Uniwersalny System Telekomunikacji Ruchomej (UMTS) jest jednym z trzeciej generacji (3G) telefonii komórkowej technologii . Opiera się na technologii W-CDMA , znormalizowanej przez 3GPP i stanowi dominującą, pochodzącą z Europy, implementację specyfikacji ITU IMT-2000 dla komórkowych systemów radiowych 3G .
UMTS jest czasami nazywany 3GSM, co podkreśla powiązanie, które zostało zapewnione między UMTS a standardem GSM, któremu się udaje. Jest również nazywany 3G, dla trzeciej generacji.
Zobacz także tabelę podsumowującą różne generacje technologii telefonii komórkowej na dole strony .
Wdrożenie UMTS, pierwotnie planowane na początek pierwszej dekady XXI wieku, zostało odłożone ze względu na jego koszt i złe warunki ekonomiczne w świecie telekomunikacji po pęknięciu bańki internetowej .
Pierwszym operatorem sieci komórkowej, który uruchomił swoją ofertę handlową we Francji, był SFR , the10 listopada 2004, A następnie pomarańczowy na9 grudnia 2004. Bouygues Telecom początkowo wolał skupić się na technologii EDGE w 2005 r., Aby oferować te same rodzaje usług (z wyjątkiem telefonii wideo) przy niższych nakładach inwestycyjnych; niemniej jednak Bouygues Telecom posiada licencję UMTS i na mocy zobowiązań wobec Arcep był zobowiązany do komercyjnego otwarcia swojej sieci na początku 2007 roku . Suez połączył siły z hiszpańskim operatorem Telefónica, aby zaproponować ofertę w ramach konkursu ogłoszonego przez Arcep w 2003 r. Pod nazwą „ST3G”, ale ostatecznie nie złożył wniosku, porzucając wniosek. Projekt na kilka dni przed upływem terminu za składanie ofert.
To jest 18 grudnia 2009Po wielu przygodach i kunktatorstwo, że ARCEP utrzymuje kandydata na wolne telefonów (grupa Iliada ) dla 4 th koncesji UMTS. Jest oficjalnie przyznawany w dniu13 stycznia 2010.
Plik 1 st grudzień 2002, norweski operator sieci komórkowej Telenor ogłosił uruchomienie pierwszej komercyjnej sieci UMTS. Austriacki operator Mobilkom Austria uruchomił pierwszą komercyjną usługę UMTS25 września 2002.
UMTS to technologia telefonii komórkowej , której część radiowa ( UTRAN ) jest oparta na technice wielodostępu W-CDMA , tak zwanej technice widma rozproszonego, podczas gdy wielokrotny dostęp dla GSM jest realizowany przez połączenie multipleksowania z podziałem czasu TDMA i multipleksowania częstotliwości FDMA .
Istotną poprawą UMTS w stosunku do GSM jest, dzięki nowej technice kodowania, możliwość ponownego wykorzystania tych samych częstotliwości w sąsiednich komórkach radiowych, a co za tym idzie przydzielenia każdej komórce większej szerokości widmowej (5 MHz ), podczas gdy w GSM sąsiednie komórki radiowe muszą używać różnych pasm częstotliwości (współczynnik ponownego wykorzystania waha się od 1/3 do 1/7), co oznacza (w GSM) podział i dystrybucję częstotliwości przydzielonych operatorowi między kilka komórek radiowych .
Zniknięcie tego ograniczenia umożliwia UMTS posiadanie większej przepustowości, a tym samym większej przepustowości (lub większej liczby aktywnych abonentów) w każdej komórce.
Podczas WARC 1992 zorganizowanego przez ITU w Torremolinos ( prowincja Malaga w Hiszpanii) wybrano następujące pasma radiowe dla systemów 3G IMT-2000 (eksploatowanych we Francji z technologią UMTS):
Inne pasma częstotliwości zostały później przydzielone UMTS, w szczególności częstotliwości w paśmie 900 MHz, które mogą być współdzielone między GSM i UMTS w Europie i Francji oraz niektóre częstotliwości w zakresie 700 MHz i 1700 MHz w Ameryce Północnej i Azji.
Pasmo częstotliwości ( nośna ) przypisane do każdej komórki radiowej wynosi 5 MHz z rzeczywistą szerokością widmową 4,685 MHz . Od przybycia HSPA standardem w 2008 kilka 5 MHz nośniki mogą być łączone w celu zwiększenia wydajności.
UMTS w swojej pierwotnej wersji „3GPP R99” (znormalizowany w 1999 r. I ukończony w 2001 r.) Pozwalał na teoretyczną maksymalną prędkość pobierania danych (pobieranie) na poziomie 1,920 Mb / s . Szybkość ta jest znacznie wyższa niż początkowa prędkość GSM, która wynosiła 9,6 kb / s i jest wyższa niż prędkości maksymalne oferowane przez warianty GSM zoptymalizowane pod kątem przesyłania danych ( GPRS i EDGE ): 384 kb / s dla „EDGE”.
Prędkości UMTS różnią się w zależności od miejsca użytkowania i szybkości poruszania się użytkownika. W przypadku pierwszej generacji UMTS (tej dostępnej we Francji w latach 2005-2009) maksymalne prędkości pobierania (pobierania) wynosiły:
Wersje 7 i 8 (rel-8 3GPP), zwane HSPA + lub (3.75G), definiowały dalsze ulepszenia standardu UMTS (patrz artykuł HSPA +), umożliwiając osiągnięcie dla wariantu FDD używanego w Europie w 2013 r., szczytowe prędkości pobierania 21 Mb / s , 42 Mb / sw trybie „Dual Carrier”, a w przyszłości nawet 84 Mb / sw trybie wieloantenowym MIMO . Pik wskaźnik połączenia ładującego jest ograniczona do 5,8 Mb / s lub 11,5 Mb / s w zależności od rodzaju terminala (nie trybie „podwójnej komórka”, nie 64 QAM kodowania w łączu w dół).
Wdrożenie wykonane we francuskich sieciach 3G w 2014 r. I obsługiwane przez najnowsze terminale ( smartfony i tablety) odpowiada tak zwanemu wariantowi „DC-HSPA +”, który polega na jednoczesnym wykorzystaniu dwóch komórek radiowych (dwa pasma sąsiednich częstotliwości UMTS 5 MHz ); umożliwia maksymalną prędkość pobierania 42 Mb / s .
Uwaga: Te teoretyczne szczytowe prędkości zakładają stacjonarny terminal, umieszczony w doskonałych warunkach odbioru radiowego i, w praktyce, posiadający tylko jeden aktywny terminal w danym czasie w komórce radiowej (obszar pokrywany przez antenę (y) Węzła B ).
Rzeczywista szybkość transmisji danych terminala UMTS jest najczęściej znacznie niższa niż teoretyczne szybkości transmisji obiecane przez standardy UMTS. Główne czynniki wpływające na rzeczywiste prędkości obserwowane przez abonenta to:
Dzięki zwiększonej szybkości transmisji danych UMTS otwiera drzwi do nowych aplikacji i usług. W szczególności UMTS umożliwia przesyłanie treści multimedialnych, takich jak obrazy, dźwięk i wideo w czasie rzeczywistym.
Początkowo nowe usługi były głównie do zastosowań wideo dotyczą: wideo telefonia , MMS wideo, wideo na żądanie , telewizja. Ale w rzeczywistości 3G był w rzeczywistości najpierw skolonizowany przez zastosowania takie jak dostęp do Internetu, głównie od czasu eksplozji rynku smartfonów i sieci społecznościowych , pojawiły się aplikacje wideo ( Youtube , replayTV ...). Rozwinęły się w drugim etapie wraz ze wzrostem w ilości danych zawartych w subskrypcjach.
Na koniec 2010 r. Ponad pięćset sieci 3G miało dostęp do ponad dwóch miliardów użytkowników, z różnicami w zależności od kontynentu: 82% populacji Europy Zachodniej, ale 12% populacji regionu Azji i Pacyfiku, podczas gdy pod koniec 2006 r. UMTS usługi były oferowane tylko przez 155 operatorów na całym świecie dla 80 milionów użytkowników.
W połowie 2015 r. Na całym świecie było blisko 2 miliardy abonentów sieci UMTS / WCDMA.
UMTS narzucił wprowadzenie nowej fizycznej sieci anten przekaźnikowych i konieczne jest zainstalowanie wielu stacji radiowych ( Węzeł B ) w celu zapewnienia odpowiedniego zasięgu. Tak więc w 2007 roku Orange France nadal obejmował tylko 65% populacji z 6500 lokalizacjami, a na koniec 2009 roku 87% populacji z 11 000 miejscami.
Podczas kontroli przeprowadzonych pod koniec 2011 r. ARCEP zauważył, że wskaźnik zasięgu sieci 3G Orange France i SFR obejmuje obecnie ponad 98% populacji Francji, a sieć Bouygues Telecom osiągnęła w tym samym dniu zasięg więcej niż 93% populacji. Aby zapewnić dobry zasięg na obszarach słabo zaludnionych ( obszary białe ), powszechną praktyką jest łączenie tam sieci, co robią SFR, Orange i Bouygues Telecom.
Pod koniec 2012 r. Firma Arcep potwierdziła wskaźniki pokrycia z at 1 st lipca 2012, wskaźnik pokrycia 3G ponad 98% dla Orange i SFR oraz ponad 94% dla Bouygues Telecom (dostępność usług poza budynkami, w sytuacji statycznej).
We Francji operatorzy potrzebowali trochę czasu, aby uzyskać dodatkowe dochody ze swojej sieci 3G, ale w obliczu konkurencji konieczne stało się oferowanie szybkiego dostępu do Internetu niezbędnego dla smartfonów , oprócz usług. Klasyczne telefony komórkowe GSM : głos, SMS i dźwięk oddzwaniania . Aplikacje możliwe dzięki 3G: MMS , telewizja, muzyka, wideo na żądanie , dostęp do Internetu, gry, zostały dodane do zastosowań głosowych i SMS-ów, niekoniecznie zwiększając średni przychód na abonenta ( ARPU ).
W obliczu powolnego zwrotu z inwestycji oraz szybkiego rozwoju technik, amerykański operator Sprint Nextel zdecydował w 2006 r. O bezpośredniej inwestycji prawie 3 miliardów dolarów, aby pokryć Stany Zjednoczone 4G WiMAX ; Następnie pod koniec 2011 roku zdecydował się na technologię LTE (zamiast WiMAX) dla swojej sieci 4G. AT&T , która jest w 100% właścicielem Cingular Wireless (obecnie znanej jako AT&T Mobility ), wybrała również technologię 4G LTE. W 2006 roku około 250 operatorów ogłosiło, że rozważają lub chcą wdrożyć WiMAX lub LTE w swojej sieci i ogłosili, że chcą pominąć etap 3G , wdrażając sieci oparte na technologiach mobilnych 4G całkowicie opartych na IP , które są bardziej wydajne i mniej kosztowny.
Wśród technologii 4G były dwie niekompatybilne szkoły: mobilne WiMAX wykorzystujące technologię MIMO i standaryzowane przez IEEE ( standard IEEE 802.16e ) oraz LTE ( Long Term Evolution „ System Architecture Evolution ”), które jest inicjatywą wspieraną przez partnerstwo trzeciej generacji Organ normalizacyjny projektu zgodnie z UMTS. Kilku operatorów w różnych krajach (Stany Zjednoczone, Japonia, Korea, Rosja) rozpoczęło w 2009 r. Testowanie mobilnego WiMAX, podczas gdy pierwsze komercyjne wdrożenia LTE rozpoczęły się dopiero w 2011 r. (Stany Zjednoczone i Szwecja) oraz w 2012 r. W Azji i pozostałych krajach Europy. . Od 2015 roku LTE dominuje w sieciach komórkowych 4G (ponad 750 milionów abonentów w połowie 2015 roku na całym świecie), a mobilne WiMAX jest w trakcie odchodzenia.
Inne uzupełniające lub alternatywne rozwiązanie dla UMTS pozwala na mniejsze inwestycje niż te niezbędne w przypadku UMTS: operatorzy sieci GSM mogą aktualizować istniejące urządzenia sieciowe 2G za pomocą „ Evolved EDGE ”, ewolucji technologii GPRS EDGE zdolnej do obsługi prędkości od 450 do 500 Kbit / s , zanim utworzenie sieci 4G . Sieci EDGE mają tę zaletę, że mają już dobry zasięg, ponieważ anteny przekaźnikowe i używane pasma częstotliwości są takie same, jak w przypadku GSM.
Planowanie lokalizacji radiowych ma na celu przezwyciężenie 4 podstawowych problemów:
Aby prawidłowo rozmieścić sieć , konieczna jest dobra konfiguracja anten sektorowych lub anten RF, aby mieć dobrą wydajność i dobre dostosowanie przepustowości. Zasięg radiowy jest podstawowym kryterium i musi być skuteczny i wystarczający, a następnie dostosowuje się do potrzeb w zakresie przepustowości w każdym regionie i musi być elastyczny, aby dostosować się do przyszłego wzrostu wielkości sieci PLMN i demografii populacji. Abonenci bez trzeba zmienić istniejące witryny. Rozmiar komórek w WCDMA / UMTS nie może być traktowany jako wymiar stały ze względu na zjawisko oddychania lub efektu oddychania, w którym promień komórki zmienia się w zależności od liczby aktywnych abonentów; jest to spowodowane modulacją rozproszenia pasma. Na ścieżce w górę, jeśli liczba abonentów na danym obszarze wzrasta, powoduje to wzrost poziomu szumów w węźle B ; Aby przezwyciężyć hałas, sprzęt mobilny musi zwiększyć swoją moc transmisji, aby umożliwić drugiemu końcowi łącza radiowego odtworzenie danych, co prowadzi do zmniejszenia obszaru pokrycia. To samo dzieje się w kierunku łącza w dół i możemy oszacować poziom szumów, który mógłby powstać na danym obszarze, obliczając zakłócenia na każdym terminalu , używanym terminem jest „RSCP”: Moc kodu odebranego sygnału lub „siła kodu odebranego sygnału ”. Idealny przypadek reprezentuje obszar pokryty przez pojedynczą komórkę, stosunek sygnału do szumu lub Ec / No staje się optymalny. Krótko mówiąc, kluczowe punkty, które należy wziąć pod uwagę podczas planowania, to: