Introducción a las redes detercera generación 3G. (UMTS)
Introducción y causas de 3G/UMTS   1G/2G/2.5G: soporte de voz y transmisión de datos a baja velocidad   La 3ª generación...
Introducción y causas de 3G/UMTS   Nuevos servicios:     Consumo de mayor ancho de banda y bajo retardo     Servicios d...
Beneficios de UMTS   Calidad de voz semejante a la red telefónica fija.   Transmisión de datos:      Velocidades en fun...
Beneficios de UMTS   Servicios de banda          ancha     simétricos     (videoconferencia)   o    asimétricos (Internet...
Historia estándar UMTS   Finales 1980’s: la UIT inicia los trabajos para el desarrollo de una nueva    comunicación móvil...
Organismos de estandarización   Trabajo coordinado entre organismos a través de proyectos conjuntos.   3GPP: desarrolla ...
Organismos de estandarización   ITU – IMT2000: norma mundial para 3G definida por un conjunto de    recomendaciones de la...
Conceptos importantes UMTS   Red de acceso Radio UMTS - UTRAN (UMTS Terrestrial Radio    Access Network)       UMTS basa...
Conceptos importantes UMTS   Métodos de acceso radio terrestre (UTRA)     UMTS FDD (Frecuency Divisioin Duplexing)      ...
Conceptos importantes UMTS   OSA (Open Services Architecture)     Arquitectura de Servicios Abierta, con estructuración ...
Arquitectura general UMTS   CN (Core Network)       MSC (Mobile Switching Center)       SGSN (Serving GPRS Support Node...
UMTS Release 99   UMTS Release 99     Introduce nueva interfaz radio UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access      Netw...
UMTS Release 4   UMTS Release 4 (2001)     Separación de las funciones de control y conectividad para voz/ Separación de...
HSDPA Conceptos importantes y                   Características   Beneficios de HSDPA:   HSDPA realiza mejoras sobre los...
HSDPA Conceptos importantes y                      Características   Beneficios de HSDPA:   Implementa en el Nodo B de l...
HSDPA Conceptos importantes y                        Características   Atributos HS-DSCH   Los datos de usuario de HSDPA...
HSDPA Conceptos importantes y                         Características   Atributos HS-DSCH   Brinda altas velocidades de ...
HSDPA Conceptos importantes y                      Características   Codificación y Modulación adaptativa (QPSK-16-QAM) ...
HSDPA Conceptos importantes y                      Características   Codificación y Modulación adaptativa (QPSK-16-QAM) ...
HSDPA Conceptos importantes y                     Características   HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)       El HARQ...
HSDPA Conceptos importantes y                     Características   HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)       ACK / N...
HSDPA Conceptos importantes y                     Características   Despacho rapido/Fast Scheduling.       Se realiza de...
HSDPA Conceptos importantes y                        Características   MAC-hs entity (UTRAN)    La entidad gestiona los ...
HSUPA Conceptos importantes y                      Características   Beneficios del HSUPA   HSUPA es un complemento de l...
HSUPA Conceptos importantes y                      Características   Beneficios del HSUPA   Se introducen Node B Schedul...
HSUPA Conceptos importantes y                        Características   Atributos del canal E-DCH     Asegurar  el rendim...
HSUPA Conceptos importantes y                      Características   Node B Scheduling    El nodo B mide el nivel de int...
HSUPA Conceptos importantes y                     Características   HARQ       El principio del HARQ en Uplink es genera...
HSUPA Conceptos importantes y                    Características   Diferencias entre HDPA y HSUPA                      HD...
HSPA Conceptos importantes y                     CaracterísticasHSPA(High-Speed Packet Access-Release 7)   Es la fusión ...
HSPA Conceptos importantes y                     CaracterísticasBeneficios de HSPA(R7) son:   Canal de transmisión compa...
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Presentacion 3 g

  1. 1. Introducción a las redes detercera generación 3G. (UMTS)
  2. 2. Introducción y causas de 3G/UMTS 1G/2G/2.5G: soporte de voz y transmisión de datos a baja velocidad La 3ª generación móvil nace por:  Demanda de transmisión de grandes volúmenes de información.  Creciente sustitución del tráfico fijo por móvil.  Paulatino cambio de hábitos de la población.  Aparición de nuevos servicios p.ej aplicaciones multimedia o internet  Saturación redes actuales para dar un servicio de calidad  Integración de todas las tecnologías y redes actuales  Necesidad de una arquitectura universal con cobertura global
  3. 3. Introducción y causas de 3G/UMTS Nuevos servicios:  Consumo de mayor ancho de banda y bajo retardo  Servicios de entretenimiento como funciones del terminal  Comunicaciones unificadas como correo electrónico o mensajería instantánea  Aplicaciones audio/vídeo en tiempo real: videoconferencias, música, supervisión remota-seguridad.  Descarga de archivos  Comercio electrónico móvil / transacciones online Avances tecnológico:  Terminales: más ligeros, pequeños, diseño evolucionado  Infraestructura:  Nuevos sistemas de transmisión/recepción radio  Plataformas de conmutación, core
  4. 4. Beneficios de UMTS Calidad de voz semejante a la red telefónica fija. Transmisión de datos:  Velocidades en función de la cobertura u ocupación de red  2 Mbps: baja movilidad o área local (p.ej oficina)  384 kbps: peatones en un solo lugar o moviéndose en zonas pequeñas.  144 kbps: usuarios en vehículos en movimiento velocidad 120 km/h en exterior Cobertura mundial: emplea redes terrestres, inalámbricas y enlaces por satélite
  5. 5. Beneficios de UMTS Servicios de banda ancha simétricos (videoconferencia) o asimétricos (Internet):  Servicios conversacionales: voz, videoteléfono.  Servicios afluentes (streaming): vídeo.  Servicios interactivos: navegación Internet.  Servicios diferidos (background): correo electrónico, descarga de datos. Terminal móvil con capacidad multimedia y multiservicio Soporta conmutación de circuitos y conmutación de paquetes Mayor capacidad y calidad en la transmisión, incremento de la eficiencia espectral. Compatible con redes actuales QoS: tecnología, usuario, recursos
  6. 6. Historia estándar UMTS Finales 1980’s: la UIT inicia los trabajos para el desarrollo de una nueva comunicación móvil. 1990: FSPTMT de la ITU-R, posterior IMT-2000. 1989 a 1995 Proyecto RACE I, RACE II, ACTS y FRAMES (definición acceso múltiple en interfaz aire) Actividades paralelas fuera de Europa: Jápón, EE.UU o Corea 1997: Proceso de selección de tecnologías para UMTS por parte ETSI. 1998:  ETSI selecciona WCDMA como tecnología para UMTS en el espectro apareado (FDD) y TD-CDMA para el espectro no apareado (TDD).  Formación del 3GPP – alineación del desarrollo paralelo de especificaciones 1999: primera especificación completa (UMTS Release99). 2000: concesión en España de licencias de UMTS a las operadoras de telefonía 2001: el primer país del mundo con la primera red comercial UMTS fue Japón. 2002: primeras pruebas en Europa 2003: despliegue comercial en Europa y primeros dispositivos móviles UMTS.
  7. 7. Organismos de estandarización Trabajo coordinado entre organismos a través de proyectos conjuntos. 3GPP: desarrolla especificaciones dentro del marco del IMT-2000.  ETSI (Europa), ARIB (Japón), TTC (Japón), TTA (Corea), CCSA (China) y ATIS (EE.UU  4 TSG: Radio Access Networks (RAN), Service & Systems Aspects (SA), Core Network & Terminals (CT) y GSM EDGE Radio Access Networks (GERAN).  3GPP produce cada cierto tiempo un conjunto de documentos que constituye un estándar (release). 3GPP2: desarrolla especificaciones para CDMA2000, que es la tecnología 3G desarrollada a partir del estándar 2G basado en CDMA IS-95.  También es un proyecto global (ARIB, CCSA, TIA, TTA y TTC)
  8. 8. Organismos de estandarización ITU – IMT2000: norma mundial para 3G definida por un conjunto de recomendaciones de la ITU.  UIT-R M.1457 - 5 interfaces radioeléctricas terrenales, con tres tipos de acceso múltiple: FDMA / TDMA / CDMA y cinco modos de operación: UMTS (Europa y Japón), CDMA2000 (USA), TD-SCDMA (China), UWC 136 (USA), DECT (Europa). Foro-UMTS: organismo independiente para crear el consenso en la industria para introducir y desarrollar el UMTS.  200 compañías y organizaciones de más de 30 países: operadoras de telecomunicaciones, suministradores de equipos y aplicaciones y organismos de regulación.
  9. 9. Conceptos importantes UMTS Red de acceso Radio UMTS - UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)  UMTS basado en tecnología multiacceso radio CDMA  Acceso múltiple por división en código  Capacidad de acceso múltiple y protección frente a interferencias  Alta eficiencia espectral  Espectro ensanchado - Velocidad binaria del código de ensanchamiento constante: 3.84 Mchips/seg  Discriminación unívoca de la transmisión en el medio radio según código a cada una de ellas.
  10. 10. Conceptos importantes UMTS Métodos de acceso radio terrestre (UTRA)  UMTS FDD (Frecuency Divisioin Duplexing)  Frecuencias diferentes, separadas en 190MHz, para el enlace ascendente (UL) y el descendente (DL) - CDMA  Ancho de banda portadoras de 5MHz  Velocidad de hasta 384 Kbit/s. - Servicios simétricos.  UMTS TDD Time Division dupexing  Misma frecuencia en el enlace ascendente y descendente pero en intervalos temporales diferentes – CDMA/TDMA  Multiplexación en tiempo y código  Velocidad hasta 2Mbps o zonas con alta densidad de tráfico  Servicios asimétricos.
  11. 11. Conceptos importantes UMTS OSA (Open Services Architecture)  Arquitectura de Servicios Abierta, con estructuración del Núcleo de Red en un nivel de servicios/aplicaciones y otro de transporte.  Evita que las modificaciones de la red afecten a los servicios. VHE (Virtual Home Environment)  Entorno personal virtual, que permite a un usuario conservar su perfil (servicios, interfaz de acceso, etc) con independencia de la red visitada. Espectro UMTS  CAMR-92 (World Administrative Radio Conference), se realizó la asignación del espectro para IMT-2000 a nivel mundial  Asignando 230MHz en las bandas de 1885-2025 MHz y 2110-2200MHz, una parte de la banda asignada a TDD y otra a FDD.  WRC-2000 (conferencia Mundial de Radiocomunicaciones):  3 bandas de frecuencia extras 806-960MHz, 1710-1885MHz y 2500- 2690MHz.
  12. 12. Arquitectura general UMTS CN (Core Network)  MSC (Mobile Switching Center)  SGSN (Serving GPRS Support Node)  HLR (Home Location Register  VLR (Visitor Location Register)  AuC (Authentication Center)  EIR (Equipment Identify Register)  Gateways GMSC y GGSN UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access)  RNS (Radio Network Subsystem)  RNC (Radio Network controller)  Nodo B UE (User Equipment) Estructura de la red GSM/GPRS.
  13. 13. UMTS Release 99 UMTS Release 99  Introduce nueva interfaz radio UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network).  Estándar para la fase inicial de UMTS en todas las operadoras europeas.  Estructura del núcleo de red evolucionada del GSM/GPRS.  CN incluye dominio CS, Circuit Switched, y PS, Packet Switched.  Acceso GSM (BSS’s) y UTRAN (RNS’s)  En la red de acceso radio y en la interfaz con el Core Network se utilizará ATM como protocolo de transporte. Plano de servicios Servicios Redes IP Otras redes externas GSM, PSTN ... GMSC GGSN Dominio de HLR Núcleo de red Dominio de circuitos paquetes MSC SGSN Red de acceso radio Red de acceso Red de acceso 2G 3G Equipo de usuario
  14. 14. UMTS Release 4 UMTS Release 4 (2001)  Separación de las funciones de control y conectividad para voz/ Separación de los flujos de datos de usuario de los mecanismos de control.  Las MSC s se dividen en Media Gateways (MG) para conectividad y servidores de control para señalización (MGC).  El MG proporciona conexión con las redes de conmutación de circuitos, bajo las instrucciones de un Media Gateway Controller (MGC).  Utilización de Session Initiation Protocol (SIP), protocolo de control de la capa de aplicación para llamadas y distribución de contenido multimedia en Internet. Plano de servicios Servicios Redes IP Otras redes externas GSM, PSTN ... MSC MGW Server GGSN Dominio de HLR Núcleo de red Dominio de circuitos paquetes SGSN Red de acceso radio Red de acceso Red de acceso 2G 3G Equipo de usuario
  15. 15. HSDPA Conceptos importantes y Características Beneficios de HSDPA: HSDPA realiza mejoras sobre los 5MHz de ancho de banda del canal de bajada de W-CDMA. Aumenta la velocidad de entrega de datos en el Downlink en teoría hasta14.4 Mbps superando altamente a los 384kbps de UMTS. HSDPA implementa un nuevo canal de transporte dentro del nodo B de W-CDMA llamado HS-DSCH. El canal es compartido entre todos los usuarios UE. La principal utilidad del servicio es acceso a internet con mayor ancho de banda y menor latencia - suma de retardos temporales.
  16. 16. HSDPA Conceptos importantes y Características Beneficios de HSDPA: Implementa en el Nodo B de la red UTRAN:  La Codificación y Modulación Adaptativa (QPSK- 16-QAM)  HARQ (Hybrid-Hybrid Automatic Repeat Request)  Despacho rapido/Fast Scheduling. Intervalo de tiempo de transmisión (TTI). Para el FDD del canal compartido HS-DSCH fijo e igual a 2 ms. Exactamente un bloque de transporte (TB) se suministra en cada intervalo de tiempo de transmisión TTI.
  17. 17. HSDPA Conceptos importantes y Características Atributos HS-DSCH Los datos de usuario de HSDPA se llevan en el nuevo Canal compartido HS-DSCH que a su vez es lleva los datos al UE por uno o más canales físicos enlace descendente de alta velocidad (HS- PDSCH), cada uno usando una canalización código con un factor de difusión de SF = 16. Factor de dispersion SF= 16. Significa en teoría, 15 simultáneos canales HS-PDSCH pueden ser utilizados en una sola célula, cuando las condiciones de recepción lo permitan
  18. 18. HSDPA Conceptos importantes y Características Atributos HS-DSCH Brinda altas velocidades de bajada y mejora el uso del espectro según el nivel de cobertura que experimente el equipo de usuario UE. Incrementa la velocidad de transmisión de un solo suscriptor UE, agrupando varios canales HS-PDSCH Cada canal utiliza un código diferente.
  19. 19. HSDPA Conceptos importantes y Características Codificación y Modulación adaptativa (QPSK-16-QAM) El canal HS-SCCH (High speed-Shared control Channel) analiza la calidad de la señal del equipo usuario UE y usa esta informacion y la capacidad de la celda para determinar el esquema de modulacion para cada dispositivo.
  20. 20. HSDPA Conceptos importantes y Características Codificación y Modulación adaptativa (QPSK-16-QAM) Para una buena calidad de señal el Nodo B asigna la modulacion 16-QAM permitiendo velocidades de hasta 3.6 Mbps. En HSDPA todos los equipos de usuario UE soportan modulación QPSK, si un UE experimenta mejor señal de radio la modulación se adapta a 16-QAM en lugar de QPSK, duplicando la velocidad de transmisión.
  21. 21. HSDPA Conceptos importantes y Características HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)  El HARQ permite corregir los errores en la trasmisión de paquetes entre el Nodo B y el equipo usuario UE. La información del usuario es transmitida varias veces usando diferente codificación; cuando un paquete defectuoso es recibido, el dispositivo lo almacena y luego lo combina con las retransmisiones para así recuperar el paquete libre de errores.
  22. 22. HSDPA Conceptos importantes y Características HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)  ACK / NACK, Una indicación de un bit es utilizado por el protocolo HARQ para indicar una transmisión exitosa / no exitosa (reconocida/no reconocida) en el canal HS- DSCH.
  23. 23. HSDPA Conceptos importantes y Características Despacho rapido/Fast Scheduling.  Se realiza dentro del Nodo B, el equipo Usuario periodicamente transmite e indica la calidad de señal del downlink 500 veces por segundo, analizando esta informacion el Nodo B decide a que usuarios enviarle los datos en los siguientes 2ms y que cantidad de datos debe ser transferida.
  24. 24. HSDPA Conceptos importantes y Características MAC-hs entity (UTRAN) La entidad gestiona los datos que se transmiten en el canal compartido HS-DSCH y gestiona los recursos físicos asignado a HSDPA. to MAC-c/sh or MAC-d El MAC-hs se compone de cuatro entidades funcionales Flow Control MAC-hs MAC-hs / MAC-c/sh or MAC-hs / MAC-d diferentes: Control de flujo MAC – Control Despacho rapido/Fast Scheduling. Scheduling/Priority Handling HARQ HARQ TFRI selección (Transport Format and Resource Indicator) TFRC selection Associated Uplink Associated Downlink HS-DSCH Signalling Signalling
  25. 25. HSUPA Conceptos importantes y Características Beneficios del HSUPA HSUPA es un complemento de la tecnologia HSDPA (R5) , Enhanced Uplink-EUL, provee mejoras en las capacidades y rendimiento en UP uplink de WCDMA. Implementa un canal dedicado en el enlace ascendente (E-DCH, enhanced dedicated channel). Y con el varios canales de soporte en Downlink y Uplink. Aumento de las velocidades de enlace ascendente para HSUPA hasta 5,8 Mbps. Cada equipo de usuario UE tiene su propio árbol de código de canalización y su propia batería.
  26. 26. HSUPA Conceptos importantes y Características Beneficios del HSUPA Se introducen Node B Scheduling, HARQ y el intervalo de tiempo transmisión TTI reducido de 2 ms, otras características nuevas se introducen debido al hecho de que los equipos de usuario UE tienen que proporcionar la conexión. HSUPA elimina los cuellos de botella en la capacidad en Uplink. Aumenta el rendimiento de datos y reduce la latencia, proporciona una experiencia de usuario mejorada para aplicaciones de protocolos de internet, juegos, Voz y video IP,
  27. 27. HSUPA Conceptos importantes y Características Atributos del canal E-DCH  Asegurar el rendimiento de navegacion web, servicios interactivos voz/video por IP y aplicaciones en tiempo real.  Encargado de transportar los datos de los diferentes usuarios UE; en el canal físico de datos E-DPDCH.  Numero maximo de canales de codigo simultaneos limitado a 4 por equipo de usuario UE, dos canales usan factor de ensanchamiento SF= 2, y los otros dos canales SF = 4.
  28. 28. HSUPA Conceptos importantes y Características Node B Scheduling El nodo B mide el nivel de interferencia en el UL y recibirá información sobre el estado del buffer en los equipos de usuarios UE, y tomara una decisión acerca de qué equipos de usuarios UE se van a despachar. Permite una reacción mucho más rápida a errores de transmisión, a su vez disminuye el tiempo general de RTD (Round Trip Delay) de la conexión. El Nodo B, es capaz de reaccionar de forma mucho más rápida a las condiciones cambiantes del entorno de radio y variaciones de demanda de los UE usuarios de los recursos de Uplink , lo que contribuye a utilizar mejor, la limitada ancho de banda de la interfaz inalámbrica.
  29. 29. HSUPA Conceptos importantes y Características HARQ  El principio del HARQ en Uplink es generalmente el mismo que HSDPA.  Se implementa el canal mejorado E-HICH (Enhanced HARQ Information Channel) para que sea capaz de recibir las confirmaciones de las tramas de datos de los equipos de usuario para cada usuario EU en el canal E-DCH.
  30. 30. HSUPA Conceptos importantes y Características Diferencias entre HDPA y HSUPA HDPA HSUPA El recurso compartido en el enlace En el enlace ascendente UL el descendente DL son códigos de recurso compartido es la canalización y potencia de contribución a la interferencia transmisión y en el nodo b intra-celular. Los diferentes canales de WCDMA Uplink es esencialmente transmisión son ortogonales. En no ortogonal. Requiere control de HSDPA, la potencia de transmisión potencia para la transmisión. es constante Para el enlace descendente DL Para el enlace ascendente UL hay un solo transmisor por célula, puede haber muchos nodo B, transmisores, cada equipo de usuario UE con un enlace ascendente UL activo
  31. 31. HSPA Conceptos importantes y CaracterísticasHSPA(High-Speed Packet Access-Release 7)  Es la fusión de HSDPA (Release 5) y HSUPA(Release 6). Teóricamente alcanza velocidades de hasta 14,4 Mbit/s en bajada y hasta 2 Mbit/s en subida, dependiendo del estado o la saturación la red y de su implantación.
  32. 32. HSPA Conceptos importantes y CaracterísticasBeneficios de HSPA(R7) son: Canal de transmisión compartido, lo que resulta en un uso eficiente de código y los recursos disponibles de energía en WCDMA. En la transmisión se consiguió un intervalo de tiempo transmisión (TTI) reducido, lo que reduce el tiempo de ida y vuelta transmisión. Modulación adaptativa de 16-QAM en DL y QPSK en UL, produce mayores velocidades de bits, lo que maximiza el uso del canal y permite a la estación base funcionar cerca de la potencia máxima de la celda.  Scheduling (despacho rápido), que da prioridad a los usuarios con las condiciones del canal más favorable.
  33. 33. HSPA Conceptos importantes y CaracterísticasBeneficios de HSPA+(R7): Se añaden nuevas funciones, como la modulación de orden superior 64QAM (DL) y 16QAM (UL, que se utiliza sólo en el enlace descendente DL  El enlace descendente DL es la máxima velocidad del canal, usando 64QAM y 15 códigos, es de 21 Mbps y el enlace ascendente UL usando 16QAM es de 11 Mbps. Incrementa sustancialmente el rendimiento de servicios interactivos IP como videollamdas y navegacion.
  34. 34. HSPA Conceptos importantes y CaracterísticasBeneficios de HSPA+(R7): Otras funciones se han añadido a HSPA+ en release posteriores, como Múltiple entrada múltiple salida (MIMO) La añadidura de dos bandas de 5 MHz adyacentes a la portadora con la misma área de cobertura se usa para aumentar el rendimiento.
  35. 35. HSPA Conceptos importantes y CaracterísticasEvolución de HSPA+(R7):
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