The Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) er en av de tredje generasjon (3G) mobiltelefoni teknologier . Den er basert på W-CDMA- teknologi , standardisert av 3GPP og utgjør den dominerende implementeringen av europeisk opprinnelse av ITU IMT-2000- spesifikasjonene for 3G- mobilradiosystemer .
UMTS kalles noen ganger 3GSM, og understreker tilknytningen som er sikret mellom UMTS og GSM- standarden som den lykkes med. Det kalles også 3G, for tredje generasjon.
Se også sammendraget tabell over de ulike generasjonene av mobiltelefoni teknologier på bunnen av siden .
Utplasseringen av UMTS, som opprinnelig var planlagt til begynnelsen av 2000-tallet, ble utsatt på grunn av kostnadene og de dårlige økonomiske forholdene i telekommunikasjonsverdenen etter sprengningen av internettboblen .
Den første mobilnettoperatøren som lanserte sitt kommersielle tilbud i Frankrike var SFR ,10. november 2004, etterfulgt av Orange på9. desember 2004. Bouygues Telecom foretrakk først å fokusere på EDGE- teknologi i 2005 for å tilby de samme tjenestetypene (unntatt videotelefoni) med en lavere investering; ikke desto mindre har Bouygues Telecom en UMTS-lisens og ble pålagt i kraft av sine forpliktelser overfor Arcep å åpne nettverket kommersielt tidlig i 2007 . Suez hadde gått sammen med den spanske operatøren Telefónica om å foreslå et tilbud innen rammen av utlysningen som ble lansert av Arcep i 2003 under navnet "ST3G", men til slutt ikke gjaldt, og forlot prosjektet noen dager før fristen for innlevering anbud.
Det er 18. desember 2009Etter mange opplevelser og sommel som ARCEP holder kandidatur Gratis mobil (gruppe Iliaden ) for 4 th UMTS-lisens. Det tildeles offisielt den13. januar 2010.
De 1 st desember 2002, kunngjorde den norske mobilnettoperatøren Telenor utrullingen av det første kommersielle UMTS-nettet. Den østerrikske operatøren Mobilkom Austria lanserte den første kommersielle UMTS-tjenesten den25. september 2002.
UMTS er en mobiltelefoniteknologi hvis radiodel ( UTRAN ) er basert på W-CDMA multiple access teknikk, en såkalt spread spectrum-teknikk, mens multiple access for GSM gjøres ved en kombinasjon av TDMA tidsdelingsmultipleksering og FDMA frekvensmultipleksering .
En betydelig forbedring av UMTS over GSM er, takket være en ny kodingsteknikk, muligheten for å gjenbruke de samme frekvensene i tilstøtende radioceller og følgelig å tildele en større spektralbredde til hver celle (5 MHz ), mens i GSM , tilstøtende radioceller må bruke forskjellige frekvensbånd (gjenbruksfaktor varierende fra 1/3 til 1/7) som innebærer (i GSM) å dele og distribuere frekvensene som er tildelt en operatør mellom flere radioceller .
Forsvinningen av denne begrensningen gjør at UMTS kan ha mer båndbredde og dermed mer gjennomstrømning (eller flere aktive abonnenter) i hver celle.
Under WARC 1992 organisert av ITU i Torremolinos ( provinsen Malaga i Spania) ble følgende radiobånd valgt for 3G IMT-2000-systemene (operert i Frankrike med UMTS-teknologi):
Andre frekvensbånd ble senere tildelt UMTS, særlig frekvenser i 900 MHz-båndet som kan deles mellom GSM og UMTS i Europa og Frankrike og visse frekvenser i 700 MHz og 1700 MHz i Nord-Amerika og Asia.
Frekvensbåndet ( bæreren ) tilordnet hver radiocelle er 5 MHz med en faktisk spektral bredde på 4,685 MHz . Siden ankomsten av HSPA + standard i 2008, flere 5 MHz bærere kan aggregeres for å øke gjennomstrømningen.
UMTS ga i sin opprinnelige “3GPP R99” -versjon (standardisert i 1999 og fullført i 2001) en teoretisk maksimal nedstrøms datahastighet (nedlasting) på 1.920 Mb / s . Denne hastigheten er betydelig høyere enn den opprinnelige GSM- hastigheten, som var 9,6 kb / s og høyere enn de maksimale hastighetene som tilbys av GSM-variantene optimalisert for dataoverføring ( GPRS og EDGE ): 384 kb / s for 'EDGE.
UMTS-hastigheter varierer avhengig av brukssted og brukerens bevegelseshastighet. For den første generasjonen av UMTS (den som var tilgjengelig i Frankrike fra 2005 til 2009) var de maksimale nedlinkhastighetene (nedlasting):
Versjoner 7 og 8 (rel-8 av 3GPP), kalt HSPA + eller (3.75G), definerte ytterligere forbedringer av UMTS-standarden (se artikkel HSPA +) som gjør det mulig å oppnå for FDD- varianten som ble brukt i Europa i 2013, maksimale nedlinkhastigheter på 21 Mb / s , 42 Mb / s i “Dual Carrier” og til og med i fremtiden 84 Mb / s i MIMO- modus med flere antenner . Den topp uplink hastighet er begrenset til 5,8 Mb / s eller 11,5 Mb / s, avhengig av kategori av terminalen (ingen "Dual Cell" modus og 64 QAM koding i nedlinken).
Implementeringen på franske 3G- nettverk i 2014 og som støttes av nylige terminaler ( smarttelefoner og nettbrett) tilsvarer den såkalte “DC-HSPA +” -varianten som innebærer bruk av to radioceller samtidig (to bånd med tilstøtende UMTS-frekvens på 5 MHz ); det tillater en topp nedstrøms hastighet på 42 Mb / s .
Merk: Disse teoretiske topphastighetene forutsetter en stasjonær terminal, plassert i perfekte radiomottakelsesforhold og i praksis bare har en aktiv terminal på et gitt tidspunkt i radiocellen (området dekket av antennen (e) i node B ).
Den faktiske datahastigheten til en UMTS-terminal er ofte mye lavere enn de teoretiske bithastighetene som er lovet av UMTS-standardene. De viktigste faktorene som påvirker de faktiske hastighetene som abonnenten observerer, er som følger:
Takket være den økte hastigheten på dataoverføring, åpner UMTS døren for nye applikasjoner og tjenester. Spesielt gjør UMTS det mulig å overføre multimediainnhold som bilder, lyd og videoer i sanntid.
I utgangspunktet de nye tjenestene skulle hovedsakelig gjelder videoprogrammer: video telefoni , MMS Video, video on demand , TV. Men 3G ble faktisk først kolonisert av bruk som internettilgang, hovedsakelig siden eksplosjonen av smarttelefonmarkedet og sosiale nettverk , videoapplikasjoner ( Youtube , replayTV ...) har dukket opp . Utviklet i et andre trinn med økningen i datamengden som er inkludert i abonnementene.
To milliarder brukere ble dekket av mer enn fem hundre 3G-nett ved slutten av 2010, med forskjeller avhengig av kontinentet: 82% av befolkningen i Vest-Europa, men 12% av Asia-Stillehavet, mens UMTS på slutten av 2006. tjenester ble bare tilbudt av 155 operatører over hele verden for 80 millioner brukere.
I midten av 2015 var det nesten 2 milliarder abonnenter på UMTS / WCDMA-nettverk over hele verden.
UMTS har pålagt distribusjon av et nytt fysisk nettverk av reléantenner, og det er nødvendig å installere mange radiostasjoner ( Node B ) for å gi tilstrekkelig dekning. I 2007 dekket Orange France fremdeles bare 65% av befolkningen med 6500 nettsteder, og ved utgangen av 2009 var 87% av befolkningen med 11.000 nettsteder.
Under kontroller som ble utført ved slutten av 2011, bemerket ARCEP at dekningsgraden for 3G-nettene i Orange France og SFR nå dekket mer enn 98% av den franske befolkningen, med Bouygues Telecom- nettverk som på samme dato nådde en dekning større enn 93% av befolkningen. For å gi god dekning i tynt befolkede områder ( hvite områder ), er det vanlig praksis å samle nettverk der, som SFR, Orange og Bouygues Telecom gjør.
Ved utgangen av 2012 bekreftet Arcep dekningsgraden, med kl 1 st juli 2012, en 3G-dekningsgrad på over 98% for Orange og SFR og over 94% for Bouygues Telecom (tilgjengelighet av tjenester utenfor bygninger, i en statisk situasjon).
I Frankrike har operatører tatt litt tid å hente ekstra inntekter fra 3G-nettverket, men det har blitt viktig, i møte med konkurransen, å tilby høyhastighets internettilgang som er nødvendig for smarttelefoner , i tillegg til tjenester. Klassiske GSM- mobiltelefoner : tale, SMS og ringetone . Applikasjonene muliggjort av 3G: MMS , TV, musikk, video on demand , internettilgang, spill, er lagt til tale- og SMS-bruk, uten nødvendigvis å øke gjennomsnittlig inntekt per abonnent ( ARPU ).
Stilt overfor en langsom avkastning på investeringen, og på grunn av den raske utviklingen av teknikker, besluttet den amerikanske operatøren Sprint Nextel i 2006 å investere direkte nesten 3 milliarder dollar for å dekke USA med 4G WiMAX ; han valgte da på slutten av 2011 LTE- teknologi (i stedet for WiMAX) for sitt 4G-nettverk. AT&T , som eier 100% av Cingular Wireless (nå kjent som AT&T Mobility ), har også valgt 4G LTE-teknologi. I 2006 kunngjorde rundt 250 operatører at de var i ferd med å evaluere eller ville distribuere WiMAX eller LTE i nettverket sitt, og kunngjorde at de ønsket å hoppe over 3G- trinnet ved å distribuere nettverk basert på 4G- mobilteknologier helt basert på IP , som er mer effektiv og billigere.
Blant 4G-teknologiene var det to inkompatible skoler: mobil WiMAX ved bruk av MIMO- teknologi og standardisert av IEEE ( IEEE 802.16e- standarden ), og LTE ( Long Term Evolution " System Architecture Evolution "), som er et initiativ som kjennes av 3rd Generation Partnership prosjektet standardiseringsorgan i tråd med UMTS. Flere operatører i forskjellige land (USA, Japan, Korea, Russland) hadde startet i 2009 for å teste mobil WiMAX mens de første kommersielle distribusjonene av LTE først startet i 2011 (USA og Sverige) og i 2012 i Asia og resten av Europa . Fra 2015 utøver LTE en overveldende dominans i 4G-mobilnettverk (mer enn 750 millioner abonnenter i midten av 2015 over hele verden), og mobil WiMAX er i ferd med å bli forlatt.
En annen komplementær eller alternativ løsning på UMTS tillater mindre investeringer enn de som kreves for UMTS: GSM-nettoperatører kan oppdatere eksisterende 2G-nettverksutstyr ved hjelp av “ Evolved EDGE ”, en utvikling av GPRS-teknologi EDGE som kan støtte hastigheter på 450 til 500 Kbit / s , før sette opp et 4G- nettverk . EDGE- nettverk har fordelen av å allerede ha god dekning fordi reléantennene og frekvensbåndene som brukes er de samme som GSM.
Planleggingen av radiosider tar sikte på å overvinne fire viktige problemer:
For å kunne distribuere et nettverk , er en god konfigurasjon av sektorantennene eller RF-antennene nødvendig for å ha god ytelse og god tilpasning av kapasiteten. Radiodekning er et viktig kriterium og må være effektivt og tilstrekkelig, og tilpasser seg deretter kapasitetsbehovet i hver region, og må være fleksibelt for å tilpasse seg den fremtidige utvidelsen av størrelsen på PLMN og befolkningens demografi. trenger å endre eksisterende nettsteder. Størrelsen på cellene i WCDMA / UMTS kan ikke betraktes som en fast dimensjon på grunn av fenomenet respirasjon eller pusteeffekt der radiusen til en celle varierer i henhold til antall aktive abonnenter; dette skyldes båndspredningsmodulasjonen. På oppstrømsbanen hvis antall abonnenter øker i et område, fører dette til at støynivået øker i node B ; For å overvinne støyen, må mobilt utstyr øke sin overføringseffekt for å tillate den andre enden av radiolenken å rekonstruere dataene, noe som fører til en reduksjon i dekningsområdet. Det samme skjer i nedoverkoblingsretningen, og vi kan estimere støyhastigheten som kan opprettes i et område, ved å beregne interferensen på hver terminal . Begrepet som brukes er "RSCP": Mottatt signalkodestrøm eller " kodestyrke for mottatt signal ”. Det ideelle tilfellet representerer et område dekket av en enkelt celle, signal til støy eller Ec / No-forhold blir optimalt. Kort sagt er de viktigste punktene som bør tas i betraktning under planleggingen: