EVOLUCION DEL W-CDMA
A PARTIR DEL ESTANDAR IMT2000
Ing. Ely Canelón
Hernández
San Bernardino, Av
Carlos Soublett entre los Próceres y Altamira, Residencias King
David Apto. 12c, caracas-venezuela, Canelone@pdvsa.com
RESUMEN
WCDMA es la Tercera Generación de las redes Inalámbricas,
diseñada para proporcionar mayor capacidad de transporte que las
redes sin hilos actuales en servicios de datos de alta velocidad
y servicios de voz de bajo coste.
Las tecnologías de la Tercera Generación se obtendrán
gracias a la introducción de nuevas tecnologías de
comunicaciones de datos.
Las IMT2000 son una iniciativa de la UIT encaminada a ofrecer
acceso inalámbrico a la infraestructura mundial de
telecomunicaciones a través de una combinación de sistemas
satélite terrenales, fijos y móviles. Se está desarrollando
sobre la base de "familia de Sistemas".
El proceso de selección de las IMT2000 ya ha comenzado. Seis
de esas propuestas, presentadas por Europa, Japón, China y
Estados Unidos eran variaciones de la tecnología W-CDMA
(AMDC-BA).
Palabras claves: 3G, IMT, OVSF, GSM, AMDC-BA
ABSTRACT
WCDMA is the Third Generation of the Wireless networks,
designed to provide bigger capacity of transport than the current
wireless networks in services for high-speed data and low cost
voice services.
The technologies of the Third Generation will be obtained
thanks to the introduction of new technologies of data
communications.
The IMT2000 is an initiative of the UIT guided to offer
wireless access to the world infrastructure of telecommunications
through a combination of fixed systems, satellite and
mobile. It is being developed on the base of "family of
Systems."
The process of selection of IMT2000 has already begun. Six of
those proposals, presented by Europe, Japan, China and United
States were variations of the technology W-CDMA (AMDC-BA).
keywords: 3G, IMT, OVSF, GSM , W-CDMA
INTRODUCCION
La Primera generación de comunicaciones celulares
inalámbrica fue analógica, la norma más exitosa fue la de AMPS
(Servicio de telefonía móvil avanzada), encargada de conecta
una red de computadoras.
La Segunda Generación se baso en tres normas GSM (Sistema
global para comunicaciones móviles), el PDC (Comunicaciones
digitales Personales) y el CDMA de banda Estrecha.
El ARIB de Japón y ETSI de Europa sometieron sus normas como
propuestas para la próxima generación de tecnologías de
transmisión de Radio.
La tercera generación está representada por dos estándares
y el IMT-2000 a nivel estadounidense.
El término 3G –Tercera Generación describe la próxima
era de las comunicaciones inalámbricas la cual ofrecerá
servicio para datos a gran velocidad y aplicaciones como son
multimedia móvil e Internet móvil de esta manera se manejara
una información móvil global. Estos servicios 3G comenzara a
comercializar para el años 2002-2003 en Europa.
El desarrollo de comunicaciones inalámbricas será aumentar
la habilidad de redes para manejar información
"tráfico" para así manejar en el futuro servicios
avanzados. Lo que se necesita es extender la capacidad de
información o ancho de banda de los eslabones inalámbricos. En
un primer ensayo como requisito de tecnología se estableció en
Suecia el WCDMA.
WCDMA apoya totalmente la comunicación por paquetes y por
conmutación de circuitos; es capaz de reunir los requisitos del
ITU entregando los datos a gran velocidad, sonido con alta
calidad y servicios de vídeo.
El Concepto de WCDMA está basado en la estructura de capas
(desde L1 a L3), así como también estructura de Time Slot.
Una prueba exitosa con WCDMA fue en 1998 el sistema
experimental a NTT DoCoMo en Japón .
3G DE REDES INALAMBRICAS W-CDMA
W-CDMA es la tercera generación de la tecnología sin hilos
diseñada para proporcionar mayor capacidad de transporte que las
redes sin hilos actuales en servicios de datos de alta velocidad
y servicios de voz de bajo coste. Con una opción especial ahora
disponible para los generadores de señales RF, los ingenieros de
I+D pueden acelerar el desarrollo de receptores móviles y
estaciones base W-CDMA, ejercitando completamente el receptor
para asegurar que cumple los requisitos.
NTT DoCoMo, un operador que encabeza las comunicaciones
móviles en Japón, está coordinando el desarrollo de la primera
red móvil W-CDMA.
Debido al increíble crecimiento de los servicios de
comunicaciones sin hilos, la International Telecommunication
Union (ITU) está revisando los sistemas propuestos para los
estándares de tercera generación (3G) IMT-2000 para
comunicaciones globales. Estos nuevos sistemas ofrecerán mayor
capacidad de voz y servicios multimedia comparables a los de los
actuales sistemas con hilos, con la libertad que ofrecen los
sistemas sin hilos de comunicación "en cualquier momento y
lugar".
El analizador vectorial de señales proporciona análisis
cuantitativo en tiempo real de modulación de señales, y es
suficientemente sensible para detectar la degradación de las
señales debida a componentes individuales de un sistema W-CDMA
sin hilos. Diagramas de ojo, vectoriales y de constelación hacen
más intuitivo el análisis de las señales W-CDMA. Funciones de
marcadores ayudan a determinar la relación entre los valores de
pico y medio de las señales transmitidas.
Cuando estén terminados los estándares 3G, el mercado
ofrecerá la posibilidad de hacer medidas de CDP con los
analizadores vectoriales de señales.
ARIB-W-CDMA CODIGO EXPANDIDO.
El código OVSF permite que los usuarios sean identificados de
forma única mediante el establecimiento de un enlace único
desde el móvil hasta la estación base o celda. Para el manejo
del amplio rango de velocidades disponibles, se emplea códigos
de extensión variable para la dispersión. Mientras más alta
sea la velocidad de datos, más corto será el código OVSF. Esto
lo podemos ejemplificar de la siguiente manera, para una
velocidad de 32 kbps la extensión del código seria de 128bits.
Sin embargo como la velocidad del chip es fija a 4096 Mcps, esto
significa que para la velocidad de 1024 Kbps la extensión de
bits tendría que ser 4.(1024 kbps*4bits=4096 Mcps.
Una estación base transmite su código de mezcla exclusivo
(dentro de una zona geográfica) para todos los canales físicos.
La única excepción es que el código de mezcla se desactiva o
se enmascara, el 10% del tiempo final. Esto es para permitir usar
nuevamente los códigos OVSF y proveer un identificador único
para cada celda o estación base. Como todas las celdas pueden
usar la misma frecuencia y los mismos código OVSF, la única
forma de permitir que los códigos se usen otra vez en cada
estación base es que los mezcles otra vez con un código
diferente. Para generar el código de mezcla del enlace anterior,
se usan dos registros de cambio de 18 bits. Donde el generador
del código de mezcla se inicializa con uno de 512 códigos de 18
bits. La duración del ciclo del generador es una trama de 10
milisegundos. Por lo tanto, a la velocidad de 4096 Mcps, 40960
chips llenan una trama de radio.
Para transmisiones de datos de usuario por el enlace de
avance, un móvil usa un código de mezcla único preasignado
derivado del número de la celda. Para todas demás transmisiones
por enlace de avance, el código de mezcla es asignado por la
estación base.
WCDMA apoya el protocolo utilizado en Internet (IP). Este
Protocolo IP, apoya en camino de comunicación externa e interna
de allí la primacía en su integración. El camino de evolución
de GSM a WCDMA incluye la fase GPRS (Servicio General de Paquetes
de Radio).
IMT-2000
Indudablemente, el detonador del auge de los servicios
inalámbricos fue la introducción de tecnologías celulares
digitales de segunda generación tales como GSM, AMDC y AMTD.
La capacidad de las tecnologías de tercera generación será
prácticamente ilimitada, pues se ofrecerá a los usuarios
servicios tales como videoconferencia, acceso a Internet y a las
Intranet empresariales, la posibilidad de navegar por la World
Wide Web y toda una serie de modernas aplicaciones. Las
tecnologías de tercera generación darán lugar a nuevos
sectores de actividad económica: comercio electrónico móvil,
compras interactivas, servicios educativos y recreativos, entre
muchos otros. Las capacidades de tercera generación se
obtendrán gracias a la introducción de nuevas tecnologías de
comunicaciones de datos capaces de ofrecer velocidades de datos
muy superiores a las correspondientes a las tecnologías de
segunda generación. Según las especificaciones de la UIT para
los sistemas de la tercera generación, éstos serán capaces de
transmitir datos a 144 kbit/s a un abonado que se desplaza
rápidamente, a 384 kbit/s a un abonado que se desplaza
lentamente, y a 12 Mbit/s en un entorno fijo, lo que supone un
notable avance con respecto a los actuales servicios móviles de
datos.
La clave para el éxito de todo nuevo adelanto tecnológico es
la normalización. En términos ideales, la tercera generación
de comunicaciones móviles se basará en una norma mundial única
que abarcará cierto número de sistemas idóneos para el
interfuncionamiento. Dado que los proveedores, fabricantes,
operadores y clientes funcionan cada vez más a nivel mundial,
éstos sólo podrán disfrutar realmente los beneficios de las
comunicaciones de tercera generación si se establece una sola
norma mundial. En su calidad de única organización de
telecomunicaciones auténticamente mundial, la UIT se halla en
condiciones ideales para preconizar y materializar el
establecimiento de una norma única e impulsar la evolución
hacia la tercera generación.
Figura 1
Figura 2
EVOLUCION DE IMT-2000
En las primeras fases de la evolución del mercado celular
mundial, la UIT advirtió que iba a ser necesario seguir una
trayectoria evolutiva desde los sistemas analógicos de primera
generación, pasando por los sistemas digitales de segunda
generación, hasta llegar a los sistemas móviles multimedia de
tercera generación a principios del siglo XXI. A fines del
decenio de 1980 la UIT inició la evolución de la tercera
generación al definir los requisitos de los Futuros Sistemas
Públicos de Telecomunicaciones Móviles Terrestres (FSPTMT). Los
trabajos encaminados al establecimiento de la norma FSPTMT
comenzaron bajo la égida de la UIT y, en 1992, la Conferencia
Mundial de Radiocomunicaciones asignó una porción de espectro a
los FSPTMT en la banda de 2 GHz. Cuando empezó a tomar impulso
el mercado celular mundial y comenzaron a establecerse las normas
de la nueva segunda generación, la UIT creó el concepto de
IMT-2000 para la tercera generación, pues advirtió que en los
albores del nuevo milenio los requisitos de los usuarios de
servicios de banda ancha serían cada vez más complejos.
Las IMT-2000 son una iniciativa de la UIT encaminada a ofrecer
acceso inalámbrico a la infraestructura mundial de
telecomunicaciones a través de una combinación de sistemas de
satélite, terrenales, fijos y móviles. Se está desarrollando
sobre la base del concepto de "familia de sistemas",
definido como una federación de sistemas que ofrece la capacidad
del servicio IMT-2000 a los usuarios de todos los miembros de la
familia, en un contexto de itinerancia mundial. La finalidad de
las IMT-2000 es alcanzar, por conducto de las actividades de
normalización de la UIT, el objetivo de ofrecer a los clientes
capacidades de itinerancia mundial y conectividad en todo momento
y en todo lugar. Esa conectividad se extenderá para abarcar la
itinerancia en múltiples redes: fijas y móviles, sin cordón,
celulares y de satélite. La introducción de una norma mundial
única para la tercera generación permitirá hacer economías a
escala masivas en la fabricación de equipos, y de ese modo
pondrá las comunicaciones mundiales al alcance de todos los
habitantes del planeta. La intensificación de la competencia
hará bajar las tarifas y la tecnología de tercera generación
permitirá concebir nuevas funcionalidades, servicios y
aplicaciones.
EL PROCESO DE LAS IMT-2000
Desde el comienzo la UIT desempeñó una función cardinal en
la evolución de la tercera generación; en primer lugar,
definió los servicios y funcionalidades de la tecnología, y
luego actuó como agente catalítico para el establecimiento de
normas de la tercera generación por los organismos regionales de
normalización. Acaba de empezar la fase siguiente, que es la
fase más importante en la evolución de la tercera generación.
En el curso del año próximo la UIT considerará propuestas
sobre tecnologías de radiocomunicaciones de tercera generación
procedentes de todo el mundo, con miras a seleccionar las
características esenciales que constituirán el conjunto de
interfaces radioeléctricas de las IMT-2000.
El proceso de selección de las IMT-2000 ya ha comenzado. En
junio de 1998 la UIT recibió 15 propuestas sobre tecnologías de
transmisión radioeléctrica aspirantes a formar parte de las
IMT-2000. Seis de esas propuestas, presentadas por Europa,
Japón, China y Estados Unidos, eran variaciones de la
tecnología de acceso múltiple por división de código de banda
ancha (AMDC-BA). Otras propuestas se basaban en tecnologías
tales como la del acceso múltiple por división en el tiempo de
banda ancha (AMDT-BA), las telecomunicaciones inalámbricas
digitales mejoradas (Digital Enhanced Cordless Telecommunications
- DECT), y tres de ellas se basaban en sistemas de satélite.
Esas propuestas estaban patrocinadas por organizaciones
procedentes de Europa, Estados Unidos y Corea.
Actualmente 16 grupos de evaluación independientes integrados
por representantes de diversas partes del mundo están estudiando
las propuestas iniciales. Esos 16 grupos presentarán Informes al
Grupo de Tareas Especiales 8/1 de la UIT a fines de septiembre de
1998. La selección final de las tecnologías de transmisión
radioeléctrica para las IMT-2000 tendrá lugar en marzo en 1999,
a través de un procedimiento iterativo encaminado al logro de un
consenso para obtener los mejores resultados posibles en la
realización de la tercera generación.
CONCLUSION
Son muchas las partes comunes entre CDMA y WCDMA, sin embargo
hay diferencias en su implantación. Los aspectos más relevantes
para establecer comparaciones son la tecnología digital y la
comodidad de operación de los diferentes ambientes.
La multiplicidad de normas dispares que caracterizó a los
sistemas analógicos de la primera generación tendía a frenar
el crecimiento del mercado. Los nuevos servicios y
funcionalidades ofrecidos por estas tecnologías digitales
sirvieron como complemento de las capacidades de comunicación
vocal de los sistemas celulares de la primera generación y
propiciaron la expansión del mercado mundial.
La clave para el éxito de todo nuevo adelanto tecnológico es
la normalización. El establecimiento de una norma inalámbrica
única de tercera generación también aportará considerables
beneficios a los países en desarrollo, y contribuirá al logro
del objetivo de la UIT de superar las disparidades entre los
países industrializados y en desarrollo en cuanto al acceso a
las comunicaciones y la información.
Actualmente sólo la UIT, en la que están representados los
intereses de todos -desde los gobiernos y los operadores hasta
los fabricantes y los consumidores de todo el mundo- está en
condiciones de orientar el desarrollo de sistemas de tercera
generación auténticamente mundiales que permitan hacer las
economías de escala en virtud de las cuales se podrán ofrecer
servicios de comunicaciones personales a un precio asequible en
los grandes mercados.
Es indispensable llegar a un acuerdo sobre la uniformización
de las tecnologías que aspiran a
formar parte de las IMT-2000, pues de otro modo no se podrá
encontrar una norma mundial única y ello podría obstaculizar
gravemente, o incluso frenar totalmente, la evolución de la
tercera generación.
BIBLIOGRAFIA
1.- A.J Viterbi, " CDMA- Principles of Spread Spectrum
Communications"; Addison- Wesley,1995.
2.- EIA/TIA Interim Standard- "mobile Station-Base
Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread
Spectrum Cellular System"(TIA/EIA/IS-95-A).
3.- "Modeling traveling Wave Tube Amplifiers in
ACOLADE", Acolade application note, ICUCOM corporation, Troy
NY,1998.
4.- Http://www.ericsson.com/wcdma
5.- Seminario de Comunicaciones Inalámbricas, Hewlett
Packard.
BIOGRAFIA
Ely Canelon, Ingeniero en Informática graduada en Universidad
Centrooccidental "Lisandro Alvarado", Barqisimeto Edo
Lara, en 1997. Analista de Soporte, Petroleos de Venezuela.