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UMTS

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El Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles ( UMTS ) es un sistema celular móvil 3G para redes basado en el estándar GSM . [ 1 ] UMTS utiliza tecnología de acceso radioeléctrico de acceso múltiple por división de código de banda ancha (W- CDMA ) para ofrecer mayor eficiencia espectral y ancho de banda a los operadores de redes móviles en comparación con sistemas 2G anteriores como GPRS y CSD . [ 2 ] La versión original de UMTS proporciona una velocidad de datos teórica máxima de 384 kbit/s . [ 3 ]

Desarrollado y mantenido por el 3GPP (Proyecto de Asociación de Tercera Generación), UMTS es un componente del conjunto de estándares IMT-2000 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones y se compara con el conjunto de estándares CDMA2000 para redes basadas en la tecnología competidora cdmaOne . La tecnología descrita en UMTS también se conoce a veces como Libertad de Acceso Multimedia Móvil (FOMA) [ 4 ] o 3GSM.

Estación base UMTS en el tejado de un edificio.

UMTS especifica un sistema de red completo, que incluye la red de acceso radioeléctrico ( Red de Acceso Radioeléctrico Terrestre UMTS , o UTRAN), la red central ( Parte de Aplicación Móvil , o MAP) y la autenticación de usuarios mediante tarjetas SIM ( módulo de identidad del suscriptor ). A diferencia de EDGE (IMT de portadora única, basado en GSM) y CDMA2000 (IMT de portadora múltiple), UMTS requiere nuevas estaciones base y nuevas asignaciones de frecuencia. Posteriormente, UMTS se mejoró como Acceso de Paquetes de Alta Velocidad (HSPA). [ 5 ]

Características

UMTS admite velocidades máximas teóricas de transferencia de datos de 42 Mbit/s cuando se implementa HSPA evolucionado (HSPA+) en la red. [ 6 ] Los usuarios en redes implementadas pueden esperar una velocidad de transferencia de hasta 384 kbit/s para terminales Release '99 (R99) (la versión original de UMTS) y 7,2 Mbit/s para terminales High-Speed ​​Downlink Packet Access (HSDPA) en la conexión de enlace descendente. Estas velocidades son significativamente más rápidas que los 9,6 kbit/s de un solo canal de datos GSM con corrección de errores y conmutación de circuitos, múltiples canales de 9,6 kbit/s en datos conmutados por circuitos de alta velocidad (HSCSD) y 14,4 kbit/s para canales CDMAOne.      

Desde 2006, las redes UMTS en muchos países se han actualizado o están en proceso de actualización con acceso de paquetes de enlace descendente de alta velocidad (HSDPA), también conocido como 3.5G . Actualmente, HSDPA permite velocidades de transferencia de enlace descendente de hasta 21  Mbit/s. También se está trabajando en la mejora de la velocidad de transferencia de enlace ascendente con acceso de paquetes de enlace ascendente de alta velocidad (HSUPA). El estándar LTE de 3GPP sucede a UMTS y, en un principio, ofrecía velocidades 4G de 100  Mbit/s de bajada y 50  Mbit/s de subida, con escalabilidad de hasta 3  Gbit/s, utilizando una tecnología de interfaz aérea de próxima generación basada en multiplexación por división de frecuencia ortogonal .

Las primeras redes UMTS nacionales para consumidores se lanzaron en 2002 con un fuerte énfasis en las aplicaciones móviles proporcionadas por las operadoras de telecomunicaciones, como la televisión móvil y las videollamadas . Las altas velocidades de datos de UMTS ahora se utilizan con mayor frecuencia para el acceso a Internet: la experiencia en Japón y otros lugares ha demostrado que la demanda de videollamadas por parte de los usuarios no es alta, y el contenido de audio/video proporcionado por las operadoras de telecomunicaciones ha disminuido en popularidad en favor del acceso de alta velocidad a la World Wide Web , ya sea directamente en un teléfono móvil o conectado a una computadora a través de Wi-Fi , Bluetooth o USB . [ 7 ] 

Interfaces aéreas

Arquitectura de red UMTS
Arquitectura de red UMTS

UMTS combina tres interfaces aéreas terrestres diferentes , el núcleo de la Parte de Aplicación Móvil (MAP) de GSM y la familia de códecs de voz de GSM .

Las interfaces aéreas se denominan Acceso Radioeléctrico Terrestre UMTS (UTRA). [ 8 ] Todas las opciones de interfaz aérea forman parte de la IMT-2000 de la UIT . En la variante más popular actualmente para telefonía móvil celular, se utiliza W-CDMA (IMT Direct Spread). También se la conoce como "interfaz Uu", ya que conecta el equipo de usuario a la red de acceso radioeléctrico terrestre UMTS.

Los términos W-CDMA , TD-CDMA y TD-SCDMA son engañosos. Si bien sugieren simplemente un método de acceso al canal (es decir, una variante de CDMA ), en realidad son los nombres comunes para todos los estándares de interfaz aérea. [ 9 ]

W-CDMA (UTRA-FDD)

W-CDMA (WCDMA; Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha ), junto con UMTS-FDD, UTRA-FDD o IMT-2000 CDMA Direct Spread, es un estándar de interfaz aérea presente en las redes de telecomunicaciones móviles 3G . Admite servicios convencionales de voz, texto y MMS celulares , pero también puede transmitir datos a altas velocidades, lo que permite a los operadores móviles ofrecer aplicaciones de mayor ancho de banda, incluyendo transmisión de contenido y acceso a Internet de banda ancha. [ 10 ]

W-CDMA utiliza el método de acceso al canal DS-CDMA con un par de  canales de 5 MHz de ancho. En cambio, el sistema CDMA2000, su competidor , utiliza uno o más  canales disponibles de 1,25 MHz para cada dirección de comunicación. Los sistemas W-CDMA son ampliamente criticados por su elevado consumo de espectro, lo que retrasó su implementación en países que actuaron con relativa lentitud en la asignación de nuevas frecuencias específicamente para servicios 3G (como Estados Unidos).

Las bandas de frecuencia específicas definidas originalmente por el estándar UMTS son 1885–2025  MHz para la comunicación móvil-base (enlace ascendente) y 2110–2200  MHz para la comunicación base-móvil (enlace descendente). En EE. UU., se utilizan 1710–1755  MHz y 2110–2155 MHz, ya que la banda de 1900 MHz ya estaba en uso. [ 11 ] Si bien UMTS2100 es la banda UMTS más desplegada, algunos operadores UMTS de ciertos países utilizan las bandas de 850 MHz (900 MHz en Europa) y/o 1900 MHz (de forma independiente, lo que significa que el enlace ascendente y el descendente están dentro de la misma banda), especialmente en EE. UU. por AT&T Mobility , en Nueva Zelanda por Telecom New Zealand en la red móvil XT y en Australia por Telstra en la red Next G. Algunos operadores, como T-Mobile, utilizan números de banda para identificar las frecuencias UMTS. Por ejemplo, la banda I (2100 MHz), la banda IV (1700/2100 MHz) y la banda V (850 MHz).        

UMTS-FDD es un acrónimo de Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) – duplexación por división de frecuencia (FDD) y una versión estandarizada por 3GPP de las redes UMTS que utiliza la duplexación por división de frecuencia para la transmisión en modo dúplex a través de una interfaz aérea de Acceso Radioeléctrico Terrestre ( UTRA ) de UMTS. [ 12 ] 

W-CDMA es la base del servicio FOMA de NTT DoCoMo de Japón y el miembro más utilizado de la familia del Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS), y a veces se utiliza como sinónimo de UMTS. [ 13 ] Utiliza el método de acceso al canal DS-CDMA y el método de dúplex FDD para lograr velocidades más altas y admitir más usuarios en comparación con la mayoría de los esquemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y dúplex por división de tiempo (TDD) utilizados anteriormente .

Si bien no supone una mejora evolutiva en el lado aéreo, utiliza la misma red central que las redes GSM 2G desplegadas en todo el mundo, lo que permite el funcionamiento móvil de modo dual junto con GSM/ EDGE ; una característica que comparte con otros miembros de la familia UMTS.

Desarrollo

A finales de la década de 1990, NTT DoCoMo desarrolló W-CDMA como interfaz aérea para su red 3G FOMA . Posteriormente, NTT DoCoMo presentó la especificación a la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) como candidata para el estándar internacional 3G conocido como IMT-2000. La UIT finalmente aceptó W-CDMA como parte de la familia de estándares 3G IMT-2000, como alternativa a CDMA2000, EDGE y el sistema DECT de corto alcance . Más tarde, W-CDMA fue seleccionada como interfaz aérea para UMTS .

Como NTT DoCoMo no esperó a la finalización de la especificación 3G Release 99, su red fue inicialmente incompatible con UMTS. [ 14 ] Sin embargo, esto se ha resuelto mediante la actualización de la red de NTT DoCoMo.

A lo largo de los años, varias empresas han desarrollado redes de comunicación de acceso múltiple por división de código (CDMA), pero el desarrollo de redes de telefonía móvil basadas en CDMA (antes de W-CDMA) estuvo dominado por Qualcomm , la primera empresa en lograr una implementación CDMA práctica y rentable para teléfonos móviles de consumo. Su estándar inicial de interfaz aérea IS-95 evolucionó hasta convertirse en el estándar actual CDMA2000 (IS-856/IS-2000). Qualcomm creó un sistema CDMA de banda ancha experimental llamado CDMA2000 3x, que unificó las tecnologías de red W-CDMA ( 3GPP ) y CDMA2000 ( 3GPP2 ) en un único diseño para una interfaz aérea estándar mundial. La compatibilidad con CDMA2000 habría facilitado el roaming en redes existentes fuera de Japón, dado que las redes CDMA2000 de Qualcomm están ampliamente desplegadas, especialmente en América, con cobertura en 58 países a partir de 2006.Sin embargo, los requisitos divergentes dieron como resultado que el estándar W-CDMA se mantuviera y se implementara globalmente. W-CDMA se ha convertido entonces en la tecnología dominante con 457 redes comerciales en 178 países a abril de 2012. [ 15 ] Varios operadores de CDMA2000 incluso han convertido sus redes a W-CDMA para compatibilidad con roaming internacional y una ruta de actualización fluida a LTE .

A pesar de su incompatibilidad con los estándares de interfaz aérea existentes, su tardía introducción y el elevado coste de actualización que supone el despliegue de una tecnología de transmisor completamente nueva, W-CDMA se ha convertido en el estándar dominante.

Fundamentación de W-CDMA

W-CDMA transmite en un par de  canales de radio de 5 MHz de ancho, mientras que CDMA2000 transmite en uno o varios pares de  canales de radio de 1,25 MHz. Aunque W-CDMA utiliza una técnica de transmisión CDMA de secuencia directa como CDMA2000, no es simplemente una versión de banda ancha de CDMA2000 y difiere en muchos aspectos. Desde el punto de vista de la ingeniería, W-CDMA ofrece un equilibrio diferente entre coste, capacidad, rendimiento y densidad ; además, promete reducir el coste de los teléfonos con video. W-CDMA también podría ser más adecuado para su implementación en las ciudades densamente pobladas de Europa y Asia. Sin embargo, persisten obstáculos, y el acuerdo de licencias cruzadas de patentes entre Qualcomm y los proveedores de W-CDMA no ha eliminado posibles problemas de patentes debido a las características de W-CDMA que siguen estando cubiertas por patentes de Qualcomm. [ 16 ]

W-CDMA se ha desarrollado hasta convertirse en un conjunto completo de especificaciones, un protocolo detallado que define cómo se comunica un teléfono móvil con la torre, cómo se modulan las señales, cómo se estructuran los datagramas y cómo se especifican las interfaces del sistema, lo que permite la libre competencia en los elementos tecnológicos.

Despliegue

El primer servicio comercial W-CDMA del mundo, FOMA, fue lanzado por NTT DoCoMo en Japón en 2001.

En otros lugares, las implementaciones de W-CDMA suelen comercializarse bajo la marca UMTS.

La tecnología W-CDMA también se ha adaptado para su uso en comunicaciones por satélite en el Sistema de Objetivos para Usuarios Móviles de EE. UU. , utilizando satélites geoestacionarios en lugar de torres de telefonía móvil.

J-Phone Japan (antes Vodafone y ahora SoftBank Mobile ) pronto lanzó su propio servicio basado en W-CDMA, originalmente llamado "Vodafone Global Standard" y que afirmaba ser compatible con UMTS. El nombre del servicio se cambió a "Vodafone 3G" (ahora "SoftBank 3G") en diciembre de 2004.

A partir de 2003, Hutchison Whampoa lanzó gradualmente sus incipientes redes UMTS.

Desde que la UIT aprobó el servicio móvil 3G, la mayoría de los países han optado por subastar las frecuencias de radio a la empresa que ofreciera el mayor precio o por realizar un proceso de licitación en el que se solicitaba a las distintas empresas que presentaran sus compromisos en caso de obtener las licencias. Esta estrategia ha sido criticada por pretender agotar las reservas de efectivo de los operadores hasta el borde de la quiebra para que cumplan con sus ofertas o propuestas. La mayoría de ellos imponen plazos para el despliegue del servicio : deben alcanzar una determinada cobertura en una fecha específica o la licencia será revocada.  

Vodafone lanzó varias redes UMTS en Europa en febrero de 2004. MobileOne de Singapur lanzó comercialmente sus servicios 3G (W-CDMA) en febrero de 2005. Nueva Zelanda en agosto de 2005 y Australia en octubre de 2005.

AT&T Mobility utilizó una red UMTS, con HSPA+, desde 2005 hasta su cierre en febrero de 2022.

En marzo de 2007, Rogers, en Canadá, lanzó HSDPA en el distrito Golden Horseshoe de Toronto en W-CDMA a 850/1900  MHz y planea lanzar el servicio comercialmente en las 25 ciudades principales en octubre de 2007.

TeliaSonera lanzó el servicio W-CDMA en Finlandia el 13 de octubre de 2004, con velocidades de hasta 384  kbit/s. Disponible únicamente en las principales ciudades. El precio es de aproximadamente 2 €/MB.

SK Telecom y KTF , los dos mayores proveedores de servicios de telefonía móvil de Corea del Sur , comenzaron a ofrecer el servicio W-CDMA en diciembre de 2003. Debido a la escasa cobertura y la limitada variedad de terminales, el servicio W-CDMA apenas tuvo repercusión en el mercado coreano, dominado por CDMA2000. En octubre de 2006, ambas compañías ya cubrían más de 90 ciudades, mientras que SK Telecom anunció que proporcionaría cobertura nacional para su red WCDMA con el fin de ofrecer terminales SBSM (Single Band Single Mode) durante el primer semestre de 2007. Por consiguiente, KT Freecel reducirá al mínimo la financiación destinada al desarrollo de su red CDMA2000.

En Noruega , Telenor introdujo la tecnología W-CDMA en las principales ciudades a finales de 2004, mientras que su competidor, NetCom , hizo lo propio unos meses después. Ambos operadores cuentan con una cobertura nacional del 98 % en EDGE, pero Telenor dispone de redes de roaming WLAN paralelas en GSM, donde el servicio UMTS compite con esta. Por este motivo, Telenor dejó de ofrecer soporte para su servicio WLAN en Austria (2006).

Maxis Communications y Celcom , dos proveedores de servicios de telefonía móvil en Malasia , comenzaron a ofrecer servicios W-CDMA en 2005.

En Suecia , Telia introdujo la tecnología W-CDMA en marzo de 2004.

UTRA-TDD

UMTS-TDD, acrónimo de Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) – duplexación por división de tiempo (TDD), es una versión estandarizada por 3GPP de las redes UMTS que utilizan UTRA-TDD. [ 12 ] UTRA-TDD es una UTRA que utiliza duplexación por división de tiempo para la duplexación. [ 12 ] Si bien es una implementación completa de UMTS, se utiliza principalmente para proporcionar acceso a Internet en circunstancias similares a aquellas en las que podría utilizarse WiMAX . UMTS-TDD no es directamente compatible con UMTS-FDD: un dispositivo diseñado para usar un estándar no puede, a menos que esté específicamente diseñado para ello, funcionar en el otro, debido a la diferencia en las tecnologías de interfaz aérea y las frecuencias utilizadas. Se le conoce más formalmente como IMT-2000 CDMA-TDD o IMT 2000 División de Tiempo (IMT-TD). [ 17 ] [ 18 ] 

Las dos interfaces aéreas UMTS (UTRA) para UMTS-TDD son TD-CDMA y TD-SCDMA. Ambas interfaces aéreas utilizan una combinación de dos métodos de acceso al canal: acceso múltiple por división de código (CDMA) y acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). La banda de frecuencia se divide en intervalos de tiempo (TDMA), que a su vez se dividen en canales mediante códigos de dispersión CDMA. Estas interfaces aéreas se clasifican como TDD, ya que los intervalos de tiempo pueden asignarse tanto al tráfico de enlace ascendente como al de enlace descendente.

TD-CDMA (UTRA-TDD 3,84 Mcps Alta velocidad de chip (HCR))

TD-CDMA , acrónimo de Acceso Múltiple por División de Código y División de Tiempo , es un método de acceso al canal basado en el uso de acceso múltiple de espectro ensanchado (CDMA) a través de múltiples ranuras de tiempo ( TDMA ). TD-CDMA es el método de acceso al canal para UTRA-TDD HCR, acrónimo de UMTS Terrestrial Radio Access-Time Division Duplex High Chip Rate. [ 17 ]

Las interfaces aéreas de UMTS-TDD que utilizan la técnica de acceso al canal TD-CDMA están estandarizadas como UTRA-TDD HCR, que utiliza incrementos de 5 MHz de espectro, cada segmento dividido en tramas de 10 ms que contienen quince ranuras de tiempo (1500 por segundo). [ 17 ] Las ranuras de tiempo (TS) se asignan en un porcentaje fijo para el enlace descendente y el enlace ascendente. TD-CDMA se utiliza para multiplexar flujos desde o hacia múltiples transceptores. A diferencia de W-CDMA, no necesita bandas de frecuencia separadas para el enlace ascendente y descendente, lo que permite su implementación en bandas de frecuencia estrechas . [ 19 ]  

TD-CDMA forma parte de IMT-2000, definido como IMT-TD Time-Division (IMT CDMA TDD), y es una de las tres interfaces aéreas UMTS (UTRA), estandarizadas por el 3GPP en UTRA-TDD HCR. UTRA-TDD HCR está estrechamente relacionado con W-CDMA y proporciona los mismos tipos de canales siempre que sea posible. Las mejoras HSDPA/HSUPA de UMTS también se implementan bajo TD-CDMA. [ 20 ]

En Estados Unidos, esta tecnología se ha utilizado para la seguridad pública y para uso gubernamental en la ciudad de Nueva York y en algunas otras áreas.[ 21 ] En Japón, IPMobile planeó brindar servicio TD-CDMA en el año 2006, pero se retrasó, se cambió a TD-SCDMA y quebró antes de que el servicio comenzara oficialmente.

TD-SCDMA (UTRA-TDD 1,28 Mcps de baja velocidad de chip (LCR))

El acceso múltiple por división de código síncrono por división de tiempo (TD-SCDMA) o UTRA TDD 1,28 Mcps de baja tasa de chip (UTRA-TDD LCR) [ 18 ] [ 9 ] es una interfaz aérea [ 18 ] que se encuentra en las redes de telecomunicaciones móviles UMTS en China como alternativa a W-CDMA.

TD-SCDMA utiliza el método de acceso al canal TDMA combinado con un componente CDMA síncrono adaptativo [ 18 ] en  segmentos de espectro de 1,6 MHz, lo que permite su implementación en bandas de frecuencia aún más estrechas que TD-CDMA. Está estandarizado por el 3GPP y también se le conoce como "UTRA-TDD LCR". Sin embargo, el principal incentivo para el desarrollo de este estándar chino fue evitar o reducir las tarifas de licencia que deben pagarse a los titulares de patentes no chinos. A diferencia de otras interfaces aéreas, TD-SCDMA no formó parte de UMTS desde el principio, sino que se añadió en la versión 4 de la especificación.

Al igual que TD-CDMA, TD-SCDMA se conoce como IMT CDMA TDD dentro de IMT-2000.

El término "TD-SCDMA" es engañoso. Si bien sugiere que abarca solo un método de acceso al canal, en realidad es el nombre común para toda la especificación de la interfaz aérea. [ 9 ]

Las redes TD-SCDMA / UMTS-TDD (LCR) son incompatibles con las redes W-CDMA / UMTS-FDD y TD-CDMA / UMTS-TDD (HCR).

Objetivos

El protocolo TD-SCDMA fue desarrollado en la República Popular China por la Academia China de Tecnología de Telecomunicaciones (CATT), Datang Telecom y Siemens, con el objetivo de evitar la dependencia de la tecnología occidental. Esto se debe probablemente a razones prácticas, ya que otros formatos 3G requieren el pago de derechos de patente a un gran número de titulares de patentes occidentales.

Los defensores de TD-SCDMA también afirman que es más adecuado para áreas densamente pobladas. [ 18 ] Además, se supone que cubre todos los escenarios de uso, mientras que W-CDMA está optimizado para tráfico simétrico y macroceldas, mientras que TD-CDMA se utiliza mejor en escenarios de baja movilidad dentro de microceldas o picoceldas. [ 18 ]

La tecnología TD-SCDMA se basa en la tecnología de espectro ensanchado, lo que hace improbable que pueda eludir por completo el pago de derechos de licencia a los titulares de patentes occidentales. El lanzamiento de una red nacional TD-SCDMA se proyectó inicialmente para 2005 [ 22 ] , pero solo alcanzó pruebas comerciales a gran escala con 60 000 usuarios en ocho ciudades en 2008. [ 23 ]

El 7 de enero de 2009, China otorgó una licencia TD-SCDMA 3G a China Mobile . [ 24 ]

El 21 de septiembre de 2009, China Mobile anunció oficialmente que, a finales de agosto de 2009, contaba con 1.327.000 suscriptores de TD-SCDMA.

TD-SCDMA no se usa comúnmente fuera de China. [ 25 ]

Aspectos técnicos destacados

TD-SCDMA utiliza TDD, a diferencia del esquema FDD empleado por W-CDMA . Al ajustar dinámicamente el número de intervalos de tiempo utilizados para el enlace descendente y ascendente , el sistema puede gestionar con mayor facilidad el tráfico asimétrico con diferentes requisitos de velocidad de datos en ambos enlaces que los esquemas FDD. Dado que no requiere espectro emparejado para el enlace descendente y ascendente, también aumenta la flexibilidad en la asignación de espectro. El uso de la misma frecuencia portadora para el enlace ascendente y descendente implica que las condiciones del canal son las mismas en ambas direcciones, y la estación base puede deducir la información del canal descendente a partir de las estimaciones del canal ascendente, lo que facilita la aplicación de técnicas de formación de haces .

TD-SCDMA también utiliza TDMA además del CDMA utilizado en WCDMA. Esto reduce la cantidad de usuarios en cada intervalo de tiempo, lo que disminuye la complejidad de implementación de los esquemas de detección multiusuario y formación de haces, pero la transmisión discontinua también reduce la cobertura (debido a la mayor potencia pico necesaria), la movilidad (debido a la menor frecuencia de control de potencia ) y complica los algoritmos de gestión de recursos de radio .

La "S" en TD-SCDMA significa "síncrono", lo que implica que las señales de enlace ascendente se sincronizan en el receptor de la estación base mediante ajustes de temporización continuos. Esto reduce la interferencia entre usuarios de la misma ranura de tiempo que utilizan códigos diferentes, al mejorar la ortogonalidad entre ellos y, por lo tanto, aumentar la capacidad del sistema, aunque a costa de cierta complejidad de hardware para lograr la sincronización del enlace ascendente.

Historia

El 20 de enero de 2006, el Ministerio de Industria de la Información de la República Popular China anunció formalmente que TD-SCDMA era el estándar nacional para las telecomunicaciones móviles 3G. El 15 de febrero de 2006, se anunció un cronograma para el despliegue de la red en China, indicando que las pruebas precomerciales comenzarían tras la finalización de varias redes de prueba en ciudades seleccionadas. Estas pruebas se llevaron a cabo de marzo a octubre de 2006, pero los resultados fueron aparentemente insatisfactorios. A principios de 2007, el gobierno chino instruyó al principal operador de telefonía celular, China Mobile, para que construyera redes de prueba comerciales en ocho ciudades, y a los dos operadores de telefonía fija, China Telecom y China Netcom , para que construyeran una cada uno en otras dos ciudades. La construcción de estas redes de prueba estaba programada para finalizar durante el cuarto trimestre de 2007, pero los retrasos hicieron que la construcción no se completara hasta principios de 2008.

El estándar ha sido adoptado por 3GPP desde la versión 4, conocido como "UTRA TDD 1.28  Mcps Option". [ 18 ]

El 28 de marzo de 2008, China Mobile Group anunció las "pruebas comerciales" de TD-SCDMA para 60.000 usuarios de prueba en ocho ciudades a partir del 1 de abril de 2008. Las redes que utilizaban otros estándares 3G (WCDMA y CDMA2000 EV/DO) aún no se habían lanzado en China, ya que su lanzamiento se había retrasado hasta que TD-SCDMA estuviera listo para su comercialización.

En enero de 2009, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información (MIIT) de China tomó la inusual medida de otorgar licencias para tres estándares diferentes de telefonía móvil de tercera generación a tres operadores, un paso largamente esperado que se prevé que genere una inversión de 41 mil millones de dólares en nuevos equipos. El estándar desarrollado en China, TD-SCDMA, se asignó a China Mobile, el mayor operador de telefonía móvil del mundo por número de suscriptores. Esto parecía ser un esfuerzo por asegurar que el nuevo sistema contara con el respaldo financiero y técnico necesario para tener éxito. Las licencias para dos estándares 3G existentes, W-CDMA y CDMA2000 1xEV-DO , se asignaron a China Unicom y China Telecom, respectivamente. La tecnología de tercera generación, o 3G, permite la navegación web, el vídeo inalámbrico y otros servicios, y se espera que el inicio del servicio impulse un nuevo crecimiento de los ingresos.

La división técnica por parte del MIIT ha obstaculizado el desempeño de China Mobile en el mercado 3G, y tanto los usuarios como los ingenieros de China Mobile señalan la falta de teléfonos adecuados para usar en la red. [ 26 ] El despliegue de estaciones base también ha sido lento, lo que ha resultado en la falta de mejora del servicio para los usuarios. [ 27 ] La conexión de red en sí ha sido consistentemente más lenta que la de los otros dos operadores, lo que ha llevado a una fuerte caída en la cuota de mercado. Para 2011, China Mobile ya había centrado su atención en TD-LTE. [ 28 ] [ 29 ] Los cierres graduales de estaciones TD-SCDMA comenzaron en 2016. [ 30 ] [ 31 ]

Bandas de frecuencia y despliegues

A continuación se presenta una lista de redes de telecomunicaciones móviles que utilizan la tecnología TD-SCDMA / UMTS-TDD (LCR) de tercera generación.

UMTS-TDD sin licencia

En Europa, CEPT asignó el  rango de MHz 2010–2020 para una variante de UMTS-TDD diseñada para uso no licenciado y autogestionado. [ 34 ] Algunos grupos de telecomunicaciones y jurisdicciones han propuesto retirar este servicio en favor de UMTS-TDD con licencia, [ 35 ] debido a la falta de demanda y a la falta de desarrollo de una tecnología de interfaz aérea UMTS TDD adecuada para su implementación en esta banda.

Comparación con UMTS-FDD

El protocolo UMTS estándar utiliza UTRA-FDD como interfaz aérea y se conoce como UMTS-FDD . UMTS-FDD emplea W-CDMA para acceso múltiple y dúplex por división de frecuencia para la transmisión en modo dúplex, lo que significa que el enlace ascendente y el descendente se transmiten en frecuencias diferentes. UMTS suele transmitirse en las frecuencias asignadas a los servicios de telefonía móvil 1G , 2G o 3G en los países donde opera.

UMTS-TDD utiliza la multiplexación por división de tiempo, lo que permite que el enlace ascendente y el descendente compartan el mismo espectro. Esto permite al operador distribuir de forma más flexible el uso del espectro disponible según los patrones de tráfico. En el servicio telefónico convencional, se esperaría que el enlace ascendente y el descendente transmitieran cantidades de datos aproximadamente iguales (ya que cada llamada telefónica requiere una transmisión de voz en ambas direcciones), pero el tráfico orientado a Internet suele ser unidireccional. Por ejemplo, al navegar por un sitio web, el usuario envía comandos cortos al servidor, pero este responde enviando archivos completos, generalmente más grandes que dichos comandos.

UMTS-TDD suele utilizar frecuencias destinadas a servicios de internet móvil/inalámbrico, en lugar de frecuencias celulares existentes. Esto se debe, en parte, a que la transmisión dúplex TDD normalmente no está permitida en frecuencias celulares , PCS /PCN ni 3G. Las tecnologías TDD permiten aprovechar el espectro no emparejado sobrante.

En toda Europa, se proporcionan varias bandas específicamente para UMTS-TDD o para tecnologías similares. Estas son 1900  MHz y 1920  MHz, y entre 2010  MHz y 2025  MHz. En varios países, la banda de 2500 a 2690  MHz (también conocida como MMDS en EE. UU.) se ha utilizado para despliegues de UMTS-TDD. Además,  se ha asignado espectro en torno a los 3,5 GHz en algunos países, especialmente en Gran Bretaña, en un entorno tecnológicamente neutro. En la República Checa, UMTS-TDD también se utiliza en un rango de frecuencias alrededor de 872  MHz. [ 36 ]

Despliegue

UMTS-TDD se ha implementado en redes públicas y/o privadas en al menos diecinueve países de todo el mundo, con sistemas en funcionamiento en, entre otros países, Australia, República Checa, Francia, Alemania, Japón, Nueva Zelanda, Botsuana, Sudáfrica, Reino Unido y Estados Unidos.

Hasta el momento, su implementación en Estados Unidos ha sido limitada. Se ha seleccionado para una red de apoyo a la seguridad pública utilizada por los servicios de emergencia en Nueva York, [ 37 ] pero, aparte de algunos sistemas experimentales, en particular uno de Nextel , hasta ahora el estándar WiMAX parece haber ganado mayor aceptación como sistema general de acceso a Internet móvil.

Estándares en competencia

Existen diversos sistemas de acceso a Internet que proporcionan acceso a la red a alta velocidad. Entre ellos se incluyen WiMAX e HIPERMAN . UMTS-TDD ofrece la ventaja de poder utilizar la infraestructura UMTS/GSM existente del operador, si la tiene, e incluye modos UMTS optimizados para la conmutación de circuitos, por ejemplo, si el operador desea ofrecer servicio telefónico. El rendimiento de UMTS-TDD también es más consistente. Sin embargo, quienes implementan UMTS-TDD suelen tener problemas regulatorios para aprovechar algunos de los servicios que ofrece la compatibilidad con UMTS. Por ejemplo, el espectro UMTS-TDD en el Reino Unido no puede utilizarse para proporcionar servicio telefónico, aunque el regulador OFCOM está estudiando la posibilidad de permitirlo en el futuro. Pocos operadores que consideran UMTS-TDD disponen de infraestructura UMTS/GSM.

Además, los sistemas WiMAX e HIPERMAN proporcionan anchos de banda significativamente mayores cuando la estación móvil se encuentra cerca de la torre.

Al igual que la mayoría de los sistemas de acceso a internet móvil, muchos usuarios que de otro modo optarían por UMTS-TDD encontrarán sus necesidades cubiertas por la red Wi-Fi dispersa en numerosos restaurantes y centros de transporte, o por el acceso a internet que ya les proporciona su operador de telefonía móvil. En comparación, UMTS-TDD (y sistemas como WiMAX) ofrece un acceso móvil más estable y, por lo general, más rápido.

Red de acceso radioeléctrico

UMTS también especifica la Red Universal de Acceso Radioeléctrico Terrestre (UTRAN), que se compone de múltiples estaciones base, que posiblemente utilicen diferentes estándares de interfaz aérea terrestre y bandas de frecuencia.

UMTS y GSM/EDGE pueden compartir una red central (CN), lo que convierte a UTRAN en una red de acceso radioeléctrico alternativa a GERAN (GSM/EDGE RAN) y permite una conmutación (en su mayor parte) transparente entre las RAN según la cobertura disponible y las necesidades de servicio. Por ello, las redes de acceso radioeléctrico de UMTS y GSM/EDGE a veces se denominan colectivamente UTRAN/GERAN.

Las redes UMTS suelen combinarse con GSM/EDGE, esta última también parte de IMT-2000.

La interfaz UE ( Equipo de Usuario ) de la RAN (Red de Acceso Radioeléctrico) se compone principalmente de los protocolos RRC (Control de Recursos Radioeléctricos), PDCP (Protocolo de Convergencia de Datos de Paquetes), RLC (Control de Enlace Radioeléctrico) y MAC (Control de Acceso al Medio). El protocolo RRC gestiona el establecimiento de la conexión, las mediciones, los servicios de portadora de radio, la seguridad y las decisiones de transferencia. El protocolo RLC se divide principalmente en tres modos : Modo Transparente (TM), Modo Sin Confirmación (UM) y Modo Con Confirmación (AM). La funcionalidad de la entidad AM se asemeja a la operación TCP, mientras que la operación UM se asemeja a la operación UDP. En el modo TM, los datos se envían a las capas inferiores sin agregar ninguna cabecera a la SDU de las capas superiores. MAC gestiona la programación de datos en la interfaz aérea en función de los parámetros configurados en la capa superior (RRC). 

El conjunto de propiedades relacionadas con la transmisión de datos se denomina Portador de Radio (RB). Este conjunto de propiedades determina la cantidad máxima de datos permitida en un Intervalo de Tiempo de Transmisión (TTI). El RB incluye información RLC y mapeo de RB. El mapeo de RB determina la relación entre RB, canal lógico y canal de transporte. Los mensajes de señalización se envían en Portadores de Radio de Señalización (SRB) y los paquetes de datos (ya sean CS o PS) se envían en Portadores de Radio de datos. Los mensajes RRC y NAS se envían en SRB.

La seguridad incluye dos procedimientos: integridad y cifrado. La integridad valida el origen de los mensajes y garantiza que nadie (terceros o personas desconocidas) en la interfaz de radio los haya modificado. El cifrado asegura que nadie intercepte sus datos en la interfaz de radio. Tanto la integridad como el cifrado se aplican a los SRB, mientras que para los RB de datos solo se aplica el cifrado.

Red central

Con la función de aplicación móvil, UMTS utiliza el mismo estándar de red central que GSM/EDGE. Esto facilita la migración para los operadores GSM existentes. Sin embargo, la migración a UMTS sigue siendo costosa: si bien gran parte de la infraestructura central se comparte con GSM, el costo de obtener nuevas licencias de espectro y de implementar UMTS en las torres existentes es elevado.

La red central (CN) puede conectarse a diversas redes troncales , como Internet o una red telefónica ISDN ( Red Digital de Servicios Integrados ). UMTS (y GERAN) incluyen las tres capas inferiores del modelo OSI . La capa de red (OSI 3) incluye el protocolo de gestión de recursos de radio (RRM), que gestiona los canales de transmisión entre los terminales móviles y la red fija, incluyendo las transferencias de llamadas.

Bandas de frecuencia y anchos de banda de los canales

UARFCN

Un UARFCN ( abreviatura de UTRA, Absolute Radio Frequency Channel Number, donde UTRA significa UMTS Terrestrial Radio Access) se utiliza para identificar una frecuencia en las bandas de frecuencia UMTS .

Normalmente, el número de canal se obtiene a partir de la frecuencia en MHz mediante la fórmula Número de canal = Frecuencia * 5. Sin embargo, esto solo permite representar canales centrados en un múltiplo de 200  kHz, lo cual no se ajusta a las normas de licenciamiento en Norteamérica. 3GPP añadió varios valores especiales para los canales comunes de Norteamérica.

Asignación del espectro

En diciembre de 2004, se habían otorgado más de 130 licencias a operadores de todo el mundo, especificando la tecnología de acceso radioeléctrico W-CDMA basada en GSM. En Europa, el proceso de concesión de licencias se produjo al final de la burbuja tecnológica, y los mecanismos de subasta para la asignación establecidos en algunos países dieron lugar a precios extremadamente altos por las  licencias originales de 2100 MHz, especialmente en el Reino Unido y Alemania. En Alemania , los licitadores pagaron un total de 50.800 millones de euros por seis licencias, dos de las cuales fueron posteriormente abandonadas y amortizadas por sus compradores (Mobilcom y el consorcio Sonera / Telefónica ). Se ha sugerido que estas enormes tarifas de licencia tienen el carácter de un impuesto muy elevado sobre los ingresos futuros previstos para dentro de muchos años. En cualquier caso, los altos precios pagados llevaron a algunos operadores de telecomunicaciones europeos al borde de la quiebra (en particular, KPN ). En los últimos años, algunos operadores han amortizado total o parcialmente los costes de las licencias. Entre 2007 y 2009, las tres operadoras finlandesas comenzaron a utilizar  la red UMTS de 900 MHz en un acuerdo compartido con sus estaciones base GSM 2G circundantes para la cobertura en zonas rurales, una tendencia que se espera que se extienda por toda Europa en los próximos 1 a 3 años.

La  banda de 2100 MHz (enlace descendente alrededor de 2100  MHz y enlace ascendente alrededor de 1900  MHz) asignada a UMTS en Europa y la mayor parte de Asia ya se utiliza en Norteamérica. El  rango de 1900 MHz se utiliza para servicios 2G ( PCS ) y  el de 2100 MHz para comunicaciones por satélite. Sin embargo, los reguladores han liberado parte del  rango de 2100 MHz para servicios 3G, junto con un rango diferente alrededor de 1700  MHz para el enlace ascendente.

AT&T Wireless lanzó servicios UMTS en Estados Unidos a finales de 2004, utilizando exclusivamente el  espectro existente de 1900 MHz asignado para servicios 2G PCS. Cingular adquirió AT&T Wireless en 2004 y desde entonces ha lanzado UMTS en ciudades selectas de EE. UU. Cingular cambió su nombre a AT&T Mobility y desplegó [ 38 ] algunas ciudades con una red UMTS a 850  MHz para mejorar su red UMTS existente a 1900  MHz y ahora ofrece a los suscriptores una serie de teléfonos UMTS de doble banda 850/1900.

El despliegue de UMTS de T-Mobile en EE. UU. se centró inicialmente en la  banda de 1700 MHz. Sin embargo, T-Mobile ha estado migrando usuarios de 1700  MHz a 1900  MHz (PCS) para reasignar el espectro a los servicios 4G LTE . [ 39 ]

En Canadá, la cobertura UMTS se ofrece en las bandas de 850  MHz y 1900  MHz en las redes de Rogers y Bell-Telus. Bell y Telus comparten la red. Recientemente, nuevos proveedores como Wind Mobile , Mobilicity y Videotron han comenzado a operar en la banda de 1700  MHz.

En 2008, la operadora australiana Telstra sustituyó su red CDMA existente por una red 3G nacional basada en UMTS, denominada NextG , que opera en la  banda de 850 MHz. Actualmente, Telstra ofrece servicio UMTS en esta red, así como en la  red UMTS de 2100 MHz, mediante la participación en la empresa propietaria y administradora 3GIS. Esta empresa también es copropiedad de Hutchison 3G Australia , y esta es la red principal que utilizan sus clientes. Optus está desplegando una red 3G que opera en la  banda de 2100 MHz en ciudades y la mayoría de las poblaciones grandes, y en la  banda de 900 MHz en zonas regionales. Vodafone también está construyendo una red 3G que utiliza la  banda de 900 MHz.

En India, BSNL comenzó a ofrecer servicios 3G en octubre de 2009, empezando por las ciudades más grandes y expandiéndose posteriormente a las ciudades más pequeñas. Las bandas de 850  MHz y 900  MHz proporcionan una mayor cobertura en comparación con  las redes equivalentes de 1700/1900/2100 MHz, y son las más adecuadas para zonas regionales donde la distancia entre la estación base y el usuario es mayor.

Las operadoras de Sudamérica también están desplegando  redes de 850 MHz.

Interoperabilidad y roaming global

Los teléfonos UMTS (y las tarjetas de datos) son muy portátiles , ya que están diseñados para conectarse fácilmente a otras redes UMTS (siempre que los proveedores tengan acuerdos de roaming). Además, casi todos los teléfonos UMTS son dispositivos de modo dual UMTS/GSM, por lo que si un teléfono UMTS sale de la cobertura UMTS durante una llamada, esta se puede transferir automáticamente a la cobertura GSM disponible. Los cargos por roaming suelen ser considerablemente más altos que los cargos por uso normal. 

La mayoría de los licenciatarios de UMTS consideran que la itinerancia global transparente y generalizada es un aspecto importante. Para lograr un alto grado de interoperabilidad, los teléfonos UMTS suelen admitir varias frecuencias diferentes, además de su compatibilidad con GSM. Cada país admite distintas bandas de frecuencia UMTS : Europa inicialmente utilizaba 2100 MHz, mientras que la mayoría de los operadores en EE. UU. utilizan 850 MHz y 1900 MHz. T-Mobile ha lanzado una red en EE. UU. que opera a 1700 MHz (enlace ascendente) / 2100 MHz (enlace descendente), y estas bandas también se han adoptado en otras partes de EE. UU., Canadá y Latinoamérica. Un teléfono y una red UMTS deben admitir una frecuencia común para funcionar juntos. Debido a las frecuencias utilizadas, es probable que los primeros modelos de teléfonos UMTS diseñados para Estados Unidos no funcionen en otros lugares, y viceversa. Actualmente existen 11 combinaciones de frecuencias diferentes que se utilizan en todo el mundo , incluidas frecuencias que antes se usaban exclusivamente para servicios 2G.       

Los teléfonos UMTS pueden usar un Módulo de Identidad Universal del Abonado (USIM, por sus siglas en inglés) (basado en la tarjeta SIM de GSM ) y también funcionan (incluidos los servicios UMTS) con tarjetas SIM GSM. Este es un estándar global de identificación que permite a la red identificar y autenticar la USIM del teléfono. Los acuerdos de roaming entre redes permiten que las llamadas a un cliente se redirijan a él durante el roaming y determinan los servicios (y precios) disponibles para el usuario. Además de la información del abonado y la información de autenticación, la USIM proporciona espacio de almacenamiento para los contactos de la agenda telefónica. Los teléfonos pueden almacenar sus datos en su propia memoria o en la tarjeta USIM (que suele tener una capacidad de almacenamiento de contactos más limitada). Una USIM se puede transferir a otro teléfono UMTS o GSM, y este adoptará los datos de usuario de la USIM, lo que significa que es la USIM (y no el teléfono) la que determina el número de teléfono y la facturación de las llamadas realizadas desde él.

Japón fue el primer país en adoptar las tecnologías 3G, y como no habían utilizado GSM previamente, no tuvieron necesidad de incorporar compatibilidad con GSM en sus teléfonos y sus teléfonos 3G eran más pequeños que los disponibles en otros lugares. En 2002, la red FOMA 3G de NTT DoCoMo fue la primera red UMTS comercial ; utilizando una especificación de prelanzamiento, [ 40 ] inicialmente era incompatible con el estándar UMTS a nivel de radio, pero utilizaba tarjetas USIM estándar, lo que significaba que era posible el roaming basado en tarjetas USIM (transferir la tarjeta USIM a un teléfono UMTS o GSM cuando se viajaba). Tanto NTT DoCoMo como SoftBank Mobile (que lanzó 3G en diciembre de 2002) ahora utilizan UMTS estándar. 

Teléfonos móviles y módems

El Nokia 6650 , un teléfono móvil UMTS de principios de la década de 2000.

La mayoría de los principales fabricantes de teléfonos 2G también fabricaban teléfonos 3G. Los primeros terminales y módems 3G eran específicos para las frecuencias requeridas en su país, lo que significaba que solo podían usarse en otros países que utilizaran la misma frecuencia 3G (aunque podían recurrir al estándar GSM anterior, donde aún estuviera disponible). Canadá y Estados Unidos comparten frecuencias, al igual que la mayoría de los países europeos. El artículo «Bandas de frecuencia UMTS» ofrece una descripción general de las frecuencias de red UMTS en todo el mundo.

Mediante un router celular , una tarjeta PCMCIA o USB, los clientes pueden acceder a servicios de banda ancha 3G, independientemente del dispositivo que utilicen (como una tableta o una PDA ). Algunos programas se instalan automáticamente desde el módem, por lo que, en algunos casos, no se requieren conocimientos técnicos para conectarse a Internet en cuestión de segundos. Con un teléfono compatible con 3G y Bluetooth 2.0, se pueden conectar a Internet varios portátiles con Bluetooth. Algunos smartphones también pueden funcionar como punto de acceso WLAN móvil .

Existen muy pocos teléfonos o módems 3G disponibles que admitan todas las frecuencias 3G (UMTS 850/900/1700/1900/2100  MHz). En 2010, Nokia lanzó una gama de teléfonos con cobertura 3G pentabanda , incluidos el N8 y el E7 . Muchos otros teléfonos ofrecen más de una banda, lo que permite una amplia itinerancia. Por ejemplo, el iPhone 4 de Apple incluye un chipset cuatribanda que opera en 850/900/1900/2100  MHz, lo que permite su uso en la mayoría de los países donde se implementa UMTS-FDD.

Otros estándares competitivos

El principal competidor de UMTS es CDMA2000 (IMT-MC), desarrollado por 3GPP2 . A diferencia de UMTS, CDMA2000 es una actualización evolutiva del estándar 2G existente, cdmaOne, y puede operar dentro de las mismas asignaciones de frecuencia. Esto, junto con los menores requisitos de ancho de banda de CDMA2000, facilita su despliegue en el espectro existente. En algunos casos, pero no en todos, los operadores GSM existentes solo disponen de espectro suficiente para implementar UMTS o GSM, no ambos. Por ejemplo, en los bloques de espectro PCS D, E y F de EE. UU., la cantidad de espectro disponible es de 5  MHz en cada dirección. Un sistema UMTS estándar saturaría ese espectro. Donde se despliega CDMA2000, generalmente coexiste con UMTS. Sin embargo, en muchos mercados, la cuestión de la coexistencia es de poca relevancia, ya que existen obstáculos legislativos para el despliegue conjunto de dos estándares en la misma porción de espectro licenciada.

Otro competidor de UMTS es EDGE (IMT-SC), una actualización evolutiva del sistema GSM 2G que aprovecha el espectro GSM existente. Para los operadores inalámbricos, es mucho más fácil, rápido y considerablemente más económico integrar la funcionalidad EDGE actualizando su hardware de transmisión GSM existente para que sea compatible con EDGE, en lugar de tener que instalar equipos prácticamente nuevos para ofrecer UMTS. Sin embargo, al ser desarrollado por 3GPP al igual que UMTS, EDGE no es un verdadero competidor. En cambio, se utiliza como una solución temporal antes del despliegue de UMTS o como complemento para zonas rurales. Esto se facilita gracias a que las especificaciones GSM/EDGE y UMTS se desarrollan conjuntamente y se basan en la misma red central, lo que permite la operación en modo dual, incluyendo traspasos verticales .

El estándar chino TD-SCDMA también suele considerarse un competidor. TD-SCDMA se ha incorporado a la versión 4 de UMTS como UTRA-TDD 1,28 Mcps de baja velocidad de chip (UTRA-TDD LCR). A diferencia de TD-CDMA (UTRA-TDD 3,84 Mcps de alta velocidad de chip, UTRA-TDD HCR), que complementa a W-CDMA (UTRA-FDD), es apto tanto para microceldas como para macroceldas. Sin embargo, la falta de apoyo de los fabricantes le impide convertirse en un verdadero competidor.

Si bien la tecnología DECT es técnicamente capaz de competir con UMTS y otras redes celulares en áreas urbanas densamente pobladas, solo se ha implementado para teléfonos inalámbricos domésticos y redes privadas internas.

Todos estos competidores han sido aceptados por la UIT como parte de la familia de estándares 3G IMT-2000, junto con UMTS-FDD.

En lo que respecta al acceso a Internet, entre los sistemas competidores se incluyen WiMAX y Flash-OFDM .

Migración de GSM/GPRS a UMTS

Desde una red GSM/GPRS, se pueden reutilizar los siguientes elementos de red:

En una red de radiocomunicación GSM/GPRS, no se pueden reutilizar los siguientes elementos:

  • estación transceptora base (BTS)
  • controlador de estación base (BSC)
  • Unidad de control de paquetes (PCU)

Pueden permanecer en la red y utilizarse en operaciones de red dual, donde coexisten redes 2G y 3G mientras se lleva a cabo la migración de la red y se dispone de nuevos terminales 3G para su uso en la misma.

La red UMTS introduce nuevos elementos de red que funcionan según lo especificado por 3GPP:

La funcionalidad del MSC cambia al migrar a UMTS. En un sistema GSM, el MSC gestiona todas las operaciones de conmutación de circuitos, como la conexión de los suscriptores A y B a través de la red. En UMTS, la puerta de enlace de medios (MGW) se encarga de la transferencia de datos en redes de conmutación de circuitos. El MSC controla las operaciones de la MGW.

Problemas y cuestiones

Algunos países, incluidos los Estados Unidos, han asignado el espectro de forma diferente a las recomendaciones de la UIT , por lo que las bandas estándar más utilizadas para UMTS (UMTS-2100) no han estado disponibles. En esos países, se utilizan bandas alternativas, lo que impide la interoperabilidad de los equipos UMTS-2100 existentes y requiere el diseño y la fabricación de equipos diferentes para su uso en esos mercados. Al igual que ocurre actualmente con GSM900 , los equipos UMTS estándar de 2100 MHz no funcionarán en esos mercados. Sin embargo, parece que UMTS no sufre tantos problemas de compatibilidad de bandas de terminales como GSM, ya que muchos terminales UMTS son multibanda tanto en modo UMTS como en modo GSM. Los teléfonos móviles pentabanda (bandas de 850, 900, 1700, 2100 y 1900 MHz), cuatribanda GSM ( bandas de 850, 900, 1800 y 1900 MHz) y tribanda UMTS ( bandas de 850, 1900 y 2100 MHz) se están volviendo más comunes. [ 41 ]    

En sus inicios , UMTS tuvo problemas en muchos países: los primeros en llegar al mercado fueron teléfonos pesados ​​con poca duración de batería, un mercado muy sensible al peso y al diseño. El Motorola A830, un teléfono de lanzamiento en la red 3 de Hutchison, pesaba más de 200 gramos e incluso incluía una cámara desmontable para reducir su peso. Otro problema importante era la fiabilidad de las llamadas, relacionada con problemas en la transferencia de UMTS a GSM. Los clientes experimentaban cortes en sus conexiones, ya que la transferencia solo era posible en una dirección (UMTS → GSM), y el teléfono solo volvía a UMTS después de colgar. En la mayoría de las redes del mundo, esto ya no es un problema. 

En comparación con GSM, las redes UMTS requerían inicialmente una mayor densidad de estaciones base . Para una red UMTS completa con funciones de vídeo bajo demanda , era necesario instalar una estación base cada 1-1,5 km (0,62-0,93 millas) . Esto ocurría cuando solo se utilizaba la banda de 2100 MHz; sin embargo, con el creciente uso de bandas de menor frecuencia (como 850 y 900 MHz), esto ya no es así. Esto ha llevado a que los operadores hayan aumentado el despliegue de redes de banda baja desde 2006.    

Incluso con las tecnologías actuales y la banda baja de UMTS, la telefonía y los datos a través de UMTS requieren más energía que en redes GSM comparables. Apple Inc. citó [ 42 ] el consumo de energía de UMTS como la razón por la que el iPhone de primera generación solo admitía EDGE. En el lanzamiento del iPhone 3G, se indica que el tiempo de conversación en UMTS es la mitad del disponible cuando el dispositivo está configurado para usar GSM. Otros fabricantes también indican una duración de la batería diferente para el modo UMTS en comparación con el modo GSM. A medida que mejoran la tecnología de las baterías y las redes, este problema está disminuyendo.

Problemas de seguridad

Ya en 2008 se sabía que las redes de operadores podían utilizarse para recopilar subrepticiamente información sobre la ubicación de los usuarios. [ 43 ] En agosto de 2014, el Washington Post informó sobre la comercialización generalizada de sistemas de vigilancia que utilizaban protocolos del Sistema de Señalización n.° 7 (SS7) para localizar a quienes llamaban en cualquier parte del mundo. [ 43 ]

En diciembre de 2014, se supo que las propias funciones del SS7 podían ser reutilizadas para la vigilancia, debido a su seguridad laxa, con el fin de escuchar llamadas en tiempo real o grabar llamadas y mensajes de texto cifrados para su posterior descifrado, o para defraudar a usuarios y operadores de telefonía móvil. [ 44 ]

Deutsche Telekom y Vodafone declararon el mismo día que habían corregido las deficiencias en sus redes, pero que el problema es global y solo puede resolverse con una solución que abarque todo el sistema de telecomunicaciones. [ 45 ]

Comunicados

La evolución de UMTS progresa según las versiones planificadas. Cada versión está diseñada para introducir nuevas funciones y mejorar las existentes.

Lanzamiento '99

  • Servicios al portador
  • Interruptor de circuito de 64  kbit/s
  • Conmutación de paquetes de 384  kbit/s
  • Servicios de localización
  • Servicio de llamadas: compatible con el Sistema Global para Comunicaciones Móviles ( GSM ), basado en el Módulo de Identidad Universal del Abonado (USIM).
  • Características de calidad de voz : funcionamiento libre en tándem. 
  • Frecuencia 2,1  GHz

Versión 4

  • Radio Edge
  • Mensajería multimedia
  • MExE (Entorno de Ejecución Móvil)
  • Servicios de localización mejorados
  • Servicios multimedia IP (IMS)
  • TD-SCDMA (UTRA-TDD 1,28 Mcps de baja velocidad de chip)

Versión 5

Versión 6

  • integración de WLAN
  • Transmisión multimedia y multidifusión
  • Mejoras en el IMS
  • HSUPA
  • DPCH fraccional

Versión 7

  • L2 mejorado
  • 64 QAM, MIMO
  • Voz sobre HSPA
  • CPC – conectividad continua de paquetes 
  • FRLC – RLC flexible 

Versión 8

Versión 9

Véase también

Otros estándares 3G y 4G que no son UMTS

Otra información

Referencias

Citas

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Bibliografía

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  • Ahonen y Barrett (editores), Servicios para UMTS (Wiley, 2002), primer libro sobre los servicios para 3G, ISBN 978-0-471-48550-6.
  • Holma y Toskala (editores), WCDMA para UMTS , (Wiley, 2000) primer libro dedicado a la tecnología 3G, ISBN 978-0-471-72051-5.
  • Kreher y Ruedebusch, Señalización UMTS: Interfaces, protocolos, flujos de mensajes y procedimientos UMTS analizados y explicados (Wiley 2007), ISBN 978-0-470-06533-4.
  • Laiho, Wacker y Novosad, Planificación y optimización de redes de radio para UMTS (Wiley, 2002), primer libro sobre planificación de redes de radio para 3G, ISBN 978-0-470-01575-9.
  • Muratore, Flavio. UMTS: comunicaciones móviles para el futuro. John Wiley & Sons, Inc., 2000. ISBN 978-0-471-49829-2.

Documentación

  • Serie de especificaciones 3GPP 25 : Aspectos de radio de 3G, incluyendo UMTS. 
  • TS 25.201 Capa física – Descripción general  – Describe las diferencias básicas entre FDD y TDD. 
  • TS 25.211 Canales físicos y asignación de canales de transporte a canales físicos (FDD)
  • TS 25.221 Canales físicos y asignación de canales de transporte a canales físicos (TDD)
  • TS 25.212 Multiplexación y codificación de canales (FDD)
  • TS 25.222 Multiplexación y codificación de canales (TDD)
  • TS 25.213 Dispersión y modulación (FDD)
  • TS 25.223 Propagación y modulación (TDD)
  • TS 25.214 Procedimientos de la capa física (FDD)
  • TS 25.224 Procedimientos de la capa física (TDD)
  • TS 25.215 Capa física – Mediciones (FDD) 
  • TS 25.225 Capa física – Mediciones (TDD) 
  • 3gpp.org – Estándar del Proyecto de Asociación de Tercera Generación 
  • Esquemas de numeración de las especificaciones 3GPP
  • Vocabulario para las especificaciones 3GPP, hasta la versión 8.
  • Comparación del presupuesto de enlace UMTS LTE
  • Preguntas frecuentes sobre UMTS en UMTS World
  • Asignaciones de frecuencias W-CDMA a nivel mundial en UMTS World
  • Alianza UMTS TDD La Alianza Global UMTS TDD
  • Congreso Mundial 3GSM archivado el 23 de febrero de 2001 en Wayback Machine.
  • Tabla de proveedores de UMTS
  • Enciclopedia LTE archivada el 27/01/2016 en Wayback Machine .
  • Foro TD-SCDMA
  • Alianza industrial TD-SCDMA
  • Preguntas frecuentes sobre UMTS