

System telefonii trzeciej generacji (3G) umożliwia nieograniczony dostęp
radiowy do globalnej infrastruktury telekomunikacyjnej za pośrednictwem
segmentu naziemnego, zarówno dla użytkowników stacjonarnych jak i
ruchomych. Jest systemem integrującym w zamierzeniu wszystkie systemy
telekomunikacyjne (teleinformatyczne, radiowe i telewizyjne).



W odróżnieniu od systemu telefonii drugiej generacji GSM, w których
dominującą usługą miała być usługa głosowa, a następnie rozwinięte o
transmisję pakietową w oparciu o standardy GPRS oraz EDGE (zwane też
systemem 2.5G) w systemach 3G od momentu rozpoczęcia projektowania
zakładano „równoprawne” świadczenia różnych usług jak transmisja
dźwięku, wideo i transmisji danych (pakietowa).



Przejście na system telefonii 3G wymagało zmodernizowania wszystkich
elementów architektury sieci. Wysokie ceny licencji dla operatorów oraz
duży nakład inwestycyjny potrzebny na przebudowę architektury sieci
spowodował iż wdrażanie telefonii komórkowej trzeciej generacji znacznie
się opóźniał.



Telefonia 3G bazuje na standardzie UMTS (ang. Universal Mobile
Telecommunications System, pol. Uniwersalny System Telekomunikacji
Ruchomej).



Telefonia komórkowa czwartej generacji

(4G) - termin używany dla określenia

standardów telefonii komórkowej, które

mają być następcą systemu 3G. Wspólną

cechą systemów określanych jako 4G jest

przesyłanie głosu i danych za pomocą

komutacji pakietów opartej na protokole IP,

uproszczona architektura sieci szkieletowej

oraz polepszona przepływność w sieci

radiowej (w stosunku do obecnie

wykorzystywanych standardów).



UMTS

Universal Mobile Telecommunications System. W Polsce nazywamy go technologią
komórkową trzeciej generacji o charakterze globalnym lub po prostu UMTS. UMTS to
integracja wszelkich, dotychczasowych systemów komunikacji ruchomej
(komórkowych, satelitarnych, przywoławczych).
Telefonia UMTS umożliwi stały, szybki dostęp do sieci (o przepływności od 144 kb/s
do 2 Mb/s) co pozwoli korzystać z usług o nowej, multimedialnej jakości. Standard
UMTS określa norma dotycząca technologii trzeciej generacji IMT-2000 (International
Mobile Telecommunication 2000) przyjęta przez międzynarodową organizację ITU.





Usługi sieci UMTS:



Architektura systemu
System UMTS będzie charakteryzował się hierarchiczną architekturą, tzn. że na
obszarach o dużym ruchu, w budynkach komórki będą miały wielkość kilkudziesięciu
metrów (tzw. piko komórki), w centrach miast komórki będą kilkusetmetrowe -
podobnie jak GSM 1800 (tzw. mikrokomórki), natomiast na pozostałych obszarach
przewiduje się komórki o średnicy 30-40 km, czyli porównywalne z GSM 900 (tzw.
Makro komórki). W rejonach świata o małym zaludnieniu, tam gdzie nie została

rozwinięta klasyczna sieć łączności połączenia będą zapewniać systemy satelitarne.

Nie znaczy to wcale, że użytkownik będzie zmuszony posiadać kilka komórek.
Będzie to jedna komórka, która będzie miała możliwość automatycznego
przestawiania się tak aby zapewnić jak najlepsze parametry transmisji



Struktura warstwowa systemu

UMTS

 Przesyłanie informacji w systemie UMTS dokonuje

się przy użyciu następujących warstw:

o

-Aplikacji (Application Stratum),

o

-Uwierzytelnienia (Home Stratum),

o

-Usługowej (Serving Stratum),

o

-Transportowej (Transport Stratum),

o

-Dostępowej (Access Stratum), która wchodzi w

skład warstwy transportowej.



Komercyjne uruchomienie pierwszych sieci UMTS

planowane jest na koniec 2001 roku a szerokie

rozpowszechnienie tej technologii oczekiwane jest do

roku 2005.



W Polsce UMTS ma zacząć działać w 2003 roku.



UMTS dzisiaj - technologia trzeciej generacji dostępna

już w Polsce



Dzięki uruchomieniu przez PTC sieci telefonii 3G, Polska

dołączyła do elitarnego klubu około 20 państw świata, w

których można korzystać z sieci UMTS (Universal Mobile

Telecommunication System). Wydarzenie to jest

prawdziwym przełomem w polskiej telekomunikacji i

potwierdza, że PTC sukcesywnie wyznacza nowe

standardy na rynku komunikacji i łączności



Prędkość transmisji w systemie UMTS osiąga 384 Kbit/s.,

co zapewnia nową jakość, m.in., poprzez ofertę nowych

usług multimedialnych, czy dostęp do Internetu i sieci

korporacyjnych. UMTS w przyszłości pozwoli także na

transmisję sygnału telewizyjnego, video konferencje

oraz rozmowy przez video telefony.

Ewolucja technologii

bezprzewodowych



W sieciach analogowych podzielono dostępne pasmo na podpasma, z których mogą
korzystać poszczególni użytkownicy. Jesi to zasada wielo dostępu z podziałem
częstotliwości FDMA [Frequency Division Multiple Access). Innymi słowy, każdemu
użytkownikowi przydzielono jego własną częstotliwość bądź kilka częstotliwości. W
przypadku systemów analogo wych jedna częstotliwość jest przyporządkowana
jednemu użytkownikowi, który tym samym zajmuje jeden kanał fizyczny. W laki
sposób działają syste my komórkowe pierwszej generacji - systemy analogowe.
Jednak wydajność takich systemów nie jest wystarczająca, szczególnie obecnie, gdy
liczba użytkowników stale rośnie. Bardziej wydajnym rozwiązaniem jest wielodostęp
z podziałem czasowym TDMA {Time Division Multiple Access), w którym
użytkownicy korzystają z dostępnego pasma z podziałem czasu pomiędzy siebie.
Każdemu z użytkowników syslemu przyporządkowano nie tylko czę stotliwość, ale
również szczelinę czasową. Określona liczba szczelin tworzy ramkę, która jesi
cyWicznie powtarzana. W TDMA liczba równocześnie obsłu giwanych użytkowników
wzrasta wraz ze wzrostem liczby przydzielonych czę stotliwości oraz liczby
zdefiniowanych szczelin czasowych w ramce. W sys temach GSM mamy 8 szczelin
czasowych na ramkę, w systemach trzeciej generacji korzysta się z wielodostępu z
podziałem kodowym CDMA (Code Division Multiple Access). W takich systemach
każdy użytkownik może ko rzystać z całego dostępnego pasma, w całej rozciągłości i
przez cały czas trwania transmisji, należy jednak zastosować charakterystyczne dla
każdego użytkownika ciągi kodowe; każdemu użytkownikowi przypisuje się kod/kody
na czas trwania połączenia.

Kodowanie widma



Rozszerzenie widma jest techniką modulacji, która pozwala, by
informacja, która jest transmitowana, posiadała znacznie szersze
widmo od informacji źródłowej. W systemach GSM sposób
kodowania sygnału transmitowanego jesi dostosowany do
specyfiki najczęściej przesyłanego sygnału, czyli mo wy. Mowa jako
sygnał analogowy jest próbkowana z częstotliwością 8 kHz za
pomocą 13-bitowego przetwornika A/C. Próbki sygnału są
następnie prze twarzane i filtrowane. W efekcie końcowym
otrzymywany jest blok o czasie trwania 20 ms, niosący 260 bilów
danych, a szybkość transmisji jest równa 13 kb/s. W odróżnieniu
od systemu GSM, UMTS jesi przystosowany nie tyl ko do transmisji
mowy, ale również do transmisji danych z przepływnością do 2
Mb/s. Podslawową cechą systemu UMTS jest sygnał, przestany
przez interfejs radiowy (ścieżkę radiową), który powstał przez
przemrożenie orygi nalnego sygnału przez inny sygnat, co pozwala
na uzyskanie sygnału o znacznie większej częstotliwości zmiany
jego wartości. W systemie UMTS rozróżnia się pojęcia bitu oraz
chipu. Bit odnosi się do bitu informacji nada nej przez użytkownika
w oryginalnej wiadomości, natomiasł chip to element sygnału
występujący w użytym ciągu kodowym. Po zastosowaniu kodu roz
szerzającego widmo mówi się o chipach, a nie bitach informacji.

Wielodostęp w sieci komórkowej



W sieci komórkowej nośnikiem informacji jest lala
elektromagnetyczna wy sokiej częstotliwości (rzędu od kilkuset do
kilku tysięcy MHz. czyli fala z za kresu UW), natomiast
podstawową jednostką pokrycia jest komórka, czyli obszar, na
którym moc odbieranego sygnału, wysyłanego przez stację
nadawczą, tzw. stację bazową, jest powyżej pewnego
minimalnego poziomu starczającego do nawiązania łączności
pomiędzy stacja bazową a termina lem ruchomym.



Ograniczone pokrycie powierzchni sygnałem to jeden z
problemów związanych z systemami komórkowymi. Jednak
znacznie poważniejszym problemem jest pojemność komórki oraz
ściśle z nią związane zagadnienie dostępności nośnika dla więcej
niż jednego użytkownika w tym samym cza sie W celu
rozwiązania tego problemu zostały rozwinięte techniki
wielodostępu do kanału transmisyjnego.

Kanały logiczne, fizyczne i

transportowe

W systemie UMTS została zmieniona charakterystyczna dla GSM
struktura kara tów. Zachowano kanary logiczne i fizyczne, ale
dodatkowo występują jeszcze ka nały transportowe Podstawowy kanał
fizyczny w systemie trzeciej generacji jest definiowany przez
częstollrwość. kod lub liczbę kodów oraz szczelinę czasową (w UMTS
została wyróżniona ramka o czasie trwania 10 ms. składająca się z 15
szczelin czasowych, z których każda zawiera 2560 chipów), a liczba
przesyła nych bilów na kanał jesl uzależniona od szybkości transmisji
{1,28 Mc/s lub 3,84 Mc/s) oraz współczynnika rozszerzenia. Kanały
logiczne odpowiadają ro dzajowi zadania, jakie ma wykonać sieć i
terminal w danej chwili Zamiast kana łów fizycznych sterownik sieci
RNC (Radio Network Controllef) widzi kanały transportowe, które
przenoszą informację od terminala aż do RNC.

 -kody kanatizujące (channelisation codes);

 -kody mieszające (scrambling codes);

 -kody rozszerzające {spreading codes).