3.5 UMTS

CAPÍTULO III - FUNDAMENTOS GSM Y UMTS

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3333.5 UMTS.5 UMTS.5 UMTS.5 UMTS

Las tecnologías de la tercera generación se categorizan dentro del IMT-2000

(International Mobile Telecommunications-2000) de la ITU, que marca el estándar para que

todas las redes 3G sean compatibles unas con otras. El IMT-2000 tiene como objetivo definir

las interfaces entre las redes de tercera generación y las redes que evolucionaron a partir de GSM por una

parte, y desde ANSI-41 (su contraparte americana), por otra, para permitir la itinerancia entre estas redes.

Los servicios que ofrecen las tecnologías 3G son básicamente: acceso a Internet,

servicios de banda ancha, roaming internacional e interoperatividad. Pero

fundamentalmente, estos sistemas permiten el desarrollo de entornos multimedia para la

transmisión de vídeo e imágenes en tiempo real, fomentando la aparición de nuevas

aplicaciones y servicios tales como videoconferencia o comercio electrónico con una

velocidad máxima de 2Mbps en condiciones óptimas, como por ejemplo en el entorno

interior de edificios.

Europa ha sido pionera en el nacimiento de la 3G, a través de los programas de

investigación RACE, ACTS e IST, iniciados a principios de la pasada década, y más tarde

dentro del seno de ETSI. El ETSI-European Telecommunications Standards Institute y un grupo de

organismos asociados decidieron, en el año de 1998, emprender un proyecto denominado 3GPP (Third

Generation Partnership Project) que buscaba establecer los estándares para un sistema móvil de tercera

generación que tuviera una red núcleo basada en la evolución de GSM y cuya red de acceso estuviera

basada en todas las tecnologías de radio acceso (FDD y TDD).

España, dentro del marco europeo, ha sido uno de los países pioneros en tecnología

UMTS y ha sido uno de los primeros países en lanzar el servicio, situándose por delante de

países como Alemania y Reino Unido, en los que esta tecnología salió al mercado con más de

un año de retraso respecto a España.

En España, el 13 de marzo del año 2000 se adjudicaron las 4 licencias UMTS

disponibles a las operadoras Telefónica Móviles (Movistar), Airtel (actualmente Vodafone),

Amena (actualmente Orange) y al consorcio Xfera (más conocido como Yoigo).

3.5.1 La evolución en3.5.1 La evolución en3.5.1 La evolución en3.5.1 La evolución en UMTSUMTSUMTSUMTS

En el marco del 3GPP, el trabajo de especificación de UMTS fue dividido en varias

fases hasta alcanzar el objetivo final: una red integrada de servicios multimedia

independientes de la posición del usuario. En la primera fase, denominada Versión 1999

(Release 1999 o R99), se propone una evolución más o menos lógica desde las arquitecturas

de segunda generación, en ese sentido podría decirse que la palabra que mejor define esta

fase es evolución. Sin embargo, en la segunda fase, denominada Versión 2000 (Release

2000-R00. Esta fase fue modificada posteriormente como Release 4), lo que se propone es

una completa revolución: reemplazar la componente de conmutación de circuitos, que

seguía vigente en la versión 99, por una red basada completamente en conmutación de

paquetes denominada arquitectura UMTS Todo-IP (All- IP UMTS network architecture).

En esta propuesta, el protocolo IP adquiere cada vez mayor importancia hasta convertirse

en el protocolo para el transporte, tanto de la información del usuario (contenido

multimedia), como de la información de control y de señalización, de ahí la denominación de

red «todo IP». A continuación se comentan las fases en la evolución hacia UMTS (Ref.W-3).

Diseño, Integración y Optimización de Estaciones Base de Segunda Generación

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3333.5.1.1 UMTS R99.5.1.1 UMTS R99.5.1.1 UMTS R99.5.1.1 UMTS R99

Corresponde con el estándar establecido y será el utilizado por todas las operadoras

europeas en el despliegue inicial de UMTS. Esta versión conserva la estructura de la red

GSM/GPRS, con la separación de los dominios de circuitos y de paquetes, por lo que no

introducirá cambios significativos en el núcleo de red (core network) introducido en GPRS.

La novedad está fundamentalmente en el nuevo interfaz radio UTRAN, UMTS Terrrestrial

Radio Access Network, en el que las BTSs serán sustituidas por nodos B y las BSCs por los

RNC (Radio Network Controller), apareciendo la nueva interfaz “Iu” en lugar de la interfaz

A. Dependiendo de que el servicio demandado sea de voz o de datos, el interfaz Iu podrá ser:

• Iu-CS - Para conmutación de circuitos en la interfaz RNC-UMSC

• Iu-PS - Para la conmutación de paquetes en la interfaz RNC-SGSN

Tanto en la red de acceso de radio como en la interfaz de la misma con la red núcleo

se utilizará ATM o MPLS como protocolo de transporte.

En la siguiente figura se muestra la arquitectura básica propuesta por el R99 de

UMTS.

Figura 3.17.- Esquema de una red UMTS R99.

3333.5.1.2 UMTS Versión 4.5.1.2 UMTS Versión 4.5.1.2 UMTS Versión 4.5.1.2 UMTS Versión 4

La voz se transporta sobre IP y aparecen separadas las funciones de control y de

conectividad para el tráfico de voz: Las MSCs dividen funcionalmente sus tareas en MGs

(Media Gateway), responsables de proveer la conectividad, y en servidores de control,

responsables de proveer la señalización de control. El MG proporciona la conexión con las

redes de conmutación de circuitos utilizando los servicios de un Media Gateway Controller

(MGC). Para la comunicación entre el MG y el MGC se utilizará el protocolo MEGACO.

Este protocolo define el mecanismo necesario de llamada para permitir al MGC el control

de MG para soporte de voz/fax entre redes RTC-IP o IP-IP. En la siguiente figura se ve

gráficamente el paso del R99 a la versión 4 de UMTS.


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3333.5.1.3 UMTS Versión 5.5.1.3 UMTS Versión 5.5.1.3 UMTS Versión 5.5.1.3 UMTS Versión 5

La versión 5 de UMTS será «Todo IP». IP será la tecnología de transporte en el

núcleo de red para todo tipo de datos, incluso en el UTRAN, en lugar de ATM. En esta

versión existe además una separación entre los planos de transporte y control con la

aparición del subsistema multimedia basado en IP (IPMS- IP Multimedia System- IMS)

encargado de efectuar toda la administración de los servicios multimedia utilizando

señalización SIP sobre portadora de paquetes. Las entidades funcionales que se identifican

en el IMS son:

• El HSS (Home Subscriber Server). Que se encarga de almacenar los perfiles de

suscripción de los usuarios, puede ser considerado como la evolución del HLR con la

incorporación de funciones de control IP multimedia.

• El CSCF (Call State Control Function). Responsable del control de la sesión. Se

encuentra a su vez dividido en varias entidades que se comunican entre sí y con el

usuario utilizando SIP. Estas son:

1. El I-CSCF, que se constituye en el punto de entrada y a través del cual, con la

ayuda del HSS, se selecciona el S-CSCF.

2. El S-CSCF, se encarga de recibir las peticiones SIP del usuario y realiza

también todo el control de la sesión.

3. El P-CSCF, que en el caso del roaming selecciona en la red visitada el I-CSCF

de origen.

• El MRF (Multimedia Resource Function). Responsable por la gestión de las funciones

de llamada o sesión con varios participantes y conexiones.

En UMTS Versión 5 se mantendrá la interoperabilidad con otras redes de segunda

generación y con las entidades que permiten que ésta sea posible: Media Gateway (MG),

Media Gateway Controller (MGC) y Signalling Gateway (SWG).

3333.5.1.4 UMTS Ver.5.1.4 UMTS Ver.5.1.4 UMTS Ver.5.1.4 UMTS Versión 6sión 6sión 6sión 6

En esta versión se propone una ampliación/extensión del IMS-IP Multimedia

Services Phase 2. Se contempla entonces la posibilidad de efectuar mensajería a través del

IMS. Esta versión también ofrecerá la posibilidad de conectividad con redes locales

inalámbricas (Wíreles LAN).

3333.5.2 Servicios proporcionados por UMTS.5.2 Servicios proporcionados por UMTS.5.2 Servicios proporcionados por UMTS.5.2 Servicios proporcionados por UMTS

La red UMTS proveerá de servicios de voz y datos con diferentes grados de calidad

según las condiciones en la que se ofrezcan. La diferencia con las redes 2G reside en su

elevada tasa binaria. En la siguiente tabla se muestra la relación de tasas de bits para cada

contexto.

Contexto Tasa


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Entorno rural y vehículos a gran velocidad 144 Kbps

Entorno urbano exterior (espacios abiertos) 384 Kbps

Interior de edificios (baja movilidad) 7,2 Mbps

En el establecimiento del servicio habrá dos aspectos a negociar:

• Requerimientos de transferencia de información.

• Características de calidad de información.

Se definen distintas clases de calidad de servicio para dar soporte a cuatro tipos

distintos de tráfico:

- Conversacional. Son servicios en tiempo real que preservan el límite de retardo y la

variación de tiempo entre paquetes: el retardo es pequeño y constante. Ejemplos de

este tipo de tráfico pueden ser conversaciones de voz y videoconferencias.

- Streaming. Son servicios en tiempo real que preservan la variación del tiempo entre

paquetes. El retardo es constante pero no necesariamente reducido. Es el caso de

comunicaciones de flujo de vídeo.

- Interactiva. Son servicios de tiempo NO real, con un modelo de petición-respuesta

con retardo moderado y baja tasa de error, como por ejemplo la navegación por

Internet.

- Diferida o Background. Servicio en tiempo NO real en el que no se requiere

interacción. Correo electrónico, descarga de datos…

La universalidad que da el nombre a la tecnología UMTS es un concepto clave en el

desarrollo de los servicios de tercera generación. Para cumplir con este postulado es

necesario observar dos premisas básicas:

1) La posibilidad de que cualquier entidad u organización pueda desarrollar

aplicaciones y servicios gracias a la separación arquitectónica de los planos de

transporte y de servicios.

2) Que el usuario tenga la misma percepción de los servicios recibidos con

independencia del terminal que utilice y del lugar en donde se encuentre. Para

cumplir con esta segunda premisa básica se desarrolló el concepto de entorno

personal virtual (VHE-Virtual Home Environment) que puede ser entendido como

una característica 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.

3333.5.3 Arquitectura de la red UMTS.5.3 Arquitectura de la red UMTS.5.3 Arquitectura de la red UMTS.5.3 Arquitectura de la red UMTS

En el apartado dedicado a UMTS R99 vimos como los elementos que componen la

red se pueden clasificar en tres categorías atendiendo a las entidades descritas en

apartados anteriores (Ref.B-8):

• Elementos del núcleo de red GSM: MSC, EIR, VLR, HLR y AUC.

• Elementos del núcleo de red GPRS: SGSN y GGSN.

• Elementos específicos de la red UMTS como el Equipo de Usuario (UE) y la Red de

Acceso Radio Terrestre UMTS (UMTS Terrestrial Radio Access Network - UTRAN).


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Por otro lado, igual que sucedía con la arquitectura GSM, la red UMTS puede

dividirse en tres grandes bloques:

• Red troncal o núcleo de red (CN)

Se encuentra basada en la topología de la red GSM/GPRS. Provee funciones de

conmutación, enrutamiento, transporte y bases de datos para el tráfico de la red. Contiene

elementos de conmutación de circuitos como son el MSC, VLR o GMSC, elementos de

conmutación de paquetes como el SGSN y el GGSN, y elementos que soportan ambos tipos

de conmutación como EIR, HLR y AuC. La separación de los dominios de circuitos y

paquetes se hace necesaria en un periodo de transición en el que, a pesar de que la

tendencia es hacia una única red troncal «todo IP», la implantación de UMTS sobre las red

de 2G existente es progresiva y debe ser sobre todo compatible y coexistente con ésta.

• Red de acceso radio (UTRAN)

La Red de Radio Acceso Terrestre UMTS-UTRAN considera la incorporación de dos

nuevos elementos: El Controlador de Radio de la Red (RNC-Radio Network Controller) y el

Nodo B. La UTRAN contiene múltiples Radio Network Systems (RNSs), y cada RNS es

controlado por un RNC, el cual conecta uno o más nodos B, cada uno de los cuales puede

proveer servicio a múltiples celdas. Detalles de la red de acceso terrestre y sus componentes

se muestran en la Figura 8b. El RNC y el Nodo B en la red UMTS tienen funciones

equivalentes a la función de la BSC y la BTS en las redes GSM/GPRS. Resulta entonces

posible compartir la infraestructura civil (torres y demás) entre ambas arquitecturas, solo

que en el caso de UMTS, para lograr la cobertura planeada se deben implementar nuevos

emplazamientos. Igualmente el núcleo de red se puede compartir, según la versión de GSM

que tenga el operador. De este modo UMTS extiende las redes GSM/GPRS existentes

reutilizando los recursos del core ya desplegado y protegiendo la inversión de los

operadores.

• Terminales móviles (UE)

Se compone del terminal móvil y su módulo de Identidad Universal de Servicios de

Usuario (USIM) equivalente a la tarjeta SIM del teléfono móvil. Con respecto a la USIM

decir que es una aplicación para telefonía móvil UMTS que se ejecuta en una tarjeta

inteligente UICC que está insertada en un teléfono móvil 3G. Almacena la información de

abonado para su identificación en la red y otras informaciones como mensajes de texto. Su

función y, en muchos casos, su aspecto son similares a los de una tarjeta SIM.

Debe tenerse en cuenta que los terminales de tercera generación ya no serán meros

teléfonos móviles, sino dispositivos avanzados que permitirán el intercambio de diferentes

tipos de información. Deberán, por lo tanto, soportar múltiples perfiles de usuario, proveer

funciones de seguridad y autentificación del usuario, soportar la incorporación de métodos

de pago, poseer en algunos casos pantalla táctil y cámara integrada, ser equipos

multifuncionales para permitir el acceso GSM/GPRS/UMTS, tener pantallas de mayor

calidad y con alta resolución, permitir la reproducción de audio y vídeo… es decir, proveer

un entorno para la ejecución de las aplicaciones que posibilita la nueva red.


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3333.5.3.1 Interfaces.5.3.1 Interfaces.5.3.1 Interfaces.5.3.1 Interfaces

Las nuevas interfaces introducidas por el estándar UMTS se muestran en la

siguiente tabla (Ref.B-8):

Interfaz Situada entre

Uu Equipo de usuario y Nodo B

Iu Iu-CS Interface para Conmutación de Circuitos:

RNC-MSC/VLR

Iu-PS Interface para Conmutación de Paquetes:

RNC-SGSN

Iub RNC a Nodo B

Iur RNC a RNC (No tiene equivalencia GSM)

3333.5.3.2 Nuevas entidades UMTS.5.3.2 Nuevas entidades UMTS.5.3.2 Nuevas entidades UMTS.5.3.2 Nuevas entidades UMTS

Antes se introdujeron tres nuevos dispositivos que se introducían para posibilitar

UMTS. Ya hemos hablado de uno de ellos, el UE, luego quedan por comentar dos: RNC y

Nodo B.

1. El Controlador de Red Radio o RNC realiza funciones que son equivalentes

a las efectuadas por el BSC en redes GSM/GPRS. Provee control

centralizado de los nodos B en su área de cobertura, maneja los

intercambios de los protocolos en las diferentes interfaces de la UTRAN (Iu,

Iur e Iub) y se encarga de la multiplexación de la información proveniente

de los dominios de paquetes y de circuitos desde las interfaces Iu-PS e Iu-CS

para que pueda ser transmitida sobre las interfaces Iu, Iub y Uu

hacia/desde el UE. El controlador de la red de radio se encarga entonces del

manejo de los recursos de radio, utiliza la interfaz lur para permitir la

comunicación con otros RNCs. Esta interfaz no tiene equivalencia en redes

GMS/ GPRS en donde el manejo de los recursos de radio se realiza en el

núcleo de la red. Entre las funciones de la RNC se incluyen:

- Control de los recursos radio

- Control de admisión a la red

- Asignación de canal

- Control del handover

- Multiplexación y demultiplexación

- Señalización de broadcast

- Control de potencia.

2. El Nodo B es la unidad de transmisión/recepción que permite la

comunicación. Se trata siempre que esté físicamente localizado donde exista

previamente una BTS GSM, bien sea del propio operador o de otro con el

que se pueda negociar la compartición del emplazamiento, para reducir los

costos de implementación. Se conecta con el UE a través de la interfaz de

radio Uu utilizando WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) y

soportando los modos FDD y TDD simultáneamente. La interfaz lub provee


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la conexión entre el nodo B y el RNC usando ATM, en ese sentido, el nodo B

es un punto de terminación ATM. La principal función del Nodo B es la

conversión de unidades de datos en la interfaz de radio Uu. Esta función

incluye la corrección de errores y la adaptación a la tasa de datos en la

interfaz de radio, el monitoreo de la calidad, la potencia de la conexión y el

cálculo de la tasa de errores.

3333.5.3.3 La Inter.5.3.3 La Inter.5.3.3 La Inter.5.3.3 La Interfaz Radiofaz Radiofaz Radiofaz Radio

La nueva interfaz radio para el acceso a los servicios es uno de los aspectos más

importantes en lo que a la tecnología UMTS se refiere. Es por esto por lo que le prestamos

especial atención.

3333.5.3.3.1 Difere.5.3.3.1 Difere.5.3.3.1 Difere.5.3.3.1 Diferencias entre WCDMA y 2Gncias entre WCDMA y 2Gncias entre WCDMA y 2Gncias entre WCDMA y 2G

WCDMA se desmarca del acceso radio 2G previo en los siguientes puntos (Ref.B-8):

• Tasas binarias de hasta 2Mbps.

• Tasas de bits variables para ofrecer ancho de banda bajo demanda del servicio.

• Multiplexión de servicios con distintos requerimientos de calidad en una única

conexión (voz, vídeo, datos)

• Provee de requisitos de calidad desde 0,1 FER (Frame Error Rate) hasta 10-6 BER.

• Coexistencia 2G y 3G con posibilidad de handover inter-sistemas.

• Soporte de tráfico asimétrico entre UL y DL.

Más concretamente, en el siguiente cuadro se ven las principales diferencias entre

WCDMA y el acceso a la red GSM:

WCDMA GSM

Espacio entre portadoras 5 MHz 200 KHz

Factor de reuso de frecuencias 1 1-18

Frecuencia de control de potencia 1500 Hz ≤ 2 Hz

Control de calidad Algoritmos de control de

recursos radio

Planificación de

frecuencias

Diversidad en frecuencia 5 MHz de ancho de banda

solventan los efectos del

multitrayecto mediante el

uso de un receptor Rake

Hopping de frecuencia

Paquetes de datos Tráfico basado en la

planificación eficiente de la

carga

Tráfico basado en la

asignación de Time

Slots (GPRS).

Diversidad en la transmisión por DL Soportado gracias al

aumento de la capacidad

DL

No soportado por el

estadar

3.5.3.3.23.5.3.3.23.5.3.3.23.5.3.3.2 ProtocolosProtocolosProtocolosProtocolos


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La interfaz de radio se encuentra en el nivel 1, que se corresponde con el nivel físico.

Sus funciones pueden resumirse en (Ref.W-2):

a) Codificación y decodificación con control de errores.

b) Supervisión de los canales físicos.

c) Multiplexación/demultiplexación de canales de transporte.

d) Proyección (mapping) de los canales de transporte sobre los canales físicos.

e) Modulación/demodulación de espectro ensanchado en banda ancha.

f) Control de potencias y de las antenas.

g) Adaptación de velocidades.

h) Todo lo referido al procesamiento de radiofrecuencia.

El nivel 2 se encuentra compuesto por dos subniveles:

• Subnivel de Acceso al Medio (MAC - Medium Access Control). Es la subcapa

encargada de que varias comunicaciones compartan el mismo medio físico de una

forma ordenada y eficiente. Entre sus funciones destacan:

a) Asignar la correspondencia entre los canales lógicos y los de transporte. b) Seleccionar el formato de transporte según la tasa de transmisión. c) Gestionar las prioridades de servicios.

d) Gestionar las prioridades entre terminales según el perfil del tráfico. e) Supervisar el volumen de tráfico a disposición del subnivel RRC.

• Subnivel de Control del Enlace de Radio (RLC - Radio Link Control). Entre sus

funciones destacan:

a) Transferencia de información entre las subcapas RRC y MAC. Se puede

realizar de tres modos diferentes: modo transporte, sin acuse de recibo y con

acuse de recibo.

b) Tratamiento de la información que le llega de capas superiores para cursarla

en las unidades de información manejadas por la RLC.

c) Corrección de errores.

d) Ordenar los paquetes recibidos.

e) Control de flujo de la información.

El nivel 3 se corresponde con el de Control de los Recursos Radio (RRC - Radio

Resource Control). Sus funciones serán:

a) Establecer y mantener conexiones RRC entre el UE y la UTRAN.

b) Gestionar las portadoras: asignación, reconfiguración y liberación.

c) Control del QoS requerida por el servicio.

d) Control de admisión.

e) Gestión del “Packet Scheduling” o planificación del envío de paquetes.

f) Control de congestión.

Se definen tres clases de canales: los canales lógicos, los canales de transporte y los

canales físicos. Los canales lógicos expresan el tipo de información que se transfiere por la


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interfaz radio, pertenecen al nivel de enlace. Los canales de transporte expresan en qué

forma se transmite esa información, y los canales físicos denotan los recursos utilizados:

códigos de expansión, frecuencias portadoras e intervalos de tiempo.

El nivel físico ofrece diferentes tipos de canales de transporte al subnivel MAC,

quien a su vez ofrece diferentes canales lógicos al subnivel RLC. Los canales físicos se

pueden clasificar de acuerdo con varios criterios:

• UL/DL - Según el sentido de la transmisión pueden ser ascendentes o descendentes.

• Comunes o dedicados - Según la asignación a las estaciones móviles.

• De datos o de control - Según el tipo de información que intercambian.

Son funciones del nivel físico: La codificación y decodificación con control de errores,

la supervisión de los canales físicos, la multiplexación/demultiplexación de canales de

transporte, la proyección (mapping) de los canales de transporte sobre los canales físicos, la

modulación/demodulación de espectro ensanchado en banda ancha, el control de potencias y

de las antenas, la adaptación de velocidades y todo el procesamiento de radiofrecuencia.

3.5.3.3.3 Acceso múltiple3.5.3.3.3 Acceso múltiple3.5.3.3.3 Acceso múltiple3.5.3.3.3 Acceso múltiple

La tecnología de acceso múltiple de radio que ha sido elegida para UMTS es CDMA

con expansión por secuencia directa: DS-CDMA. En este esquema el ancho de banda es de 5

MHz, por lo que se habla de WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access).

El esquema de modulación que se ha adoptado es QPSK (Quadrature Phase Shift

Keying). Igualmente, se han definido dos modos de funcionamiento en UMTS-WCDMA:

• FDD (Frequency Division Duplexing) - Existen dos portadoras por canal de radio.

Estas portadoras son utilizadas para las transmisiones del enlace ascendente y

descendente, es decir, el enlace de subida utiliza una banda de frecuencias diferente

a la que utiliza el enlace de bajada. Es necesario entonces asignar un par de bandas

de frecuencia para su operación. Estas frecuencias se denominan frecuencias

emparejadas. El modo FDD resulta adecuado para servicios simétricos, con una

amplia gama de velocidades.

• TDD (Time Division Duplexing) - La transmisión UL y DL se realiza sobre una

única portadora utilizando intervalos de tiempo sincronizados. Dado que se utiliza

un único canal de radio, se dice que este modo opera en bandas de frecuencias no

emparejadas. El modo TDD resulta adecuado para servicios asimétricos en entonos

de interiores y micro-celulares. 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.

El acceso radio múltiple reconoce por tanto bandas emparejadas (Paired Bands) y

bandas no emparejadas (Unpaired Bands). Para las bandas emparejadas, el enlace

ascendente se encuentra entre los 1920 y los 1980 MHz, mientras que el descendente se

encuentra entre los 2110 y los 2170 MHz. Los 60 MHz del espectro alojan a 12 Portadoras.

Para bandas no emparejadas los rangos de frecuencias disponibles se encuentran entre los


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2010 y los 2025 MHz y entre los 1900 y los 1920 MHz, lo que suma un total de 35 MHz: 7

Portadoras.


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3333.6 HSDPA.6 HSDPA.6 HSDPA.6 HSDPA

Los principales objetivos de HSDPA son incrementar la tasa de transferencia por

usuario, mejorar la calidad de servicio ofrecida y, en general, mejorar la eficiencia espectral,

especialmente para los servicios de datos, asimétricos y con tráfico a ráfagas, como son la

mayoría de servicios de Internet. El funcionamiento de este sistema se basa en la

colaboración de múltiples técnicas y algoritmos, como la modulación y codificación

adaptativa (AMC), el ARQ híbrido y complejos mecanismos de scheduling.

El concepto HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) tiene por objetivo

incrementar la tasa de pico de datos hacia el usuario, la calidad de servicio y, en general,

mejorar la eficiencia de la transmisión de paquetes de datos en sentido downlink. Estas

mejoras se consiguen gracias a un rápido y complejo mecanismo de control de canal. Este

control de canal se basa en los siguientes aspectos:

1. Intervalo de transmisión de paquetes (TTI) de duración fija, 2ms.

2. Codificación y modulación adaptativas (AMC, Adaptative Modulation and Coding)

que permiten adaptar dinámicamente las transmisiones a las variaciones de calidad

experimentadas en el canal radio hacia el usuario. Los medios de adaptación de que

se dispone son: tasa de código, esquema de modulación (QPSK o 16-QAM), número

de multi-códigos empleados y potencia trasmitida por código.

3. Protocolo hybrid ARQ. Se trata de un protocolo de parada y espera dónde se utilizan

hasta ocho procesos ARQ en paralelo por cada usuario. Esto permite que un usuario

pueda seguir transmitiendo paquetes mientras espera reconocimientos de los

anteriores.

Para que todas estas técnicas se apliquen de forma más eficiente aún, la

funcionalidad de scheduling (planificación) se ha desplazado desde la RNC hasta el Nodo B.

Este hecho permite a la función de planificación disponer de información muy reciente

sobre el canal radio y así seleccionar la modulación y codificación que mejor se adapten al

canal en cada TTI.

Por otro lado, el proceso de retransmisión se realiza varios órdenes de magnitud

más rápido que en la implementación convencional desde la RNC, debido a que se evitan los

elementos de retardo entre el Nodo B y la RNC y a que el TTI en la RNC es como mínimo de

10 ms, mientras que en el Nodo B con HSDPA es de 2 ms.

Como consecuencia de estas mejoras, la tasa de pico de transferencia de datos desde

la estación al usuario puede llegar teóricamente a superar los 10 Mbit/s, frente a los 384

Kbit/s de los canales de datos previos a la aparición de HSDPA.

3.5 UMTS

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