CAPÍTULO 2 CARACTERIZACIÓN DE WCDMA
2.7 PARÁMETROS DE WCDMA
En esta parte se definen los principales parámetros del estándar WCDMA, de acuerdo a la revisión 5 y a la revisión 6.
2.7.1 ANCHO DE BANDA
El ancho de banda para la portadora de WCDMA es de 5 MHz, aunque se han propuesto anchos de banda de 10, 15, y 20 MHz para ofrecer
tasas de datos de 144 kbps, 384 kbps y de 2 Mbps. La información se dispersa a una tasa de chip de 3.84 Mcps. La tasa de chip también puede ser de 8.192 Mcps.
2.7.2 BANDAS DE OPERACIÓN
El 3GPP ha producido especificaciones WCDMA para una serie de bandas celulares para las portadoras WCDMA. Las variantes de frecuencia y sus áreas de uso típico en el mundo se muestran en la
Tabla 2.3.
Dentro de la tabla se especificarán los valores típicos definidos por 3GPP.
Tabla 2.3 Bandas De Frecuencia WCDMA En 3GPP [9]
BANDA DE OPERACIÓN NOMBRE DEL 3GPP ESPECTRO TOTAL ASCENDENTE MHZ DESCENDENTE MHZ REGIÓN Banda I 2100 2 x 60 MHz 1920-1980 2110-2170 Flujo Principal WCDMA Banda II 1900 2 x 60 MHz 1850-1910 1930-1990 Banda de PCS en América Banda III 1800 2 x 75 MHz 1710-1785 1805-1880 Europa, Asia y Brasil Banda IV 1700/2100 2 x 45 MHz 1710-1755 2110-2155 Nueva banda 3G en Estados Unidos y América Banda V 850 2 x 25 MHz 824-849 869-894 Estados Unidos, América y Asia Banda VI 800 2 x 10 MHz 830-840 875-885 Japón Banda VII 2600 2 x 70 2500-2570 2620-2690 Nueva Banda 3G BandaVIII 900 2 x 35 MHz 880-915 925-960 Europa y Asia Banda IX 1700 2 x 35 MHz 1750-1785 1845-1880 Japón Banda X 1700/2100 2 x 60 MHz 1710-1770 2110-2170 Extensión de la banda IV
2.7.3 TASA DE TRANSMISIÓN
En WCDMA la tasa de datos se mantiene constante durante una trama de 10 ms y cada trama se divide en 15 ranuras, cada ranura con duración de 0.667 ms.
2.7.4 MODOS DE OPERACIÓN
WCDMA puede operar en dos modos: FDD (Frequency Division Duplex) y TDD (Time Division Duplex). La complementación de ambos modos de operación ofrece a los operadores auténticas plataformas de tercera generación, capaces de soportar toda la gama de servicios móviles avanzados y en todos los escenarios que se plantean y así poder satisfacer las expectativas generadas alrededor de UMTS.
2.7.4.1 MODO DE OPERACIÓN FDD
En el modo FDD (Frecuency Division Duplex), uplink y el downlink utilizan frecuencias diferentes separadas 90 Mhz. Además de utilizar canales separados. Estas portadoras tienen un ancho de banda de 5 Mhz cada una.
Este modo hace que distintos usuarios compartan una misma portadora al mismo tiempo.
2.7.4.2 MODO DE OPERACIÓN TDD
En el modo TDD (Time Division Duplex), el uplink y el downllink utilizan la misma frecuencia pero se encuentran separados en el tiempo. El modo TDD se diferencia en que los slots (ranuras de tiempo) pueden ser combinados para funcionar como uplik y downli9nk, por lo tanto la capacidad de estos enlaces puede ser diferente, según se necesite.
Este modo tiene estrictos requerimientos de sincronización y por ello es que se plantean para entornos micro y pico celulares.
2.7.5 MODULACIÓN
En cuanto al tipo de modulación empleada puede ser QPSK o BPSK. En el enlace de bajada se utiliza QPSK y en el enlace de subida BPSK.
2.7.6 CODIFICACIÓN
WCDMA emplea diferentes códigos para objetivos diversos, podemos clasificarlos en tres tipos: códigos de canalización, códigos de dispersión
y códigos de scrambling1.En teoría un tipo de código debe ser suficiente,
pero en la práctica las características físicas de la trayectoria de radio
1
requieren que WCDM utilice diferentes códigos para distintos propósitos y esos códigos tienen características, tales como la ortogonalidad y autocorrelación, haciéndolos apropiados para su uso específico.
1. Los códigos de dispersión que WCDMA emplea son: en el
enlace de bajada secuencias Gold de longitud 218-1. Para
el enlace de subida se emplean secuencias Gold de
longitud 241-1.
2. El número total de códigos de scrambling disponibles es 512, dividido en 32 grupos con 16 códigos en cada uno para facilitar el procedimiento de búsqueda de célula. Se
emplean secuencias Gold de 218-1 en el enlace de bajada.
3. Los códigos de canalización son tanto para el enlace de subida como para el de bajada, en el enlace de subida los códigos de canalización se emplean para los canales de control y de tráfico. Para la canalización se emplean
códigos ortogonales, OVSF (Orthogonal Variable
Spreading Factor). El factor de dispersión es de 4 a 256 en el enlace de subida y de 4 a 512 en el enlace de bajada. La codificación del canal de WCDMA está basada en códigos convolucionales y códigos concatenados. Para servicios con una BER
de 10-3, se emplea un código convolucional de longitud 9. También para
la sincronización de canal se emplean secuencias Gold de longitud 28.
2.7.7 ESTRUCTURA DE TRAMA
Tanto en el enlace ascendente como en el enlace descendente las transmisiones están organizadas en el dominio del tiempo en tramas, las cuales tienen una duración de 10 ms. La trama es la unidad de tiempo fundamental para el procesamiento de canales. Cada trama es posteriormente subdividida en 15 ranuras de tiempo, o periodos de control de potencia, de una longitud de 2560 chips c/u. Dentro de cada ranura hay una estructura multiplexada en tiempo para la señal, dentro de la cual los símbolos de datos, la información de señalización física y los símbolos piloto son multiplexados en una sola trama de símbolos.
Figura 2.8 Estructura De La Trama Para Las Partes De Control Y Datos Del Enlace De Subida Del PCPCH
Figura 2.9 Estructura De La Trama Para El Enlace De Bajada Del DPCH 2.8 REFERENCIAS
[1] Korhonen, Juha, “Introduction to 3G Mobile Communications”, Editorial Artech House Mobile Communications Series.
[2] M.R. Karim and M. Sarraf, “W-CDMA and cdma2000 for 3G Mobile
Networks”, McGraw-Hill.
[3] Keiji Tachikawa, WCDMA Mobile Communications System, Wiley & Sons.
[4] Simon Haykin, Sistemas de Comunicación, Limusa Wiley.
[5] Harri Holma and Antti Toskala, WCDMA for UMTS- Radio Access for
Third Generation Mobile Communications, John Wiley & Sons, 2004.
[6] Harri Holma, Antii Toskala, WCDMA for UMTS – HSPA Evolution and
LTE, ohn Wiley & Sons.
[7] 3GPP TS 25.213.v6.0.0.0, “Modulation and Spreading (FDD)”, 2003. [8] Ramjee Prasad y Tero Ojanperä, “An Overview of Cdma Evolution
toward Wideband Cdma”, en IEEE Communications Surveys, vol. 1 núm.
1, septiembre de 1998. [9] http://www.3gpp.org