asegurar la integridad de los datos. Este es el típico caso de la navegación web.
Background: Los retardos no son importantes pero al igual que el caso anterior,
es fundamental la integridad de los datos. Típica aplicación, el correo electrónico.
4
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 31
Las características técnicas entre GSM y UTMS se muestran en la tabla 1.2.
Tabla. 1.2. Características Técnicas de la Interfaz Aire para GSM y UMTS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA INTERFAZ AIRE
Parámetro BSS (GSM) UTRAN (UMTS)
Técnica de Acceso TDMA/FDMA WCDMA
Ancho de Banda Dos bandas de 25Mhz Dos bandas de 60MHz
BW Portadora 200KHz 5MHz Bandas de Operación 850MHz / 900MHz 1800MHz / 1900Mhz 800MHz / 850MHz / 1700Mhz 1800MHz / 1900Mhz / 2.1GHz Reutilización Frecuencial FR = 3, 4, 7 FR = 1 Separación Radiocanales 45MHz / 80MHz / 95MHz 90MHz Modulación GSMK QPSK / QAM Tasa de Transmisión (Datos) 9,6Kbps 144Kbps / 384Kbps / 2048Kbps Receptor Sintetizador / Ecualizador Rake Duración de la Trama 4.615ms / 120ms
235ms / 6.12s
10ms
Número de Time Slots 8 15
Duración de Time Slot 0,577ms 0.677ms
Control de Potencia Pasos de: 3dB T= 60ms
Pasos de: 0.5dB, 1dB, 1.5dB, 2dB T= 0.67ms Codificación de Voz RPE / LPE (12,2kbps) AMR (4,75kbps –
12,2Kbps) Codificación de Canal Convolucional
(R=1/2; K=5)
Convolucional (R=1/2, 1/3, 1/4; K=9)
CAPÍTULO II
ARQUITECTURA DE RED UMTS
La figura 2.1 representa la arquitectura UMTS de Alto Nivel. Este capítulo se concentra en la red principal (Core Network - CN) y en el UTRAN. En la sección 2.1 se explicará el CN, y en la sección 2.2 el UTRAN. Las interfaces entre UE y UTRAN (interfaz Uu) y entre UTRAN y CN (Iu) son interfaces abiertos.
Figura. 2.1. Arquitectura UMTS de Alto Nivel
La figura 2.2 da una descripción mucho más detallada de la arquitectura UMTS. El lector puede ver que la parte de la red principal es la misma como en las antigua combinación de red principal GSM + GPRS. Las mismas entidades de redes principales pueden servir tanto UTRAN como redes de acceso de radio GSM. Las entidades de red de acceso de radio de GSM (BSS) son incluidas en el dibujo para clarificar la relación de estas dos tecnologías. Estas tecnologías probablemente convivan en las redes para soportar tradicionales servicios de voz conmutados por circuito.
CAPÍTULO II: ARQUITECTURA DE RED UMTS 33
Figura. 2.2. Elementos de una red UMTS e Interfaces
A continuación se describen los elementos de una red UMTS:
RNC (Radio Network Controller): es un componente de la red que controla
uno o más nodos B.
NODO B: da servicio a una o más céldas pero es recomendable a una.
UE (Equipo de Usuario): en UMTS puede operar en uno de los tres modos de
operación CS, PS/CS o PS.
MSC (Mobile Switching Center): es la parte central en una red basada en
conmutación de circuitos.
HLR (Home Location Register): contiene los datos permanentes de registro
de suscriptor.
VLR (Visitor Location Register): contiene información acerca del roaming en
CAPÍTULO II: ARQUITECTURA DE RED UMTS 34
EIR (Equipment Identity Register): almacena los IMEIs usados en el sistema. AuC (Authentication Center): almacena la clave de la autenticación del
suscriptor, así como su correspondiente IMSI (International Mobil Suscriber Identify).
SGSN (Serving GPRS Support Node): es el elemento central de la
conmutación de paquetes dentro de la red.
GMSC (Gateway MSC): es un MSC que ésta localizado entre la PSTN y los
otros MSCs en la red.
Iu (Interfaz Iu): conecta el núcleo de red y el UMTS Radio Access Network
(URAN).
Iub (Interfaz Iub): está entre el RNC y el Nodo B en UTRAN, en términos de
GSM corresponde a la interfaz A-bis que está entre BTS y el BSC.
Iur (Interfaz Iur): conecta dos RNC y soporta el intercambio de información y
datos de usuarios.
Uu (Interfaz Uu): está entre el equipo de usuario y la red UTRAN.
Gf (fraud interface): es la interfaz usada entre SGSN y EIR para intercambiar
datos, en función que EIR pueda verificar el estado de IMEA recuperado del móvil.
Gp (PLMN interface): es usada si GGSN y SGSN son localizados en
diferentes PLMNs
Gc (context interface): es la ruta entre GGSN y HLR.
Gn (node interface): es usada cuando GGSN y SGSN son localizados dentro
de un PLMN
Gb (base interface). Gi (Internet Interface).
Interfaz B: interfaz entre el MSC y su asociado VLR. Interfaz C: interfaz entre el MSC y su asociado HLR. Interfaz D: interfaz entre el HLR y su asociado VLR. Interfaz F: interfaz entre el MSC y su asociado EIR.
Note que esta lista de elementos de red no es comprensiva. Nuevos servicios requerirán nuevos elementos de red. Por ejemplo, los servicios de posición
CAPÍTULO II: ARQUITECTURA DE RED UMTS 35
(Location Services - LCS) necesitan varios centros de posición móviles. Hay también los registros de grupos de llamada, registros de posición de entrada, etc. El número de diferentes elementos de red también depende de la implementación. Algunos vendedores de infraestructura pueden combinar pequeños elementos en unidades físicas más grandes.