UMTS

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Le système universel de télécommunications mobiles ( UMTS ) est un système cellulaire mobile de troisième génération pour les réseaux basés sur la norme GSM . Développé et maintenu par le 3GPP (3rd Generation Partnership Project), l’UMTS est un composant de l’ ensemble de normes IMT-2000 de l’ Union internationale des télécommunications et se compare à l’ ensemble de normes CDMA2000 pour les réseaux basés sur la technologie concurrente cdmaOne . L’UMTS utilise la technologie d’accès radio à accès multiple par répartition en code ( W-CDMA ) à large bande pour offrir une plus grande efficacité spectrale et une plus grande bande passante aux opérateurs de réseaux mobiles.

L’ UMTS spécifie un système de réseau complet, qui comprend le réseau d’accès radio ( UMTS Terrestrial Radio Access Network , ou UTRAN), le Réseau central ( Mobile Application Part , ou MAP) et l’authentification des utilisateurs via des cartes SIM ( module d’identité d’abonné ).

La technologie décrite dans l’UMTS est parfois aussi appelée liberté d’accès multimédia mobile (FOMA) ^[1] ou 3GSM.

Contrairement à EDGE (IMT Single-Carrier, basé sur GSM) et CDMA2000 (IMT Multi-Carrier), l’UMTS nécessite de nouvelles stations de base et de nouvelles attributions de fréquences.

Caractéristiques

L’UMTS prend en charge des taux de transfert de données théoriques maximum de 42 Mbit/s lorsque Evolved HSPA (HSPA+) est implémenté dans le réseau. ^[2] Les utilisateurs des réseaux déployés peuvent s’attendre à un taux de transfert allant jusqu’à 384 kbit/s pour les combinés de la version ’99 (R99) (la version UMTS d’origine) et 7,2 Mbit/s pour les combinés à accès par paquets à Liaison descendante à haut débit (HSDPA) dans la connexion descendante. Ces vitesses sont nettement plus rapides que les 9,6 kbit / s d’un seul canal de données à commutation de circuit à correction d’erreur GSM, plusieurs canaux à 9,6 kbit / s dans les données à commutation de circuit à haut débit (HSCSD) et 14,4 kbit / s pour les canaux CDMAOne.

Depuis 2006, les réseaux UMTS de nombreux pays ont été ou sont en train d’être mis à niveau avec l’accès haut débit par paquets en Liaison descendante (HSDPA), parfois appelé 3,5G . Actuellement, HSDPA permet des vitesses de transfert descendantes allant jusqu’à 21 Mbit/s. Les travaux progressent également sur l’amélioration de la vitesse de transfert en liaison montante avec l’ accès par paquets en liaison montante à grande vitesse (HSUPA). À plus long terme, le projet 3GPP Long Term Evolution (LTE) prévoit de faire passer l’UMTS à des vitesses 4G de 100 Mbit/s vers le bas et de 50 Mbit/s vers le haut, en utilisant une technologie d’interface hertzienne de nouvelle génération basée sur le multiplexage orthogonal par répartition en fréquence .

Les premiers réseaux nationaux UMTS grand public ont été lancés en 2002 avec un fort accent sur les applications mobiles fournies par les opérateurs de télécommunications telles que la télévision mobile et les appels vidéo . Les débits de données élevés de l’UMTS sont désormais le plus souvent utilisés pour l’accès à Internet : l’expérience au Japon et ailleurs a montré que la demande des utilisateurs pour les appels vidéo n’est pas élevée, et le contenu audio/vidéo fourni par les opérateurs de télécommunications a perdu de sa popularité au profit du haut débit. accès au World Wide Web – soit directement sur un combiné, soit connecté à un ordinateur via Wi-Fi , Bluetooth ou USB . ^{[ citation nécessaire ]}

Interfaces aériennes

Architecture réseau UMTS Architecture réseau UMTS

L’ UMTS combine trois interfaces hertziennes terrestres différentes , le cœur de la partie d’application mobile (MAP) du GSM et la famille de codecs vocaux GSM .

Les interfaces hertziennes sont appelées UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA). ^[3] Toutes les options d’interface hertzienne font partie des IMT -2000 de l’ UIT . Dans la variante actuellement la plus populaire pour les téléphones mobiles cellulaires, le W-CDMA (IMT Direct Spread) est utilisé. Elle est également appelée “interface Uu”, car elle relie l’équipement utilisateur au réseau d’accès radio terrestre UMTS

Veuillez noter que les termes W-CDMA , TD-CDMA et TD-SCDMA sont trompeurs. Bien qu’ils suggèrent de ne couvrir qu’une méthode d’accès au canal (à savoir une variante de CDMA ), ce sont en fait les noms communs pour l’ensemble des normes d’interface radio. ^[4]

W-CDMA (UTRA-FDD)

Signe 3G affiché dans la barre de notification sur un smartphone sous Android Station de base UMTS sur le toit d’un immeuble

W-CDMA (WCDMA; Wideband Code-Division Multiple Access ), avec UMTS-FDD, UTRA-FDD ou IMT-2000 CDMA Direct Spread est une norme d’interface hertzienne trouvée dans les réseaux de télécommunications mobiles 3G . Il prend en charge les services vocaux, textuels et MMS cellulaires conventionnels , mais peut également transporter des données à haut débit, permettant aux opérateurs mobiles de fournir des applications à bande passante plus élevée, notamment le streaming et l’accès Internet haut débit. ^[5]

W-CDMA utilise la méthode d’accès au canal DS-CDMA avec une paire de canaux larges de 5 MHz. En revanche, le système CDMA2000 concurrent utilise un ou plusieurs canaux 1,25 MHz disponibles pour chaque sens de communication. Les systèmes W-CDMA sont largement critiqués pour leur large utilisation du spectre, ce qui a retardé le déploiement dans les pays qui ont agi relativement lentement dans l’attribution de nouvelles fréquences spécifiquement pour les services 3G (comme les États-Unis).

Les bandes de fréquences spécifiques définies à l’origine par la norme UMTS sont 1885–2025 MHz pour le mobile vers la base (liaison montante) et 2110–2200 MHz pour la base vers le mobile (Liaison descendante). Aux États-Unis, 1710–1755 MHz et 2110–2155 MHz sont utilisés à la place, car la bande 1900 MHz était déjà utilisée. ^[6] Alors que l’UMTS2100 est la bande UMTS la plus largement déployée, les opérateurs UMTS de certains pays utilisent les bandes 850 MHz (900 MHz en Europe) et/ou 1900 MHz (indépendamment, ce qui signifie que la liaison montante et la Liaison descendante sont dans la même bande), notamment dans aux États-Unis par AT&T Mobility , en Nouvelle-Zélande par Telecom New Zealand sur le réseau mobile XT et en Australie par Telstra sur le réseau Next G. Certains transporteurs commeT-Mobile utilise des numéros de bande pour identifier les fréquences UMTS. Par exemple, Bande I (2100 MHz), Bande IV (1700/2100 MHz) et Bande V (850 MHz).

UMTS-FDD est un acronyme pour Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) – duplexage par répartition en fréquence (FDD) et une version normalisée 3GPP des réseaux UMTS qui utilise le duplexage par répartition en fréquence pour le duplexage sur un accès radio terrestre UMTS ( UTRA ) interface. ^[7]

W-CDMA est la base du service FOMA de NTT DoCoMo au Japon et le membre le plus couramment utilisé de la famille Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) et parfois utilisé comme synonyme d’UMTS. ^[8] Il utilise la méthode d’accès au canal DS-CDMA et la méthode de duplexage FDD pour atteindre des vitesses plus élevées et prendre en charge plus d’utilisateurs par rapport aux schémas d’accès multiple par répartition dans le temps (TDMA) et de duplex par répartition dans le temps (TDD) les plus utilisés précédemment.

Bien qu’il ne s’agisse pas d’une mise à niveau évolutive côté piste, il utilise le même Réseau central que les réseaux GSM 2G déployés dans le monde, permettant un fonctionnement mobile bimode avec GSM/ EDGE ; une caractéristique qu’il partage avec d’autres membres de la famille UMTS.

Développement

À la fin des années 1990, W-CDMA a été développé par NTT DoCoMo comme interface radio pour leur réseau 3G FOMA . Plus tard, NTT DoCoMo a soumis la spécification à l’ Union internationale des télécommunications (UIT) en tant que candidat pour la norme internationale 3G connue sous le nom d’IMT-2000. L’UIT a finalement accepté le W-CDMA dans le cadre de la famille IMT-2000 des normes 3G, comme alternative au CDMA2000, EDGE et au système DECT à courte portée . Plus tard, W-CDMA a été sélectionné comme interface radio pour l’ UMTS .

NTT DoCoMo n’ayant pas attendu la finalisation de la spécification 3G Release 99, leur réseau était initialement incompatible avec l’UMTS. ^[9] Cependant, cela a été résolu par NTT DoCoMo mettant à jour son réseau.

Les réseaux de communication Code-Division Multiple Access ont été développés par un certain nombre d’entreprises au fil des ans, mais le développement des réseaux de téléphonie cellulaire basés sur CDMA (avant W-CDMA) a été dominé par Qualcomm , la première entreprise à réussir à développer un et la mise en œuvre CDMA rentable pour les téléphones portables grand public et sa première norme d’interface hertzienne IS-95 a évolué pour devenir la norme actuelle CDMA2000 (IS-856/IS-2000). Qualcomm a créé un système expérimental CDMA à large bande appelé CDMA2000 3x qui unifie le W-CDMA ( 3GPP ) et le CDMA2000 ( 3GPP2) technologies de réseau dans une conception unique pour une interface hertzienne standard mondiale. La compatibilité avec CDMA2000 aurait avantageusement permis l’itinérance sur les réseaux existants au-delà du Japon, puisque les réseaux Qualcomm CDMA2000 sont largement déployés, en particulier dans les Amériques, avec une couverture dans 58 pays en 2006 ^[update]. Cependant, en raison d’exigences divergentes, la norme W-CDMA a été retenue et déployée à l’échelle mondiale. Le W-CDMA est alors devenu la technologie dominante avec 457 réseaux commerciaux dans 178 pays en avril 2012. ^[10] Plusieurs opérateurs CDMA2000 ont même converti leurs réseaux en W-CDMA pour une compatibilité d’itinérance internationale et une mise à niveau fluide vers LTE .

Malgré l’incompatibilité avec les normes d’interface radio existantes, une introduction tardive et le coût élevé de mise à niveau du déploiement d’une toute nouvelle technologie d’émetteur, W-CDMA est devenu la norme dominante.

Justification du W-CDMA

W-CDMA transmet sur une paire de canaux radio de 5 MHz de large, tandis que CDMA2000 transmet sur une ou plusieurs paires de canaux radio de 1,25 MHz. Bien que W-CDMA utilise une technique de transmission CDMA à séquence directe comme CDMA2000, W-CDMA n’est pas simplement une version large bande de CDMA2000 et diffère à bien des égards de CDMA2000. D’un point de vue technique, W-CDMA offre un équilibre différent des compromis entre le coût, la capacité, les performances et la densité ^{[ citation nécessaire ]} ; il promet également d’obtenir un avantage de coût réduit pour les combinés de visiophone. Le W-CDMA peut également être mieux adapté au déploiement dans les villes très denses d’Europe et d’Asie. Cependant, des obstacles subsistent et les licences croisées de brevetsentre Qualcomm et les fournisseurs de W-CDMA n’a pas éliminé d’éventuels problèmes de brevet en raison des fonctionnalités de W-CDMA qui restent couvertes par les brevets de Qualcomm. ^[11]

W-CDMA a été développé en un ensemble complet de spécifications, un protocole détaillé qui définit comment un téléphone mobile communique avec la tour, comment les signaux sont modulés, comment les datagrammes sont structurés et les interfaces système sont spécifiées permettant une libre concurrence sur les éléments technologiques.

Déploiement

Le premier service W-CDMA commercial au monde, FOMA, a été lancé par NTT DoCoMo au Japon en 2001.

Ailleurs, les déploiements W-CDMA sont généralement commercialisés sous la marque UMTS.

Le W-CDMA a également été adapté pour être utilisé dans les communications par satellite sur le système américain d’objectifs d’utilisateur mobile utilisant des satellites géosynchrones à la place des tours cellulaires.

J-Phone Japan (autrefois Vodafone et maintenant SoftBank Mobile ) a rapidement suivi en lançant son propre service basé sur W-CDMA, à l’origine sous la marque “Vodafone Global Standard” et revendiquant la compatibilité UMTS. Le nom du service a été changé en “Vodafone 3G” (maintenant “SoftBank 3G”) en décembre 2004.

À partir de 2003, Hutchison Whampoa a progressivement lancé ses réseaux UMTS parvenus.

Depuis que l’UIT a approuvé le service mobile 3G, la plupart des pays ont soit “mis aux enchères” les fréquences radio à l’entreprise prête à payer le plus, soit organisé un “concours de beauté” – demandant aux différentes entreprises de présenter ce qu’elles entendent s’engager à faire. s’il obtient les licences. Cette stratégie a été critiquée pour avoir visé à drainer la trésorerie des opérateurs au BORD de la faillite afin d’honorer leurs offres ou propositions. La plupart d’entre eux ont une contrainte de temps pour le déploiement du service – où une certaine “couverture” doit être atteinte dans un délai donné ou la licence sera révoquée.

Vodafone a lancé plusieurs réseaux UMTS en Europe en février 2004. MobileOne de Singapour a lancé commercialement ses services 3G (W-CDMA) en février 2005. La Nouvelle-Zélande en août 2005 et l’Australie en octobre 2005.

AT&T Wireless (qui fait maintenant partie de Cingular Wireless) a déployé l’UMTS dans plusieurs villes. Bien que les progrès dans le déploiement de son réseau aient été retardés en raison de la fusion avec Cingular, Cingular a commencé à offrir le service HSDPA en décembre 2005.

Rogers au Canada en mars 2007 a lancé HSDPA dans le district du Golden Horseshoe de Toronto sur W-CDMA à 850/1900 MHz et prévoit le lancement commercial du service dans les 25 premières villes en octobre 2007.

TeliaSonera a ouvert le service W-CDMA en Finlande le 13 octobre 2004, avec des vitesses allant jusqu’à 384 kbit/s. Disponibilité uniquement dans les principales villes. Le prix est d’env. 2 €/Mo. ^{[ citation nécessaire ]}

SK Telecom et KTF , deux plus grands fournisseurs de services de téléphonie mobile en Corée du Sud , ont chacun commencé à offrir le service W-CDMA en décembre 2003. En raison d’une mauvaise couverture et du manque de choix dans les ordinateurs de poche, le service W-CDMA a à peine fait une brèche dans le Marché coréen qui était dominé par CDMA2000. En octobre 2006, les deux sociétés couvrent plus de 90 villes tandis que SK Telecom a annoncé qu’elle fournira une couverture nationale pour son réseau WCDMA afin de pouvoir proposer des combinés SBSM (Single Band Single Mode) d’ici le premier semestre 2007. KT Freecel ainsi réduit au minimum le financement du développement de son réseau CDMA2000.

En Norvège , Telenor a introduit le W-CDMA dans les grandes villes fin 2004, tandis que son concurrent, NetCom , a emboîté le pas quelques mois plus tard. Les deux opérateurs ont une couverture nationale de 98% sur EDGE, mais Telenor dispose de réseaux d’itinérance WLAN parallèles sur GSM, où le service UMTS est en concurrence avec cela. Pour cette raison, Telenor abandonne le support de son service WLAN en Autriche (2006).

Maxis Communications et Celcom , deux fournisseurs de services de téléphonie mobile en Malaisie , ont commencé à proposer des services W-CDMA en 2005.

En Suède , Telia a introduit le W-CDMA en mars 2004.

UTRA-TDD

UMTS-TDD, un acronyme pour Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) – duplexage par répartition dans le temps (TDD), est une version normalisée 3GPP des réseaux UMTS qui utilisent UTRA-TDD. ^[7] UTRA-TDD est un UTRA qui utilise le duplexage temporel pour le duplexage. ^[7] Bien qu’il s’agisse d’une implémentation complète de l’UMTS, il est principalement utilisé pour fournir un accès Internet dans des circonstances similaires à celles où WiMAX pourrait être utilisé. ^{[ citation nécessaire ]} L’UMTS-TDD n’est pas directement compatible avec l’UMTS-FDD : un appareil conçu pour utiliser une norme ne peut pas, à moins qu’il ne soit spécifiquement conçu pour, fonctionner sur l’autre, en raison de la différence des technologies d’interface radio et des fréquences utilisées. ^{[ citation nécessaire ]}Il s’agit plus formellement de IMT-2000 CDMA-TDD ou IMT 2000 Time-Division (IMT-TD). ^{[12] [13]}

Les deux interfaces radio UMTS (UTRA) pour UMTS-TDD sont TD-CDMA et TD-SCDMA. Les deux interfaces hertziennes utilisent une combinaison de deux méthodes d’accès aux canaux, l’accès multiple par répartition en code (CDMA) et l’accès multiple par répartition dans le temps (TDMA) : la bande de fréquences est divisée en tranches de temps (TDMA), qui sont ensuite divisées en canaux utilisant CDMA répandre des codes. Ces interfaces hertziennes sont classées comme TDD, car les intervalles de temps peuvent être alloués au trafic de liaison montante ou descendante.

TD-CDMA (UTRA-TDD 3,84 Mcps débit de puce élevé (HCR))

TD-CDMA , acronyme de Time-Division -Code-Division Multiple Access , est une méthode d’accès aux canaux basée sur l’utilisation de l’accès multiple à spectre étalé ( CDMA ) sur plusieurs tranches de temps ( TDMA ). TD-CDMA est la méthode d’accès au canal pour UTRA-TDD HCR, qui est un acronyme pour UMTS Terrestrial Radio Access-Time Division Duplex High Chip Rate. ^[12]

Les interfaces hertziennes UMTS-TDD qui utilisent la technique d’accès au canal TD-CDMA sont normalisées sous le nom UTRA-TDD HCR, qui utilise des incréments de 5 MHz de spectre, chaque tranche divisée en trames de 10 ms contenant quinze intervalles de temps (1500 par seconde). ^[12] Les intervalles de temps (TS) sont alloués en pourcentage fixe pour la Liaison descendante et la liaison montante. Le TD-CDMA est utilisé pour multiplexer les flux depuis ou vers plusieurs émetteurs-récepteurs. Contrairement au W-CDMA, il n’a pas besoin de bandes de fréquences séparées pour l’amont et l’aval, ce qui permet un déploiement dans des bandes de fréquences étroites . ^[14]

TD-CDMA fait partie des IMT-2000, définies comme IMT-TD Time-Division (IMT CDMA TDD), et est l’une des trois interfaces radio UMTS (UTRA), telles que normalisées par le 3GPP dans UTRA-TDD HCR. UTRA-TDD HCR est étroitement lié au W-CDMA et fournit les mêmes types de canaux lorsque cela est possible. Les améliorations HSDPA/HSUPA de l’UMTS sont également mises en œuvre sous TD-CDMA. ^[15]

Aux États-Unis, la technologie a été utilisée pour la sécurité publique et le gouvernement à New York et dans quelques autres régions. ^[16] Au Japon, IPMobile prévoyait de fournir le service TD-CDMA en 2006, mais il a été retardé, remplacé par TD-SCDMA et mis en faillite avant le démarrage officiel du service.

TD-SCDMA (UTRA-TDD 1,28 Mcps à faible débit de puce (LCR))

Time-Division Synchronous Code-Division Multiple Access (TD-SCDMA) ou UTRA TDD 1,28 Mcps low chip rate (UTRA-TDD LCR) ^{[13] [4]} est une interface hertzienne ^[13] trouvée dans les réseaux de télécommunications mobiles UMTS en Chine comme une alternative au W-CDMA.

Le TD-SCDMA utilise la méthode d’accès au canal TDMA combinée à un composant CDMA synchrone adaptatif ^[13] sur des tranches de spectre de 1,6 MHz, permettant un déploiement dans des bandes de fréquences encore plus étroites que le TD-CDMA. Il est normalisé par le 3GPP et également appelé “UTRA-TDD LCR”. Cependant, la principale incitation au développement de cette norme développée par la Chine était d’éviter ou de réduire les droits de licence qui doivent être payés aux titulaires de brevets non chinois. Contrairement aux autres interfaces hertziennes, TD-SCDMA ne faisait pas partie de l’UMTS depuis le début mais a été ajouté dans la version 4 de la spécification.

Comme le TD-CDMA, le TD-SCDMA est connu sous le nom d’IMT CDMA TDD dans les IMT-2000.

Le terme “TD-SCDMA” est trompeur. Bien qu’il suggère de ne couvrir qu’une méthode d’accès au canal, il s’agit en fait du nom commun de l’ensemble de la spécification de l’interface hertzienne. ^[4]

Les réseaux TD-SCDMA / UMTS-TDD (LCR) sont incompatibles avec les réseaux W-CDMA / UMTS-FDD et TD-CDMA / UMTS-TDD (HCR).

Objectifs

Le TD-SCDMA a été développé en République populaire de Chine par l’Académie chinoise des technologies des télécommunications (CATT), Datang Telecom et Siemens AG dans le but d’éviter la dépendance à la technologie occidentale. C’est probablement principalement pour des raisons pratiques, puisque d’autres formats 3G exigent le paiement de droits de brevet à un grand nombre de titulaires de brevets occidentaux.

Les partisans du TD-SCDMA affirment également qu’il convient mieux aux zones densément peuplées. ^[13] En outre, il est censé couvrir tous les scénarios d’utilisation, alors que le W-CDMA est optimisé pour le trafic symétrique et les macrocellules, tandis que le TD-CDMA est mieux utilisé dans les scénarios de faible mobilité dans les micro ou picocellules. ^[13]

Le TD-SCDMA est basé sur la technologie à spectre étalé, ce qui rend peu probable qu’il puisse échapper complètement au paiement des droits de licence aux titulaires de brevets occidentaux. Le lancement d’un réseau national TD-SCDMA était initialement prévu en 2005 ^[17] mais n’a atteint des essais commerciaux à grande échelle avec 60 000 utilisateurs dans huit villes qu’en 2008. ^[18]

Le 7 janvier 2009, la Chine a accordé une licence TD-SCDMA 3G à China Mobile . ^[19]

Le 21 septembre 2009, China Mobile a officiellement annoncé qu’elle comptait 1 327 000 abonnés TD-SCDMA à la fin du mois d’août 2009.

Bien que TD soit principalement un système uniquement chinois, il pourrait bien être exporté vers les pays en développement. Il est susceptible d’être remplacé par un système TD-LTE plus récent au cours des 5 prochaines années. ^{[ à partir de ? ]}

Points forts techniques

TD-SCDMA utilise TDD, contrairement au schéma FDD utilisé par W-CDMA . En ajustant dynamiquement le nombre d’intervalles de temps utilisés pour la Liaison descendante et la liaison montante , le système peut plus facilement s’adapter au trafic asymétrique avec des exigences de débit de données différentes sur la Liaison descendante et la liaison montante que les schémas FDD. Puisqu’il ne nécessite pas de spectre apparié pour la Liaison descendante et la liaison montante, la flexibilité d’attribution du spectre est également accrue. L’utilisation de la même fréquence porteuse pour la liaison montante et la Liaison descendante signifie également que la condition du canal est la même dans les deux sens, et la station de base peut déduire les informations du canal de Liaison descendante à partir des estimations de canal de liaison montante, ce qui est utile pour l’application des techniques de formation de faisceaux .

TD-SCDMA utilise également TDMA en plus du CDMA utilisé dans WCDMA. Cela réduit le nombre d’utilisateurs dans chaque intervalle de temps, ce qui réduit la complexité de mise en œuvre des schémas de détection et de formation de faisceaux multi-utilisateurs, mais la transmission non continue réduit également la couverture (en raison de la puissance de crête plus élevée nécessaire), la mobilité (en raison de la fréquence de commande de puissance inférieure) et complique les algorithmes de gestion des ressources radio .

Le “S” dans TD-SCDMA signifie “synchrone”, ce qui signifie que les signaux de liaison montante sont synchronisés au niveau du récepteur de la station de base, grâce à des ajustements de synchronisation continus. Cela réduit les interférences entre les utilisateurs du même intervalle de temps utilisant des codes différents en améliorant l’ orthogonalité entre les codes, augmentant ainsi la capacité du système, au prix d’une certaine complexité matérielle pour réaliser la synchronisation de la liaison montante.

Histoire

Le 20 janvier 2006, le ministère de l’Industrie de l’information de la République populaire de Chine a officiellement annoncé que TD-SCDMA était la norme de télécommunication mobile 3G du pays. Le 15 février 2006, un calendrier de déploiement du réseau en Chine a été annoncé, indiquant que des essais pré-commerciaux auraient lieu après l’achèvement d’un certain nombre de réseaux de test dans certaines villes. Ces essais se sont déroulés de mars à octobre 2006, mais les résultats étaient apparemment insatisfaisants. Début 2007, le gouvernement chinois a chargé l’opérateur cellulaire dominant, China Mobile, de construire des réseaux d’essai commerciaux dans huit villes, et les deux opérateurs de téléphonie fixe, China Telecom et China Netcom, pour en construire un chacun dans deux autres villes. La construction de ces réseaux d’essai devait se terminer au cours du quatrième trimestre de 2007, mais des retards ont fait que la construction n’a été achevée qu’au début de 2008.

La norme a été adoptée par le 3GPP depuis Rel-4, connue sous le nom d’« option UTRA TDD 1,28 Mbps ». ^[13]

Le 28 mars 2008, China Mobile Group a annoncé des «essais commerciaux» TD-SCDMA pour 60 000 utilisateurs test dans huit villes à partir du 1er avril 2008. Les réseaux utilisant d’autres normes 3G (WCDMA et CDMA2000 EV / DO) n’avaient toujours pas été lancés en Chine. , car ceux-ci ont été retardés jusqu’à ce que TD-SCDMA soit prêt pour le lancement commercial.

En janvier 2009, le ministère chinois de l’industrie et des technologies de l’information (MIIT) a pris la décision inhabituelle d’attribuer des licences pour 3 normes de téléphonie mobile de troisième génération différentes à trois opérateurs dans une étape très attendue qui devrait entraîner des dépenses de 41 milliards de dollars. sur de nouveaux équipements. La norme développée par la Chine, TD-SCDMA, a été attribuée à China Mobile, le plus grand opérateur téléphonique au monde par les abonnés. Cela semblait être un effort pour s’assurer que le nouveau système a le soutien financier et technique pour réussir. Les licences pour deux normes 3G existantes, W-CDMA et CDMA2000 1xEV-DO , ont été attribuées à China Unicomet China Telecom, respectivement. La technologie de troisième génération, ou 3G, prend en charge la navigation sur le Web, la vidéo sans fil et d’autres services, et le lancement du service devrait stimuler une nouvelle croissance des revenus.

La scission technique du MIIT a entravé les performances de China Mobile sur le marché 3G, les utilisateurs et les ingénieurs de China Mobile soulignant le manque de combinés adaptés à utiliser sur le réseau. ^[20] Le déploiement des stations de base a également été lent, ce qui a entraîné un manque d’amélioration du service pour les utilisateurs. ^[21] La connexion au réseau elle-même a toujours été plus lente que celle des deux autres transporteurs, ce qui a entraîné une forte baisse de la part de marché. En 2011, China Mobile a déjà mis l’accent sur TD-LTE. ^{[22] [23]} Les fermetures progressives des stations TD-SCDMA ont commencé en 2016. ^{[24] [25]}

Bandes de fréquences et déploiements

Voici une liste des réseaux de télécommunications mobiles utilisant la technologie TD-SCDMA / UMTS-TDD (LCR) de troisième génération.

Opérateur	Pays	Fréquence (MHz)	Bande	Date de lancement	Remarques
Chine Mobile	Chine	2100	A+ (Bande 34)	janvier 2009	^{[23] [25] [26]} (↓↑) Le réseau 2010–2025 MHz est progressivement supprimé au profit du LTE.
Chine Mobile	Chine	1900	A- (Bande 33)	janvier 2009	^{[23] [25] [26]} (↓↑) 1 900–1 920 MHz (sous-ensemble de la bande 39) Précédemment utilisé par Xiaolingtong (PHS) . Réseau en cours de suppression au profit du LTE.
rien	Chine	1900	F (Bande 39)	N / A	(↓↑) 1880–1920 MHz Aucun déploiement, plus tard utilisé pour TD-LTE à la place.
rien	Chine	2300	E (bande 40)	N / A	(↓↑) 2300–2400 MHz Aucun déploiement, utilisé plus tard pour TD-LTE à la place.
Xinwei (CooTel)	Nicaragua	1800	N / A	avril 2016	^{[27] [28] [29]} (↓↑) 1785–1805 MHz

UMTS-TDD sans licence

En Europe, la CEPT a attribué la gamme 2010-2020 MHz à une variante de l’UMTS-TDD conçue pour une utilisation sans licence et auto-fournie. ^[30] Certains groupes de télécommunications et juridictions ont proposé de retirer ce service au profit de l’UMTS-TDD sous licence, ^[31] en raison du manque de demande et du manque de développement d’une technologie d’interface radio UMTS TDD adaptée au déploiement dans cette bande.

Comparaison avec UMTS-FDD

L’UMTS ordinaire utilise UTRA-FDD comme interface hertzienne et est connu sous le nom d’ UMTS-FDD . L’UMTS-FDD utilise le W-CDMA pour l’accès multiple et le duplex par répartition en fréquence pour le duplexage, ce qui signifie que la liaison montante et la Liaison descendante transmettent sur des fréquences différentes. L’UMTS est généralement transmis sur des fréquences attribuées au service de téléphonie mobile 1G , 2G ou 3G dans les pays d’exploitation.

L’UMTS-TDD utilise le duplexage temporel, permettant à la liaison montante et à la Liaison descendante de partager le même spectre. Cela permet à l’opérateur de répartir avec plus de souplesse l’utilisation du spectre disponible en fonction des modèles de trafic. Pour un service téléphonique ordinaire, vous vous attendez à ce que la liaison montante et la Liaison descendante transportent des quantités de données à peu près égales (car chaque appel téléphonique nécessite une transmission vocale dans les deux sens), mais le trafic orienté Internet est plus souvent à sens unique. Par exemple, lors de la navigation sur un site Web, l’utilisateur enverra des commandes, qui sont courtes, au serveur, mais le serveur enverra des fichiers entiers, généralement plus volumineux que ces commandes, en réponse.

L’UMTS-TDD a tendance à être une fréquence allouée destinée aux services Internet mobiles/sans fil plutôt qu’utilisée sur les fréquences cellulaires existantes. Cela s’explique en partie par le fait que le duplexage TDD n’est normalement pas autorisé sur les fréquences cellulaires , PCS /PCN et 3G. Les technologies TDD ouvrent l’utilisation du spectre non apparié restant.

Dans toute l’Europe, plusieurs bandes sont fournies soit spécifiquement pour l’UMTS-TDD, soit pour des technologies similaires. Ce sont 1900 MHz et 1920 MHz et entre 2010 MHz et 2025 MHz. Dans plusieurs pays, la bande 2500-2690 MHz (également connue sous le nom de MMDS aux États-Unis) a été utilisée pour les déploiements UMTS-TDD. De plus, le spectre autour de la gamme 3,5 GHz a été attribué dans certains pays, notamment la Grande-Bretagne, dans un environnement technologiquement neutre. En République tchèque, l’UTMS-TDD est également utilisé dans une gamme de fréquences autour de 872 MHz. ^[32]

Déploiement

L’UMTS-TDD a été déployé pour des réseaux publics et/ou privés dans au moins dix-neuf pays à travers le monde, avec des systèmes en direct, entre autres, en Australie, en République tchèque, en France, en Allemagne, au Japon, en Nouvelle-Zélande, au Botswana, en Afrique du Sud, le Royaume-Uni et les États-Unis.

Jusqu’à présent, les déploiements aux États-Unis ont été limités. Il a été sélectionné pour un réseau de soutien à la sécurité publique utilisé par les intervenants d’urgence à New York, ^[33] mais en dehors de certains systèmes expérimentaux, notamment celui de Nextel , jusqu’à présent, la norme WiMAX semble avoir gagné en popularité en tant qu’accès Internet mobile général. système.

Normes concurrentes

Il existe une variété de systèmes d’accès Internet qui fournissent un accès haut débit au réseau. Ceux-ci incluent WiMAX et HIPERMAN . L’UMTS-TDD présente les avantages de pouvoir utiliser l’infrastructure UMTS/GSM existante d’un opérateur, s’il en a une, et d’inclure des modes UMTS optimisés pour la commutation de circuits si, par exemple, l’opérateur souhaite offrir un service téléphonique. Les performances de l’UMTS-TDD sont également plus constantes. Cependant, les déployeurs UMTS-TDD ont souvent des problèmes réglementaires pour tirer parti de certains des services fournis par la compatibilité UMTS. Par exemple, le spectre UMTS-TDD au Royaume-Uni ne peut pas être utilisé pour fournir un service téléphonique, bien que le régulateur OFCOMdiscute de la possibilité de l’autoriser à un moment donné dans le futur. Peu d’opérateurs envisageant l’UMTS-TDD disposent d’une infrastructure UMTS/GSM existante.

De plus, les systèmes WiMAX et HIPERMAN offrent des bandes passantes nettement plus importantes lorsque la station mobile se trouve à proximité de la tour.

Comme la plupart des systèmes d’accès Internet mobiles, de nombreux utilisateurs qui pourraient autrement choisir l’UMTS-TDD verront leurs besoins couverts par la collection ad hoc de points d’accès Wi-Fi non connectés dans de nombreux restaurants et centres de transport, et/ou par l’accès Internet déjà fourni par leur opérateur de téléphonie mobile. En comparaison, l’UMTS-TDD (et des systèmes comme le WiMAX) offre un accès mobile et plus cohérent que le premier, et un accès généralement plus rapide que le second.

Réseau d’accès radio

L’UMTS spécifie également le réseau d’accès radio terrestre universel (UTRAN), qui est composé de plusieurs stations de base, utilisant éventuellement différentes normes d’interface hertzienne terrestre et bandes de fréquences.

L’UMTS et le GSM / EDGE peuvent partager un Réseau central (CN), faisant de l’UTRAN un réseau d’accès radio alternatif au GERAN (GSM / EDGE RAN) et permettant une commutation (principalement) transparente entre les RAN en fonction de la couverture disponible et des besoins de service. Pour cette raison, les réseaux d’accès radio UMTS et GSM/EDGE sont parfois appelés collectivement UTRAN/GERAN.

Les réseaux UMTS sont souvent associés au GSM/EDGE, ce dernier faisant également partie des IMT-2000.

L’ interface UE ( User Equipment ) du RAN (Radio Access Network) se compose principalement des protocoles RRC (Radio Resource Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control) et MAC (Media Access Control). Le protocole RRC gère l’établissement de la connexion, les mesures, les services de support radio, la sécurité et les décisions de transfert. Le protocole RLC se divise principalement en trois modes – mode transparent (TM), mode non accusé de réception (UM), mode accusé de réception (AM). La fonctionnalité de l’entité AM ressemble à l’opération TCP tandis que l’opération UM ressemble à l’opération UDP. En mode TM, les données seront envoyées aux couches inférieures sans ajouter d’en-tête au SDUdes couches supérieures. Le MAC gère la planification des données sur l’interface hertzienne en fonction des paramètres configurés de la couche supérieure (RRC).

L’ensemble des propriétés liées à la transmission de données est appelé Radio Bearer (RB). Cet ensemble de propriétés détermine les données maximales autorisées dans un TTI (Transmission Time Interval). RB inclut les informations RLC et le mappage RB. Le mappage RB décide du mappage entre RB<->canal logique<->canal de transport. Les messages de signalisation sont envoyés sur les supports radio de signalisation (SRB) et les paquets de données (CS ou PS) sont envoyés sur les RB de données. Les messages RRC et NAS vont sur les SRB.

La sécurité comprend deux procédures : l’intégrité et le chiffrement. L’intégrité valide la ressource des messages et s’assure également que personne (tiers/inconnu) sur l’interface radio n’a modifié les messages. Le chiffrement garantit que personne n’écoute vos données sur l’interface hertzienne. L’intégrité et le chiffrement sont appliqués pour les SRB, tandis que seul le chiffrement est appliqué pour les données RB.

Réseau central

Avec Mobile Application Part, l’UMTS utilise la même norme de cœur de réseau que le GSM/EDGE. Cela permet une migration simple pour les opérateurs GSM existants. Cependant, la voie de la migration vers l’UMTS reste coûteuse : alors qu’une grande partie de l’infrastructure centrale est partagée avec le GSM, le coût d’obtention de nouvelles licences de spectre et de superposition de l’UMTS dans les tours existantes est élevé.

Le CN peut être connecté à divers réseaux fédérateurs , comme Internet ou un réseau téléphonique RNIS ( Integrated Services Digital Network ). L’UMTS (et le GERAN) incluent les trois couches les plus basses du modèle OSI . La couche réseau (OSI 3) comprend le protocole RRM ( Radio Resource Management ) qui gère les canaux supports entre les terminaux mobiles et le réseau fixe, y compris les handovers.

Bandes de fréquences et largeurs de bande des canaux

UARFCN

Un UARFCN ( abréviation de UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number, où UTRA signifie UMTS Terrestrial Radio Access) est utilisé pour identifier une fréquence dans les bandes de fréquences UMTS .

En règle générale, le numéro de canal est dérivé de la fréquence en MHz via la formule Numéro de canal = Fréquence * 5. Cependant, cela ne peut représenter que les canaux centrés sur un multiple de 200 kHz, qui ne correspondent pas aux licences en Amérique du Nord. 3GPP a ajouté plusieurs valeurs spéciales pour les canaux nord-américains communs.

Attribution du spectre

Apprendre encore plus Cette rubrique doit être mise à jour . ( octobre 2013 ) Please help update this article to reflect recent events or newly available information.

Plus de 130 licences ont déjà été attribuées à des opérateurs du monde entier (en décembre 2004), spécifiant la technologie d’accès radio W-CDMA basée sur le GSM. En Europe, le processus de licence s’est déroulé à la fin de la bulle technologique et les mécanismes d’enchères pour l’attribution mis en place dans certains pays ont entraîné le paiement de prix extrêmement élevés pour les licences 2100 MHz d’origine, notamment au Royaume-Uni et en Allemagne. En Allemagne , les soumissionnaires ont payé un total de 50,8 milliards d’euros pour six licences, dont deux ont ensuite été abandonnées et radiées par leurs acheteurs (Mobilcom et Sonera / Telefónicaconsortium). Il a été suggéré que ces énormes droits de licence ont le caractère d’un impôt très important payé sur les revenus futurs attendus dans de nombreuses années. En tout état de cause, les prix élevés payés ont placé certains opérateurs télécoms européens au BORD de la faillite (notamment KPN ). Au cours des dernières années, certains opérateurs ont amorti une partie ou la totalité des coûts de licence. Entre 2007 et 2009, les trois opérateurs finlandais ont commencé à utiliser l’UMTS 900 MHz dans le cadre d’un accord partagé avec ses stations de base GSM 2G environnantes pour la couverture des zones rurales, une tendance qui devrait s’étendre à l’Europe au cours des 1 à 3 prochaines années. ^{[ nécessite une mise à jour ]}

La bande 2100 MHz (Liaison descendante autour de 2100 MHz et liaison montante autour de 1900 MHz) allouée à l’UMTS en Europe et dans la majeure partie de l’Asie est déjà utilisée en Amérique du Nord. La gamme 1900 MHz est utilisée pour les services 2G ( PCS ) et la gamme 2100 MHz est utilisée pour les communications par satellite. Les régulateurs ont cependant libéré une partie de la gamme 2100 MHz pour les services 3G, ainsi qu’une gamme différente autour de 1700 MHz pour la liaison montante. ^{[ nécessite une mise à jour ]}

AT&T Wireless a lancé les services UMTS aux États-Unis à la fin de 2004 en utilisant strictement le spectre 1900 MHz existant alloué aux services PCS 2G. Cingular a acquis AT&T Wireless en 2004 et a depuis lancé l’UMTS dans certaines villes américaines. Cingular s’est renommé AT&T Mobility et a déployé ^[34] certaines villes avec un réseau UMTS à 850 MHz pour améliorer son réseau UMTS existant à 1900 MHz et propose désormais à ses abonnés un certain nombre de téléphones UMTS 850/1900 bi-bande.

Le déploiement de l’UMTS par T-Mobile aux États-Unis était initialement axé sur la bande 1700 MHz. Cependant, T-Mobile a déplacé les utilisateurs de 1700 MHz à 1900 MHz (PCS) afin de réattribuer le spectre aux services 4G LTE . ^[35]

Au Canada, la couverture UMTS est assurée sur les bandes 850 MHz et 1900 MHz sur les réseaux Rogers et Bell-Telus. Bell et Telus partagent le réseau. Récemment, de nouveaux fournisseurs Wind Mobile , Mobilicity et Vidéotron ont commencé leurs opérations dans la bande 1700 MHz.

En 2008, la compagnie de téléphone australienne Telstra a remplacé son réseau CDMA existant par un réseau 3G national basé sur l’UMTS, sous la marque NextG , fonctionnant dans la bande 850 MHz. Telstra fournit actuellement un service UMTS sur ce réseau, ainsi que sur le réseau UMTS 2100 MHz, par le biais d’une copropriété de la société propriétaire et administratrice 3GIS. Cette société est également détenue en copropriété par Hutchison 3G Australia , et c’est le principal réseau utilisé par leurs clients. Optus déploie actuellement un réseau 3G fonctionnant sur la bande 2100 MHz dans les villes et la plupart des grandes villes, et la bande 900 MHz dans les zones régionales. Vodafone construit également un réseau 3G utilisant la bande 900 MHz.

En Inde, BSNL a lancé ses services 3G depuis octobre 2009, en commençant par les grandes villes, puis en s’étendant aux petites villes. Les bandes 850 MHz et 900 MHz offrent une plus grande couverture par rapport aux réseaux équivalents 1700/1900/2100 MHz et conviennent mieux aux zones régionales où de plus grandes distances séparent la station de base et l’abonné.

Les opérateurs d’Amérique du Sud déploient désormais également des réseaux 850 MHz.

Interopérabilité et itinérance mondiale

Les téléphones UMTS (et les cartes de données) sont hautement portables – ils ont été conçus pour se déplacer facilement sur d’autres réseaux UMTS (si les fournisseurs ont des accords d’itinérance en place). De plus, presque tous les téléphones UMTS sont des appareils bimodes UMTS/GSM, donc si un téléphone UMTS se déplace en dehors de la couverture UMTS pendant un appel, l’appel peut être transféré de manière transparente vers la couverture GSM disponible. Les frais d’itinérance sont généralement beaucoup plus élevés que les frais d’utilisation normaux.

La plupart des titulaires de licences UMTS envisagent une itinérance mondiale omniprésente et transparenteun enjeu important. Pour permettre un degré élevé d’interopérabilité, les téléphones UMTS prennent généralement en charge plusieurs fréquences différentes en plus de leur repli GSM. Différents pays prennent en charge différentes bandes de fréquences UMTS – l’Europe utilisait initialement 2100 MHz tandis que la plupart des opérateurs aux États-Unis utilisent 850 MHz et 1900 MHz. T-Mobile a lancé un réseau aux États-Unis fonctionnant à 1700 MHz (liaison montante) /2100 MHz (Liaison descendante), et ces bandes ont également été adoptées ailleurs aux États-Unis, au Canada et en Amérique latine. Un téléphone et un réseau UMTS doivent prendre en charge une fréquence commune pour fonctionner ensemble. En raison des fréquences utilisées, les premiers modèles de téléphones UMTS destinés aux États-Unis ne seront probablement pas utilisables ailleurs et vice versa. Il existe désormais 11 combinaisons de fréquences différentes utilisées dans le monde, y compris des fréquences autrefois utilisées uniquement pour les services 2G.

Les téléphones UMTS peuvent utiliser un module d’identité d’abonné universel , USIM (basé sur la carte SIM du GSM) et fonctionnent également (y compris les services UMTS) avec les cartes SIM GSM. Il s’agit d’une norme mondiale d’identification qui permet à un réseau d’identifier et d’authentifier la (U)SIM dans le téléphone. Les accords d’itinérance entre les réseaux permettent de rediriger les appels vers un client en itinérance et de déterminer les services (et les prix) disponibles pour l’utilisateur. En plus des informations d’abonné de l’utilisateur et des informations d’authentification, la (U)SIM fournit un espace de stockage pour les contacts du répertoire téléphonique. Les combinés peuvent stocker leurs données sur leur propre mémoire ou sur la carte (U)SIM (qui est généralement plus limitée dans les informations de contact de son répertoire téléphonique). Une (U)SIM peut être déplacée vers un autre téléphone UMTS ou GSM, et le téléphone prendra les détails de l’utilisateur de la (U)SIM,

Le Japon a été le premier pays à adopter les technologies 3G, et comme ils n’avaient pas utilisé le GSM auparavant, ils n’avaient pas besoin d’intégrer la compatibilité GSM dans leurs combinés et leurs combinés 3G étaient plus petits que ceux disponibles ailleurs. En 2002, le réseau FOMA 3G de NTT DoCoMo était le premier réseau UMTS commercial – utilisant une spécification de pré-version, ^[36] il était initialement incompatible avec la norme UMTS au niveau radio mais utilisait des cartes USIM standard, ce qui signifie que l’itinérance basée sur la carte USIM était possible (transfert de la carte USIM dans un téléphone UMTS ou GSM lors de vos déplacements). NTT DoCoMo et SoftBank Mobile (qui a lancé la 3G en décembre 2002) utilisent désormais la norme UMTS.

Combinés et modems

Apprendre encore plus Cette rubrique doit être mise à jour . ( août 2015 ) Please help update this article to reflect recent events or newly available information.

Le Nokia 6650 , un des premiers combinés UMTS (2003)

Tous les principaux fabricants de téléphones 2G (toujours en activité) sont désormais des fabricants de téléphones 3G. Les premiers combinés et modems 3G étaient spécifiques aux fréquences requises dans leur pays, ce qui signifiait qu’ils ne pouvaient se déplacer que vers d’autres pays sur la même fréquence 3G (bien qu’ils puissent revenir à l’ancienne norme GSM). Le Canada et les États-Unis ont une part commune de fréquences, comme la plupart des pays européens. L’article Bandes de fréquences UMTS est un aperçu des fréquences des réseaux UMTS dans le monde.

À l’ aide d’un routeur cellulaire , d’une carte PCMCIA ou d’une carte USB, les clients peuvent accéder aux services haut débit 3G, quel que soit leur choix d’ordinateur (tel qu’une tablette PC ou un PDA ). Certains logiciels s’installent à partir du modem, de sorte que dans certains cas, aucune connaissance de la technologie n’est requise pour se connecter en quelques instants. À l’aide d’un téléphone prenant en charge la 3G et le Bluetooth 2.0, plusieurs ordinateurs portables compatibles Bluetooth peuvent être connectés à Internet. Certains smartphones peuvent également servir de point d’accès WLAN mobile .

Il existe très peu de téléphones ou de modems 3G disponibles prenant en charge toutes les fréquences 3G (UMTS850/900/1700/1900/2100 MHz). En 2010, Nokia a lancé une gamme de téléphones avec une couverture Pentaband 3G, notamment les N8 et E7 . De nombreux autres téléphones offrent plus d’une bande, ce qui permet toujours une itinérance étendue. Par exemple, l’ iPhone 4 d’Apple contient un chipset quadribande fonctionnant sur 850/900/1900/2100 MHz, permettant une utilisation dans la majorité des pays où l’UMTS-FDD est déployé.

Autres normes concurrentes

Le principal concurrent de l’UMTS est CDMA2000 (IMT-MC), qui est développé par le 3GPP2. Contrairement à l’UMTS, CDMA2000 est une mise à niveau évolutive d’une norme 2G existante, cdmaOne, et est capable de fonctionner dans les mêmes attributions de fréquences. Ceci et les exigences de bande passante plus étroites de CDMA2000 facilitent le déploiement dans les spectres existants. Dans certains cas, mais pas tous, les opérateurs GSM existants ne disposent que de suffisamment de spectre pour mettre en œuvre soit l’UMTS, soit le GSM, mais pas les deux. Par exemple, dans les blocs de spectre US D, E et F PCS, la quantité de spectre disponible est de 5 MHz dans chaque direction. Un système UMTS standard saturerait ce spectre. Là où CDMA2000 est déployé, il coexiste généralement avec l’UMTS. Cependant, sur de nombreux marchés, la question de la coexistence est peu pertinente, car des obstacles législatifs existent au co-déploiement de deux normes dans la même tranche de spectre sous licence.

Un autre concurrent de l’UMTS est EDGE (IMT-SC), qui est une mise à niveau évolutive du système GSM 2G, tirant parti des spectres GSM existants. Il est également beaucoup plus facile, plus rapide et considérablement moins cher pour les opérateurs sans fil de “boulonner” la fonctionnalité EDGE en mettant à niveau leur matériel de transmission GSM existant pour prendre en charge EDGE plutôt que d’avoir à installer presque tous les équipements neufs pour fournir l’UMTS. Cependant, étant développé par le 3GPP tout comme l’UMTS, EDGE n’est pas un véritable concurrent. Au lieu de cela, il est utilisé comme solution temporaire avant le déploiement de l’UMTS ou comme complément pour les zones rurales. Ceci est facilité par le fait que les spécifications GSM/EDGE et UMTS sont développées conjointement et s’appuient sur le même Réseau central, permettant un fonctionnement bimode, y compris des transferts verticaux .

La norme chinoise TD-SCDMA est également souvent considérée comme un concurrent. TD-SCDMA a été ajouté à la version 4 de l’UMTS sous le nom de UTRA-TDD 1,28 Mcps Low Chip Rate (UTRA-TDD LCR). Contrairement au TD-CDMA (UTRA-TDD 3,84 Mcps High Chip Rate, UTRA-TDD HCR) qui complète le W-CDMA (UTRA-FDD), il convient à la fois aux micro et macrocellules. Cependant, le manque de soutien des fournisseurs l’empêche d’être un véritable concurrent.

Bien que le DECT soit techniquement capable de concurrencer l’UMTS et d’autres réseaux cellulaires dans les zones urbaines densément peuplées, il n’a été déployé que pour les téléphones sans fil domestiques et les réseaux privés internes.

Tous ces concurrents ont été acceptés par l’UIT dans le cadre de la famille IMT-2000 des normes 3G, avec UMTS-FDD.

Du côté de l’accès à Internet, les systèmes concurrents incluent WiMAX et Flash-OFDM .

Migration du GSM/GPRS vers l’UMTS

A partir d’un réseau GSM/GPRS, les éléments de réseau suivants peuvent être réutilisés :

Registre de localisation du domicile (HLR)
Registre de localisation des visiteurs (VLR)
Registre d’identité des équipements (EIR)
Centre de commutation mobile (MSC)
Centre de commutation mobile de passerelle (GMSC)
Centre d’authentification (AUC)
Nœud de support GPRS desservant ( SGSN )
Nœud de prise en charge de la passerelle GPRS ( GGSN )

A partir d’un réseau radio de communication GSM/GPRS, les éléments suivants ne sont pas réutilisables :

Station de base de l’émetteur-récepteur (BTS)
Contrôleur de station de base (BSC)
Unité de contrôle des paquets (PCU)

Ils peuvent rester dans le réseau et être utilisés dans un fonctionnement à double réseau où les réseaux 2G et 3G coexistent tandis que la migration du réseau et de nouveaux terminaux 3G deviennent disponibles pour une utilisation dans le réseau.

Le réseau UMTS introduit de nouveaux éléments de réseau qui fonctionnent comme spécifié par le 3GPP :

Nœud B (station de base de l’émetteur-récepteur)
Contrôleur de réseau radio (RNC)
Passerelle multimédia (MGW)

La fonctionnalité de MSC change lors du passage à l’UMTS. Dans un système GSM, le MSC gère toutes les opérations de commutation de circuits, telles que la connexion des abonnés A et B via le réseau. Dans l’UMTS, la passerelle média (MGW) prend en charge le transfert de données dans les réseaux à commutation de circuits. MSC contrôle les opérations MGW.

Problèmes et enjeux

Certains pays, dont les États-Unis, ont attribué le spectre différemment des recommandations de l’ UIT , de sorte que les bandes standard les plus couramment utilisées pour l’UMTS (UMTS-2100) n’étaient pas disponibles. ^{[ citation nécessaire ]} Dans ces pays, des bandes alternatives sont utilisées, empêchant l’interopérabilité des équipements UMTS-2100 existants et nécessitant la conception et la fabrication d’équipements différents à utiliser sur ces marchés. Comme c’est le cas avec le GSM900 aujourd’hui ^{[ quand ? ]}, l’équipement UMTS 2100 MHz standard ne fonctionnera pas sur ces marchés. Cependant, il semble que l’UMTS ne souffre pas autant des problèmes de compatibilité de la bande des combinés que le GSM, car de nombreux combinés UMTS sont multibandes en modes UMTS et GSM. Combinés Penta-bande (bandes 850, 900, 1700, 2100 et 1900 MHz), GSM quadri-bande (bandes 850, 900, 1800 et 1900 MHz) et UMTS tri-bande (bandes 850, 1900 et 2100 MHz) se banalisent. ^[37]

À ses débuts ^{[ quand ? ]} , l’UMTS a rencontré des problèmes dans de nombreux pays : les combinés en surpoids avec une faible autonomie ont été les premiers à arriver sur un marché très sensible au poids et au facteur de forme. ^{[ citation nécessaire ]} Le Motorola A830, un premier combiné sur le réseau 3 de Hutchison, pesait plus de 200 grammes et comportait même une caméra amovible pour réduire le poids du combiné. Un autre problème important concernait la fiabilité des appels, lié aux problèmes de transfert de l’UMTS au GSM. Les clients ont constaté que leurs connexions étaient interrompues car les transferts n’étaient possibles que dans un sens (UMTS → GSM), le combiné ne revenant à l’UMTS qu’après avoir raccroché. Dans la plupart des réseaux à travers le monde, ce n’est plus un problème. ^{[ citation nécessaire]}

Par rapport au GSM, les réseaux UMTS nécessitaient initialement une densité de stations de base plus élevée. Pour un UMTS à part entière incorporant des fonctionnalités de vidéo à la demande , une station de base devait être configurée tous les 1 à 1,5 km (0,62 à 0,93 mi). C’était le cas lorsque seule la bande 2100 MHz était utilisée, mais avec l’utilisation croissante des bandes de fréquences inférieures (telles que 850 et 900 MHz), ce n’est plus le cas. Cela a conduit à un déploiement croissant des réseaux à bande inférieure par les opérateurs depuis 2006. ^{[ citation nécessaire ]}

Même avec les technologies actuelles et l’UMTS à bande basse, la téléphonie et les données sur UMTS nécessitent plus de puissance que sur des réseaux GSM comparables. Apple Inc. a cité ^[38] la consommation d’énergie UMTS comme la raison pour laquelle l’ iPhone de première génération ne supportait que EDGE. Leur sortie de l’iPhone 3G cite le temps de conversation sur UMTS comme la moitié de celui disponible lorsque le combiné est configuré pour utiliser le GSM. D’autres fabricants indiquent également une durée de vie de la batterie différente pour le mode UMTS par rapport au mode GSM. À mesure que la technologie de la batterie et du réseau s’améliore, ce problème diminue.

Problèmes de sécurité

Dès 2008, on savait que les réseaux des opérateurs pouvaient être utilisés pour recueillir subrepticement des informations sur la localisation des utilisateurs. ^[39] En août 2014, le Washington Post a fait état d’une commercialisation généralisée de systèmes de surveillance utilisant les protocoles du système de signalisation n° 7 (SS7) pour localiser les appelants partout dans le monde. ^[39]

En décembre 2014, la nouvelle a annoncé que les fonctions propres au SS7 pouvaient être réutilisées pour la surveillance, en raison de sa sécurité laxiste, afin d’écouter les appels en temps réel ou d’enregistrer des appels et des textes cryptés pour un décryptage ultérieur, ou de frauder les utilisateurs et les opérateurs de téléphonie mobile. . ^[40]

Deutsche Telekom et Vodafone ont déclaré le même jour qu’ils avaient corrigé des lacunes dans leurs réseaux, mais que le problème est mondial et ne peut être résolu qu’avec une solution à l’échelle du système de télécommunication. ^[41]

Communiqués

L’évolution de l’UMTS progresse en fonction des versions prévues. Chaque version est conçue pour introduire de nouvelles fonctionnalités et améliorer celles qui existent déjà.

Sortie ’99

Services au porteur
Commutateur de circuit 64 kbit/s
384 kbit/s paquet commuté
Services de location
Service d’appel : compatible avec le système mondial de communications mobiles ( GSM ), basé sur le module d’identité universel de l’abonné (USIM)
Fonctionnalités de qualité vocale – Fonctionnement sans tandem
Fréquence 2,1 GHz

Version 4

Radio de BORD
Messagerie multimédia
MExE (environnement d’exécution mobile)
Services de localisation améliorés
Services multimédia IP (IMS)
TD-SCDMA (UTRA-TDD 1,28 Mcps à faible débit de puce)

Version 5

Sous- système multimédia IP (IMS)
IPv6 , transport IP dans UTRAN
Améliorations dans GERAN, MExE, etc.
HSDPA

Version 6

Intégration Wi- Fi
Diffusion multimédia et multidiffusion
Améliorations du SGI
HSUPA
DPCH fractionnaire

Version 7

L2 améliorée
64 QAM, MIMO
Voix sur HSPA
CPC – connectivité de paquets continue
FRLC – RLC flexible

Version 8

HSDPA double cellule

Version 9

HSUPA à deux cellules

Voir également

Liste des réseaux UMTS
3GPP : l’organisme qui gère la norme UMTS.
3GPP Long Term Evolution , le projet 3GPP visant à faire évoluer l’UMTS vers les capacités 4G .
GAN /UMA : une norme pour l’exécution du GSM et de l’UMTS sur des réseaux locaux sans fil.
Opportunity-Driven Multiple Access , ODMA : un protocole de relais de communication en mode UMTS TDD
HSDPA , HSUPA : mises à jour de l’interface radio W-CDMA.
PDCP
Module d’identité de l’abonné
UMTS-TDD : une variante de l’UMTS largement utilisée pour fournir un service Internet sans fil.
Bandes de fréquences UMTS
Canaux UMTS
W-CDMA : la norme d’interface hertzienne principale utilisée par l’UMTS.
TD-SCDMA

Autres normes non UMTS, 3G et 4G

CDMA2000 : évolution de cdmaOne (également connu sous le nom IS-95 ou “CDMA”), géré par le 3GPP2
FOM
WiMAX
GSM
GPRS
BORD
ETSI

Les autres informations

Fréquences cellulaires
CDMA
Comparaison des normes de données sans fil
DECT
TDMA dynamique
Evolution-Données Optimisées / CDMA2000
FOM
GSM / BORD
HSPA
Séquences PN
Tableau de comparaison de l’efficacité spectrale
Bandes de fréquences UMTS
WiMAX
L’industrie des télécommunications en Chine
Communication en Chine
Normalisation en Chine
Modem mobile
Tableau de comparaison de l’efficacité spectrale
Accès multiple par répartition en code (CDMA)
Canal pilote commun ou CPICH, un simple canal de synchronisation dans WCDMA.
L’entrée multiple sortie multiple (MIMO) est l’enjeu majeur de la recherche multi-antennes .
Wi-Fi : une technologie locale sans fil complémentaire à l’UMTS.
Liste des bandes passantes des appareils
Centre d’exploitation et de maintenance
Contrôleur de réseau radio
Sécurité UMTS
Huawei SingleRAN : une technologie RAN permettant la migration du GSM vers l’UMTS ou l’utilisation simultanée des deux

Références

Citations

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Bibliographie

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Documentation

Série de spécifications 3GPP 25 – Aspects radio de la 3G, y compris UMTS
TS 25.201 Couche physique – Description générale – Décrit les différences fondamentales entre FDD et TDD.
TS 25.211 Canaux physiques et mappage des canaux de transport sur les canaux physiques (FDD)
TS 25.221 Canaux physiques et mappage des canaux de transport sur les canaux physiques (TDD)
TS 25.212 Multiplexage et codage de canal (FDD)
TS 25.222 Multiplexage et codage de canal (TDD)
TS 25.213 Etalement et modulation (FDD)
TS 25.223 Etalement et modulation (TDD)
TS 25.214 Procédures de couche physique (FDD)
TS 25.224 Procédures de couche physique (TDD)
TS 25.215 Couche physique – Mesures (FDD)
TS 25.225 Couche physique – Mesures (TDD)

Liens externes

Wikimedia Commons a des médias liés au système universel de télécommunications mobiles .

3gpp.org – Norme de projet de partenariat de 3e génération
Schémas de numérotation des spécifications 3GPP
Vocabulaire pour les spécifications 3GPP, jusqu’à la version 8
Comparaison des budgets de liaison UMTS LTE
FAQ UMTS sur UMTS World
Allocations mondiales de fréquences W-CDMA sur UMTS World
Alliance UMTS TDD L’alliance mondiale UMTS TDD
Congrès mondial 3GSM
Tableau des fournisseurs UMTS
Encyclopédie LTE
Forum TD-SCDMA
Alliance industrielle TD-SCDMA
Foire aux questions UMTS