5 – UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)
Em 1989, a União Internacional de Telecomunicações (ITU, em inglês) divulgou através de um documento a visão para os sistemas de celulares futuros, chamados de terceira geração, 3G. Essa visão chamou-se IMT-2000 (International Mobile Telephony 2000) e, após ser divulgada, deu início a uma corrida para que fosse projetado um sistema que atingisse às suas necessidades.
Um aspecto interessante do IMT-2000 é a divisão de ambientes para a operação do sistema, de forma hierárquica. A figura abaixo mostra essa divisão.
O IMT-2000 exigiu uma nova alocação do espectro de freqüências. No Brasil, a ANATEL (Agência Nacional de Telecomunicações) reservou a faixa de 1,9 GHz para os sistemas 3G.
Diversas propostas foram então desenvolvidas para atender aos requisitos do IMT-2000. As propostas UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) e WCDMA (Wideband CDMA) foram as selecionadas, junto com a CDMA2000. As propostas UTRA e WCDMA estão unificadas na mesma especificação, chamada UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).
O objetivo era migrar os sistemas de celulares de segunda geração para os de terceira geração. O sistema GSM tem a evolução natural para UMTS, enquanto o sistema CDMA IS-95 evolui naturalmente para o CDMA 2000. A figura abaixo mostra a evolução histórica resumida dos sistemas de celulares.
5.1 – Arquitetura da rede UMTS
A Arquitetura UMTS é formada pelos seguintes elementos :
- Equipamento de usuário – (User Equipment – UE);
- Rede de suporte (Core Network – CN);
- Rede universal de acesso de RF terrestre (Universal Terrestrial Radio Access Network – UTRAN).
A arquitetura UMTS utiliza a mesma rede de suporte dos sistemas GPRS e EDGE, o que consiste numa estratégia de migração muito interessante, de fácil implementação.
A principal diferença entre esses sistemas está nos protocolos e interfaces da interface aérea.
5.2 – Arquitetura UTRAN
A arquitetura UTRAN é formada por subsistemas de rede de RF (Radio Network Subsystem – RNS), conectados à rede de suporte (CN). Essa conexão é feita pela interface Iu.
Os subsistemas RNS integram os canais de RF UMTS à rede. Para implementar isso, existe a rede de suporte (CN). O subsistema RNS é formado por dois elementos :
- Controlador da rede de RF (Radio Network Controller – RNC) : responsável por gerenciar recursos de radiofreqüência, controlar os nós B, localizar o equipamento de usuário (EU) e gerenciar a mobilidade do usuário;
- Nó B (Node B) : Conecta a interface aérea com a infra-estrutura celular. É responsável por controlar os sinais de RF, realizar o espalhamento espectral dos códigos WCDMA, controlar os canais físicos e mapeá-los na portadora de RF.
O RNC se conecta com a rede de suporte (CN) através da interface Iu, com outro RNC através da interface Iur e possivelmente com outras BSCs da rede GERAN pela interface Iur-g. A rede GERAN (GSM EDGE Radio Access Network) é a rede até a geração 2.75, que inclui, portanto, GSM, GPRS e EDGE.
5.2.1 – Interface Iu
Conecta CN e UTRAN. Suas principais funções são :
- Interconectar o subsistema RNS com os pontos de acesso à rede CN dentro de uma PLMN, independente do fabricantes desses componentes;
- Suportar todos os serviços UMTS;
- Permitir o interfuncionamento com o sistema GSM.
5.2.2 – Interface Iur
Permite a troca de informação de sinalização entre RNCs dentro de uma mesma UTRAN. Seus objetivos são :
- Suportar interconexões de RNCs de diferentes fabricantes;
- Separar as funcionalidades entre redes de RF e de transporte, para que novas tecnologias possam implementar mudanças nos dois aspectos de forma específica;
- Realizar o interfuncionamento entre as redes UTRAN e GERAN.