Desarrollo fii s04

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Desarrollo fii s04

  1. 1. PLAN DE CAPACITACION CANAL DIRECTO FASE II Capacitación 04Funcionamiento de una Red WCDMAUna vista rápida a la Evolución de los Sistemas Móviles:Sistemas de Primera Generación (1G) - Aparece en la década de los 80 - Modo de Operación analógico - Servicio de voz únicamente a través de FDMASistemas de Segunda Generación (2G) - Aparece a finales de los años 80 - Se caracterizó por el uso de Tecnología Digital y la integración a gran escala - Implementación del estándar GSM en la década del 90 - Se desarrollan en base a un esquema de compatibilidad y transparencia internacional - Incorporación de TDMASistemas de Generación 2.5 - Mayor demanda de capacidad - En el 2001 se crea GPRS que es una mejora de GSM (transmisión de 40 a 115 Kbps) - Introducción de EDGE para aumentar la tasa de transmisión de datos (3 veces más que la capacidad GPRS)Sistemas de Tercera Generación 3G - Necesidad / Deseo por contar con tasas más altas para transferencias de datos - Se desarrolla la Norma IMT-2000 (norma mundial para 3G de comunicaciones inalámbricas) - Proporcionar acceso a servicios como audio, video, voz, datos, multimedia, roaming y seguridad. - Alta velocidad en la transmisión de datos, con tasas de 144Kbps, 384Kbps y 2Mbps - Servicios Simétricos y Asimétricos - Calidad de voz comparable con los sistemas de comunicaciones fijos - Compatibilidad con los sistemas 2G
  2. 2. Conceptos Generales:WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access (Acceso múltiple por división de códigode banda ancha) una tecnología móvil inalámbrica de tercera generación que aumenta lastasas de transmisión de datos de los sistemas GSM utilizando la interfaz aérea CDMA y por elloofrece velocidades de datos mucho más altas en dispositivos inalámbricos móviles y portátilesque las ofrecidas hasta el momento.WCDMA soporta de manera satisfactoria una tasa de transferencia de datos que va de 144hasta 512 Kbps para áreas de cobertura amplias y éstos pueden llegar hasta los 2Mbps paramayor cobertura en áreas locales. En sistemas de WCDMA la interfaz aérea de CDMA secombina con las redes basadas en GSM.La tecnología WCDMA está altamente optimizada para comunicaciones de alta calidad de vozy comunicaciones multimedia, como pueden ser las videoconferencias. También es posibleacceder a diferentes servicios en un solo terminal, por ejemplo, podemos estar realizando unavideoconferencia y al mismo tiempo estar haciendo una descarga de archivos muy grande, etc.Puede soportar completamente varias conexiones simultáneas como puede ser una conexión ainternet, una conversación telefónica, videoconferencia, etc.Para WCDMA, las diferentes estaciones base se distinguen por su diferente código de cifradode los datos, lo que hace que la planificación de las células sea muy sencilla, ya que las célulasadyacentes pueden reutilizar la misma frecuencia (no obstante, la relación señal ruido (SNR)ocupada es el factor limitador y la característica de CDMA).Por definición el ancho de banda de WCDMA es de 5Mhz o más, de hecho estos 5MHz son elancho de banda nominal para la propuesta de WCDMA de tercera generación. Este ancho debanda fue elegido por las siguientes razones: • Este es suficiente para proveer velocidades de datos de 144 a 384Kbps, y hasta 2Mbps en buenas condiciones. • El ancho de banda es muy escaso y la asignación más pequeña debe ser usada, especialmente si el sistema debe usar bandas de frecuencia actualmente ocupadas por los sistemas de 2G. • Este ancho de banda puede resolver más señales con diferentes rutas que los sistemas con un ancho de banda angosto, mejorando la ejecución.Modos de operación:• TDD (Time Division Duplex): En este método bidireccional, las transmisiones delenlace ascendente y del descendente son transportadas en la misma banda de frecuenciausando intervalos de tiempo (slots de trama) de forma síncrona. Así las ranuras de tiempo enun canal físico se asignan para los flujos de datos de transmisión y de recepción.• FDD (Frecuency Division Duplex): Los enlaces de las transmisiones de subida(uplink) y de bajada (downlink) emplean dos bandas de frecuencia separadas para este métodoa dos caras. Un par de bandas de frecuencia con una separación especificada se asigna paracada enlace. Puesto que diversas regiones tienen diversos esquemas de asignación de lafrecuencia, la capacidad de funcionar en modo de FDD o TDD permite la utilización eficientedel espectro disponible.
  3. 3. Arquitectura de una Red UMTSUMTS = Universal Mobile Telecommunication SystemLa arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles (UMTS) está compuesta porlos siguientes elementos: - El Equipo de Usuario (UE) o Estación Móvil - La Red de Radio de Acceso Terrestre (UTRAN – UMTS Terrestrial Radio Access Network) - La Red Principal (CN – Core Network)La arquitectura principal incluye dos interfaces: La interfaz lu que se localiza entre la UTRAN yla Red Principal y la interfaz Uu que se encuentra entre la UTRAN y la Estación Móvil:
  4. 4. La Estación Móvil es la terminal del sistema y está formada por el equipo móvil propiamentedicho y el Módulo de Identidad (SIM).La UTRAN maneja toda la funcionalidad relacionada con la Red Principal, consiste de radiocontroladores de red – RNC (BSC) y el Nodo B (Estación Base). El RNC controla una o más estaciones base y sus funciones principales son: Control de operación de la estación base, manejo del tráfico de los canales comunes, manejo del handover, manejo del tráfico de los canales compartidos, control de potencia y control de admisión. La estación base efectúa la implementación física de la interfaz Uu, implementa los canales físicos y transfiere la información de canales de transporte a los canales físicosLa Red principal (CN) es una entidad que cubre todos los elementos de red necesarios para elcontrol del abonado y la conmutación, está dividida en dos dominios: Conmutación dePaquetes y Conmutación de Circuitos.La CN es responsable de cambiar y enlutar llamadas y conexiones de datos a redes externas.La red principal maneja los procedimientos específicos de servicio, incluyendo la dirección demovilidad y el control de llamada.En la red principal existen cinco entidades:
  5. 5. - El centro de conmutación móvil (MSC) - La Puerta de enlace al centro de conmutación móvil (GMSC) - El registro de locación (HLR) - El nodo de apoyo al servidor GPRS (SGSN – Serving GPRS Support Node) - La puerta de enlace al nodo de apoyo GPRS (GGSN – Gateway GPRS Support Node) -El MSC es la pieza central de la conmutación de circuitos en la red principal. Sus principalesfunciones son: coordinar las llamadas de todas las estaciones móviles en la jurisdicción delMSC, asignar dinámicamente los recursos, manejar la transferencia de llamadas, intercambiarseñales entre diferentes interfaces.El GMSC es también un centro de conmutación móvil que se localiza entre la red digital deservicios integrados (RDSI) y el otro MSC en la red. Su función es dirigir las llamadas entrantesal MSC.El SGSN es el elemento central de la conmutación de paquetes, contiene dos tipos deinformación: de suscripción y de localidad.El GGSN se encarga de dirigir el tráfico saliente.Las interfacesLa interfaz Uu es la interfaz por la cual la estación móvil tiene acceso a la parte fija del sistemay es por lo tanto la interfaz más importante en UMTSLa interfaz lu es una interfaz abierta que conecta la red principal con la UTRAN y puede tenerdos casos diferentes: lu-CS (circuit switching) y lu-PS (packet switching). La lu-CS conecta laUTRAN a un centro de conmutación móvil (MSC) mientras que la lu-PS conecta la UTRAN alSGSN.La interfaz lub se sitúa entre el RNC y la estación base en la UTRAN. La interfaz lub separa laestación base del RNC, dirige los recursos de transporte, maneja la información del sistema,maneja el tráfico de los canales comunes, compartidos y especiales.La interfaz lur es una interfaz abierta que conecta a dos radio controladores de red, lleva tantola información de tráfico como de señalización.
  6. 6. Tecnología HSDPALa tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) es la optimización de latecnología espectral UMTS/WCDMA, y consiste en un nuevo canal compartido en el enlacedescendente (downlink) que mejora significativamente la capacidad máxima de transferenciade información pudiéndose alcanzar tasas de hasta 14Mbps. Soporta tasas de throughputpromedio cercanas a 1 Mbps.Es la evolución de la tercera generación (3G) de tecnología móvil, llamada 3.5G, y se considerael paso previo antes de la cuarta generación (4G), la futura integración de redes. Actualmentese está desarrollando la especificación 3.9G antes del lanzamiento de 4G.Tecnología:HSDPA lleva a las redes WCDMA a su máximo potencial en la prestación de servicios debanda ancha, mediante un aumento en la capacidad de datos celulares, con throughput máselevado. De la misma manera en que UMTS incrementa la eficiencia espectral en comparacióncon GPRS, HSDPA incrementa la eficiencia espectral en comparación con WCDMA. Laeficiencia espectral y las velocidades aumentadas no sólo habilitan nuevas clases deaplicaciones, sino que además permite que la red sea utilizada simultáneamente por un númeromayor de usuarios; HSDPA provee de tres a cuatro veces más capacidad que WCDMA. Encuanto a la interfaz de las aplicaciones en tiempo real tales como videoconferencia y juegosentre múltiples jugadores, actualiza a la tecnología WCDMA al acortar la latencia de la red (seprevén menos de 100ms), brindando así mejores tiempos de respuesta.HSDPA emplea un eficiente mecanismo de programación para determinar qué usuarioobtendrá recursos. Finalmente, comparte sus canales de alta velocidad entre los usuarios delmismo dominio de tiempo, lo que representa el enfoque más eficiente.Implementación:La mayoría de los operadores de 3G ofrecen esta tecnología en su red. La principal utilidad delservicio es acceso a internet con mayor ancho de banda y menor latencia. Esto permitenavegar, hacer descargas de correo electrónico, música y vídeo a mayor velocidad. Losoperadores han enfocado el servicio como un acceso móvil a Internet de banda ancha paraordenadores portátiles.El principal objetivo de HSDPA es el de conseguir un ancho de banda mayor. La compatibilidades crítica, así que los diseñadores de HSDPA utilizaron una filosofía evolutiva.Técnicamente, los principios operativos básicos de HSDPA son fáciles de entender. El RNCencamina los paquetes de datos destinados para un UE particular al Nodo-B apropiado. ElNodo-B toma los paquetes de datos y programa su transmisión al terminal móvil emparejandola prioridad del usuario y el ambiente de funcionamiento estimado del canal con un esquemaapropiadamente elegido de codificación y de modulación.El UE es responsable de reconocer la llegada de los paquetes de datos y de proporcionar alNodo-B información sobre el canal, control de energía, etc. Una vez que envíe el paquete dedatos al UE, el Nodo-B espera un asentimiento. Si no recibe uno dentro de un tiempo prescrito,asume que el paquete de datos fue perdido y lo retransmite.La Codificación y Modulación Adaptativa, es aplicada de la siguiente manera, el software en elNodo B (estación base) analiza la calidad de la señal del usuario y usa esta información y lacapacidad de la celda para determinar el esquema de modulación para cada dispositivo. Asíque para una buena calidad de señal y una ligera carga en la celda, el Nodo B asigna lamodulación 16QAM(*) permitiendo usualmente velocidades de hasta 3.6Mbps, esta velocidades la usualmente implementada hasta ahora en las redes celulares.
  7. 7. (*) HSDPA realiza mejoras sobre los 5MHz de ancho de banda del canal de bajada de W-CDMA (wideband CDMA) usando una técnica diferente de modulación y codificación:modulación de amplitud en cuadratura 16QAM y codificación variable de errores.

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