El documento describe la evolución de las redes móviles, incluyendo WCDMA y HSDPA. WCDMA usa acceso múltiple por división de código de banda ancha para proporcionar altas tasas de transferencia de datos. HSDPA mejora aún más WCDMA al proporcionar hasta tres o cuatro veces más capacidad mediante codificación y modulación adaptativas.

1. INGENIERIA DE VENTAS
Plan de Capacitación – Canal Directo
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2. Agenda de hoy:
- Características de UMTS / WCDMA / HSDPA
Fase II: Sesión 04
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Evolución de los Sistemas Móviles
Sistemas de Primera Generación (1G):
• Aparecen en la década de los ´80
• Modo de Operación: Analógico
• Servicio de voz: únicamente a través de tecnología FDMA
Sistemas de Segunda Generación (2G):
• Aparecen 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 de los ´90
• Se desarrollan en base a un esquema de compatibilidad y transparencia
internacional
• Incorporación de tecnología TDMA

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Evolución de los Sistemas Móviles
Sistemas de Generación 2.5:
• Mayor demanda de capacidad
• Se crea GPRS en el 2001, que es una mejora de GSM (transmisión a una tasa de
40 a 115Kbps)
• Posteriormente se introduce EDGE para aumentar la tasa de transmisión de
datos (3 veces más que la capacidad GPRS)
Sistemas de Tercera Generación (3G):
• Deseo por contar con tasas más altas para transferencias de datos
• Se desarrolla la Norma IMT-2000 (norma mundial para 3G de comunicaciones
inalámbricas)
• Objetivo: 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

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Evolución de los Sistemas Móviles

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Funcionamiento de una Red WCDMA
Conceptos Generales:
WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access (Acceso múltiple por división
de código de banda ancha) es una tecnología móvil inalámbrica de tercera
generación que aumenta las tasas de transmisión de datos de los sistemas GSM,
utilizando la interfaz aérea CDMA y por ello ofrece velocidades de datos mucho
más altas en dispositivos inalámbricos móviles y portátiles que las ofrecidas hasta
el momento.
WCDMA soporta de manera satisfactoria una tasa de transferencia de datos que
va de 144 hasta 512Kbps para áreas de cobertura amplias y éstos pueden llegar
hasta los 2Mbps para mayor cobertura en áreas locales. En sistemas de WCDMA
la interfaz aérea de CDMA se combina con las redes basadas en GSM.
La tecnología WCDMA está altamente optimizada para comunicaciones de alta
calidad de voz y comunicaciones multimedia, como pueden ser las
videoconferencias. También es posible acceder a diferentes servicios en un solo
terminal, por ejemplo, podemos estar realizando una videoconferencia y al
mismo tiempo estar haciendo una descarga de archivos muy grande, etc.
Puede soportar completamente varias conexiones simultáneas como puede ser
una conexión a internet, una conversación telefónica, videoconferencia, etc.

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Funcionamiento de una Red WCDMA
Conceptos Generales:
Para WCDMA, las diferentes estaciones base se distinguen por su diferente
código de cifrado de los datos, lo que hace que la planificación de las células
sea muy sencilla, ya que las células adyacentes pueden reutilizar la mismalas células adyacentes pueden reutilizar la misma
frecuenciafrecuencia (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 el ancho de banda nominal para la propuesta de WCDMA de tercera
generación. Este ancho de banda fue elegido por las siguientes razones:
• 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.

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Funcionamiento de una Red WCDMA
Modos de Operación:
TDD (Time Division Duplex):
En este método bidireccional, las transmisiones del enlace ascendente y del
descendente son transportadas en la misma banda de frecuencia usando
intervalos de tiempo (slots de trama) de forma síncrona. Así las ranuras de
tiempo en un 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 método a dos
caras. Un par de bandas de frecuencia con una separación especificada se
asigna para cada enlace. Puesto que diversas regiones tienen diversos
esquemas de asignación de la frecuencia, la capacidad de funcionar en
modo de FDD o TDD permite la utilización eficiente del espectro disponible.

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Arquitectura de una Red UMTS
UMTS = Universal Mobile Telecommunication System
La arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles (UMTS) está
compuesta por los siguientes elementos:
• El Equipo de Usuario (UE)
• 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 lulu que se localiza entre la
UTRAN y la Red Principal y la interfaz UuUu que se encuentra entre la UTRAN y la Estación
Móvil:

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Arquitectura de una Red UMTS

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Arquitectura de una Red UMTS
La Estación Móvil es la terminal del sistema y
está formada por el equipo móvil propiamente
dicho y el Módulo de Identidad (SIM).
La UTRAN maneja toda la funcionalidad
relacionada con la Red Principal, consiste de
radio controladores 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 físicos

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Arquitectura de una Red UMTS
La Red principal (CN) es una entidad que cubre todos los elementos de red necesarios
para el control del abonado y la conmutación, está dividida en dos dominios:
Conmutación de Paquetes y Conmutación de Circuitos.
La CN es responsable de cambiar y enrutar llamadas y conexiones de datos a redes
externas. La red principal maneja los procedimientos específicos de servicio,
incluyendo la dirección de movilidad y el control de llamada.
El MSC es la pieza central de la conmutación de circuitos en la red principal. Sus
principales funciones son: coordinar las llamadas de todas las estaciones móviles en la
jurisdicción del MSC, asignar dinámicamente los recursos, manejar la transferencia de
llamadas, intercambiar señales entre diferentes interfaces.
El GMSC es también un centro de conmutación móvil que se localiza entre la red
digital de servicios integrados (RDSI) y el otro MSC en la red. Su función es dirigir las
llamadas entrantes al MSC.
El SGSN es el elemento central de la conmutación de paquetes, contiene dos tipos de
información: de suscripción y de localidad.
El GGSN se encarga de dirigir el tráfico saliente.
La interfaz Uu es la interfaz por la cual la estación móvil tiene acceso a la parte fija del
sistema y es por lo tanto la interfaz más importante en UMTS
La interfaz lu conecta la red principal con la UTRAN y puede tener dos casos diferentes:
lu-CS (circuit switching) y lu-PS (packet switching). La lu-CS conecta la UTRAN a un
centro de conmutación móvil (MSC) mientras que la lu-PS conecta la UTRAN al SGSN.
La interfaz lub se sitúa entre el RNC y la estación base en la UTRAN. La interfaz lub
separa la estación 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 conecta a dos radio controladores de red, lleva tanto la información de
tráfico como de señalización.

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Arquitectura de una Red UMTS

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Tecnología HSDPA
Definición:
La tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) es la optimización de la
tecnología espectral UMTS/WCDMA, y consiste en un nuevo canal compartido en el
enlace descendente (downlink) que mejora significativamente la capacidad máxima
de transferencia de información pudiéndose alcanzar tasas de hasta 14Mbps.
Es la evolución de la tercera generación (3G) de tecnología móvil, llamada 3.5G, y se
considera el paso previo antes de la cuarta generación (4G).
Tecnología:
HSDPA lleva a las redes WCDMA a su máximo potencial en la prestación de servicios
de banda ancha, mediante un aumento en la capacidad de datos celulares, con
throughput más elevado.
De la misma manera en que UMTS incrementa la eficiencia espectral en comparación
con GPRS, HSDPA incrementa la eficiencia espectral en comparación con WCDMA.

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Tecnología HSDPA
Tecnología:
HSDPA lleva a las redes WCDMA a su máximo potencial en la prestación de servicios
de banda ancha, mediante un aumento en la capacidad de datos celulares, con
throughput más elevado.
De la misma manera en que UMTS incrementa la eficiencia espectral en comparación
con GPRS, HSDPA incrementa la eficiencia espectral en comparación con WCDMA.
La eficiencia espectral y las velocidades aumentadas no sólo habilitan nuevas clases
de aplicaciones, sino que además permite que la red sea utilizada simultáneamente
por un número mayor de usuarios; HSDPA provee de tres a cuatro veces más
capacidad que WCDMA.
En cuanto a la interfaz de las aplicaciones en tiempo real tales como
videoconferencia y juegos entre múltiples jugadores, actualiza a la tecnología
WCDMA al acortar la latencia de la red (se prevén menos de 100ms), brindando así
mejores tiempos de respuesta.
HSDPA emplea un eficiente mecanismo de programación para determinar qué
usuario obtendrá recursos. Finalmente, comparte sus canales de alta velocidad entre
los usuarios del mismo dominio de tiempo, lo que representa el enfoque más eficiente.

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Tecnología HSDPA
Implementación:
La mayoría de los operadores de 3G ofrecen esta tecnología en su red. La principal
utilidad del servicio es acceso a internet con mayor ancho de banda y menor
latencia. Esto permite navegar, hacer descargas de correo electrónico, música y
vídeo a mayor velocidad. Los operadores han enfocado el servicio como un acceso
móvil a Internet de banda ancha para ordenadores portátiles.
El principal objetivo de HSDPA es el de conseguir un ancho de banda mayor. La
compatibilidad es crítica, así que los diseñadores de HSDPA utilizaron una filosofía
evolutiva.
Técnicamente, los principios operativos básicos de HSDPA son fáciles de entender. El
RNC encamina los paquetes de datos destinados para un UE particular al Nodo-B
apropiado. El Nodo-B toma los paquetes de datos y programa su transmisión al
terminal móvil emparejando la prioridad del usuario y el ambiente de funcionamiento
estimado del canal con un esquema apropiadamente elegido de codificación y de
modulación.

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Tecnología HSDPA
Implementación:
El UE es responsable de reconocer la llegada de los paquetes de datos y de
proporcionar al Nodo-B información sobre el canal, control de energía, etc. Una vez
que envíe el paquete de datos 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 el Nodo B analiza la calidad de la señal del usuario y usa esta información
y la capacidad de la celda para determinar el esquema de modulación para cada
dispositivo. Así que para una buena calidad de señal y una ligera carga en la celda,
el Nodo B asigna la modulación 16QAM(*) permitiendo usualmente velocidades de
hasta 3.6Mbps, esta velocidad es la usualmente implementada hasta ahora en las
redes celulares.
(*) HSDPA realiza mejoras sobre los 5MHz de ancho de banda del canal de
bajada de WCDMA (wideband CDMA) usando una técnica diferente de
modulación y codificación: modulación de amplitud en cuadratura 16 (16QAM)
y codificación variable de errores.

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