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1 Electiva: 3G-WCDMA UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Introducción VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Electiva: 3G-WCDMA Introducción Sistemas 1G Servicio: Voz. Analógicos. Sistemas 2G. Servicio principal voz. GSM, IS-136, IS-95. Número de líneas móviles superaron al número de líneas fijas. Alta penetración en países industrializados. Servicios de datos limitados. Sistemas 3G Servicios con altas velocidades de transmisión de datos. Imágenes y video con alta calidad. Acceso a internet. UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Electiva: 3G-WCDMA UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Introducción (2) Electiva: 3G-WCDMA UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Introducción (3) Electiva: 3G-WCDMA UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Introducción (4) Electiva: 3G-WCDMA UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Introducción (5)

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1

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción

VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ

Electiva: 3G-WCDMA

Introducción

• Sistemas 1G

– Servicio: Voz.

– Analógicos.

• Sistemas 2G.

– Servicio principal voz.

– GSM, IS-136, IS-95.

– Número de líneas móviles superaron al número de líneas fijas.

– Alta penetración en países industrializados.

– Servicios de datos limitados.

• Sistemas 3G

– Servicios con altas velocidades de transmisión de datos.

– Imágenes y video con alta calidad.

– Acceso a internet.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (2)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (3)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (4)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (5)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (6)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (7)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (8)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (9)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (10)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (11)

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (12)

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (13)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (14)

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (15)

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (16)

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Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (17)

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (18)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

GPRS

EDGE

GERAN

GSM TDMA/IS-136 CDMA/IS-95

CDMA 20001X

CDMA 20001X EV-DO

UMTS UWC-136 CDMA 20001X EV-DV

Caminos TDMA/IS-136

Caminos GSM

Camino CDMA/IS-95

Introducción (19)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ

Introducción (20)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ

Introducción (21)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ

GSM básico

HSCSD

GPRS

EDGE

WCDMA

1997

1998

1999

2000

2002-

Voz

Datos: 9.6 kbps y SMS

Conmutación Circuitos

Hasta 57 kbps

Voz: AMR (Adaptative Multi-Rate)

Datos: Conmutación Paquetes (153Kbps)

Datos: 384 kbps

Datos: 2 Mbps

Introducción (22)

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Electiva: 3G-WCDMA

Introducción (23)

• Sistemas 3G

– UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems).

– WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access).

• Principal interfaz radio para sistemas 3G.

• Desarrollada en Europa y Asia.

• Frecuencia ~ 2 GHz.

• Evolución de los sistemas GSM.

• Interoperabilidad GSM.

• Continuidad en servicios a nivel mundial.

• Servicios de datos de alta velocidad.

– Multimedia

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (24)

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (25)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (26)

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (27)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (28)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (29)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (30)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (31)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (32)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (33)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (34)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (35)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (36)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (37)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (38)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (39)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (40)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (41)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (42)Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (43)Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (44)Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (45)Mercado Inalámbrico. Hemisferio occidental.

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (46)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (47)Pronóstico mercado inalámbrico mundial.

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (48)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (49)Pronóstico mercado inalámbrico mundial.

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (50)Pronóstico crecimiento UMTS-HSPA-LTE.

Electiva: 3G-WCDMA

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Introducción (51)

Electiva: 3G-WCDMA

• Colombia

– Tigo

• Tecnología: EDGE, UMTS/HSPA.

• Fecha de Inicio GSM: Nov-03.

• Frecuencia: 1900 MHz.

• LTE: Q4-2013

– Comcel /America Móvil:

• Tecnología: EDGE, UMTS/HSPA.

• Fecha de inicio GSM: Jul-03.

• Frecuencia: 850 MHz.

• LTE: Q4-2013

– Movistar Colombia

• Tecnología: EDGE, UMTS/HSPA.

• Fecha de inicio GSM: Jul-05.

• Frecuencia: 850/1900 MHz.

• LTE: Q4-2013

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (52)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (53)

Fuente: Asocel

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (54)

Fuente: Asocel

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Sistema de Información Unificado del Sector de las Telecomunicaciones.

http://www.siust.gov.co/siust/

Introducción (54)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Sistema de Información Unificado del Sector de las Telecomunicaciones.

http://www.siust.gov.co/siust/

Introducción (55)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (56) Visión UIT

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (57)

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11

Electiva: 3G-WCDMA

• WCDMA

– La interfaz radio más ampliamente aceptada en

sistemas 3G.

– La especificación ha sido creada por 3GPP (The

3rd Generation Partnership Project)

• Reune a organismos de estandarización de:

– Europa

– Japon.

– Corea.

– China.

– Estados Unidos.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (58)

Electiva: 3G-WCDMA

• WCDMA (2)

– En 3GPP

• WCDMA= UTRA (Universal Terrestrial Radio Access)

– FDD (Frequency Division Duplex)

– TDD (Time Division Duplex)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Introducción (59)

Electiva: 3G-WCDMA

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación.

• WARC (World Administrative Radio

Conference) de UIT.

– Reunión de 1992.

– Frecuencias alrededor de 2 GHz para uso de los

sistemas de comunicaciones móviles 3G

terrestres y satelitales.

– IMT-2000 (International Mobile

Telecommunications 2000).

• Diferentes interfaces (CDMA, TDMA).

• Objetivo general→ una simple y común interfaz radio.

• EEUU el espectro de 2 GHz ya había sido asignado.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (2)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (3)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

ITU IMT 2000MARCOIMT 2000

Tecnologías RadioIMT 2000

Organizacionesde

Especificaciones Técnicas

UTRAFDD / TDD

CDMA2000 UWC-136 DECT

3GPP

EE.UU.EuropaChinaJapónCorea

EE.UU.ChinaJapónCorea

EE.UU.Europa

Europa

3GPP2 UWCC Proyecto ETSI /

DECT

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (4)

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Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (5)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (6)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (7)

Electiva: 3G-WCDMA

• Propuesta de ITU para bandas IMT-2000

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (8)

Electiva: 3G-WCDMA

Uplink Downlink Total

GSM1800 1710-1785 1805-1880 2*75MHz

UMTS-FDD 1920-1980 2110-2170 2*60MHz

UMTS-TDD 1900-1920 y 2010-2025 20+15MHz

Americas PCS 1850-1910 1930-1990 2*60MHz

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (9)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (10)

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13

Electiva: 3G-WCDMA

• En el ITU-R WARC-2000

– Las siguientes bandas de frecuencia para IMT-

2000 fueron identificadas:

• 1710-1885 MHz.

• 2500-2690 MHz

• 806-960 MHz

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Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (11)

Uplink Downlink Total

Nueva Banda EEUU 1710-1770 2110-2170 2*60MHz

Nuevo IMT-2000 2500-2690 190 MHz

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (12)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Interfaces radio y asignaciones de espectro para

tercera generación. (13)

Electiva: 3G-WCDMA

Noticia

• UNE EPM Telecomunicaciones es el nuevo operador móvil

en Colombia, al ganar la subasta de 2.5 GHz (junio 9 de

2010)

– UNE EPM Telecomunicaciones se adjudicó por un valor de USD$40

millones la subasta de banda ancha móvil de 2.5 GHz,

– DirecTV – Galaxy Latin America Investments y UNE EPM

Telecomunicaciones.

– Bloques de 5 MHz. USD$ 4 millones por cada bloque. Precio base

por bloque USD$1 Millón.

– Licencia por 10 años, prorrogable.

– Banda Ancha Móvil LTE.

– Colombia cuenta con un espectro de 190 MHz (2500-2690 MHz), de

los cuales se adjudican ahora 50 MHz y los otros quedarían para

una siguiente subasta.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA

• La investigación Europea en WCDMA se inició con

proyectos como:

– CODIT (UMTS Code Division Testbed).

– FRAMES (Future Radio Wide-Band Multiple-Access Systems).

– RACE (Research of Advanced Communication Technologies in

Europe).

– ACTS (Advanced Communications Technologies and Services).

– COST (European Cooperation in Science and Technology).

• Sistemas de prueba para evaluar su desempeño.

• UIT. IMT-2000. FPLMTS.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA

(2)

• 1998. ETSI. Propone WCDMA como interfaz de

radio para sistemas de tercera generación.

• 3GPP. Detallada estandarización. Desde finales de

1999.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

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14

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA

(3)

Electiva: 3G-WCDMA

Fechas importantes en el desarrollo de WCDMA

(4)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Diferencias entre interfaces radio de tercera

generación y segunda generación.

• Los sistemas 2G fueron construidos

principalmente para garantizar servicios de

voz en macroceldas.

– GSM, IS-95, US-TDMA, PDC.

• Requerimientos 3G:

– Velocidades de transmisión de datos de hasta

2Mbps.

– Velocidades variables (BoD, bandwidth on

demand).

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Diferencias entre interfaces radio de tercera

generación y segunda generación. (2)

• Requerimientos 3G (2):

– Multiplexación de servicios con diferentes

requerimientos de calidad en una sola conexión,

e. g. voz, video, datos.

– Requerimientos de calidad de FER=10% a

BER=10-6.

– Soporte de tráfico asimétrico UL DL, e.g.

navegación en internet.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Diferencias entre interfaces radio de tercera

generación y segunda generación. (3)

• Requerimientos 3G (3):

– Coexistencia de sistemas 2G y 3G. Traspasos

(HO, handovers) inter-sistemas → mejor

cobertura y balance de carga.

– Alta eficiencia espectral.

– Coexistencia modos FDD y TDD.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

WCDMA GSM

Espaciamiento de

portadora

5 MHz 200 KHz

Factor de reuso de

frecuencia

1 1-18

Frecuencia de control de

potencia

1500 Hz 2 Hz o menor

Control de calidad Algoritmos de Gestión de

Recursos Radio (RRM)

Planeación de red (planeación

de frecuencia)

Diversidad de frecuencia Ancho de banda de 5 MHz brinda

diversidad multitrayecto con

receptor tipo Rake

Saltos de frecuencia

Paquetes de datos Planeación de paquetes basado

en carga

Planeación en intervalos de

tiempo con GPRS

Diversidad de

transmisión en el enlace

de bajada

Soporte para mejoramiento de

capacidad en el enlace de bajada

No soportado por el estándar,

pero puede ser aplicado

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Diferencias entre interfaces radio de tercera

generación y segunda generación. (4)

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15

Electiva: 3G-WCDMA

WCDMA IS-95

Espaciamiento de

portadora

5 MHz 1.25 MHz

Chip rate 3.84 Mcps 1.2288 Mcps

Frecuencia de control de

potencia

1500 Hz (UL&DL) 800 Hz (UL); DL control de

potencia lento

Sincronización de

estación base

No necesario Si, obtenido vía GPS.

Handover inter-

frecuencia

Si, medidas en el modo ranurado

o comprimido

Posible, método no

especificado

Algoritmo eficiente de

RRM

Si, provee la calidad requerida del

servicio

No necesario para voz, solo

redes

Paquetes de datos Planificador de paquetes basado

en carga

Paquetes de datos transmitidos

por CS

Diversidad de

transmisión en el enlace

de bajada

Soporte para mejoramiento de

capacidad en el enlace de bajada

No soportado por el estándar,

pero puede ser aplicado

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Diferencias entre interfaces radio de tercera

generación y segunda generación. (5)

Electiva: 3G-WCDMA

• La mezcla de diferentes velocidades de

transmisión de datos, servicios y

requerimientos de calidad en sistemas 3G

requiere algoritmos avanzados de gestión de

recursos radio (RRM, Radio Resource

Management) para garantizar calidad de

servicio y maximizar el throughput.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Diferencias entre interfaces radio de tercera

generación y segunda generación. (6)

Electiva: 3G-WCDMA

Núcleo de Red y Servicios

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Núcleo de Red y Servicios (2)

• Antes 3GPP R99.

• 3GPP R99.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Voz

Conmutación de

circuitos (CS)

SMS

WAP

E-mail

Voz Conmutación de circuitos

(CS)Video

SMS

Conmutación de paquetes

(PS)

WAP

E-mail

Web

MMS

Streaming

Electiva: 3G-WCDMA

• 3GPP Release 5-6

– Todos los servicios en el dominio de

paquetes=ALL-IP

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Núcleo de Red y Servicios (3)

Voz

Conmutación de paquetes

(PS)

Video

SMS

WAP

E-mail

Web

MMS

Streaming

Electiva: 3G-WCDMA

Arquitectura de red GSM

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

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16

Electiva: 3G-WCDMA

Arquitectura de red GSM (2)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red GSM (3)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red GSM (4)

Electiva: 3G-WCDMA

Arquitectura de red GSM (5)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red GSM (6)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red GSM (7)

Page 17: Electiva: 3G-WCDMA Introducciónartemisa.unicauca.edu.co/~vflorez/3GWCDMA/3G-1.pdf · 3 electiva: 3g-wcdma universidad del cauca –departamento de telecomunicaciones introducción

17

Electiva: 3G-WCDMA

Arquitectura de red WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red WCDMA (2)

Electiva: 3G-WCDMA

Arquitectura de red WCDMA (3)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Arquitectura de Red WCDMA (4)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Electiva: 3G-WCDMA

Arquitectura de Red WCDMA (5)

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

• Arquitectura UTRAN

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red WCDMA (6)

Page 18: Electiva: 3G-WCDMA Introducciónartemisa.unicauca.edu.co/~vflorez/3GWCDMA/3G-1.pdf · 3 electiva: 3g-wcdma universidad del cauca –departamento de telecomunicaciones introducción

18

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red WCDMA (7)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red WCDMA (8)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red WCDMA (9)

Electiva: 3G-WCDMA

UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Arquitectura de red WCDMA (10)

Electiva: 3G-WCDMA

Tecnologías Inalámbricas

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Evolución WCDMA

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Evolución WCDMA (2)

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Evolución WCDMA (3)

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Evolución WCDMA (4)

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Evolución WCDMA (5)

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Evolución WCDMA (6)

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Evolución WCDMA (7)

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Evolución WCDMA (8)

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Principales Parámetros de WCDMA

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Método de acceso múltiple DS-CDMA

Método de Duplexación FDD/TDD

Sincronización de estación base Operación asincrónica

Chip rate 3.84 Mcps

Longitud de trama 10ms

Multiplexación de servicios Múltiples servicios con diferentes

requerimientos de calidad de servicio

pueden ser multiplexados en una única

conexión.

Concepto multivelocidad Factor de ensanchamiento variable y

multicódigo.

Detección Coherente utilizando símbolos pilotos o

pilotos comunes.

Detección multiusuario, antenas

inteligentes.

Soportados por el estándar, opcional en la

implementación.

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Principales Parámetros de WCDMA (2)

• DS-CDMA. Técnica de transmisión banda ancha. Los bits

de información de usuario son dispersos sobre un gran

ancho de banda multiplicandolos por bits cuasi-aleatorios

(chips) derivados de los códigos de ensanchamiento.

• Para lograr velocidades altas (hasta 2Mbps) es necesario

contar con factores de ensanchamiento variable y

conexiones multicódigo.

• El “chip rate” de 3.84 Mcps conlleva a obtener un ancho

de banda aproximado de 5 MHz → soportando altas

velocidades de transmisión de datos y logrando

beneficios en el desempeño del sistema como

incremento de la diversidad multitrayecto.

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Principales Parámetros de WCDMA (3)

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Principales Parámetros de WCDMA (4)

• WCDMA soporta BoD (Bandwidth of Demand). La

velocidad del usuario es mantenida durante los

10ms de duración de la trama.

• Operación asincrónica BS (IS-95 operación

sincrónica).

• WCDMA Detección coherente en UL&DL. (IS-95

Solo en el DL).

• WCDMA fue diseñado para operar de manera

complementaria o compatible con GSM. Traspasos

o handovers son soportados entre GSM y

WCDMA.

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Principales Parámetros de WCDMA (5)

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• FDMA

• TDMA

Principales Parámetros de WCDMA (6)

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• CDMA

Principales Parámetros de WCDMA (7)

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Principales Parámetros de WCDMA (8)

• Conceptos avanzados de receptor: detección

multiusuario (MUD) y antenas inteligentes

adaptativas.

• Un sistema convencional DS-CDMA trata cada usuario

separadamente como una señal, considerando a los

otros usuarios como ruido o interferencia de acceso

múltiple (MAI, Multiple Access Interference).

• MUD. Detección conjunta (joint detection). Todos los

usuarios se consideran como señales.

• La capacidad es limitada por interferencia.

• Efecto cerca-lejos (near-far)

• Control de potencia.

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Ensanchamiento y Desensanchamiento

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Ensanchamiento y Desensanchamiento (2)

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Ensanchamiento y Desensanchamiento (3)

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Ensanchamiento y Desensanchamiento (4)

• Factor de Ensanchamiento (SF, Spreading

Factor)=Ganancia de Procesamiento (PG,

Processing Gain). Brinda a los sistemas CDMA la

necesaria robustez frente a la auto-interferencia

para reutilizar el espectro de 5 MHz en distancias

geográficas cortas.

• WCDMA (ChipRate=CR=3.84 Mcps)

• Servicio de voz=12.2 Kbps.

10

3.84 610log 25

12.2 3

eSF PG dB

e

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Ensanchamiento y Desensanchamiento (5)

• Después del desensanchamiento, la potencia de la

señal necesita estar unos pocos decibeles sobre la

potencia de interferencia y ruido.

• La señal de potencia puede estar 20dB por debajo del

nivel de la potencia de ruido térmico o interferencia

(aplicaciones militares). (GSM C/I=(9-12)dB).

0

0

5

20

b

voz

b

EdB

N

ECPG dB

I N

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Ensanchamiento y Desensanchamiento (6)

• Por los efectos de multitrayectoria es necesario utilizar

múltiples receptores correlacionados para recobrar la

energía de todos los trayectos (igual si se utilizan múltiples

antenas).

• Receptor CDMA tipo Rake.

• La ganancia de procesamiento es debida al incremento del

ancho de banda, más que por el ensanchamiento o

desensanchamiento.

• Reuso de frecuencia=1.

• Con una señal de banda ancha, los diferentes caminos de

una señal inalámbrica banda ancha, pueden ser resueltos

con alta precisión que para señales con bajo ancho de

banda.

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Ensanchamiento y Desensanchamiento (7)

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Ensanchamiento y Desensanchamiento (8)

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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake

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• La propagación en el canal móvil se caracteriza por

múltiples reflexiones, difracciones y atenuación de la

energía de la señal.

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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(2)

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• La señal puede llegar al receptor en instantes de tiempo

distinguibles.

• Un solo chip → Perfil de retardo multitrayecto.

• Áreas urbanas y sub-urbanas: 1-2μs.

• 20μs en áreas montañosas.

• La duración de un chip a 3.84Mcps es 0.26μs.

• Si la diferencia de tiempo de la componente multitrayecto es menor

a 0.26μs, el receptor WCDMA puede separar las componentes

multitrayectoria y combinarlas coherentemente (diversidad

multitrayecto).

• Retardo de componentes <0.26μs (diferencia de distancias<78m).

(diversidad multitrayecto en pequeñas celdas).

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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(3)

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• Desvanecimiento rápido. Cuando la diferencia entre dos

trayectos es igual a media longitud de onda (λ/2).

Cancelación de la señal. Se remueve con un rápido

movimiento.

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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(4)

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• Soluciones al desvanecimiento rápido.

• Receptor Rake. Correlación de múltiples dedos. Retardos similares

a los de las componentes que llegan al receptor. (diversidad en

recepción). Adaptativos.

• Control rápido de potencia.

• Codificación, entrelazado (interleaving) y protocolos de

retransmisión. (redundancia y diversidad de tiempo).

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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(5)

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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(6)

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Canales Radio Multitrayecto y Recepción Rake(7)

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Control de Potencia

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• Uno de los aspectos más importantes en WCDMA,

principalmente en el UL.

• Rápido y de pequeños ajustes.

• Problema cerca-lejos (near-far)

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Control de Potencia (2)

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• Una estrategia optima en el sentido de maximizar la

capacidad es igualar las potencias recibidas por bit de

todas las estaciones móviles.

• Mecanismo de control de potencia en lazo abierto→ control

no muy preciso debido a la estimación que realiza la MS de

la señal que proviene de la BS.

• El desvanecimiento rápido no se encuentra

correlacionado entre el UL y DL. (separación en

frecuencia).

• Provee la definición del nivel de potencia inicial al

establecimiento de la llamada.

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Control de Potencia (3)

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• Control rápido de potencia en lazo cerrado.

• UL. BS estima frecuentemente SIR (Signal to

interference ratio) y lo compara al SIR objetivo (Target

SIR).

• 1500 comandos por segundo (1500 Hz) → más rápido

que cualquier cambio significativo en la pérdida de

trayecto.

• DL. No se presenta el problema cerca-lejos. Escenario

uno a muchos. Mejorar el nivel de señal de las MS que

se encuentren cerca del limite de la celda.

• El canal se comporta como un canal sin

desvanecimiento visto desde el receptor de la BS.

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Control de Potencia (4)

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• Control rápido de potencia en lazo cerrado(2).

• Visto desde la MS → incremento de la potencia

promedio transmitida.

• En un desvanecimiento profundo (deep fade) el

móvil utiliza una alta potencia de transmisión, lo que

aumenta la interferencia a otras celdas.

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Control de Potencia (5)

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Control de Potencia (6)

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• Control de potencia de lazo externo (outer loop power

control).

• Ajusta el SIR objetivo en la BS acorde a las

necesidades del radioenlace individual y exigencias de

una calidad constante (BER, BLER).

Control de Potencia (7)

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Control de Potencia (8)

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• Control de potencia de lazo externo (2)

Control de Potencia (9)

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Control de Potencia (10)

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• Cell-Breathing

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Control de Potencia (10)

• Cell-Breathing(2)

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Handover (traspasos)

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Handover (traspasos) (2)

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• Conjunto activo (active set)

• Relación de todas las celdas a las cuales una MS o UE

tiene acceso.

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Softer y Soft handovers

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• Softer handover

• Uso de dos interfaces radio.

• Solo un lazo de control de potencia es activo.

• (5-15)% conexiones.

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Softer y Soft handovers (2)

• Softer handover(2)

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Softer y Soft handovers (3)

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• Soft handover

• Diferencia con Softer . Selección de la mejor señal

proveniente de la MS en el RNC. (Indicador de

disponibilidad de trama).

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Softer y Soft handovers (4)

• Soft handover (2)

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Softer y Soft handovers (5)

• Soft handover (3)

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Softer y Soft handovers (6)

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• Soft handover(4)

• (20-40)% de las conexiones.

• Soft/Softer handovers es una herramienta para

mitigar interferencia (balance de carga).

• Tipos de handovers:

• Inter-frecuencia (aplicaciones con varias portadoras)

• Inter-sistemas (WCDMA FDD, WCDMA TDD, GSM).

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Softer y Soft handovers (7)

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Softer y Soft handovers (8)

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Organismos de Estandarización

• Subcomité técnico SMG5 de ETSI fue el responsable de la

normalización de WCDMA en Europa.

• ETSI (Europa)

• ARIB/TTC (Association of Radio Industries and Business /

Telecommunication Technology Committee) (Japón)

• ANSI T-1 (American National Standards Institute) (EE.UU.)

• TTA (Telecommunications Technology association) (Corea)

• CWTS (Chinese Wireless Telecommunication Standard)

(China).

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Enlaces de Interés• 3GPP (http://www.3gpp.org/)

• ETSI (http://www.etsi.org).

• ARIB (http://www.arib.or.jp/english/index.html).

• UMTS Forum (http://www.umts-forum.org/).

• GSM World (http://www.gsmworld.com/).

• CDMA Developmet Group (http://www.cdg.org/).

• 3GPP2 (http://www.3gpp2.org/).

• China Communication Standard Association

(http://www.cwts.org/english/)

• FCC (http://www.fcc.gov)

• Wireless World Research Forum (http://www.wireless-

world-research.org/).

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Enlaces de Interés (2)http://www.cellular-news.com

http://www.umtsworld.com/

http://3g4g.blogspot.com/

http://www.3glteinfo.com/

http://www.3gamericas.org

http://www.cdg.org/

http://www.umts-forum.org/

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Lecturas Recomendadas• Third-generation radio access standards. Mats Nilsson.

http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/review/19

99_03/files/1999031.pdf

• Toward third-generation mobile multimedia communication.

Torbjom Nilsson.

http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/review/19

99_03/files/1999032.pdf

• Evolving WCDMA. Tomas Hedberg y Stefan Parkvall.

http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/review/20

01_03/files/2001034.pdf

• Broadband data performance of third-generation mobile systems.

Johan Skold, Magnus Lundevall, Stefan Parkvall y Magnus

Sundelin.

http://www.ericsson.com/ericsson/corpinfo/publications/revi

ew/2005_01/files/2005012.pdfUNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

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Lecturas Recomendadas (2)• Innovations in WCDMA.

http://www.ericsson.com/res/docs/whitepapers/innovations_

in_wcdma.pdf

• 3G Wireless Standards for Cellular Mobile Services.

http://ocw.upm.es/teoria-de-la-senal-y-comunicaciones-

1/comunicaciones-moviles-

digitales/contenidos/Documentos/whitepaper_3g_wireless.pdf

• HSPA & Mobile Wimax

http://www.ericsson.com/res/docs/whitepapers/hspa_and_

mobile_wimax.pdf

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