Future work

El sistema universal para las telecomunicaciones móviles (UMTS), constituye una de las tecnologías para le telefonía móvil de tercera generación (3G). El mismo se basa en el estándar W-CDMA (Wideband CDMA). Esta tecnología fue desarrollada por el NTT

DoCoMo como interfaz para su red de tercera generación. Posteriormente fue propuesta ante la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) como candidato para el estándar

internacional de 3G conocido como IMT-2000. Finalmente la UIT acepta a W-CDMA como parte de la familia IMT-2000 de estándares 3G. De esta forma W-CDMA pasa a formar parte de la interfaz aérea del UMTS, el sucesor 3G de GSM. Dentro de sus principales características se encuentra el soporte de dos modos básicos tales como FDD y TDD. Además, facilita razones variables en la transmisión, operación asíncrona entre celdas, control de potencia adaptable a las condiciones de transmisión, aumento en la capacidad (habilidad de acomodar un gran número de usuarios que se comunican a altas velocidades) y la cobertura.

W-CDMA utiliza la técnica de multiplexación CDMA, debido a sus ventajas sobre otras técnicas de acceso múltiple como TDMA. Con las DS-CDMA específicamente, se logra un ancho de banda de 5MHz. Dentro de sus méritos también se encuentra lograr velocidades de 348 Kbps en modo peatonal, 144 Kbps en modo de vehículo y hasta 2Mbps en ambientes de interiores. Mientras que en sistemas convencionales que operan en la misma frecuencia en celdas adyacentes se produce interferencia, en W-CDMA se reduce a niveles insignificantes en el proceso de des-esparcimiento a la hora de la demodulación (Mishra et al., 2007).

Como ocurre en los sistemas convencionales, el sistema W-CDMA se basa en una configuración celular donde el área de servicio está cubierta por muchas zonas denominadas células.

2.3.1 Propiedades de banda ancha de W-CDMA que permiten una mayor eficiencia.

• Mejora en la resolución multitrayecto.

Ayuda fundamentalmente en la reducción de la potencia de transmisión, así como contribuye al incremento de la capacidad.

• Efecto estadístico de multiplexación.

En banda ancha se incrementa el número de usuarios a ser multiplexados por cada portadora. Existe una diferencia de un 30% cuando el número de usuarios por portadora es 25 comparado con 100 (ver figura 2.7).

Figura 2.7. Efecto de la multiplexación estadística.

• Reducción de la tasa de recepción intermitente

Se produce una aceleración de bits en el canal de control, lo que posibilita con la reducción de la tasa de recepción intermitente, acción que proporciona que la recepción de señales en el teléfono móvil sea limitada cuando está en modo inactivo para ahorrar energía. En el Anexo 5 se resumen algunas de las características principales de W- CDMA.

W-CDMA es una tecnología CDMA extendida en términos de ancho de banda en un entorno de frecuencias de entre 5 y 20 MHz. Actualmente, la mayor parte de actuaciones en W-CDMA se están desarrollando para 5 MHz, debido a que el 3GPP (3G Partnership Project) se ha concentrado completamente en las especificaciones para esta banda. Esto se

le atribuye al hecho de que la banda de 5 Mhz es suficiente para alcanzar en la transmisión hasta 2Mbps como se expresó anteriormente, aunque la banda de 20 MHz es más eficiente para la transmisión de datos a 2 Mbps. Sin dejar de mencionar que se espera que próximamente aparezcan de una manera regular los desarrollos en ancho de banda de 10, 15 y 20 MHz.

2.3.2 Arquitectura del sistema UMTS.

La red UMTS consiste en tres dominios interactivos: Núcleo de Red (CN), Red Terrestre de Acceso por Radio para UMTS (UTRAN) y el Equipamiento de Usuario (UE) (ver figura 2.8). El UE o ME contiene los teléfonos móviles. Estos UE de UMTS son capaces de trabajar en tres modos: Modo de conmutación de circuitos (CS), modo de conmutación de paquetes (PS) y ambos modos (CS/PS). En el modo CS, el UE es conectado sólo al CN. En el modo PS, el UE es conectado sólo al dominio PS (aunque servicios de CS como VoIP aún pueden ofrecerse), mientras que en el modo CS/PS el móvil es capaz de trabajar simultáneamente para ofrecer servicios CS y PS (Mishra et al., 2007).

Los componentes de la Red de Acceso por Radio (RAN) son las Estaciones Base (BS) o Nodo B y los Radio Controladores de la Red (RNC). Como funciones de las BS se encuentran: codificación de los canales físicos, modulación/desmodulación, interfaz aérea de la transmisión/recepción. La RAN se encarga fundamentalmente del control/gestión de los recursos de radio, control de potencia, asignación de canales, control de admisión, segmentación y reensamblaje.

La función principal del CN es proveer la conmutación, enrutamiento y tránsito para el tráfico de usuarios. El CN también contiene bases de datos y funciones de gestión de red. La arquitectura básica del CN para UMTS es basada en la red GSM con GPRS. Todo el equipamiento debe ser modificado para la operación y servicios de UMTS. El CN es dividido en el dominio CS y el PS.

Los elementos de CS son los Centros de Conmutación para servicios Móviles (MSC), Registro de Localización de Visitantes (VLR) y el Gateway MSC. Los elementos de PS son

los Nodos de Soporte de Servicios GPRS (SGSN) y los Nodos de Soporte en forma de

Gateway de Servicios GPRS (GGSN). Elementos de red como: EIR, HLR, VLR y AUC

Figura 2.8. Red UMTS.

2.3.3 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) en UMTS.

El Acceso a Alta Velocidad en la Descarga de Paquetes (HSDPA) es un servicio basado precisamente en la descarga de paquetes que logra una razón de transmisión de 8 a 10 Mbps sobre 5 MHz de ancho de banda. Esto significa que la implementación de dicha técnica incrementa las velocidades de datos casi 5 veces con respecto a las más avanzadas redes W- CDMA. La capacidad del sistema y las razones de datos del usuario son incrementadas por medio de HSDPA, el cual incluye MIMO (Múltiple Entrada Múltiple Salida), búsqueda en celda, diseño avanzado de recepción, HARQ (Reenvío Automático Híbrido) y AMC (Codificación y Modulación Adaptable).