Az univerzális mobil távközlési rendszer (UMTS) a harmadik generációs (3G) mobiltelefon- technológiák egyike . Ennek alapja a W-CDMA technológia , által szabványosított 3GPP és ez alkotja a domináns kivitelezés, európai eredetű, az ITU IMT-2000 specifikáció a 3G cellás rádió rendszerek .
Az UMTS-t néha 3GSM-nek hívják, aláhúzva az UMTS és az általa sikeresen alkalmazott GSM- szabvány közötti kapcsolatot . 3G-nek is hívják, harmadik generáció számára.
Lásd még az összefoglaló táblázat a különböző generációi mobiltelefon technológiák az az oldal alján .
Az UMTS telepítését, amelyet eredetileg a 2000-es évek elejére terveztek, költségei és a távközlési világ rossz gazdasági körülményei miatt elhalasztották az internetes buborék megrepedését követően .
Az első mobilhálózat-üzemeltető , amely Franciaországban indította el kereskedelmi ajánlatát, az SFR , az2004. november 10, majd Orange tovább2004. december 9. A Bouygues Telecom eredetileg 2005-ben inkább az EDGE technológiára összpontosított , és ugyanolyan típusú szolgáltatásokat kínált (a videotelefonálás kivételével) alacsonyabb befektetéssel; mindazonáltal a Bouygues Telecom rendelkezik UMTS licenccel, és az Arcep iránti elkötelezettségei alapján 2007 elején kereskedelmi szempontból meg kellett nyitnia a hálózatát . Suez összefogott a spanyol Telefónica szolgáltatóval , hogy ajánlatot tegyen az Arcep által 2003-ban „ST3G” néven meghirdetett pályázati felhívás keretében, de végül nem pályázott, néhány nappal a benyújtási határidő előtt elhagyta a projektet. pályázatok.
Ez a 2009. december 18Sok kaland után és a halogatás, hogy ARCEP tartja a jelöltséget Ingyenes mobil (csoport Iliász ) a 4 th UMTS. Hivatalosan odaítélik2010. január 13.
A 1 st december 2002, a norvég mobilhálózat-üzemeltető, a Telenor bejelentette az első kereskedelmi UMTS-hálózat kiépítését. A Mobilkom Austria osztrák szolgáltató 2007-ben indította el az első UMTS kereskedelmi szolgáltatást2002. szeptember 25.
Az UMTS egy olyan mobiltelefon- technológia, amelynek rádiós része ( UTRAN ) a W-CDMA többszörös hozzáférési technikán, az úgynevezett szórt spektrumú technikán alapszik , míg a GSM-hez való többszörös hozzáférést TDMA időosztásos multiplexelés és FDMA frekvencia multiplexelés kombinációja teszi lehetővé .
Az UMTS jelentős javulása a GSM-hez képest, egy új kódolási technikának köszönhetően, ugyanazon frekvenciák újrafelhasználásának lehetősége a szomszédos rádiócellákban, következésképpen nagyobb spektrális szélesség kiosztása az egyes cellákhoz (5 MHz ), míg a GSM- ben a szomszédos rádiócellákhoz különféle frekvenciasávokat kell használniuk (1/3 és 1/7 közötti újrafelhasználási tényező), ami azt jelenti (GSM-ben), hogy az operátornak kiosztott frekvenciákat fel kell osztani és el kell osztani több rádiócella között .
Ennek a megszorításnak a megszűnése lehetővé teszi az UMTS számára, hogy nagyobb sávszélességet és ennélfogva nagyobb áteresztőképességet (vagy több aktív előfizetőt) érjen el az egyes cellákban.
Az ITU által Torremolinosban ( Spanyolország Malaga tartomány) szervezett 1992-es WARC során a következő rádiósávokat választották a 3G IMT-2000 rendszerekhez (Franciaországban UMTS technológiával működtetve):
Később más frekvenciasávokat osztottak ki az UMTS-hez, nevezetesen a 900 MHz-es sáv frekvenciáit, amelyek megoszthatók a GSM és az UMTS között Európában és Franciaországban, valamint bizonyos frekvenciákat a 700 MHz-es és 1700 MHz -es tartományokban Észak-Amerikában és Ázsiában.
A frekvenciasáv ( hordozó ), az egyes rádiós cella 5 MHz-es egy ténylegesen spektrális szélessége a 4,685 MHz-es . Mivel az érkezés a HSPA + szabvány 2008-ban, több 5 MHz hordozók lehet összesíteni , hogy növelje a teljesítményt.
UMTS kezdeti „3GPP R99” változat (szabványos 1999-ben és 2001-ben befejezett) megengedett maximális elméleti downstream adatsebesség (letöltés) A 1.920 MB / s . Ez a sebesség lényegesen nagyobb, mint a kezdeti GSM sebesség, amely 9,6 kb / s volt, és magasabb, mint az adatátvitelre optimalizált GSM variánsok által kínált maximális sebesség ( GPRS és EDGE ) sebessége : 384 kb / s az 'EDGE esetében.
Az UMTS sebessége a használat helyétől és a felhasználó mozgási sebességétől függ. Az UMTS első generációjának (amely Franciaországban 2005 és 2009 között elérhető volt) maximális lefelé irányuló sebessége (letöltés):
A HSPA + vagy (3.75G) nevű 7. és 8. verzió (a 3GPP rel-8) további fejlesztéseket határozott meg az UMTS szabványban (lásd a HSPA + cikket), amelyek lehetővé tették az Európában 2013-ban használt FDD változat elérését , a csúcs-lefelé irányuló sebesség 21 Mb / s , 42 Mb / s a „Dual Carrier” -ben, sőt, a jövőben 84 Mb / s többantennás MIMO módban . A csúcs felfelé irányuló kapcsolat sebessége a terminál kategóriájától függően 5,8 Mb / s vagy 11,5 Mb / s értékre van korlátozva (nincs "Dual Cell" mód, és 64 QAM kódolás sem a lefelé irányuló linken).
A francia 3G hálózatokon 2014-ben végrehajtott és a legújabb terminálok ( okostelefonok és táblagépek) által támogatott megvalósítás megfelel az úgynevezett „DC-HSPA +” variánsnak, amely magában foglalja két rádiócella egyidejű használatát (a szomszédos UMTS frekvencia két sávja 5 MHz ); 42 Mb / s sebességet tesz lehetővé az áramlás irányában .
Megjegyzés: Ezek az elméleti csúcssebességek egy álló terminált feltételeznek, tökéletes rádióvételi körülmények között elhelyezve, és a gyakorlatban csak egy aktív terminállal rendelkeznek egy adott időpontban a rádiócellában (a B csomópont antenná (i) által lefedett terület ).
Az UMTS terminál tényleges adatátviteli sebessége gyakran jóval alacsonyabb, mint az UMTS szabványok által ígért elméleti bitsebességek . Az előfizető által megfigyelt tényleges sebességet befolyásoló fő tényezők a következők:
A megnövekedett adatátviteli sebességnek köszönhetően az UMTS megnyitja az ajtót az új alkalmazások és szolgáltatások előtt. Az UMTS különösen multimédiás tartalmak, például képek, hangok és videók valós idejű továbbítását teszi lehetővé.
Kezdetben az új szolgáltatásokat is, hogy elsősorban a következőkre vonatkoznak videó alkalmazások: video telefonálás , MMS videó, video on demand , televízió. De a 3G-t valójában először olyan települések gyarmatosították, mint az internet-hozzáférés, főként az okostelefonok piacának és a közösségi hálózatoknak a robbanásszerű megjelenése óta megjelentek a videoalkalmazások ( Youtube , replayTV ...). az előfizetésekben szereplő adatok mennyiségében.
2010 végén kétmilliárd felhasználót fedett le több mint ötszáz 3G hálózat, a kontinenstől függően eltérések voltak: Nyugat-Európa lakosságának 82% -a, de Ázsia-Csendes-óceán népességének 12% -a, míg 2006 végén az UMTS a szolgáltatásokat csak 155 szolgáltató kínálta a világ minden tájáról 80 millió felhasználó számára.
2015 közepén az egész világon közel 2 milliárd előfizető volt az UMTS / WCDMA hálózatokra.
Az UMTS új fizikai antennahálózat kiépítését írta elő, és sok rádióállomást ( B csomópont ) kell telepíteni a megfelelő lefedettség biztosítása érdekében. Így 2007-ben az Orange France még mindig csak a lakosság 65% -át fedte le 6500, 2009 végén pedig a lakosság 87% -át 11 000 lelőhelygel.
A 2011 végén elvégzett ellenőrzések során az ARCEP megjegyezte, hogy az Orange France és az SFR 3G-hálózatainak lefedettségi aránya a francia lakosság több mint 98% -át lefedte, és a Bouygues Telecom hálózat ugyanazon a napon elérte a 93-nál nagyobb lefedettséget. a lakosság% -a. A ritkán lakott területeken ( fehér területek ) a jó lefedettség biztosítása érdekében bevett gyakorlat az ottani hálózatok összevonása, amelyet az SFR, az Orange és a Bouygues Telecom tesz.
2012 végén az Arcep megerősítette a lefedettségi arányokat, a 1 st július 2012, a 3G lefedettségi arány meghaladja a 98% -ot az Orange és az SFR esetében, és a 94% -ot meghaladja a Bouygues Telecom esetében (szolgáltatás elérhetősége épületeken kívül, statikus helyzetben).
Franciaországban az üzemeltetőknek némi időre volt szükségük ahhoz, hogy további bevételeket szerezzenek 3G hálózatukból, de a versenyben elengedhetetlenné vált az okostelefonokhoz szükséges nagysebességű internet-hozzáférés felkínálása a szolgáltatások mellett. Klasszikus GSM- mobilok : hang, SMS és csengőhang . A 3G által lehetővé tett alkalmazások: MMS , TV, zene, igény szerinti videó , internet-hozzáférés, játékok hozzáadódtak a hang- és SMS-használathoz, anélkül, hogy szükségszerűen növelnék az előfizetőnkénti átlagos bevételt ( ARPU ).
A beruházások lassú megtérülésével szembesülve és a technikák gyors fejlődése miatt az amerikai Sprint Nextel üzemeltető 2006-ban úgy döntött, hogy közvetlen közel 3 milliárd dollárt fektet be, hogy az Egyesült Államokat 4G WiMAX- szal fedezze ; majd 2011 végén az LTE technológiát választotta (a WiMAX helyett) 4G hálózatát. Az AT&T , amely a Cingular Wireless (jelenleg AT&T Mobility néven ismert) 100% -át birtokolja , szintén a 4G LTE technológiát választotta. 2006-ban mintegy 250 szolgáltatók bejelentették, hogy ők voltak az értékelési folyamatba, vagy szeretnének telepíteni WiMAX vagy LTE hálózati és bejelentette, hogy meg akarják kihagyja a 3G szakaszban bevetésével hálózatok alapuló 4G mobil technológiák teljes mértékben a IP , amelyek hatékonyabb és olcsóbb.
A 4G technológiák között két nem kompatibilis iskola létezett: a MIMO technológiát használó és az IEEE ( IEEE 802.16e szabvány ) által szabványosított mobil WiMAX és az LTE ( Long Term Evolution " System Architecture Evolution "), amelyet a 3. generációs partnerség támogat. Projekt szabványosító testület az UMTS szerint. Számos szolgáltató különböző országokban (Egyesült Államok, Japán, Korea, Oroszország) 2009-ben kezdte meg a mobil WiMAX tesztelését, míg az LTE első kereskedelmi bevezetése csak 2011-ben (Egyesült Államok és Svédország), valamint 2012-ben Ázsiában és Európa többi részén kezdődött. . 2015-től az LTE elsöprő mértékben uralkodik a 4G mobilhálózatokon (világszerte több mint 750 millió előfizető volt 2015 közepén), a mobil WiMAX-ot pedig elhagyják.
Tovább kiegészítő vagy alternatív megoldást UMTS lehetővé teszi kisebb beruházásokra, mint azokat az UMTS GSM-hálózat üzemeltetők frissítheti a meglévő 2G hálózati eszközök segítségével „ Evolved EDGE ”, a fejlődés a GPRS technológia EDGE képes támogatni a sebesség 450-500 kbit / s , mielőtt 4G hálózat beállítása . Az EDGE hálózatok előnye, hogy már jó lefedettséggel rendelkeznek, mivel a reléantennák és az alkalmazott frekvenciasávok megegyeznek a GSM-kel.
A rádióoldalak tervezésének célja négy alapvető probléma leküzdése:
A hálózat megfelelő telepítéséhez az ágazati antennák vagy az RF antennák megfelelő konfigurációjára van szükség a jó teljesítmény és a kapacitás megfelelő adaptálása érdekében. A rádiós lefedettség elengedhetetlen kritérium, amelynek hatékonynak és elegendőnek kell lennie, majd alkalmazkodnia kell az egyes régiók kapacitásigényeihez, és rugalmasnak kell lennie ahhoz, hogy alkalmazkodjon a PLMN méretének és a népesség demográfiájának jövőbeni bővüléséhez . meg kell változtatni a meglévő webhelyeket. A WCDMA / UMTS celláinak mérete nem tekinthető rögzített dimenziónak a légzés vagy a Légzési hatás jelensége miatt , amelyben a cella sugara az aktív előfizetők számától függően változik; ez a szórt sáv modulációnak köszönhető. Az upstream útvonalon, ha az előfizetők száma nő egy területen, ez a zajszint növekedését okozza a B csomópontban ; a zaj leküzdése érdekében a mobil berendezésnek meg kell növelnie átviteli teljesítményét, hogy a rádió összeköttetés másik vége rekonstruálja az adatokat, ami a lefedettségi terület csökkenéséhez vezet. Ugyanez történik a Downlink irányában is, és megbecsülhetjük a zajszintet, amely egy területen létrejöhet, az egyes terminálok interferenciájának kiszámításával , a kifejezés „RSCP”: fogadott jelkód teljesítmény vagy „vett jelkód erőssége”. ”. Az ideális eset egyetlen cella által lefedett területet képvisel, a jel / zaj vagy az Ec / No arány optimálissá válik. Röviden: a legfontosabb szempontok, amelyeket figyelembe kell venni a tervezés során: