Prezentare 3G

1. Scurt Istoric

Prima legatură radio mobilă a fost stabilită de Marconi la sfârşitul anilor 1800.

Primul serviciu de radiotelefonie terestru a fost instalat de departamentul poliţie Detroit la începutul anilor 1920.

Începuturile serviciului comercial: 1946 – S.U.A. şi inceputul anilor ’50 în Europa.

Sistemele mobile convenţionale (Conventional Mobile Systems (CMS)) operau în benzile de 30-40, 150 si 450 MHz, oferind servicii pentru siguranţa publică (politie, ambulanta, pompieri), pentru firme de transport (taxi), servicii de reţea pentru diverse utilităţi (gaz, apa, electricitate).

Dezvoltarea intensă a comunicaţiilor mobile se realizează doar după apariţia circuitelor integrate şi miniaturizarea realizată în domeniul componentelor, deci după crearea condiţiilor de miniaturizare a echipamentelor şi după realizarea unor surse de alimentare fiabile şi cu dimensiuni relative reduse. Pentru realizarea unor reţele de dimensiuni mari, cu mulţi utilizatori, având la dispoziţie o bandă de frecvenţe limitată, s-a trecut la folosirea acoperirii celulare.

2. Sisteme de comunicatii mobile

Sistemele celulare de comunicaţii mobile au fost dezvoltate, până în prezent, în trei generaţii distincte:

2.1. Generaţia 1 (1G), destinată să ofere un singur serviciu, cel vocal, cuprinde sisteme ca NMT ((Nordic Mobile Telephone – Suedia Norvegia, 1979, 450 MHz in 1981; 900 MHz in 1986), AMPS (Advanced Mobile Phone System lansat in 1982 – 850MHz), TACS (Total Access Communication System) etc. toate acestea fiind sisteme cu prelucrarea analogică a semnalului, funcţionând în benzile de 450 MHz sau de 800-900 MHz. În prezent sistemele de generaţia 1 sunt la finalul .carierei., fiind scoase din exploatare în multe dintre ţările în care au funcţionat.

2.2. Generaţia 2 (2G), a fost iniţial destinată să ofere servicii de voce, dar în acelaşi timp cu capacitate limitată pentru serviciile de transmisii de date (viteză relativ redusă). In acest caz avem sisteme cu prelucrare digitală a semnalului, cu funcţionare în benzile de 900 MHz şi 1800MHz. Tehnicile performante de acces multiplu dezvoltate, ca TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access) au asigurat evoluţia 2G.

Ca exemple avem:

- sistemul GSM (Global System for Mobile communications bazat pe tehnologiile TDMA si FDMA) in Europa, a fost primul standard digital disponibil în domeniul comercial, introdus în 1992. GSM a aparut din nevoia unui standard comun pentru toate ţările şi face posibil roaming-ul şi transferul sigur de informaţie la un nivel calitativ satisfăcător. GSM se bazează pe comutaţia de circuite. Suportul pentru transmisiuni de date la rata joasa (sub 9.6 kbps) a fost introdus la începuturile serviciilor comerciale şi a fost utilizat mai ales pentru scriere/citire e-mail-uri de la un calculator portabil (notebook)

- sistemul D-AMPS (Digital AMPS - Advanced Mobile Phone System) in America de Nord acest system are la baza tehnologia CDMA Pentru exemplificare Ca exemple de astfel de sisteme sunt GSM, D-AMPS etc.

2.3. Generaţia 2,5G - GSM oferă posibilitatea sporirii vitezei de transmisie a datelor prin introducerea unor procedee speciale ca:

- HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) asigură accesul la patru canale simultan, furnizand teoretic de patru ori largimea de bandă de 14.4 kbps a unei transmisiuni de date standard bazată pe comutaţie de circuite, deci 57.6 kbps.

- EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) este un standard de transmisiuni de date, radio, mobil, de mare viteză; vitezele de transmisie urcă până la 384 kbps când toate cele 8 intervale temporale sunt utilizate

- GPRS (General Packet Radio Service) permite rate de transfer teoretice de până la 171.2 kbps prin utilizarea tuturor celor 8 canale simultan. Această rată este de trei ori mai mare decât cea din actualele reţelele fixe de telecomunicaţii şi cam de zece ori mai mare decât cea oferită în momentul de faţă de serviciile cu comutaţie de circuite în reţele GSM. GPRS este un serviciu universal de date, bazat pe comutaţia de pachete, în GSM. Aceasta implică suprapunerea unei interfeţe radio bazate pe comutaţie de pachete peste reţeaua GSM, cu comutaţie de circuite, existentă. Comutaţia de pachete înseamna ca resursele radio GPRS sunt utilizate doar atunci cand utilizatorii trimit sau primesc efectiv date. Informaţia este fragmentată în pachete înainte de a fi transmisă şi apoi reasamblată la receptor. GPRS este un serviciu suplimentar serviciilor de voce, care permite trimiterea şi receptionarea informatiei in cadrul mai multor retele mobile de telefonie. El suplimenteaza serviciile actuale bazate pe comutatia de circuite si serviciul de mesaje scurte. De asemenea faciliteaza posibilitatea de conectare instantanee, numita si conectare permanenta. Acesta este unul dintre avantajele cheie ale GPRS care permite de altfel aplicatii pentru care timpul este un parametru critic.

Cu ajutorul celor de mai sus devine posibilă realizarea unor transmisii de tip multimedia.

2.4. Generaţia 3 (3G) oferă viteze de transmisie sporită, de până la 2 Mbit/s (în unele variante până la 8 Mbit/s) şi prezintă posibilităţi multiple pentru servicii multimedia de calitate şi pentru operare în medii diferite. Sunt sisteme cu prelucrarea digitală a semnalului, ce funcţionează în banda de 2 GHz. Exemple de asemenea sisteme sunt WCDMA şi TD/CDMA, ambele în varianta europeană pentru interfaţa UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Acces Network), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Acces) în varianta japoneză, CDMA2000 (S.U.A) etc. La nivel mondial, 3G este desemnat şi ca IMT-2000(International Mobile Telecomunications - 2000) iar varianta dezvoltată în Europa este denumită UMTS (Universal Mobile Telecomunications System). Introducerea în exploatarea a primelor sisteme 3G a fost realizata în 2001-2002, la baza dezvoltării 3G avand sistemele 2G, astfel, GSM în variantele 2 şi 2+ care sunt integrate în 3G, dezvoltarea UTRAN fiind realizată tocmai pornind de la interfaţa GSM. Între diferitele sisteme 3G se încearcă, în prezent, realizarea unei compatibilităţi cât mai bune.

Obiectivele fundamentale ale sistemelor din categoria 3G sunt:

- asigurarea mobilităţii universale a terminalelor;

- oferirea unor pachete ample de servicii, din care utilizatorul poate selecta serviciile dorite, în forma în care acestea îi sunt familiare, astfel încât:

- să fie posibilă alegerea şi flexibilitatea serviciilor;

- alocarea serviciilor să fie realizată la cerere;

- accesul la servicii să fie simplu şi .prietenos.;

- serviciile oferite să fie interactive şi inovative.

Tipurile de servicii oferite de sistemele 3G se diversifică faţă de oferta realizată de 2G sau de sistemele de generaţia 1, sistemele 3G fiind capabile să ofere:

- multimedia înalt interactiv (videoconferinţe, lucru în colectiv şi teleprezenţă);

- multimedia de viteză mare (acces rapid LAN şi Internet/Intranet, videoclipuri la cerere, cumpărături în direct etc.);

- multimedia de viteză medie (acces LAN şi Internet/Intranet, jocuri interactive, mesaje radiodifuzate şi informaţii publice complexe, jocuri interactive etc.);

- date comutate (acces LAN de viteză redusă, acces Internet/Intranet, fax etc.)

- mesagerie simplă (serviciu de mesaje scurte, e-mail, radiodifuzare şi mesagerie de informaţii publice, comenzi/plăţi pentru comerţul electronic simplu etc.);

- transmisii vocale (comunicare bilaterală, conferinţe, poştă vocală etc).

Principalele obiective impuse de IMT . 2000 la interfaţa radio sunt

- acoperire şi mobilitate completă pentru viteza de transmisie de 144 kbit/s, dar de preferat pentru 384 kbit/s şi BER = 10-6 (Bit Error Rate)

- acoperire şi mobilitate limitată pentru viteza de transmisie de 2 Mbit/s şi BER = 10-6;

- eficienţă ridicată de folosire a spectrului în comparaţie cu sistemele existente;

- flexibilitate înaltă în introducerea noilor servicii.