NUEVOS SERVICIOS Y RED UMTS

Servicios Móviles Multimedia 

NUEVOS SERVICIOS Y 

RED UMTS 

José María Hernando Rábanos 

Catedrático de Universidad 

Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación 

1 

Introducción a UMTS

Definición: R/W

Secuencia directa 

d(t) 

c(t) 

m(t)=d(t)·c(t) 

1 

T c 

T b 


ESPECTRO ENSANCHADO (SS) 

Ensanchamiento (transmisión) Desensanchamiento (recepción) 

3 

m(t) 

c(t) 

m(t)·c(t) 


d(t) 1 

c(t) 


T c 

T b 


DS-CDMA 

Señal deseada (transmisión) Señal deseada (recepción) 

4 

m(t) 

c(t) 

m(t)·c(t) 


Señal deseada (recepción) 

señal 

deseada 

(desensanchada) 

filtro adaptado 

(integrador) 


DS-CDMA 

m(t)·c(t) 


(integrador) 

f 

5 

Introducción a UMTS 

t

d(t) 1 

c(t) 


T c 

T b 


DS-CDMA 

Sistema basado en secuencias ortogonales 

Señal interferente (transmisión) Señal interferente (recepción) 

6 

m(t) 

c(t) 

m(t)·c(t) 



Señal interferente (recepción) 


(integrador) 


interferencia 

DS-CDMA 


(integrador) 

f 

7 

m(t)·c(t) 


t

Señal interferente (transmisión): 

no sincronizada 

d(t) 1 

c(t) 


T c 

T b 


DS-CDMA 

Secuencias ortogonales: necesidad de sincronismo 

8 

m(t) 

c(t) 

m(t)·c(t) 



Secuencias ortogonales: necesidad de sincronismo 



(integrador) 

interferencia 


DS-CDMA 

m(t)·c(t) 


(integrador) 

f 

9 


t


DS-CDMA 


No existe interferencia por acceso múltiple. 

Número de canales limitado, e igual a la ganancia de procesado. 

Necesidad de sincronismo muy preciso (fracción de chip) 

10 



Sistema basado en secuencias no ortogonales 

Señal interferente (transmisión) Señal interferente (recepción) 

d(t) 1 

c(t) 

T c 

T b 


DS-CDMA 

11 

m(t) 

c(t) 

m(t)·c(t) 





(integrador) 


interferencia 

DS-CDMA 

12 

m(t)·c(t) 


(integrador) 

f 


t


DS-CDMA 


Se produce interferencia por acceso múltiple, determinada por las 

propiedades de correlación de las secuencias código. 

Número de canales ilimitado: no es necesaria la reutilización 

No se requiere sincronismo entre señales correspondientes a 

comunicaciones diferentes. 

13 


CARACTERÍSTICAS DE CDMA 

Sistemas limitados por dimensiones (sistemas clásicos) 

A 


B 

D 

A 

14 

B 

D 

A 



Sistemas limitados por dimensiones (sistemas clásicos) 

Número reducido de canales no interferentes (ortogonales) 

Formas de establecer los canales: 

Frecuencias (FDMA) 

Intervalos de tiempo (TDMA) 

Códigos ortogonales (CDMA) 

Necesidad de reutilización para remediar la escasez de canales. 


15 



Sistemas limitados por interferencia (CDMA) 


16 



Sistemas limitados por interferencia (sistemas CDMA) 

Número prácticamente ilimitado de canales interferentes (no 

ortogonales): 

Esta modalidad sólo es posible mediante la utilización de 

CDMA con códigos pseudoaleatorios. 

No es necesario reutilizar. La interferencia no se produce por 

reutilización, sino por la propia naturaleza de los canales. 


17 



Sistemas CDMA utilizados en la práctica 

Se diseñan como sistemas limitados por interferencia, pero se 

establece ortogonalidad entre algunas señales. 

En el enlace descendente la ortogonalidad se refiere a señales 

transmitidas por la misma base 

En el descendente se refiere a señales transmitidas por el mismo 

móvil (varias sesiones simultáneas) 

En el enlace ascendente con movilidad reducida se puede 

extender la ortogonalidad a móviles de una misma base. Ello 

requiere una sincronización muy estricta. 


18 




Lo anterior se consigue mediante la utilización de dos “capas” de 

código: 

Códigos ortogonales o de canalización para usuarios de 

una misma célula: identifican el móvil dentro de la célula en 

el DL. 

Códigos pseudoaleatorios o de aleatorización para células 

diferentes: identifican la célula en el DL, y el móvil en el UL. 

La ortogonalidad es sólo parcial, debido a la dispersión temporal 

asociada al multitrayecto 


19 



Señal de datos:T B 


Código de canalización:T C 

Ensanchamiento: T B /T C 

De este modo se consiguen las ventajas de la limitación por 

interferencia con la mejora añadida de que se elimina parte de la 

interferencia. 

A pesar de su reducido número, la reutilización de los códigos 

ortogonales no es problema, ya que pueden usarse todos en 

cada célula (DL) o móvil (UL), gracias a la etapa de 

aleatorización. 


20 

Señal ensanchada:T C 

Código de aleatorización:T C 

No ensancha 



Control de potencia 

Necesidad: problema “cerca-lejos” (near-far): 

Enlace ascendente: diferente atenuación de las 

señales. 

Enlace descendente: diferente nivel de las señales de 

la célula relativo a la interferencia externa y al ruido 

térmico. 

El control debe ser dinámico con una actualización periódica, 

por lo que las órdenes de control deben multiplexarse en el 

tiempo con la información. 

Bucle abierto. 

Bucle cerrado. 

Bucle externo. 


21 



Traspaso con continuidad 

UL: recepción desde varias bases y selección/ 

combinación (RNC) 

DL: transmisión desde varias bases y combinación 

en el móvil (Rake) 


22 



Actividad discontinua de fuente 


Usuario 1 

Usuario 2 

Usuario 3 

Interferencia 

total 

23 

Actividad 

discontinua 

Diversidad de 

interferencia 

Menor interferencia 

Mayor capacidad 



Transacción capacidad-cobertura 


24 

Mayor carga 

Mayor interferencia 

Mayor potencia necesaria 

Menor cobertura 


Compartición automática de carga 

Célula poco 

cargada 



Menor interferencia 

sobre células vecinas 

25 

Mayor capacidad 

para células vecinas 

La carga de las células tiende a equilibrarse, lográndose un 

uso más eficiente de los recursos. 

El equilibrio de carga se logra de manera más “natural” que en 

sistemas clásicos, en los que la compartición de carga exige 

asignación dinámica de canales 


Señal original 

Secuencia de 

ensanchamiento 

Señal original 

Señal codificada 

(tasa 1/3) 

Secuencia de 

ensanchamiento 


Codificación de canal. Multiplexación de servicios 


Sin codificación de canal 

Con codificación de canal 

26 


Señal 

ensanchada 

Señal 

ensanchada


Multiplexación de servicios 

La independencia del ancho de banda ocupado respecto a la 

velocidad binaria simplifica la mezcla de servicios de diferentes 

velocidades binarias. 

La superposición de un gran número de señales conlleva un 

efecto de promediado que reduce la variación instantánea de 

velocidad binaria agregada (statistical multiplexing) 


27 


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. 


28 



TIPOS DE CÉLULAS 3G 

29 



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) 

30 


VISIÓN GENERAL DE LOS SERVICIOS 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: 

Posibilidad de que cualquier Entidad u Organización pueda 

desarrollar Aplicaciones y Servicios. 

El usuario deberá tener la misma percepción de los servicios 

recibidos con independencia del terminal que utilice y del lugar donde 

se encuentre. 


31 



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. 

32 


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. 


33 


• MExE (Mobile Execution 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. 


34 


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. 


35 


• QoS basada en la Tecnología 

• Retardo. 

• Caudal. 

• Anchura de Banda. 

• Indisponibilidad. 

• Tasa de errores. 


36 


• QoS basada en la percepción del usuario 

• Prioridades. 

• Calidad subjetiva de imágenes y sonidos. 

• Seguridad. 

• Confidencialidad. 

• Coste. 


37 


• QoS basada en la gestión estática de recursos 

• Tipificación de QoS. 

• Control de admisión. 

• Reserva de recursos. 

• Negociación de recursos en un entorno cambiante. 


38 


• 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. 


39 


• 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. 


40 



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. 

41 


• Servicios en Tiempo Real (RT) 

• Servicios unidireccionales. 


CLASE AFLUENTE 

• 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. 

42 



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. 

43 



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. 

44 


Tasa Binaria 

GAMAS DE VALORES PARA LOS ATRIBUTOS DEL SERVICIO 

PORTADOR UMTS 

Tamaño máximo 

SDU (bytes) 

BER 

Residual 

ATRIBUTO 

Máxima (kb/s) 

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 

45 

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 

INTERACTIVO 

< 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. 


46 


SERVICIOS PORTADORES UMTS CON 

CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS 

• Se han definido varios servicios: 

• Voz. 

• Datos transparentes para soporte de información multimedia. 

• Fax, no transparente. 

• Datos, no transparentes. 


47 


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 


48 


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. 


49 


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. 


50 


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. 


51 


Célula 

ARQUITECTURA LOGICA DE UTRA 

Controlador de la Red 

Radio (Radio Network 

Controller, RNC) 


Nucleo de Red (Core Network, CN) 

Iu Iu 

Iur 

52 

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) 


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 

53 

SAPS 

RLC RLC 

SAPS 

Canales 

Lógicos 

L2/PDCP 

L2/BMC 

L2/RLC 

L2/LAC 

Canales de 

Transporte 

L1 



CANALES 

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. 

54 


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. 


55 


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 entre terminales según el perfil de tráfico. 

Supervisión del volumen de tráfico a disposición de la subcapa RRC. 


56 


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. 

57 


FUNCIONES BASICAS DE LA SUBCAPA RRC 

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. 


58 


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. 


59 



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 

PCCH Descendente Control 

CCCH Bidireccional Control 

DCCH Bidireccional Control 

DTCH Bidireccional Tráfico 

CTCH Bidireccional Tráfico 

60 

Difusión 

información red 

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 punto- 

multipunto 



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. 

61 


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. 

62 





BCH Descendente Común 

FACH Descendente Común 

PCH Descendente Común 

DSCH Descendente Común 

RACH Ascendente Común 

CPCH Ascendente Común 

DCH Bidireccional Dedicado 

63 

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. 

64 

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 



MODOS FDD Y TDD 

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. 

65 


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 

66 


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. 

67 


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. 


68 


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 

T trama = 10 ms 

69 

Int. # i 

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. 

70 





P-CCPCH Descendente Común Soporta el BCH 

S-CCPCH Descendente Común 

71 

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 

SCH Descendente Común 

AICH Descendente Común 

AP-AICH Descendente Común 

CSICH Descendente Común 

CD/CA-ICH Descendente Común 

PICH Descendente Común 

72 

Piloto continuo para 

referencia de 

potencia y fase a las 

MS 

Sincronización de 

las MS con una 

célula 

Notifica 

aceptación/rechazo 

de solicitudes de 

registro 

Similar al AICH pero 

con solicitudes de 

uso del CPCH 

Informa 

disponibilidad del 

CPCH 

Informa sobre 

detección de 

colisiones y 

asignación del 

CPCH 

Informa a MS sobre 

decodificación del PCH 


UTILIZACION DE LOS CANALES FISICOS 

Sincronización del UE con SCH 

2. Monitorización celular con CPICH para selección de célula. 

3. Recepción información de la red con P-CCPCH 

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. 


73 


ESTRUCTURA CANALES FISICOS DEDICADOS 

DPDCH 

DPCCH 

Pilot 

N bits 

TFCI: Transport Format Combination Indication (opcional) 

FBI: Feedback Information 

TPC: Transmit Power Control 

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) 


ENLACE ASCENDENTE 

TFCI 

N bits 

DATOS 

N bits 

T intervalo = 2/3 ms 

FBI 

N bits 

74 

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 

75 

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 · 2 k (k = 0 ... 7) 

Factor de expansión: SF = 512/2 k ( 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 

76 


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 

77 

DPCH 1 

DPCH 2 

DPCH 3 


Se utilizan para el UL y DL 


CODIGOS DE CANALIZACIÓN 

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) 

c h,1 ,,0 

C=(1,1) 

ch ,2 ,0 

C=(1,-1) 

ch ,2,1 

SF = 1 SF = 2 SF = 4 

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 

78 

−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. 


79 



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. 

80 



CONTROL DE POTENCIA 

Es esencial en CDMA. Hay tres partes: 

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 

81 



BIBLIOGRAFÍA 

Comunicaciones Móviles de Tercera Generación. UMTS. 

Telefónica Móviles España, 2ª edición, 2001. 

José M. Hernando y Cayetano Lluch (coordinadores) 

82

NUEVOS SERVICIOS Y RED UMTS

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