comitÉ consultivo permanente de peritos en telecomunicaciones
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COMITÉ CONSULTIVO PERMANENTE DE PERITOS EN TELECOMUNICACIONES. CURSOS DE ACTUALIZACION. Jorge González y González. Septiembre 2009. 3 G. EVOLUCION TECNOLOGICA DE LAS REDES MOVILES. Jorge González y González. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
COMITÉ CONSULTIVO COMITÉ CONSULTIVO PERMANENTE DE PERITOS EN PERMANENTE DE PERITOS EN TELECOMUNICACIONESTELECOMUNICACIONES
CURSOS DE ACTUALIZACION CURSOS DE ACTUALIZACION
Septiembre 2009Septiembre 2009Septiembre 2009Septiembre 2009
Jorge González y GonzálezJorge González y González
3 G3 G3 G3 G
EVOLUCION TECNOLOGICA DE LAS EVOLUCION TECNOLOGICA DE LAS REDES MOVILESREDES MOVILES
MAYO 2009MAYO 2009
MAYO 2009MAYO 2009
Jorge González y GonzálezJorge González y González
CAPACIDAD DE CANALCapacidad de canalEn 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).
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.
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:
C= BW log2 (1+ S/N) bpsLa ecuación anterior muestra que la capacidad de un canal está limitada por su ancho de banda (B) y por su
relación señal/ruido (SNR). 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).
Generaciones de Redes móviles:Generaciones de Redes móviles:Generaciones de Redes móviles:Generaciones de Redes móviles:
1G Redes de acceso analógico (1980)1G Redes de acceso analógico (1980)
NMTNMT
AMPSAMPS
TACSTACS 2G Redes de acceso digital (1990)2G Redes de acceso digital (1990)
DAMPSDAMPS
CDMA-ONECDMA-ONE
GSMGSM 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 3G Redes de acceso digital con servicios y velocidades para datos
comparables a las redes alámbricas.comparables a las redes alámbricas.
UMTS = WCDMAUMTS = WCDMA
CDMA 2000 1X EVDOCDMA 2000 1X EVDO
CDMA 2000 3X CDMA 2000 3X
UMTS Universal Mobile Telephone System
ITU IMT – 2000
IMT – 2000 Future Land Mobile Telecommunication Services.
ITU – R.M. 1457 especifica 5 tipos de redes para 3G.
ITU – R.M. - 1457ITU – R.M. - 1457ITU – R.M. - 1457ITU – R.M. - 1457
IMT- DS = UMTS = WCDMA = UTRANIMT- DS = UMTS = WCDMA = UTRAN
IMT- MC = CDMA 2000IMT- MC = CDMA 2000
IMT- TC = UTRAN TDDIMT- TC = UTRAN TDD
IMT- SC = WC – 136IMT- SC = WC – 136
IMT- FT = DECTIMT- FT = DECT
Interfaces de Radio Para IMT – 2000
Tipos de “Core Networks 3G”Tipos de “Core Networks 3G”Tipos de “Core Networks 3G”Tipos de “Core Networks 3G”
(Protocolos dentro de las redes)(Protocolos dentro de las redes)
(Protocolos entre los nodos de las redes)(Protocolos entre los nodos de las redes)
MAP / SS7 basado en GSMMAP / SS7 basado en GSM ANSI – 41 / 1S- 634 basado en CDMA 1xANSI – 41 / 1S- 634 basado en CDMA 1x IPIP
Grupos de Investigación y Desarrollo 3G.Grupos de Investigación y Desarrollo 3G.Grupos de Investigación y Desarrollo 3G.Grupos de Investigación y Desarrollo 3G.
UMTS 3GPPUMTS 3GPP
CDMA 2000 3GPP2CDMA 2000 3GPP2
ALCATEL – LUCENTALCATEL – LUCENT ERICSSONERICSSON NOKIA – SIEMENSNOKIA – SIEMENS HUAWEIHUAWEI ZTEZTE
Proveedores de Tecnología 3G - UMTSProveedores de Tecnología 3G - UMTSProveedores de Tecnología 3G - UMTSProveedores de Tecnología 3G - UMTS
Para qué incrementar los anchos de banda?Para qué incrementar los anchos de banda?
Aplicaciones:Aplicaciones:
WAP browsing 8 a 32 Kbps.WAP browsing 8 a 32 Kbps. MMS 8 a 64 Kbps.MMS 8 a 64 Kbps. Videotelefonía 64 384 Kbps.Videotelefonía 64 384 Kbps. WEB browsing > 1Mbps.WEB browsing > 1Mbps. Video / audio streaming 32 1 Mbps.Video / audio streaming 32 1 Mbps.
HSDPA High Speed Downlink Packet AccessHSDPA High Speed Downlink Packet Access HSDPA High Speed Uplink Packet AccessHSDPA High Speed Uplink Packet Access HSDPA High Speed Packet AccessHSDPA High Speed Packet Access
……. muy pronto LTE =Long Term Evolution. muy pronto LTE =Long Term Evolution
3G Nuevos Desarrollos:3G Nuevos Desarrollos:3G Nuevos Desarrollos:3G Nuevos Desarrollos:
Evolución Tecnológica:Evolución Tecnológica: DL: 474 KbpsDL: 474 Kbps EDGE EDGE UL:474 KbpsUL:474 Kbps
DL:14.4 MbpsDL:14.4 Mbps UMTS HSDPA Con 5 + 5 MHZUMTS HSDPA Con 5 + 5 MHZ UL:384 KbpsUL:384 Kbps
DL:14.4 MbpsDL:14.4 Mbps UMTS Con 5 + 5 MHZUMTS Con 5 + 5 MHZHSDPA/HSUPA UL:5.76 MbpsHSDPA/HSUPA UL:5.76 Mbps
DL: 28 MbpsDL: 28 Mbps UMTS HSPA Con 5 + 5 MHZ UMTS HSPA Con 5 + 5 MHZ UL:11.5 MbpsUL:11.5 Mbps DL:100 MbpsDL:100 Mbps 3GPP LTE Con 20 + 20 MHZ3GPP LTE Con 20 + 20 MHZ UL:50 MbpsUL:50 Mbps
DL: 2.4 MbpsDL: 2.4 Mbps EVDO REV 0 Con 1.25 + 1.25 MHZEVDO REV 0 Con 1.25 + 1.25 MHZ UL:153 KbpsUL:153 Kbps
DL:3.1 MbpsDL:3.1 Mbps EVDO REV A Con 1.25 + 1.25 MHZEVDO REV A Con 1.25 + 1.25 MHZ UL:1.8 MbpsUL:1.8 Mbps
DL:14.7 MbpsDL:14.7 Mbps EVDO REV B Con 5 + 5 MHZ EVDO REV B Con 5 + 5 MHZ UL:4.9 MbpsUL:4.9 Mbps DL:100 MbpsDL:100 Mbps EVDO REV C Con 20 + 20 MHZEVDO REV C Con 20 + 20 MHZ UL:50 MbpsUL:50 Mbps
Evolución WIMAX MOVIL:Evolución WIMAX MOVIL:
DL: 23 MbpsDL: 23 Mbps WIMAX FASE 1 10 MHZ TDDWIMAX FASE 1 10 MHZ TDD UL: 4 MbpsUL: 4 Mbps
DL:46 MbpsDL:46 Mbps WIMAX FASE 2 10 MHZ TDDWIMAX FASE 2 10 MHZ TDD UL:4 MbpsUL:4 Mbps
ESQUEMAS DE MODULACION EDGE:ESQUEMAS DE MODULACION EDGE:ESQUEMAS DE MODULACION EDGE:ESQUEMAS DE MODULACION EDGE:
ESQUEMAESQUEMA
MODULACIÓNMODULACIÓN
THROUGHPUT THROUGHPUT POR TS (Kbps)POR TS (Kbps)
MSC – 9MSC – 9 8 PSK8 PSK 59.259.2
MSC – 8 MSC – 8 8 PSK8 PSK 54.454.4
MSC – 7 MSC – 7 8 PSK8 PSK 44.844.8
MSC – 6 MSC – 6 8 PSK8 PSK 29.629.6
MSC – 5 MSC – 5 8 PSK8 PSK 22.422.4
MSC – 4 MSC – 4 GMSKGMSK 17.617.6
MSC – 3 MSC – 3 GMSKGMSK 14.814.8
MSC – 2 MSC – 2 GMSKGMSK 11.211.2
MSC – 1 MSC – 1 GMSKGMSK 8.88.8
HSDPA Terminal Categories:HSDPA Terminal Categories:HSDPA Terminal Categories:HSDPA Terminal Categories:
HS- DSCHHS- DSCHCATEGORYCATEGORY
MAXIMUM MAXIMUM NUMBER NUMBER
OFOFHS- DSH HS- DSH CODESCODES
L1 PEAK L1 PEAK RATE RATE
(Mbps)(Mbps)
QPSK/ QPSK/ 16QAM16QAM
Category 1Category 1 55 1.21.2 BothBoth 1920019200
Category 2Category 2 55 1.21.2 BothBoth 2880028800
Category 3Category 3 55 1.81.8 BothBoth 2880028800
Category 4Category 4 55 1.81.8 BothBoth 3840038400
Category 5Category 5 55 3.63.6 BothBoth 5760057600
Category 6Category 6 55 3.63.6 BothBoth 6720067200
Category 7Category 7 1010 7.27.2 BothBoth 115200115200
Category 8Category 8 1010 7.27.2 BothBoth 134400134400
Category 9Category 9 1515 10.210.2 BothBoth 172800172800
Category 10Category 10 1515 14.414.4 BothBoth 172800172800
Category 11Category 11 55 0.90.9 QPSKQPSK 1440014400
Category 12Category 12 55 1.81.8 QPSKQPSK 2880028800
HSUPA Peak Throughput Rates:HSUPA Peak Throughput Rates:HSUPA Peak Throughput Rates:HSUPA Peak Throughput Rates:
HSUPA HSUPA CATEGORYCATEGORY
CODES X CODES X SPREADINGSPREADING
TTITTI TRANSP TRANSP BLOCK BLOCK
SIZESIZE
DATA RATEDATA RATE
11 1 X SF41 X SF4 1010 72967296 0.73 Mbps0.73 Mbps
22 2 X SF42 X SF4 1010 1459214592 1.46 Mbps1.46 Mbps
22 2 X SF42 X SF4 22 29192919 1.46 Mbps1.46 Mbps
33 2 X SF42 X SF4 1010 1459214592 1.46 Mbps1.46 Mbps
44 2 X SF22 X SF2 1010 2000020000 2 Mbps2 Mbps
44 2 X SF22 X SF2 22 58375837 2.9 Mbps2.9 Mbps
55 2 X SF22 X SF2 1010 2000020000 2 Mbps2 Mbps
66 2XSF4 +2XSF42XSF4 +2XSF4 1010 2000020000 2 Mbps2 Mbps
66 2XSF4 +2XSF42XSF4 +2XSF4 22 1152011520 5.76 Mbps5.76 Mbps
Bands For UMTS Deployment.Bands For UMTS Deployment.Bands For UMTS Deployment.Bands For UMTS Deployment.
Up toUp to
190 MHZ New 3G band190 MHZ New 3G band
2x60 MHZ WCDMA band2x60 MHZ WCDMA band
2x45 MHZ New 3G band in USA2x45 MHZ New 3G band in USA
2x75 MHZ 1800 in Europe, Asia and Brazil2x75 MHZ 1800 in Europe, Asia and Brazil2x30 MHZ 1700 in Japan and China with 2x30 MHZ2x30 MHZ 1700 in Japan and China with 2x30 MHZ
2x35 MHZ Europe, Asia and Brazil2x35 MHZ Europe, Asia and Brazil
2x25 MHZ Americas, Japan, Asia2x25 MHZ Americas, Japan, Asia
2x60 MHZ PCS band in USA and Americas2x60 MHZ PCS band in USA and Americas
2600260026002600
2100210021002100
1900190019001900
1700 / 21001700 / 21001700 / 21001700 / 2100
900900900900
800, 850800, 850800, 850800, 850
1800 / 17001800 / 17001800 / 17001800 / 1700
PERFORMANCE OF DIFFERENT WIRELESS TECHNOLOGIES:PERFORMANCE OF DIFFERENT WIRELESS TECHNOLOGIES:PERFORMANCE OF DIFFERENT WIRELESS TECHNOLOGIES:PERFORMANCE OF DIFFERENT WIRELESS TECHNOLOGIES:
DOWNLINKDOWNLINK UPLINKUPLINK
Peak Network Peak Network SpeedSpeed
Peak Peak Achievable Achievable User RateUser Rate
Peak Network Peak Network SpeedSpeed
Peak Achievable Peak Achievable User RateUser Rate
GPRS (CS1- 2, type 2 MS)GPRS (CS1- 2, type 2 MS) 107.2 Kbps107.2 Kbps 107.2 Kbps107.2 Kbps
GPRS (CS1- 2, type 1 MS)GPRS (CS1- 2, type 1 MS) 53.6 Kbps53.6 Kbps 40 Kbps40 Kbps 53.6 Kbps53.6 Kbps 40 Kbps40 Kbps
GPRS (CS1- 4, type 2 MS)GPRS (CS1- 4, type 2 MS) 171.2 Kbps171.2 Kbps 171.2 Kbps171.2 Kbps
GPRS (CS1- 4, type 1 MS)GPRS (CS1- 4, type 1 MS) 85.6 Kbps85.6 Kbps 85.6 Kbps85.6 Kbps
EDGE (type 2 MS)EDGE (type 2 MS) 473.6 Kbps473.6 Kbps 400 Kbps400 Kbps 473.6 Kbps473.6 Kbps 400 Kbps400 Kbps
EDGE (type 1 MS)EDGE (type 1 MS) 236.8 Kbps236.8 Kbps 200 Kbps200 Kbps 236.8 Kbps236.8 Kbps 200 Kbps200 Kbps
Evolved EDGE (type 1 MS)Evolved EDGE (type 1 MS) 652.8 Kbps652.8 Kbps 500 Kbps500 Kbps 326.4 Kbps326.4 Kbps 250 Kbps250 Kbps
Evolved EDGE (type 2 MS)Evolved EDGE (type 2 MS) 1305.6 Kbps1305.6 Kbps 1.0 Mbps1.0 Mbps 652.8 Kbps652.8 Kbps 500 Kbps500 Kbps
UMTS WCDMA Rel’99 (Theoretical)UMTS WCDMA Rel’99 (Theoretical) 2.048 Mbps2.048 Mbps 768 Kbps768 Kbps
UMTS WCDMA Rel’99 UMTS WCDMA Rel’99 (Practical Terminal)(Practical Terminal) 384 Kbps384 Kbps 350 Kbps350 Kbps 384 Kbps384 Kbps 350 Kbps350 Kbps
HSDPA Initial DevicesHSDPA Initial Devices 1.8 Mbps1.8 Mbps > 1 Mbps> 1 Mbps 384 Kbps384 Kbps 350 Kbps350 Kbps
HSDPA Current DevicesHSDPA Current Devices 3.6 Mbps3.6 Mbps > 2 Mbps> 2 Mbps 384 Kbps384 Kbps 350 Kbps350 Kbps
HSDPA Future DevicesHSDPA Future Devices 7.2 Mbps7.2 Mbps > 3 Mbps> 3 Mbps 384 Kbps384 Kbps 350 Kbps350 Kbps
HSDPA Theoretical PeakHSDPA Theoretical Peak 14.4 Mbps14.4 Mbps 5.76 Mbps5.76 Mbps
HSDPA Initial ImplementationHSDPA Initial Implementation 7.2 Mbps7.2 Mbps > 4 Mbps> 4 Mbps 1.46 Mbps1.46 Mbps 1 Mbps1 Mbps
Throughput…:Throughput…:Throughput…:Throughput…:
DOWNLINKDOWNLINK UPLINKUPLINK
Peak Network Peak Network SpeedSpeed
Peak Peak Achievable Achievable User RateUser Rate
Peak Peak Network Network SpeedSpeed
Peak Peak Achievable Achievable User RateUser Rate
HSPA Future ImplementationHSPA Future Implementation 7.2 Mbps7.2 Mbps 5.76 Mbps5.76 Mbps
HSPA Theoretical PeakHSPA Theoretical Peak 14.4 Mbps14.4 Mbps 5.76 Mbps5.76 Mbps
HSPA + (2x2 MIMO, 16-QAM)HSPA + (2x2 MIMO, 16-QAM) 28 Mbps28 Mbps 11.5 Mbps11.5 Mbps
3GPP LTE 3GPP LTE Targets(in 20 MHZ bandwidth)Targets(in 20 MHZ bandwidth) 100 Mbps100 Mbps 50 Mbps50 Mbps
CDMA2000 1XRTTCDMA2000 1XRTT 153 Kbps153 Kbps 130 Kbps130 Kbps 153 Kbps153 Kbps 130 Kbps130 Kbps
CDMA2000 1XRTT Theoretical PeakCDMA2000 1XRTT Theoretical Peak 307 Kbps307 Kbps 307 Kbps307 Kbps
CDMA2000 EV-DO Rev 0CDMA2000 EV-DO Rev 0 2.4 Mbps2.4 Mbps > 1 Mbps> 1 Mbps 153 Kbps153 Kbps 150 Kbps150 Kbps
CDMA2000 EV-DO Rev 0 CDMA2000 EV-DO Rev 0 Theoretical PeakTheoretical Peak 2.4 Mbps2.4 Mbps 307 Kbps307 Kbps
CDMA2000 EV-DO Rev A CDMA2000 EV-DO Rev A expected and theoreticalexpected and theoretical 3.1 Mbps3.1 Mbps > 1 Mbps> 1 Mbps 1.8 Mbps1.8 Mbps 900 Kbps900 Kbps
CDMA2000 EV-DO Rev B CDMA2000 EV-DO Rev B expected (3 radio channels)expected (3 radio channels) 9.3 Mbps9.3 Mbps 5.4 Mbps5.4 Mbps
CDMA2000 EV-DO Rev B CDMA2000 EV-DO Rev B Theoretical(15 radio Theoretical(15 radio channels)channels)
73.5 Mbps73.5 Mbps 27 Mbps27 Mbps
CDMA2000 EV-DO Rev C GoalsCDMA2000 EV-DO Rev C Goals 100 Mbps100 Mbps 50 50 MbpsMbps
802.16e WIMAX expected phase 1 (10 MHZ TDD 802.16e WIMAX expected phase 1 (10 MHZ TDD DL/UL=3, 1X2SIMODL/UL=3, 1X2SIMO
23 Mbps23 Mbps 4 4 MbpsMbps
802.16e WIMAX expected phase 2 (10 MHZ TDD 802.16e WIMAX expected phase 2 (10 MHZ TDD DL/UL=3, 2X2MIMODL/UL=3, 2X2MIMO
46 Mbps46 Mbps 4 Mbps4 Mbps
Performance Relative to Theoretical Limits for HSPDA, Performance Relative to Theoretical Limits for HSPDA, EV-DO, and IEEE 802.16e-2005EV-DO, and IEEE 802.16e-20056060
Performance Relative to Theoretical Limits for HSPDA, Performance Relative to Theoretical Limits for HSPDA, EV-DO, and IEEE 802.16e-2005EV-DO, and IEEE 802.16e-20056060
00
11
-10-10 -5-5 00 55 1010 1515 2020
22
33
44
55
66
Ach
ieva
ble
Eff
icie
nc
y (b
ps/
HZ
)A
chie
vab
le E
ffic
ien
cy
(bp
s/H
Z)
Required SNR (dB) Required SNR (dB)
-15-15
Shannon boundShannon bound
Shannon bound with 3dB marginShannon bound with 3dB margin
HSDPAHSDPA
EV- DOEV- DO
IEEE 802.16e- 2005IEEE 802.16e- 2005
xx
xx
xx
xxxx
xx