COMITÉ CONSULTIVO PERMANENTE DE PERITOS EN TELECOMUNICACIONES

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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




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 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 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



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 Peak Network Network SpeedSpeed


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

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