NUEVOS SERVICIOS Y RED UMTS

NUEVOS SERVICIOS Y 

RED UMTS 

José María Hernando Rábanos 

Catedrático 

Escuela Técnica Superior de Ingenieros de 

Telecomunicación 

José María Hernando Rábanos 1 

Servicios Móviles Multimedia

CARACTERISTICAS GENERALES DE 

SISTEMAS MOVILES 3G 

• ANYKIND – ANYWHERE – ANYTIME. 

• Servicios multimedia de banda ancha. 

• Conexiones múltiples, simultáneas y flexibles con 

diferentes velocidades binarias de 64 kbit/s a 2 Mbit/s. 

• Itinerancia mundial en cobertura, operadores y 

servicios. 

• Modalidades terrenal y por satélite. 

• Conmutación de circuitos y paquetes. 

• Calidad de servicio negociable. 

• Utilización eficaz del espectro. 

• Seguridad de acceso a la red y utilización de la 

misma. 



TIPOS DE CÉLULAS-3G 



ESTANDAR IMT-2000 

Desarrollado en la UIT como Norma mundial para 

3G 

Modos de operación 

• UMTS (Europa y Japón) 

• cdma 2000 (USA) 

• TD-SCDMA (China) 

• DECT (Europa) 

• UWC 136 (USA) 



VISIÓN GENERAL DE LOS SERVICIO UMTS 

La Universalidad, que da nombre a la tecnología 

UMTS, es un concepto clave en el desarrollo de 

los servicios 3G en este sistema. Se apoya en 

dos premisas básicas: 

1. Posibilidad de que cualquier Entidad u 

Organización pueda desarrollar Aplicaciones y 

Servicios. 

2. El usuario deberá tener la misma percepción de 

los servicios recibidos con independencia del 

terminal que utilice y del lugar donde se 

encuentre. 



SERVICIOS UMTS 

• En UMTS únicamente se especifican los mecanismos 

básicos para construir servicios. La definición de éstos 

queda bajo control del mercado (market driven). 

• Aparecen las figuras de Proveedor/Operador de Servicios 

sobre redes UMTS de otros operadores. 

• Se están desarrollando lenguajes específicos API 

(Application Program Interfaces) para la implantación de 

aplicaciones en redes, con independencia de los detalles 

de operación de éstas. 

• Otro concepto importante es el VHE (Virtual Home 

Environment) que permite a un usuario conservar su perfil 

de servicios, edición de éstos e interfaz de acceso, con 

independencia de la red utilizada. 



CONCEPTOS Y TECNOLOGÍAS BÁSICAS 

• OSA (Open Services Architecture). 

• Arquitectura de Servicios abierta, con estructuración 

del Núcleo de Red en un nivel de servicios/aplicaciones 

y otro de transporte. 

• VHE (Virtual Home Environment). 

• Entorno personal virtual, que permite a un usuario 

conservar su perfil de servicios, la edición de éstos y la 

interfaz de acceso, con independencia de la Red 

visitada. 

• CAMEL. 

• Adaptación de los servicios de Red Inteligente a las 

Redes móviles, con ejecución normalizada de los 

mismos, para independizar el desarrollo del servicio y 

el acceso al mismo desde la Red móvil. 



• MExE (Mobile Excution Environment) 

• Define un marco de ejecución de operaciones en el 

terminal de usuario (UE) 

• Permite la consulta remota (desde la red) de 

funcionalidades disponibles en el terminal, para 

servicios “push” iniciados desde la red. 

• Permite independizar el desarrollo de los servicios de 

las funcionalidades que soporte el terminal y de la 

implementación específica del fabricante. 

• USAT (Universal SIM Application Toolkit) 

• Define un entorno de ejecución de aplicaciones en la 

propia tarjeta U-SIM, con independencia de las 

funcionalidades del terminal. 



CARACTERÍSTICAS DE QOS EN 

SERVICIOS UMTS 

• Se definen distintas características de QoS sobre 

la base de la 

• Tecnología. 

• Percepción del usuario. 

• Gestión estática de los recursos. 

• Gestión dinámica de los recursos. 



• QoS basada en la Tecnología 

• Retardo. 

• Caudal. 

• Anchura de Banda. 

• Indisponibilidad. 

• Tasa de errores. 



• QoS basada en la percepción del usuario 

• Prioridades. 

• Calidad subjetiva de imágenes y sonidos. 

• Seguridad. 

• Confidencialidad. 

• Coste. 



• QoS basada en la gestión estática de recursos 

• Tipificación de QoS. 

• Control de admisión. 

• Reserva de recursos. 

• Negociación de recursos en un entorno cambiante. 



• QoS basada en la gestión dinámica de recursos 

• Monitorización de la comunicación. 

• Seguimiento de los parámetros de acceso al sistema. 

• Negociación de valores de parámetros. 

• Sincronización entre servicios simultáneos. 



• El grupo de servicios más paradigmático serán los 

multimedia e Internet Móvil. 

• Los servicios se han clasificado en 4 categorías: 

− Servicios Conversacionales: Bidireccionales, en tiempo real, 

retardo pequeño y constante: voz, videoteléfono. 

− Servicios afluentes (Streaming): Unidireccionales, retardo 

constante pero no necesariamente reducido: vídeo. 

− Servicios interactivos: Bidireccionales, retardo moderado y 

baja tasa de errores: navegación Internet. 

− Servicios diferidos (Background): Bidireccionales: correo 

electrónico, descarga de datos. 



CLASE CONVERSACIONAL 

• Servicios en Tiempo Real (RT). 

• Limitación del retardo máximo de transferencia 

consecuencia de la percepción humana de la 

conversación y sucesión de imágenes. 

• Tiempo de transferencia reducido. 

• Debe mantenerse la relación temporal entre los 

elementos de información. 

• Telefonía con conmutación de circuitos, voz sobre 

IP y videoconferencia interactiva. 



CLASE AFLUENTE 

• Servicios en Tiempo Real (RT) 

• Servicios unidireccionales. 

• Variación temporal entre elementos de información 

muy reducida. 

• No es necesario un retardo de transferencia muy 

reducido. 

• Aplicaciones de audio y video en tiempo real. 



CLASE INTERACTIVA 

• Servicios en Tiempo No Real (NRT). 

• Mantenimiento del contenido de la información 

(baja tasa de errores). 

• Retardo limitado. 

• Transferencia de datos según un patrón 

interrogación-respuesta. 

• Navegación web. 

• Obtención de datos de un servidor. 



CLASE DIFERIDA 

• Servicios en Tiempo No Real (NRT). 

• Mantenimiento del contenido de la información 

(baja tasa de errores). 

• No se especifican limitaciones temporales. 

• Aplicaciones de e-mail, descarga de información 

desde bases de datos, mensajes cortos. 



GAMAS DE VALORES PARA LOS ATRIBUTOS DEL 

SERVICIO PORTADOR UMTS 

ATRIBUTO 

Tasa Binaria 

Máxima (kb/s) 

Tamaño máximo 

SDU (bytes) 

BER 

Residual 

FER de Bloques 

SDU 

Retardo de 

transferencia (ms) 

CONVERSACIONAL 

< 2048 

10-2 ; 10-3 10-4 ; 10-6 10 -2 ;10 -3 

10 -4 ; 10 -5 

100 – valor max 

CLASE DE SERVICIO 


AFLUENTE 

< 2048 

≤ 1500 

10 -2 ; 10 -3 

10 -4 ; 10-5; 10 -6 

10-1 ; 10-2 10-3 ; 10-4 ; 10-5 250 – valor max 

INTERCATIVO 

< 2048 – Tara 

4 × 10 -3 ; 10 -5 

6 × 10 -8 

10 -3 ; 10 -4 ; 10 -6 

DIFERIDO 

< 2048 - Tara 


• Se especifican diversos valores de la Tasa de 

errores BER (Bit Error Rate) residual y de la Tasa 

de errores FER (Frame Error Rate) de los bloques 

SDU (Service Data Units). 

• La BER (y la tasa de errores SDU) suelen ser más 

estrictas para servicios en tiempo real. 

• El retardo de transferencia indica el retardo máximo 

para el 95% de la distribución de los retardos de 

todas las SDU transferidas durante la vida del 

portador. 



SERVICIOS PORTADORES UMTS CON 

CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS 

• Se han definido cinco clases de servicios: 

• Voz. 

• Datos transparentes para soporte de información 

multimedia. 

• Fax, no transparente. 

• Datos, no transparentes. 



ATRIBUTOS DE SERVICIO PORTADOR UMTS 

CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS 

Servicio 

Clase de Tráfico 

Tasa de bits máxima (kb/s) 

Tasa de bits garantizada (kb/s) 

Tamaño máximo de SDU (bits) 

Retardo de Transferencia (ms) 


Datos Transparentes 

Incluido Multimedia 

Conversacional 

= Tasa de bits garantizada 

28,8 ; 32 ; 33,6 ; 56 ; 64 

280 ..... 640 

< 200 

Datos No 

Transparentes 

Afluente 

14,4 ; 28,8 ; 57,6 

14,4 

576 

< 250 


NUEVOS SERVICIOS Y APLICACIONES 

UMTS 

• Mensajería Multimedia 

• Similar al MMS/GPRS actual con adición de video y 

música. 

• Internet e Intranet móviles. 

• A mayor velocidad que con GPRS. De 384 kb/s a 2 Mb/s. 

• Videotelefonía. 

• Vídeo y audio bajo demanda 



CARACTERÍSTICAS DE LOS NUEVOS 

TERMINALES UMTS 

• Polivalencia: GSM / GPRS / UMTS. 

• Pantallas más grandes, en color y de alta 

resolución. 

• Reproducción de video en MPEG-4. 

• Reproducción de audio en MP-3. 

• Pantalla táctil. 

• Cámara integrada. 

• Entorno de ejecución de aplicaciones. 



ARQUITECTURA UMTS GENERAL 

Constituida por Entidades Funcionales, Interfaces y Puntos 

de Acceso a Servicios. 

Interfaces: 

• CN: Core Network (Núcleo de Red) 

• UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Network. 

• UE: User Equipment (Equipo de Usuario). 

• Uu: Radio (Air) Interface. 

• Iu: Interface CN/UTRAN 

Las Entidades Funcionales se insertan en dos estratos: 

− Estrato de no acceso 

− Estrato de acceso. 



El estrato de acceso contiene básicamente todos 

los elementos específicos de radiotransmisión 

que proporcionan servicios al estrato de no 

acceso a través de los siguientes Puntos de 

Acceso al servicio: 

− SAP de Control General: GC. 

− SAP de Notificación: Nt. 

− SAP de Control Dedicado: DC. 



CARACTERISTICAS FUNDAMENTALES 

• Separación lógica de los canales de tráfico y de 

señalización. 

• Separación de las redes UTRAN y CN. 

• La movilidad se trata de dos formas distintas: 

− Con conexión dedicada, corre a cargo de UTRAN, 

incluido el “soft handover”. 

− Sin conexión dedicada, la conexión se trata entre el UE y 

la CN sin tener en cuenta la capa de acceso mediante 

procedimientos de registro. 



ARQUITECTURA LOGICA DE UTRA 

• UTRA consta de un conjunto de sistemas radio 

RNS conectados a la red CN a través de 

interfaces Iu e interconectados entre sí por los 

interfaces Iur. 

• El subsistema RNS está constituido por un 

controlador de red, RNC y varios nodos B. 

• Cada RNS es responsable de los recursos de su 

conjunto de células. 



Célula 

Red Central (Core Network, CN) 

Iu Iu 

Controlador de la Red 

Radio (Radio Network 

Controller, RNC) 

Iur 


Controlador de la Red 

Radio (Radio Network 

Controller, RNC) 

Iub Iub 

Iub Iub 

Nodo B Nodo B Nodo B 

Nodo B 

Subsistema de la Red Radio 

(Radio Network Subsystem, RNS) 


Competen al RNC las funciones de traspaso incluida la 

combinación, para soportar macrodiversidad entre nodos B 

propios o dependientes de otros RNC 

En cada conexión UE-UTRAN el RNS involucrado inicialmente 

es el Servidor: SRNS si es necesario en un traspaso tomar 

recursos de otro RNS, éste se conecta en paralelo como 

soporte: D-RNS cerrándose la conexión por la interfaz Iur 

CN 

Iur 

D-RNS S-RNS 

UE 


Iu 

FUNCIONES DE UTRAN 

1) Control de acceso al sistema global 

2) Cifrado del canal radio 

3) Traspaso 

4) Gestión y Control de los recursos 


ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS 

DE LA INTERFAZ RADIO 

C 

O 

N 

T 

R 

O 

L 

C 

O 

N 

T 

R 

O 

L 

Plano de Control (Señalización) Plano de Usuario (Información) 

MM y CC 

GC Nt DC 

RRC 

RLC RLC 

MAC 

SAPS 

PHY 


PDCP BMC 

SAPS 

RLC RLC 

SAPS 

Canales 

Lógicos 

L2/PDCP 

L2/BMC 

L2/RLC 

L2/LAC 

Canales de 

Transporte 

L1 


El nivel de LAC y el de red (L3) se dividen en dos planos: 

de control (señalización) y de usuario (datos) 

Se definen tres clases de canales: 

• Lógicos 

• De transporte 

• Físicos 

MAC: MEDIUM ACCESS CONTROL 

RLC: RADIO LINK CONTROL 

RRC: RADIO RESOURCES CONTROL 

BMC: BROADCAST/MULTICAST CONTROL 

PDCP: PACKET DATA CONVERGENCE PROTOCOL 



Los canales lógicos expresan el tipo de 

información que se transfiere por la 

interfaz radio. Pertenecen al nivel de 

enlace. 

Los canales de transporte expresan cómo 

se transmite esa información. 

Los canales físicos denotan los recursos 

utilizados: códigos de expansión, 

frecuencias portadoras e intervalos de 

tiempo. 



FUNCIONES BÁSICAS DE LA CAPA FÍSICA 

Codificación/decodificación con control de errores. 

Supervisión de los canales físicos. 

Combinación para macrodiversidad y traspaso con 

continuidad. 

Multiplexación/Demultiplexación de canales de transporte 

únicos y múltiples. 

Representación o proyección (mapping) de los canales de 

transporte sobre canales físicos. 

Modulación/Demodulación de espectro ensanchado en 

banda ancha (DS-WCDMA). 

Control de potencia. 

Control de antenas. 

Adaptación de velocidades. 

Procesado RF. 



FUNCIONES BASICAS DE LA CAPA MAC 

Asignación de la correspondencia entre los canales 

lógicos y los de transporte. 

Selección de formatos de transporte según la tasa de 

transmisión. 

Gestión de prioridades de servicios. 

Gestión de prioridades ente terminales según el perfil de 

tráfico. 

Supervisión del volumen de tráfico a disposición de la 

subcapa RRC. 



FUNCIONES BASICAS DE LA CAPA RLC 

Transferencia de información entre las subcapas RRC y 

MAC en modo: 

– Transporte 

– Sin acuse de recibo 

– Con acuse de recibo 

Tratamiento de la información de capas superiores para 

cursarla en las unidades de información manejadas por 

la RLC. 

Corrección de errores, ordenación de paquetes, 

supresión de duplicidades. 

Control del flujo de información. 



FUNCIONES BASICAS DE LA SUBCAPA RRM 

Difusión de la información proporcionada por el estrato de 

No Acceso. 

Difusión de información propia del estrato de Acceso. 

Establecimiento, mantenimiento y liberación de conexiones 

RRC entre terminales móviles y la red de acceso radio. 

Gestión de portadoras radio: asignación, reconfiguración y 

liberación de recursos. 



Aviso o notificación. 

Control del grado de calidad del servicio requerido. 

Selección y reselección de célula, 

Control de admisión. 

Cronoejecución de paquetes (Packet scheduling). 

Control de congestión. 



CANALES LÓGICOS 

Se definen en función de la información que transmiten y se clasifican 

según el plano al que corresponden (control o usuario-tráfico). 

CANAL Sentido Tipo Finalidad 

BCCH Descendente Control Difusión 

información red 

PCCH Descendente Control 

CCCH Bidireccional Control 

DCCH Bidireccional Control 

DTCH Bidireccional Tráfico 

CTCH Bidireccional Tráfico 


Aviso a móviles no 

localizados 

Señalización con 

móviles sin 

conexión RRC 

Señalización con 

un móvil específico 

Transferencia de 

información con un 

móvil específico 

Transferencia de 

información puntomultipunto 


CANALES DE TRANSPORTE 

Pueden considerarse como servicios ofrecidos 

por la capa 1 a las capas superiores. Llevan 

asociados distintos formatos de transporte 

definidos por la codificación de datos, 

entrelazado, velocidad de bits y proyección sobre 

canales físicos. 

En los canales de transporte las componentes de 

información y señalización van multiplexadas en 

tiempo. 

Equivalen a los canales lógicos de GSM. 



Se dividen en: 

– Comunes 

– Dedicados 

Los canales comunes son compartidos por varias MS 

aunque pueden también usarse para intercambiar 

información con una MS determinada con identificación 

“en-banda”. 

En los canales dedicados la MS se identifica por el canal 

físico que está utilizando. 

En UMTS no hay distinción entre canales dedicados 

(control) vinculados a un canal de tráfico y los que no lo 

están. 



CANALES DE TRANSPORTE 


BCH Descendente Común 

FACH Descendente Común 

PCH Descendente Común 

DSCH Descendente Común 

RACH Ascendente Común 

CPCH Ascendente Común 

DCH Bidireccional Dedicado 


Difusión información 

red y célula. 

Envío información a 

móviles cuya 

situación es 

conocida. 

Envío información a 

móviles cuya 

ubicación no es 

conocida. 

Asignación de 

recursos. 

Acceso aleatorio de 

los móviles. 

Transmisión de 

paquetes sin 

asignación 

exclusiva. 

Transmisión de 

información y 

señalización en un 

móvil específico. 


MULTIACCESO RADIO 

La tecnología de multiacceso radio elegida para UMTS es CDMA con 

expansión por secuencia directa: DS-CDMA. La anchura de banda es 

5 MHz por lo que se habla de WCDMA. 

Son bien conocidas las ventajas de 

esta tecnología: 

Robustez frente a 

interferencias. 

Reutilización universal de 

frecuencias. 

Gran calidad y capacidad. 

Aprovechamiento del 

multitrayecto (Rake). 

Traspaso con continuidad 

(make/break). 

Eficiencia espectral. 


Codificación de canal sin 

aumento de anchura de 

banda. 

Velocidades de datos 

ampliamente variables. 

Control de potencia. 

Aprovechamiento de la 

actividad vocal. 

Privacidad. 

Posibilidad de incorporar 

nuevos avances tecnológicos 


Se han definido dos modos de funcionamiento en UMTS- 

WCDMA: 

- Modo FDD con dos portadoras por radiocanal para 

operación en bandas de frecuencias emparejadas. 

- Modo TDD con una portadora por radiocanal para 

operación en bandas de frecuencias no emparejadas. 

El modo FDD es idóneo para servicios simétricos, con una 

amplia gama de velocidades. 

El modo TDD resulta adecuado para servicios asimétricos en 

entonos de interiores y microcelulares. En este modo, los 

requisitos de sincronización son más estrictos y exigen más 

márgenes (overhead) para los tiempos de guarda y rampas 

de variación de potencia. 



BANDAS DE FRECUENCIAS (WRC-1992) 

Multiacceso FDD: 

- Bandas Emparejadas (Paired Bands) 

- Enlace Ascendente: 1920 – 1980 MHz 

- Enlace Descendente: 2110 – 2170 MHz 

- 60 MHz = 12 Portadoras 

- Bandas no emparejadas (Unpaired Bands) 

- 2010 – 2025 MHz 

- 1900 – 1920 MHz 

- 35 MHz = 7 Portadoras 



Recursos Físicos 

CAPA FÍSICA 

• El recurso físico utilizado es el conjunto: (Códigos de 

expansión, Frecuencias y en TDD Intervalos de Tiempo). 

En el enlace ascendente se utiliza también la fase 

relativa (0, π/2) para realizar canales I y Q. 

• La transmisión va estructurada en tramas e intervalos 

temporales (slots) debido a: 

1) la extracción por bloques de la señal del códec vocal. 

2) la necesidad de actualizar la estimación del canal para 

mantener la sincronización y el funcionamiento del receptor 

Rake. 

3) el mantenimiento del control dinámico de potencia. 

4) la conveniencia de cambiar parámetros de transmisión 

(velocidad) mientras dura la misma. 



ESTRUCTURA DE TRAMAS (FDD Y TDD) 

Es una estructura jerárquica con diferentes divisiones del 

tiempo. 

El nivel jerárquico inferior está constituido por intervalos 

(TS: Time Slot). Cada intervalo tiene: 

- Una duración de 0,667 ms (2/3 ms). 

- Una capacidad de 2/3 × 3840 = 2560 chips a la 

velocidad de 3,84 Mcps (1 chip=0,26 μs). 

El nivel básico (intermedio) es la Trama (Frame) formada 

por 15 TS con una duración de 10 ms. 

El nivel superior es la supertrama (SF) constituida por 72 

tramas. Su duración es 720 ms que equivale a 6 

multitramas MF26 de GSM. 



ESQUEMA DE LA ESTRUCTURA 

TEMPORAL 

Int. # 0 

Trama #0 

Int. # 1 

Trama #1 

En FDD hay dos tramas diferentes soportadas por dos 

portadoras, para los enlaces ascendente y descendente, 

respectivamente. 


T intervalo = 0,667 ms 

Int. # i 

T trama = 10 ms 

Trama #i 

T supertrama=720 ms 

Int. # 14 

Trama #71 


CANALES FISICOS 

Un canal físico es una asociación de códigos e intervalos 

dentro de una estructura de tramas. Por ello: 

En FDD: Par (Frecuencia Portadora, Código). 

En TDD: Tripleta (Frecuencia Portadora, Código, Intervalo). 

Los canales físicos se diferencia o clasifican: 

1)Según el sentido de la transmisión: 

– Ascendente. 

– Descendente. 

2)Según la asignación a estaciones móviles: 

– Comunes. 

– Dedicados. 

3)Según el tipo de información intercambiada: 

– Datos. 

– Control. 



CANALES FISICOS 


P-CCPCH Descendente Común Soporta el BCH 

S-CCPCH Descendente Común 


Soporta el FACH y 

el PCH 

PDSCH Descendente Común Soporta el DSCH 

PRACH Ascendente Común Soporta el RACH 

PCPCH Ascendente Común Soporta el CPCH 

DPDCH Bidireccional Dedicado 

DPCCH Bidireccional Dedicado 

Tráfico de datos del 

DCH 

Tráfico de 

señalización del 

DCH 



CPICH Descendente Común 

Piloto continuo para 

referencia de 

potencia y fase a las 

MS 

SCH Descendente Común 

Sincronización de 

las MS con una 

célula 

AICH Descendente Común 

Notifica 

aceptación/rechazo 

de solicitudes de 

registro 

AP-AICH Descendente Común 

Similar al AICH pero 

con solicitudes de 

uso del CPCH 

CSICH Descendente Común 

Informa 

disponibilidad del 

CPCH 

CD/CA-ICH Descendente Común 

Informa sobre 

detección de 

colisiones y 

asignación del 

CPCH 

PICH Descendente 

José María Hernando Rábanos 

Común 

51 

Informa a MS sobre 

decodificación delPCH 


UTILIZACION DE LOS CANALES FISICOS 

1. Sincronización del UE con SCH 

2. Recepción información de la red con P-CCPCH 

3.Monitorización celular con CPICH para selección de 

célula. 

4. Petición de acceso con PRACH 

5. Confirmación de acceso con AICH 

4’.Petición de acceso en modo paquete con PCPCH 

5’.Confirmación de acceso con AP-AICH Utilización 

adicional de CD/CA-ICH y CSICH 

6. Aviso de llamadas entrantes con PICH y S-CCPCH 

7.Transferencia de información de usuario con DPDCH 

y señalización con DPCCH. 



ESTRUCTURA CANALES FISICOS DEDICADOS 

DPDCH 

DPCCH 

Pilot 

N bits 

TFCI: Transport Format Combination Indication (opcional) 

FBI: Feedback Information 

TPC: Transmit Power Control 

ENLACE ASCENDENTE 

TFCI 

N bits 

DATOS 

N bits 

FBI 

N bits 

T intervalo = 2/3 ms 

Número de chips por intervalo: 3840·(2/3) = 2560 

Número de bits por intervalo: 10·2 k (k=0...6) 

Factor de expansión: SF = 256/2 k (4 a 256) 

Velocidad de bits: 15 kbit/s (k = 0) a 960 kbit/s 

(k = 6) 

Si se requiere más velocidad se transmite más de un DPDCH 

(Multicode) 

José María Hernando Rábanos 53 Servicios Móviles Multimedia 

TPC 

N bits 

Eje I 

Eje Q


ENLACE DESCENDENTE 

Se multiplexan en tiempo las informaciones de datos de usuario y de 

control 

ESTRUCTURA TEMPORAL 

Slot#0 Slot#14 

Slot#i 

Datos 1 

N bits 

TPC 

N bits 

T f = 10 ms 

TFCI 

N bits 

T intervalo = 2/3 ms 

Datos 2 

N bits 

Piloto 

N bits 

DPDCH DPCCH DPDCH DPCCH 

Número de chips por intervalo: 3840 · (2/3) = 2560 

Número de bits por intervalo 10 · 2k (k = 0 ... 7) 

Factor de expansión: SF = 512/2k ( 4 a 512) 

Velocidad de bits: 15kbit/s (k=0) a 1920kbit/s (k = 7) 


UTILIZACIÓN DCH CON VARIOS 

DPDCH EN UL 

Q DPCCH Q DPCCH Q 

3 

DPDCH 1 DPDCH 2 DPDCH 4 


I I I 

CANA L DE CONTROL DEDICADO UNICO EN ESE Q 

CANA LES DE TRAFICO (DATOS) EN EJES I Y Q ALTERNADOS 


VARIACIÓN DE LA POTENCIA EN 

DPCH DL 

P 

P 

P 

1 2 3 4 5 

1 TS 

1,4: CAMPO DE DATOS: DPDCH 

2: CAMPO TPC 

3: CAMPO TFCI DPCCH 

5: PILOTO 


DPCH 1 

DPCH 2 

DPCH 3 


CODIGOS DE CANALIZACIÓN 

Se utilizan para el UL y DL 

Son cortos, ortogonales entre sí y con una longitud igual al SF 

La ortogonalidad se mantiene también con códigos de diferentes SF 

Gama de longitudes: 1, 2, 4, 8, ... 512 

Se generan mediante un árbol de códigos OVSF 

C=(1) 

ch,1,,0 

C=(1,1) 

ch,2,0 

C=(1,-1) 

ch,2,1 

C=(1,1,1,1) 

ch,4,0 

C=(1,1,-1,-1) 

ch,4,1 

C=(1,-1,1,-1) 

ch,4,2 

C=(1,-1,-1,1) 

ch,4,3 

SF = 1 SF = 2 SF = 4 


−La elección de un 

código prohíbe 

escoger otro situado 

en las ramas 

ascendientes o 

descendientes del 

mismo. 


CODIGOS DE ALEATORIZACION 

Enlace ascendente: hay 2 24 códigos complejos 

largos (38400 chips) y otros tantos cortos (256 

chips) 

Enlace Descendente: hay 2 18 -1 códigos de los 

que se utilizan 8192 distribuidos en 512 grupos 

de 16 códigos cada uno. 

En DL el código de aleatorización identifica la 

célula. 

En UL el código de aleatorización identifica el 

móvil. 



CÓDIGO GLOBAL 

Código de canalización × Código de aleatorización 

Cada célula puede reutilizar hasta 16 veces el 

árbol OVSF con diferentes códigos de 

aleatorización. 

Ello conlleva un aumento de interferencia que 

implica un incremento de la potencia de 

transmisión. 



SERVICIO DE TRANSPORTE 

• El servicio de transporte que ofrece la capa física a las 

capas superiores, funciona en el marco temporal de las 

tramas radio de 10 ms. 

• Cada 10 ms, o alguno de sus múltiplos, se genera un 

paquete de datos, objeto de procesamiento conjunto 

(codificación, adaptación, entrelazado), que se llama 

Bloque de Transporte: TrBk Transport Block). 

• El TrBk, típicamente, corresponde a una unidad básica 

de intercambio de datos entre las capas PHY y MAC 

• Puede haber un intercambio de varios TrBks sobre el 

mismo canal dedicado de transporte, formando un 

Conjunto de Bloques de Transporte (TrBks: Transport 

Block Set). 



DISTRIBUCIÓN DE BLOQUES DE 

TRANSPORTE 

TrBk 

TrBk 

TTI 

TTI 

Tr BkS 


TrBk TrBk 

Monocódigo 

Monocódigo 

TTI 

TTI 

TrBkS 

TTI 

TTI 

tiempo 

tiempo 

DCH1 

DCH2 


• El tiempo entre llegadas de TrBks, se denomina 

TTI (Transmission Time Interval) y es un múltiplo 

del período de trama. 

• El formato de cada Bloque de Transporte es el 

parámetro TrBkF (Transport Block Format) que se 

envía en el canal de control. 

• El TrBkF consta de dos partes: 

• Parte Dinámica, que indica el tamaño del TrBk o TrBkS. 

• Parte Semiestática, que indica el TTI y las características 

del código de canal aplicado. Determina, entre otros 

atributos del servicio, la calidad (BER) y el retardo de la 

transmisión. 



PROCESADO DE LOS BLOQUES DE TRANSPORTE 

ENLACE DESCENDENTE 

1. Generación del TrBk. 

2. Adición de redundancia cíclica: CRC. 

3. Concatenación de los TrBks generados en el TTI. 

4. Segmentación en Bloques de codificación 

(L>504 bits), de igual tamaño. 

5. Codificación de canal 

• Códigos convolucionales 1/2 ó 1/3. 

• Turbo códigos 1/3 

• Ninguna codificación 



6. Adaptación de velocidad (RA, Rate Adaptation 

• Repetición (Repetition) 

• Entresacado (Puncturing) 

de bits, según el atributo de adaptación de tasa del canal de 

transporte TrCH, que puede cambiar de trama a trama. 

7. Primer entrelazado. 

• Se rellenan la filas de una matriz de 1, 2, 4, 8 columnas 

(TTI = 10, .... 80 ms). 

• Se reordenan las columnas 

• Se lee la matriz por columnas. 

• A cada TTI le corresponde una matriz 



8. Segmentación radio 

• Como el número de bits es múltiplo de 1, 2, 4, 

8 (según el TTI), la segmentación en ese 

número de tramas se hace dividiendo la 

secuencia en 1, 2, 4, 8 segmentos. Cada 

segmento se transmite, por orden, en una 

trama. 



9. Multiplexación de canales de transporte (TrCH) 

• Cada 10 ms, cada TrCH entrega una trama para su 

multiplexación con las tramas de otros TrCH. Se forma 

así un canal compuesto de transporte: CCTrCH (Coded 

Composite Transport Channel). 

• Cuando hay algún canal compuesto CCTrCH, la RA 

permite mantener constante la tasa del canal 

compuesto en todos los TTI. En cada TTI, el número de 

bits de un CCTrCH debe ser igual a la suma de las tasas 

de los canales físicos en los que se proyectará el 

CCTrCH. 



10. Segmentación canal físico. 

• Si se tienen P canales físicos con capacidad de D bits 

de datos cada uno, se van asignando a cada canal 

bloques de D bits. 

11. Segmento entrelazado 

• Se aplica a cada bloque de D bits de la trama de un 

TrCH concreto. Los bits se escriben por filas en una 

matriz de 30 columnas (si es preciso con relleno). 

• Se “reordenan” las columnas. 

• Se lee la matriz por columnas. 

• Se eliminan los bits de relleno. 



12. Proyección sobre un canal físico. 

• Se colocan los bits en los campos de datos del canal. 

13. Expansión con códigos OVSF 

(Orthogonal Variable Spread Factor) 

14. Aleatorización con códigos SC 

(Scrambling Codes) 

15. Modulación 2 × BPSK (UL) ó QPSK (DL) 



CONTROL DE POTENCIA 

Es esencial para la extracción de las señales CDMA. 

Hay tres variantes: 

En bucle abierto 

En bucle cerrado 

– Interno 

– Externo 

Bucle abierto: Acceso inicial por RACH 

Bucle cerrado interno: Rápido y repetitivo (1500 

veces/segundo) para que SIR ≈ SIR objetivo. 

Bucle cerrado externo: Lento. Establece el valor de 

la SIR objetivo en función del grado de calidad BER o 

BLER 



ENTORNOS DE PRUEBA Y MODELOS DE 

DESPLIEGUE 

La Norma UMTS TR 101 112 establece modelos de 

referencia para entornos de prueba 

representativos de escenarios de funcionamiento 

de UMTS. Se usan para la estimación de 

coberturas y rendimiento espectral y de potencia, 

mediante cálculos y simulaciones con modelos 

estándar de tráfico y propagación. 

Existe una estrecha correlación entre la 

descripción de alto nivel de los servicios, los 

entornos, la cobertura y la movilidad, como se ve 

seguidamente. 



Descripción de 

alto nivel 

Rural 

Outdoor 

Suburban 

Outdoor 

Indoor / 

Low range 

Outdoor 

Velocidad 

máxima de 

bits (Kbps) 


Velocidad Entorno de 

máxima de móvil prueba y 

(Km/h) modelo de canal 

Tipo de 

celda de 

cobertura 

144 500 Vehicular Macrocelda 

384 120 

Outdoor-to- 

Indoor 

And Pedestrian 

2048 10 Indoor 

Macrocelda 

Microcelda 

Microcelda 

Picocelda 


MODELOS DE TRAFICO 

Servicios en Tiempo Real 

Generación de llamadas poissoniana con duración 

media de H=120 s para servicios de voz y datos 

con conmutación de circuitos. 

- Para voz el modelo es todo-nada con períodos de 

silencio generados mediante una distribución 

exponencial 

- Para datos el modelo es de velocidad de bits 

constante, con el 100% de actividad 



MODELOS DE TRAFICO (2) 

Servicios no en Tiempo Real 

Se basan en “servicios de paquetes”, con una o más 

llamadas de paquetes, especificándose los 

siguientes parámetros: 

- Proceso de llegadas de paquetes. 

- Número de llamadas por sesión. 

- Tiempo de lectura entre llamadas. 

- Número de datagramas en una llamada. 

- Tamaño de los datagramas. 



MODELOS DE PROPAGACIÓN 

Se ha normalizado un conjunto de modelos 

representativos con los siguientes descriptores: 

1) Pérdida básica de propagación. 

2) Desvanecimiento lento (Log-normal). 

3) Desvanecimiento multitrayecto 

– Dispersión Temporal. 

– Espectro Doppler. 

en diferentes entornos de propagación 

– Interiores (Indoor-Office). 

– Microcélulas (Outdoor-Indoor, Pedestrian). 

– Macrocélulas (Outdoor&Vehicular). 



Nivel de 

Servicios 

Plano 

de 

Transporte 

MGW 

PLANOS FUNCIONALES 

Aplicaciones 

MSC 

GSM 

EDGE 

WCDMA 

SGSN 


Servicios 

Control 

Conmutación 

HLR GGSNGMSC 

Aplicaciones 

SG 

PSTN 

ISDN 

MGW Internet 

Intranets 


FASE INICIAL DE DESPLIEGUE: R99 

El Núcleo de Red UMTS de la R99: 

• conserva la estructura de red GSM/GPRS es decir la 

separación de los dominios de circuitos y paquetes 

• se adapta a las nuevas interfaces de radio UMTS en los 

nodos U-MSC y U-SGSN 

• es transparente a la comunicación terminal-servidor de 

aplicaciones. Los entornos de aplicación se comunican 

con el Núcleo de Red mediante APIs y permite su 

desarrollo independiente 



ARQUITECTURA DE LA RED UMTS. R99 

(2001-2003) 

Iub 

Iub 

Iur 

RNC 

RNC 

Iu 

(CS) 

Iu (PS) 

3G 

MSC/VLR 

3G 

SGSN 


HLR 

CIRCUITOS 

SCP 

VHE 

PAQUETES 

(IP) 

3G 

GGSN 

3G 

GMSC/VLR 

PSTN 

ISDN 

PLMNs 

REDES IP 


BIBLIOGRAFÍA 

Comunicaciones Móviles de Tercera Generación. 

UMTS. 

Telefónica Móviles España, 2ª edición, 2001. 

José M. Hernando y Cayetano Lluch 

(coordinadores)

NUEVOS SERVICIOS Y RED UMTS

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