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COMITÉ CONSULTIVO PERMANENTE DE PERITOS EN TELECOMUNICACIONES CURSOS DE ACTUALIZACION Septiembre 2009 Jorge González y González.

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1 COMITÉ CONSULTIVO PERMANENTE DE PERITOS EN TELECOMUNICACIONES CURSOS DE ACTUALIZACION Septiembre 2009 Jorge González y González

2 3 G EVOLUCION TECNOLOGICA DE LAS REDES MOVILES MAYO 2009 MAYO 2009 Jorge González y González

3 CAPACIDAD DE CANAL Capacidad de canal En Teoría de la Información, la capacidad de un canal de comunicación es la cantidad máxima de información que puede transportar dicho canal de forma fiable, es decir, con una probabilidad de error tan pequeña como se quiera. Normalmente se expresa en bits/s (bps).Teoría de la Información información Definición matemática Existen dos definiciones equivalentes entre sí del concepto de capacidad de un canal, una es para canales de tiempo continuo y la otra es para canales de tiempo discreto. Definición para canales continuos La definición de capacidad para canales continuos exige utilizar el Teorema del muestreo y algunos otros conceptos de teoría de la señal, además de los conceptos puramente estadísticos.Teorema del muestreoteoría de la señal Ampliando los estudios del físico Harry Nyquist, compañero en los Laboratorios Bell, Claude Shannon demostró que la capacidad teórica máxima de un canal de comunicaciones limitado en banda con ruido AWGN (ruido blanco aditivo gausiano) responde a la ecuación:Harry NyquistLaboratorios BellClaude Shannoncanal de comunicacionesbandaruido blanco C= BW log2 (1+ S/N) bps La ecuación anterior muestra que la capacidad de un canal está limitada por su ancho de banda (B) y por su relación señal/ruido (SNR).canalancho de banda relación señal/ruido Bit físico vs bit de información En la ecuación de capacidad, el término "bit" no se refieren a un bit "físico" (por ejemplo un "0" lógico o un "1" lógico almacenado en una memoria digital) sino a un bit de información (entropía).entropía

4 Generaciones de Redes móviles: 1G Redes de acceso analógico (1980) 1G Redes de acceso analógico (1980) NMT NMT AMPS AMPS TACS TACS 2G Redes de acceso digital (1990) 2G Redes de acceso digital (1990) DAMPS DAMPS CDMA-ONE CDMA-ONE GSM GSM 2.5G Redes de acceso digital con mejoras para servicios de datos. 2.5G Redes de acceso digital con mejoras para servicios de datos. CDMA 1X (144 Kbps) CDMA 1X (144 Kbps) GPRS ( 30 Kbps ) GPRS ( 30 Kbps ) EDGE (144 Kbps) EDGE (144 Kbps) 3G Redes de acceso digital con servicios y velocidades para datos comparables a las redes alámbricas. 3G Redes de acceso digital con servicios y velocidades para datos comparables a las redes alámbricas. UMTS = WCDMA UMTS = WCDMA CDMA X EVDO CDMA X EVDO CDMA X CDMA X

5 UMTS Universal Mobile Telephone System ITU IMT – 2000 IMT – 2000 Future Land Mobile Telecommunication Services. ITU – R.M especifica 5 tipos de redes para 3G.

6 ITU – R.M IMT- DS = UMTS = WCDMA = UTRAN IMT- DS = UMTS = WCDMA = UTRAN IMT- MC = CDMA 2000 IMT- MC = CDMA 2000 IMT- TC = UTRAN TDD IMT- TC = UTRAN TDD IMT- SC = WC – 136 IMT- SC = WC – 136 IMT- FT = DECT IMT- FT = DECT Interfaces de Radio Para IMT – 2000

7 Tipos de Core Networks 3G (Protocolos dentro de las redes) (Protocolos entre los nodos de las redes) MAP / SS7 basado en GSM MAP / SS7 basado en GSM ANSI – 41 / 1S- 634 basado en CDMA 1x ANSI – 41 / 1S- 634 basado en CDMA 1x IP IP

8 Grupos de Investigación y Desarrollo 3G. UMTS 3GPP UMTS 3GPP CDMA GPP2 CDMA GPP2

9 ALCATEL – LUCENT ALCATEL – LUCENT ERICSSON ERICSSON NOKIA – SIEMENS NOKIA – SIEMENS HUAWEI HUAWEI ZTE ZTE Proveedores de Tecnología 3G - UMTS

10 Para qué incrementar los anchos de banda? Aplicaciones: WAP browsing 8 a 32 Kbps. WAP browsing 8 a 32 Kbps. MMS 8 a 64 Kbps. MMS 8 a 64 Kbps. Videotelefonía Kbps. Videotelefonía Kbps. WEB browsing > 1Mbps. WEB browsing > 1Mbps. Video / audio streaming 32 1 Mbps. Video / audio streaming 32 1 Mbps.

11 HSDPA High Speed Downlink Packet Access HSDPA High Speed Downlink Packet Access HSDPA High Speed Uplink Packet Access HSDPA High Speed Uplink Packet Access HSDPA High Speed Packet Access HSDPA High Speed Packet Access …. muy pronto LTE =Long Term Evolution 3G Nuevos Desarrollos:

12 Evolución Tecnológica: DL: 474 Kbps DL: 474 Kbps EDGE EDGE UL:474 Kbps UL:474 Kbps DL:14.4 Mbps DL:14.4 Mbps UMTS HSDPA Con MHZ UMTS HSDPA Con MHZ UL:384 Kbps UL:384 Kbps DL:14.4 Mbps DL:14.4 Mbps UMTS Con MHZ UMTS Con MHZ HSDPA/HSUPA UL:5.76 Mbps DL: 28 Mbps DL: 28 Mbps UMTS HSPA Con MHZ UMTS HSPA Con MHZ UL:11.5 Mbps UL:11.5 Mbps DL:100 Mbps DL:100 Mbps 3GPP LTE Con MHZ 3GPP LTE Con MHZ UL:50 Mbps UL:50 Mbps

13 DL: 2.4 Mbps DL: 2.4 Mbps EVDO REV 0 Con MHZ EVDO REV 0 Con MHZ UL:153 Kbps UL:153 Kbps DL:3.1 Mbps DL:3.1 Mbps EVDO REV A Con MHZ EVDO REV A Con MHZ UL:1.8 Mbps UL:1.8 Mbps DL:14.7 Mbps DL:14.7 Mbps EVDO REV B Con MHZ EVDO REV B Con MHZ UL:4.9 Mbps UL:4.9 Mbps DL:100 Mbps DL:100 Mbps EVDO REV C Con MHZ EVDO REV C Con MHZ UL:50 Mbps UL:50 Mbps

14 Evolución WIMAX MOVIL: DL: 23 Mbps DL: 23 Mbps WIMAX FASE 1 10 MHZ TDD WIMAX FASE 1 10 MHZ TDD UL: 4 Mbps UL: 4 Mbps DL:46 Mbps DL:46 Mbps WIMAX FASE 2 10 MHZ TDD WIMAX FASE 2 10 MHZ TDD UL:4 Mbps UL:4 Mbps

15 ESQUEMAS DE MODULACION EDGE: ESQUEMA ESQUEMA MODULACIÓN MODULACIÓN THROUGHPUT POR TS (Kbps) MSC – 9 MSC – 9 8 PSK 8 PSK MSC – 8 MSC – 8 8 PSK 8 PSK MSC – 7 MSC – 7 8 PSK 8 PSK MSC – 6 MSC – 6 8 PSK 8 PSK MSC – 5 MSC – 5 8 PSK 8 PSK MSC – 4 MSC – 4 GMSK GMSK MSC – 3 MSC – 3 GMSK GMSK MSC – 2 MSC – 2 GMSK GMSK MSC – 1 MSC – 1 GMSK GMSK

16 HSDPA Terminal Categories: HS- DSCH CATEGORY MAXIMUM MAXIMUM NUMBER OF NUMBER OF HS- DSH CODES L1 PEAK RATE (Mbps) L1 PEAK RATE (Mbps) QPSK/ 16QAM QPSK/ 16QAM Category Both19200 Category Both28800 Category Both28800 Category Both38400 Category Both57600 Category Both67200 Category Both Category Both Category Both Category Both Category QPSK14400 Category QPSK28800

17 HSUPA Peak Throughput Rates: HSUPA CATEGORY CODES X SPREADING TTI TRANSP BLOCK SIZE DATA RATE 1 1 X SF Mbps 2 2 X SF Mbps 2 2 X SF Mbps 3 2 X SF Mbps 1.46 Mbps 4 2 X SF Mbps 2 Mbps 4 2 X SF Mbps 2.9 Mbps 5 2 X SF Mbps 6 2XSF4 +2XSF Mbps 6 2XSF4 +2XSF Mbps

18 Bands For UMTS Deployment. Up to 190 MHZ New 3G band 2x60 MHZ WCDMA band 2x45 MHZ New 3G band in USA 2x75 MHZ 1800 in Europe, Asia and Brazil 2x30 MHZ 1700 in Japan and China with 2x30 MHZ 2x35 MHZ Europe, Asia and Brazil 2x25 MHZ Americas, Japan, Asia 2x60 MHZ PCS band in USA and Americas / , / 1700

19 PERFORMANCE OF DIFFERENT WIRELESS TECHNOLOGIES: DOWNLINKUPLINK Peak Network Speed Peak Achievable User Rate Peak Network Speed Peak Achievable User Rate GPRS (CS1- 2, type 2 MS) Kbps GPRS (CS1- 2, type 1 MS) 53.6 Kbps 40 Kbps 53.6 Kbps 40 Kbps GPRS (CS1- 4, type 2 MS) Kbps GPRS (CS1- 4, type 1 MS) 85.6 Kbps EDGE (type 2 MS) Kbps 400 Kbps Kbps 400 Kbps EDGE (type 1 MS) Kbps 200 Kbps Kbps 200 Kbps Evolved EDGE (type 1 MS) Kbps 500 Kbps Kbps 250 Kbps Evolved EDGE (type 2 MS) Kbps 1.0 Mbps Kbps 500 Kbps UMTS WCDMA Rel99 (Theoretical) Mbps 768 Kbps UMTS WCDMA Rel99 (Practical Terminal) 384 Kbps 350 Kbps 384 Kbps 350 Kbps HSDPA Initial Devices 1.8 Mbps > 1 Mbps 384 Kbps 350 Kbps HSDPA Current Devices 3.6 Mbps > 2 Mbps 384 Kbps 350 Kbps HSDPA Future Devices 7.2 Mbps > 3 Mbps 384 Kbps 350 Kbps HSDPA Theoretical Peak 14.4 Mbps 5.76 Mbps HSDPA Initial Implementation 7.2 Mbps > 4 Mbps 1.46 Mbps 1 Mbps

20 Throughput…:Throughput…: DOWNLINKUPLINK Peak Network Speed Peak Achievable User Rate Peak Network Speed Peak Achievable User Rate HSPA Future Implementation 7.2 Mbps 5.76 Mbps HSPA Theoretical Peak 14.4 Mbps 5.76 Mbps HSPA + (2x2 MIMO, 16-QAM) 28 Mbps 11.5 Mbps 3GPP LTE Targets(in 20 MHZ bandwidth) 100 Mbps 50 Mbps CDMA2000 1XRTT 153 Kbps 130 Kbps 153 Kbps 130 Kbps CDMA2000 1XRTT Theoretical Peak 307 Kbps CDMA2000 EV-DO Rev Mbps > 1 Mbps 153 Kbps 150 Kbps CDMA2000 EV-DO Rev 0 Theoretical Peak 2.4 Mbps 307 Kbps CDMA2000 EV-DO Rev A expected and theoretical 3.1 Mbps > 1 Mbps 1.8 Mbps 900 Kbps CDMA2000 EV-DO Rev B expected (3 radio channels) 9.3 Mbps 5.4 Mbps CDMA2000 EV-DO Rev B Theoretical(15 radio channels) 73.5 Mbps 27 Mbps CDMA2000 EV-DO Rev C Goals 100 Mbps 50 Mbps e WIMAX expected phase 1 (10 MHZ TDD DL/UL=3, 1X2SIMO 23 Mbps 4 Mbps e WIMAX expected phase 2 (10 MHZ TDD DL/UL=3, 2X2MIMO 46 Mbps 4 Mbps

21 Performance Relative to Theoretical Limits for HSPDA, EV-DO, and IEEE e Achievable Efficiency (bps/HZ) Required SNR (dB) -15 Shannon bound Shannon bound with 3dB margin HSDPA EV- DO IEEE e x x x x x x


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