Aqui aprendemos que a interface radio (entre o terminal e ERB) do UMTS é baseada no WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Vimos que o padrão WCDMA, especificado pelo 3GPP, está crescendo de forma considerável. Afinal suas especificações satisfazem os requisitos de taxas de transferências do IMT-2000 para a terceira geração. São elas:

* 2 Mbps para locais fixos;
* 384 Kbps para usuários pedestres;
* 144 Kbps para usuários com alta mobilidade.

Neste artigo apresentamos o HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Aprovado pelo 3GPP em Março de 2002, seu principal objetivo é proporcionar ao WCDMA taxas de até 10 Mbps para serviços de melhor esforço utilizando a mesma banda de 5 MHz (vista aqui). Trata-se, na verdade, de uma “evolução” para atender as futuras exigências de tráfego. Alias, HSDPA é considerado uma tecnologia de 3,5G.

Para cumprir seu objetivo, tornou-se necessário aprimorar algumas técnicas já utilizadas e também adaptar novos esquemas. Vejamos três exemplos:

* Uso de modulações superiores ao QPSK (utilizada no WCDMA). Neste sentido, além do QPSK, HSDPA consegue operar com 16 QAM e 64 QAM. Tais modulações, consideradas de alta ordem, são sensíveis a ruídos e interferências. Por isso, são utilizadas em conjunto com a técnica MCA (Modulação e Codificação Adaptativas). A função do MCA é escolher qual o esquema de modulação e codificação a ser utilizado conforme as condições instantâneas do canal. Isto significa que é possível aumentar a taxa de bits quando algumas condições são satisfeitas. Por exemplo: canal não sobrecarregado, localização física do usuário ideal, etc.

* Uso de esquemas MIMO (multiple-input multiple-output). Os sistemas MIMO são baseados nas antenas inteligentes (smart antennas). Sistemas que utilizam antenas inteligentes podem empregar antenas adaptativas ou antenas com comutação de feixes. No primeiro caso, um arranjo de antenas é usado e as saídas de cada antena são combinadas dinamicamente para se ajustar ao ruído, interferência e múltiplo percurso. No caso da comutação de feixes, o receptor seleciona o feixe que fornece a maior redução de interferência e o maior ganho do sinal. Além disso, sistemas MIMO ainda contam com outras técnicas para maximizar a taxa de transmissão. Como exemplo, temos o BLAST. Neste caso, minimiza-se a redundância e se obtêm maiores taxas através do mapeamento de mensagens.

* Uso de H-ARQ (Retransmissão Automática Híbrida). Para compreendermos o H-ARQ, torna-se necessário falarmos sobre o FEC (Forward Error Correction) e ARQ (Automatic Repeat Request). O primeiro se refere aos códigos corretores de erros. Já o segundo são técnicas de retransmissões automáticas. Com o objetivo de ajustar o controle de erro às condições variantes do canal, diferentes combinações de FEC e ARQ são utilizadas. Essas combinações são chamadas de H-ARQ.

Além dos três exemplos citados, temos: uso de códigos múltiplos (paralelos), agendamento rápido e seleção rápida de célula. Para não tornar a leitura cansativa, neste artigo não comentaremos sobre tais técnicas. Voltaremos neste assunto posteriormente.

Fechando…

Vimos em artigos anteriores que as duas principais características do WCDMA são: espalhamento variável e controle de potência. No HSDPA nada disso existe. Tais técnicas foram substituídas por outras que exploram todo o sistema de forma “mais eficiente”, conforme visto acima. Entre elas: MAC (Modulação e Codificação Adaptativas), operações de códigos múltiplos e estratégia de retransmissão híbrida. Para o usuário, tudo se resume em duas palavras: “maior performance”.

É isso pessoal…

Abraços !!!

Há algumas exigências para um sistema celular ser considerado de terceira geração. O projeto IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000) da UIT foi o responsável por definir algumas destas exigências que os sistemas devem atender. Entre elas:

* Altas taxas de dados;
* Transmissão de dados simétrica e assimétrica;
* Serviços baseados em comutação de circuitos e comutação de pacotes;
* Qualidade de voz comparável à da telefonia fixa;
* Melhor eficiência espectral;
* Vários serviços simultâneos para usuários finais, para serviços multimídia;
* Incorporação suave dos sistemas celulares de 2º geração;
* Roaming global;
* Arquitetura aberta para a rápida introdução de novos serviços e tecnologias.

A migração de uma operadora para sistemas de terceira geração envolve altos investimentos. O UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) surgiu como forma de minimizar o exorbitante custo envolvido. Afinal, tal tecnologia é, na verdade, uma evolução dos sistemas já existentes (GSM/GPRS). Com isso, aproveita-se muito da infra-estrutura e suaviza a implantação.

Um sistema de terceira geração deve funcionar, como já exposto, conforme algumas regras. Porém uma delas merece destaque: “altas taxas de dados”. Isto é de extrema importância, pois os terminais móveis – com a constante evolução da capacidade de processamento – deixaram de ter como objetivo exclusivo a boa qualidade da chamada. Ou seja, aplicações modernas como vídeo em tempo real são “necessidades” a serem atendidas. O GPRS (171,2 kbps), apesar de suportar o tráfego de dados em rajadas, não é capaz de realizar plenamente tais aspirações. Já o UMTS pretende atender aos atuais requisitos, pois possui como velocidade 384 kbps em dispositivos móveis e 2 Mbps em sistemas de pouca mobilidade.

A arquitetura do UMTS pode ser representada pela imagem abaixo:

UE (User Equipment): é o equipamento do usuário – terminal móvel;
UTRAN (UMTS Terrestrial Rádio Access Network): é a rede terrestre de acesso rádio do UMTS;
CN (Core Network): é o núcleo da rede que suporta serviços baseados em comutação de pacotes e comutação de circuitos.

A interface rádio (entre o terminal e ERB) do UMTS é baseada no WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Este utiliza como método de múltiplo acesso o CDMA de Seqüência Direta (DS-CDMA) - com os vários terminais compartilhando uma mesma banda de freqüências, porém empregando códigos diferentes de espalhamento espectral. Abaixo uma imagem mostrando a evolução dos sistemas:

Em uma rede WCDMA, ajusta-se a potência de emissão de cada usuário. O objetivo deste controle é fazer com que a potência de chegada na ERB seja a mesma para todos os terminais. A frequência deste controle é de 1500 Hz.

Agora uma tabela com algumas características do WCDMA:

Outras características técnicas do UMTS serão abordadas em artigos futuros.

Concluindo…

O UMTS veio para dar o passo inicial em direção da padronização global de sistemas 3G. Com ele se torna possível novos serviços, produtos e modelos de nogócios. A aceitação em massa por parte dos usuários fatalmente exige/exigirá tais comodidades das operadoras. Cabe a estas decidir, conforme seu parque já instalado, qual linha 3G adotar.

Links interessantes:

International Mobile Telecommunications: AQUI;
GSM: AQUI;
GPRS: AQUI.

É isso pessoal…

Abraços !!!