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23/04/2007
WCDMA
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WCDMA  (Wideband Code Division  Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha) , es la tecnología de interfaz de aire en la que se basa la UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), que, a su vez, es un estándar europeo de Tercera Generación (3G) para los sistemas inalámbricos.

La tecnología WCDMA está  altamente optimizada para comunicaciones de alta calidad de voz y comunicaciones multimedia, como pueden ser las videoconferencias. También  es posible acceder a diferentes servicios en un solo terminal, por ejemplo, podemos estar realizando una videoconferencia y al mismo tiempo estar haciendo una descarga de archivos muy grande, etc.

Puede soportar completamente varias conexiones simultáneas como puede ser una conexión a internet, una conversación telefónica, videoconferencia, etc.

En esta plataforma se emplea estructuras de protocolos de red similares a la usada en GSM (Global System for Mobile communications), por lo tanto está en la capacidad de utilizar redes existentes.
 
Aspectos Técnicos de WCDMA:

WCDMA ofrece flexibilidad en los servicios,  combinando  conmutación de paquetes y conmutación de circuitos en el mismo canal con un promedio de velocidad entre 8 Kbps hasta 2 Mbps.

Utiliza muy eficientemente  el espectro de radio disponible, mediante la reutilización de cada celda, la cual  requiere de 2 a 5 MHz por cada capa, lo que quiere decir que una red necesitará de 2 a 15 MHz, en un espectro común de banda de 2GHz.

Los terminales WCDMA son menos difíciles de fabricar, debido a que requieren muy poca señal de procesamiento, ayudando a mantener  bajo costos en los terminales.

WCDMA soporta conectividad IP (Internet Protocol), permitiendo accesos más rápidos en Internet. La natural sinergia entre las comunicaciones móviles y el acceso a Internet, ha estimulado que estas sean integradas. La tecnología fundamental sobre la cual trabaja IP es Conmutación de Paquetes. El camino para la evolución de GSM hacia WCDMA, incluye un estado denominado GPRS (General Packet Radio Service) que provee conmutación de paquetes hasta 115 Kbps.

Los enlaces desde la red de acceso WCDMA y en el núcleo de red GSM utilizan el más reciente protocolo de transmisión ATM de mini-celdas, conocido como Capa de Adaptación ATM 2 (AAL2). Esta es la forma más eficiente de manejar paquetes de datos incrementando la capacidad de un estándar.

Las líneas E1/T1 pueden manejar aproximadamente 300 conexiones de voz, comparado con 30 de las redes de hoy. Los ahorros por costos de transmisión, están en el orden del 50 %. 

El nuevo estándar W-CDMA utiliza canales de radio con un ancho de banda de 5 MHz y hace una utilización muy eficiente del espectro radioeléctrico consiguiendo alcanzar un flujo de datos de hasta 2 Mbit/s en áreas locales, que queda reducido a 384 kbit/s en áreas de gran extensión, un valor aún muy superior a los 9,6 Kbps actuales que se alcanzan en GSM o los 115 Kbps que alcanzará en el año 2000 el nuevo GSM2+.

El concepto de WCDMA está basado en una nueva estructura de canales en todas las capas (L1 – L3) construido sobre tecnología como canales de paquete de datos y servicio de multiplexación.

Esta tecnología incluye símbolos pilotos y estructura de ranuras de tiempo.

La tecnología de Tercera Generación establece para sus sistemas, el  uso  de  los  denominados FRAMES   (Future Radio Wideband Multiple Access Systems), estos son Sistemas de Acceso  Múltiple para Futuro Radio de Banda Ancha, los cuales trabajan con dos tipos de acceso:

- FMA 1: TDMA  Banda Ancha con o sin esparcimiento, con un espaciado de la portadora de 1.6 MHz - FMA 2: WCDMA, con espaciado de la portadora de 4.4.  a 5.0 MHz.

El objetivo general de los FRAMES es definir una especificación de una interfaz de aire de acceso múltiple UMTS (WCDMA), la cual servirá como un inicio para el proceso de estandarización del UMTS y tomar toda la compatibilidad de aspectos anteriores para su consideracion dentro de GMS/DCS.

Los FRAMES están estructurados en dos núcleos de tareas principales:

-  El núcleo de sistemas de tareas (CTSYS), el cual dirige las especificaciones del sistema, las cuales incluyen los requerimientos y la síntesis en el orden de enlace con operadoras UMTS potenciales. Adicionalmente este núcleo define la interfaz de aire, funciones de la red de aire e implicaciones en las redes de acceso.

-  El núcleo demostrador de tareas (CTDEMO) se encarga del diseño e implementación de los demostradores basados en especificaciones de trabajo hechos por el núcleo CTSYS. Un enlace externo y la estandarización de páginas de trabajo forman la interfaz hacia los demás proyectos ACTS, de manera de definir interfaces comunes para pruebas de sistemas.

Para la interfaz de aire WCDMA, el ETSI (European Telecommunications Standards Institute), establece el uso de la técnica de duplexación, distribuidas según las bandas de frecuencia de la siguiente manera:

-  WCDMA: FDD (Frecuency Division Duplexing),  para operación en bandas de frecuencia pares. El FDD, provee dos bandas distintas de frecuencias por cada usuario. La  banda delantera provee el trafico desde la estación de base hacia el móvil y la banda  reversa provee  el trafico desde el móvil hacia la base.
- TD/CDMA: TDD (Time Division Duplexing), para operación en bandas de frecuencia impares. El TDD utiliza tiempo en vez de frecuencia para proveer tanto los enlaces  delantero como hacia atrás, provee dos  ranuras de tiempo simplex en la misma frecuencia.

Se ha considerado los distintos acercamientos a los sistemas de banda ancha de Tercera Generació, especialmente los propuestos TD/CDMA y WCDMA. en virtud del espectro y la frecuencia las consideraciones compartidas son más críticas a mayor densidad de usuarios. Para los ambientes urbanos TD/CDMA, podría ser la opción preferida en ambientes de microceldas, mientras que WCDMA, podría proveer cobertura de macroceldas. TD/CDMA, podría ser usado para servicios asimétricos, tales como acceso a internet  debido a un buen aspecto de la duplexación por división de tiempo (TDD) el cual permite que se pueda ajustar el radio de cuanto espectro será usado para uplink y downlink.

El rango de frecuencia para servicios de area amplia: WCDMA, haciendo uso del acceso FMA2 es:
- 1920 a 1980 MHz (uplink)
- 2110 a 2170 MHz (downlink)

El rango de frecuencia para internos o privados: TD/CDMA, haciendo uso del acceso FMA1 es:
- 1900 a 1920 MHz
- 2100 a 2025 MHz

Objetivos del acceso FMA2 de WCDMA:
- Soporta alta  velocidad de datos (mayor a 384 kbps en cobertura de arrea amplia y hasta 2mbps para cobertura local o interna
- Alta flexibilidad con soporte de servicios múltiples paralelos de tasa variable en cada conexión
- Acceso eficiente de paquetes
- Alta capacidad inicial y cobertura con  soporte  interno instalado  para futura capacidad, albergando tecnologías mejoradas, tales como las antenas inteligentes y las estructuras de receptores avanzados.
- Soporte  para entrega interfrecuencia por operaciones con estructuras de celdas jerárquicas
- Fácil implementación  de  terminales de modo dual UMTS/GSM, así como entrega entre UMTS y GSM.

Características técnicas de la  interfaz de radio WCDMA:
- Tasa básica de chip de 4.096 Mcps con espaciado de portadora desde 4.4 a 5 MHz dependiendo del escenario o situación
- Espaciado múltiple de la portadora de 200 KHz para la capacidad de  la Segunda Generación (2G)
- Más altas tasa de chip con 8.192 y 16.384 Mcps
- Tasa variable de esparcimiento para ambas direcciones
- Bajas y medias tasas de bit con un código simple
- Altas tasas de bit con soluciones multicódigo
- Detección coherente en ambos enlaces: hacia arriba y hacia abajo
- Longitud de la trama de 10 milisegundos (ms)
- Operación asíncrona
- Códigos cortos de esparcimiento y dispersación con códigos opcionales largos en el uplink
- Esparcimiento híbrido (factor variable de esparcimiento más multicódigo) para soportar transmisión a tasa variable
- Soporte flexible para servicios de tasa variable
- Separación de datos en la capa 1 y control en diferentes canales físicos
- Tasa de información explícita
- Rápido control de energía para ambos enlaces: hacia arriba y hacia abajo

Características resaltantes de WCDMA con la tecnología CDMA2000:

El debate acerca de la convergencia de CMA2000 y WCDMA se ha basado en el hecho de que estas propuestas de CDMA poseen cierta definición de parámetros que representan una oportunidad de compromiso. El parámetro más discutido y debatido es la tasa de sistema de chip. WCDMA emplea un valor de tasa de chip de 4.096 Mbps. CDMA2000 utiliza 3.6864 Mbps. Los propositores de WCDMA prefieren la tasa más alta para los llamados "caballos de fuerza" y se quejan de que las tasas más bajas de CDMA2000 degradan el desempeño.

Los primeros propositores de WCDMA indican, que ésta provee una tasa de chip tanto de un 10% de capacidad de desempeño por encima de CDMA2000. Mientras alunas operadoras desplegaran 3G en tan poco como un espectro de 5MHZ, muchos utilizaran ubicaciones de 10,15, ó 20 MHZ. Esto es importante, ya que esta es el espectro utilizable, en conjunción con las tasas de chip, lo cual afecta la capacidad. Con esta configuración puede ser demostrado que hasta un 13% las mejoras de capacidad  son logradas con un despliegue de 20MHZ

Entre los últimos proyectos realizados sobre WCDMA estan los siguientes:
- Cancelacion de Interferencia para WCDMA:
- Aumentar grandemente el funcionamiento de los metodos actuales de la cancelacion de interferencia con mucho menos complejidad que los métodos de detección multiusuario basados en transformación lineal.

Cancelacion de Interferencia Gradual para WCDMA:
Este tipo de interferencia se ha estudiado para mejorar el funcionamiento del sistema y aumenta su capacidad.

Gerencia de Recurso Dinámica en Sistemas multimedia inalámbricos en WCDMA:
Desarrollo de esquemas dinámicos de asignación de recurso, tomando en cuenta los diversos requisitos de QoS en servicios multimedia inalámbricos.

Los servicios de 3G, incluirían: Salida interactiva de noticias (voz, vídeo, e-mail, gráficos), decargar ficheros grandes de intranets, cmunicación vídeo, web, tra nsferencia dinámica de ficheros, capacidad más alta de la red, mejor uso del espectro de frecuencia, etc.

El control de potencia del bucle cerrado se utiliza en las tramas de enlace: uplink y downlink., esta potencia de bucle, ajusta la estación móvil y transmite la potencia para guardar al SIR recibido en un nivel dado, para esto hay que limitar el número excesivo de handoff  causado. Se hace uso de las estructuras jerárquicas de las celdas para una mejor movilidad de los equipos usados.

Técnicas de codificación en WCDMA:

Esa nueva tecnología tiene la ventaja de separar la señal, lo cual permite usar una codificación muy baja del control de error de la tarifa.  Se están haciendo estudio de códigos circunvolucionales que tiene un funcionamiento cerca del límite de Shanon.


Referencias Bibliografias
- Erik Dahlman, Bjorn Gudmundson, Mats Nilsson, and Johamn Skold, "UMTS and IMT-2000 Based on Wideband CDMA, "IEEE Communications Magazine, pp. 70-80.
-
http://cellular.co.za/umts.htm
- http://www.cdg.org/3GPavilion/Detailed_Info/3Gwhitepaper1.html
- www.ericsson.se/wireless/products/mobsys/3rdgen/subpages/3gcell/3gcell.shtml
- http://news.rfglobalnet.com/product-releases/19990312-958.html
- http://www.nokia.com/news/news_htmls/ntc_970609ahtml
- http://user.cellular.co.a.umts.htm
- http://www.e-technik.uni-kl.de/baier/Staff/Clos/ETC/SLIDES/WCDMA/sld003.htm
- http://citr.ece.uvic.ca/ipwc99/Slides/Smolik/sld000.html

(1) Julys Rojas Campos. Licenciada en Informática. Universidad de Oriente. Núcleo Nueva Esparta. Febrero - 1.998. Corp Banca – Departamento de Soporte Técnico. Av. Principal de La Castellana – Caracas – Venezuela.

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FUENTE

Julys Rojas Campos - neutron.ing.ucv.ve/revista-e (1)



Comentarios
silvia triviño aguila - 13/07/2010 - 12:25:35 AM
como puedo para hacer que me conecte ala red wcdma

Luciano Marquez Martinez - 08/09/2010 - 10:10:47 AM
Esta muy bien la informacion, excepto si pueden agregar algo mas acerca de como se distrubuyen las frecuencias para cada canal, es especial para las tecnologias que ahora estan, WCDMA BANDA IV y BANDA VIII que no estan muy disponibles para los usuarios.

a.mar - 30/08/2011 - 8:03:16 PM
Hola am dísculpen alguien me puede desir xque al entrar desde esa señal m cobran. Tengo la wcdma y gsm y desd el wifi y aun asi me cobran

anoni muss - 12/09/2011 - 2:58:14 PM
si me conecto utilizando WCDMA, me cobran? me estan quitando saldo ???

luis angel espinoza moran - 09/06/2012 - 9:56:38 PM
por que cobran

5 comentarios para este artículo.

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