यूनिवर्सल मोबाइल दूरसंचार प्रणाली

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UMTS नेटवर्क आर्किटेक्चर

यूनिवर्सल मोबाइल दूरसंचार प्रणाली (UMTS) तीसरी पीढ़ी (3G) की मोबाइल दूरसंचार प्रौद्योगिकी में से एक है, जिसे 4G प्रौद्योगिकी में भी विकसित किया जा रहा है। यह 3GPP द्वारा निर्दिष्ट और वैश्विक ITU IMT-2000 मानक का हिस्सा है।UMTS का सबसे आम रूप W-CDMA (IMT डायरेक्ट स्प्रेड) जैसे कि अन्तर्निहित वायु अंतराफलक उपयोग करता है लेकिन इस तंत्र के दायरे में TD-CDMA और TD-SCDMA (दोनों IMT CDMA TDD) भी शामिल हैं। एक पूरी नेटवर्क प्रणाली होने के नाते UMTS के कार्यक्षेत्र में, रेडियो एक्सेस नेटवर्क (UMTS टेरेस्ट्रियल रेडियो एक्सेस नेटवर्क; UTRAN), कोर नेटवर्क (मोबाइल एप्लीकेशन पार्ट; MAP), साथ ही साथ USIM कार्ड (सब्सक्राइबर आइडेंटिटि मॉड्यूल) द्वारा उपयोगकर्ताओं का प्रमाणीकरण करना भी शामिल हैं।

EDGE (GSM पर आधारित IMT सिंगल-कैरियर) और CDMA2000 (IMT मल्टी-कैरियर) से भिन्न, UMTS को नए सेल टावरों और नए आवृत्ति आवंटन की आवश्यकता होती है। तथापि, यह GSM/EDGE के काफी करीब है क्योंकि यह GSM से ली गई अवधारणाओं पर आधारित है। इसके अलावा, ज़्यादातर UMTS हैंडसेट्स GSM को भी सपोर्ट करते हैं जिससे कि 'डुअल मोड' का अखंड परिचालन संभव हो पाता है। इसलिए, UMTS का विपणन कभी कभी 3GSM के नाम से भी किया जाता है। ऐसा करने का उद्देश्य GSM से इसके निकट सम्बन्ध को उभारना और प्रतियोगी तकनीकों से इसे अलग करना है।

UMTS नाम, जो ETSI द्वारा रखा गया था, आमतौर पर यूरोप में प्रयोग किया जाता है। यूरोप के बाहर, इस तकनीक को दूसरे नामों, जैसे, FOMA[१] या W-CDMA [nb १][१] के द्वारा भी जाना जाता है। विपणन में, यह अक्सर 3G के नाम से संबोधित किया जाता है।

विशेषताएं

UMTS, W-CDMA का उपयोग करते हुए, अधिकतम 21 Mbit/s (HSDPA के साथ) के डाटा ट्रांसफ़र दरों (सैद्धांतिक) को सपोर्ट करता है,[३] हालांकि अभी के परिनियोजित नेटवर्कों में उपयोगकर्ता, डाउनलिंक कनेक्शन में, R99 हैंडसेटों के लिए 384 kbit/s तक तथा HSDPA हैंड सेटों के लिए 7.2 Mbit/s तक के ट्रांसफर दरों की उम्मीद कर सकते हैं। तब भी यह, सिंगल GSM एरर-करेक्टेड (त्रुटि-परिशोधित) सर्किट स्विच्ड डाटा चैनल, या HSCSD में मल्टिपल 9.6 kbit/s चैनलों (14.4 kbit/s CDMAOne के लिए) के 9.6 kbit/s से ज्यादा है और यह CDMA2000, PHS या WLAN जैसी दूसरी टेक्नोलॉजियों के साथ प्रतियोगिता की होड़ में मोबाइल उपकरणों पर वर्ल्ड वाइड वेब के ऐक्सेस और अन्य डाटा सेवाओं की सुविधा प्रदान करता है।

2G 3G की पुरोगामी 2G मोबाइल टेलीफोन प्रणालियां हैं, जैसे GSM, IS-95, PDC, CDMA PHS और विभिन्न देशों में परिनियोजित दूसरी टेक्नोलॉजियां.GSM के मामले में, 2G से GPRS के लिए एक विकास मार्ग है जिसे 2.5G के नाम से भी जाना जाता है। GPRS कहीं बेहतर डाटा दर का समर्थन करता है (140.8 kbit/s के एक सैद्धांतिक अधिकतम दर तक, हालांकि प्रारूपिक दरें 56 kbit/s के करीब हैं) और यह कनेक्शन ओरिएंटेड (सर्किट स्विच्ड) होने के बजाय पैकेट स्विच्ड है। यह उन कई जगहों पर परिनियोजित है जहां GSM का प्रयोग किया जाता है।E-GPRS, या EDGE, GPRS का एक और ज्यादा विकसित रूप है और यह आधुनिक कोडिंग प्रणालियों पर आधारित है।EDGE के साथ वास्तविक पैकेट डाटा 180 kbit/s (प्रभावी) के दरों के आसपास पहुंच सकते हैं।EDGE प्रणालियां अक्सर "2.75G सिस्टम" के नाम से संबोधित की जाती हैं।

2006 के बाद से कई देशों में UMTS नेटवर्क, हाई-स्पीड डाउनलिंक पैकेट एक्सेस (HSDPA) - जो 3.5G के नाम से भी जाना जाता है - के जरिए उन्नत हो चुका है या होने की प्रक्रिया में है। वर्तमान में, HSDPA 21 Mbit/s तक के डाउनलिंक ट्रांसफर दरों को सक्षम बनाता है।हाई-स्पीड अपलिंक पैकेट एक्सेस (HSUPA) के जरिए अपलिंक ट्रांसफर स्पीड (अपलिंक ट्रांसफर गति) बेहतर करने का कार्य भी जारी है।3GPP लॉन्ग टर्म एवोल्यूशन परियोजना के अंतर्गत, ऑर्थोगोनल फ्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग पर आधारित एक अगली पीढ़ी के एयर इंटरफेस का प्रयोग कर UMTS को 4G की गति - 100 Mbit/s डाउन और 50 Mbit/s अप - प्रदान करने की योजना है।

पहला राष्ट्रीय उपभोक्ता UMTS नेटवर्क 2002 में शुरू किया गया जिसमें 'टेल्को-प्रदत्त' मोबाइल अनुप्रयोगों, जैसे मोबाइल टीवी और विडियो कॉलिंग पर भारी जोर दिया गया। जापान और दूसरे जगह के अनुभवों से पता लगा है कि उपयोगकर्ता द्वारा वीडियो कॉल की मांग ज्यादा नहीं है और टेल्को-प्रदत्त ऑडियो/वीडियो तत्वों की लोकप्रियता में उच्च गति वर्ल्ड वाइड वेब के ऐक्सेस के प्रति लोगों के ज्यादा झुकाव के कारण गिरावट आ गई है - चाहे यह ऐक्सेस सीधे हैंडसेट पर या Wi-Fi, ब्लूटूथ, इन्फ्रारेड या USB के जरिए कम्प्युटर से सीधे जुड़े रहने की स्थिति में हो.

तकनीक

UMTS तीन अलग एयर इंटरफेसेस, GSM मोबाइल एप्लीकेशन पार्ट (MAP) कोर और स्पीच कोडेक्स के GSM परिवार को संयुक्त करता है।

एयर इंटरफेसेस

UMTS कई अलग-अलग स्थलीय एयर इंटरफेसेस प्रदान करता है जिन्हें UMTS टेरेस्ट्रियल रेडियो ऐक्सेस (UTRA) कहते हैं।[४] सारे एयर इंटरफेस विकल्प ITU's IMT-2000 का हिस्सा हैं। वर्तमान में सबसे लोकप्रिय सेलुलर मोबाइल टेलीफोन संस्करण में W-CDMA (IMT डायरेक्ट स्प्रेड) का प्रयोग किया जाता है।

कृपया ध्यान दें कि शब्द W-CDMA, TD-CDMA और TD-SCDMA गुमराह करते हैं। जबकि वे सिर्फ एक चैनल ऐक्सेस विधि (अर्थात CDMA का एक रूप) होने का आभास कराते हैं, वे वास्तव में पूरी एयर इंटरफेस मानक के लिए प्रयुक्त आम नाम हैं।[५]

वर्तमान में गैर-स्थलीय रेडियो उपयोग नेटवर्क पर शोध का काम चल रहा है।

W-CDMA (UTRA-FDD)

साँचा:main

एक इमारत की छत पर UMTS ट्रांसमीटर

W-CDMA, एक जोड़ी 5 MHz चैनलों के जरिए DS-CDMA चैनल ऐक्सेस विधि का उपयोग करता है। इसके विपरीत, प्रतिस्पर्धी CDMA2000 प्रणाली संचार की प्रत्येक दिशा के लिए एक या अधिक स्वेछ्छाचारी 1.25 MHz चैनलों का उपयोग करता है।W-CDMA प्रणाली की स्पेक्ट्रम के बड़े हिस्से के द्वारा उपयोग के कारण व्यापक आलोचना हुई है, जिससे उन देशों में परिनियोजन की प्रक्रिया में देर हुई है जो देश खासकर 3G सेवाओं के लिए नै आवृतियों के आवंटन में अपेक्षाकृत धीमे रहे हैं (जैसे संयुक्त राज्य अमेरिका).

UMTS मानक द्वारा तय फ्रीक्वेंसी बैंड्स हैं: मोबाइल-टू-बेस (अपलिंक) के लिए 1885-2025 MHz और बेस-टू-मोबाइल (डाउनलिंक) के लिए 2110-2200 MHz.US में 1710-1755 MHz और 2110-2155 MHz प्रयोग किया जाएगा क्योंकि 1900 MHz बैंड पहले से ही प्रयोग में है।[६] जबकि UMTS2100 सबसे बड़े पैमाने पर परिनियोजित UMTS बैंड है, कुछ देशों के UMTS ऑपरेटर 850 MHz और/या 1900 MHz बैंड का उपयोग करते हैं (स्वतंत्र रूप से, मतलब अपलिंक और डाउनलिंक एक ही बैंड में), विशेष रूप से अमेरिका में AT&T मोबिलिटी, न्यूज़ीलैंड में टेलिकॉम XT और ऑस्ट्रेलिया में टेल्स्ट्रा (Telstra) द्वारा नेक्स्ट G नेटवर्क पर.

W-CDMA, IMT डायरेक्ट स्प्रेड के रूप में IMT-2000 का एक भाग है।

UTRA-TDD HCR

साँचा:main UMTS-TDD के एयर इंटरफेसेस जो TD-CDMA चैनल ऐक्सेस तकनीक का प्रयोग करते हैं, UTRA-TDD HCR के रूप में मानकीकृत हैं जो स्पेक्ट्रम में 5 MHz की वृद्धि का उपयोग करते हैं। हर टुकड़ा 10ms के फ्रेम में विभाजित रहता है जिसमें पंद्रह टाइम स्लॉट्स (प्रति सेकंड 1500) होते हैं[७].टाइम स्लॉट अपलिंक और डाउनलिंक के लिए निर्धारित प्रतिशत के अनुसार आवंटित किए जाते हैं।TD-CDMA का उपयोग, मल्टिपल ट्रांससीवर्स से, या उन तक, स्ट्रीम्स (धाराओं) को मल्टीप्लेक्स करने के लिए किया जाता है।W-CDMA के विपरीत, इसमें अपस्ट्रीम (उर्ध्वप्रवाह) और डाउनस्ट्रीम (अनुप्रवाह) के लिए अलग-अलग फ्रीक्वेंसी बैंड्स की ज़रुरत नहीं होती जिससे तंग फ्रीक्वेंसी बैंड्स में परिनियोजन संभव हो जाता है।

TD-CDMA, IMT CDMA TDD के रूप में IMT2000 का ही एक भाग है।

TD-SCDMA (UTRA-TDD 1.28 Mcps कम चिप दर)

साँचा:main TD-SCDMA स्पेक्ट्रम के 1.6 MHz स्लाइस पर एक अनुकूली सिंक्रोनस (तुल्यकालिक) CDMA घटक[८] युक्त TDMA चैनल ऐक्सेस विधि का प्रयोग करता है, जिससे TDMA से भी ज्यादा तंग फ्रीक्वेंसी बैंड्स में भी परिनियोजन संभव हो जाता है। हांलाकि, चीन द्वारा विकसित इस मानक के विकास का मुख्य उद्देश्य था, गैर-चीनी पेटेंटधारियों को लाइसेंस शुल्क अदा करने से बचना.अन्य एयर इंटरफेसेस से भिन्न, TD-SCDMA शुरु से UMTS का भाग नहीं था, बल्कि विनिर्देशन के रिलीज 4 में इसे जोड़ा गया था।

TD-CDMA की तरह, यह IMT-2000 के अन्दर IMT CDMA TDD के रूप में जाना जाता है।

रेडियो ऐक्सेस नेटवर्क

साँचा:main UMTS, UMTS टेरेस्ट्रियल रेडियो एक्सेस नेटवर्क (UTRAN) को भी निर्दिष्ट करता है जो एकाधिक बेस स्टेशन से बना है जो संभवतः अलग-अलग स्थलीय एयर इंटरफेस मानकों और फ्रीक्वेंसी बैंड्स का प्रयोग करते हैं।

UMTS और GSM/EDGE एक ही कोर नेटवर्क (CN) के अंश हैं जिससे UTRAN, GERAN (GSM/EDGE RAN) का एक वैकल्पिक रेडियो ऐक्सेस नेटवर्क बन गया है और कवरेज और सेवा संबंधी जरूरतों के अनुसार RANs के बीच पारदर्शी स्विचिंग संभव हो गया है। इस वजह से, UMTS और GSM/EDGE के रेडियो ऐक्सेस नेटवर्क संयुक्त रूप से कभी-कभी UTRAN/GERAN के नाम से भी संबोधित किए जाते हैं।

UMTS नेटवर्क अक्सर GSM/EDGE के साथ सम्मिलित रूप में होते हैं जिसका बाद वाला भाग भी IMT-2000 का ही एक भाग है।

(रेडियो एक्सेस नेटवर्क) RAN का UE इंटरफ़ेस मुख्य रूप से RRC, RLC, MAC प्रोटोकॉल्स से बना है।RRC प्रोटोकॉल, कनेक्शन स्थापना, माप, रेडियो वाहक सेवाओं, सुरक्षा और 'हैंडओवर' (हस्तांतरण) निर्णयों का नियंत्रण करते हैं।RLC प्रोटोकॉल मुख्य रूप से तीन मोड्स - ट्रांसपेरेंट मोड (TM), अनएकनॉलेज मोड (UM), एकनॉलेज मोड (AM) में बंटें हैं।AM सत्व की कार्यात्मकता TCP ऑपरेशन से मेल खाती है जबकि UM आपरेशन UDP ऑपरेशन के सदृश्य है।TM मोड में, उच्च परतों (हाइयर लेयर्स) के SDU में किसी हेडर को जोड़े बगैर डाटा को निचले परतों में भेजा जाता है।MAC उच्च परत (हाइयर लेयर) के समनुरूपित मापदंडों के आधार पर एयर इंटरफेस पर डाटा को नियंत्रित करता है।

डाटा संचरण से संबंधित गुणों के सेट को रेडियो बेयरर (RB) कहा जाता है। गुणों (विशेषताओं) का यह सेट एक TTI (प्रसारण समय अंतराल) में अधिकतम अनुमत डाटा का निर्धारण करता है।RB में RLC सूचना और RB मैपिंग शामिल हैं।RB मैपिंग RB <-> लॉजिकल चैनल <-> ट्रांसपोर्ट चॅनल (परिवहन चॅनल) के बीच प्रतिचित्रण का निर्धारण करता है। संकेतन संदेश संकेतन (सिग्नलिंग) रेडियो बेयरर्स (SRBs) और डाटा पैकेट (या तो CS या PS) डेटा RBs पर भेजे जाते हैं।RRC और NAS संदेश SRBs को भेजे जाते हैं।

सुरक्षा में दो प्रक्रियाएं शामिल हैं: अखंडता और संकेताक्षर. 'अखंडता' (इंटेग्रिटी) संदेश के संसाधन की पुष्टि करता है और यह भी सुनिश्चित करता है की रेडियो इंटरफेस पर किसी को भी रूपांतरित सन्देश ना मिले.संकेताक्षर सुनिश्चित करता है कि कोई आपके डाटा को एयर इंटरफेस पर ना सुन सके.'अखंडता' और 'संकेताक्षर' दोनों SRBs के लिए ही प्रयोग किए जाते हैं, जबकि डाटा RBs के लिए केवल संकेताक्षर ही प्रयोग किया जाता है।

कोर नेटवर्क

साँचा:main मोबाइल एप्लीकेशन पार्ट के साथ, UMTS GSM/EDGE के ही कोर नेटवर्क मानदंड का उपयोग करता है। यह छोड़ कर जाने वाले GSM ऑपरेटरों के लिए एक सरल प्रवास का विकल्प भी प्रदान करता है। हालांकि, UMTS के लिए पलायन का रास्ता अब भी महंगा है: जबकि अधिकतर मुख्य बुनियादी अवसंरचनाएं GSM के साथ साझा की जाती हैं, नए स्पेक्ट्रम लाइसेंस प्राप्त करने और मौजूदा टावरों पर UMTS तकनीक डालने की लागत बहुत अधिक है।

CN इंटरनेट, ISDN जैसे विभिन्न बैकबोन नेटवर्कों से जोड़ा जा सकता है। UMTS (और GERAN) में OSI मॉडल की तीन सबसे निचली परतें शामिल हैं। नेटवर्क परत (OSI 3) में रेडियो रिसोर्स मैनेजमेंट प्रोटोकॉल (RRM) भी शामिल है जो मोबाइल टर्मिनलों और निर्धारित नेटवर्क के बीच वाहक चैनलों (बेयरर्स चैनल्स) का प्रबंधन करता है, जिसमें हैंडओवर्स भी शामिल हैं।

स्पेक्ट्रम आवंटन

साँचा:main 130 से अधिक लाइसेंसों को पहले ही दुनिया भर के ऑपरेटरों को प्रदान किया जा चुका है (दिसंबर 2004 में).ऐसा कर W-CDMA रेडियो ऐक्सेस तकनीक को, जो GSM पर आधारित है, निर्दिष्ट किया गया। यूरोप में लाइसेंस प्रक्रिया 'टेक्नोलजी बबल' के अंत में हुई और कुछ देशो में आवंटन के लिए बनाई गई नीलामी प्रक्रिया का परिणाम यह हुआ कि 2100 MHz के मौलिक लाइसेंसों के लिए बहुत ऊंचे दाम अदा किए गए, खासकर UK और जर्मनी में.जर्मनी में, बोली लगाने वालों ने छह लाइसेंसों के लिए कुल € 50.8 बिलियन का भुगतान किया, जिनमें से दो को आगे चलकर उनके खरीदारों (मोबिल्कोम और सोनेरा / टेलीफोनिका संघ) द्वारा बट्टे खाते में दाल दिया गया और छोड़ दिया गया। ऐसा देखने में आया है कि है कि इन भारी लाइसेंस शुल्कों की प्रकृति ऐसी है कि इसके कारण भविष्य में संभावित लाभ-जिनके बहुत वर्षों बाद आने की उम्मीद है- पर बहुत भारी कर चुकाना पड़ता है। जो भी हो, बड़ी कीमतों की अदायगी के ने कुछ यूरोपीय दूरसंचार ऑपरेटरों को दिवालियेपन के कगार पर पहुंचा दिया (इनमे सबसे उल्लेखनीय है KPN). पिछले कुछ वर्षों में कुछ ऑपरेटरों ने लाइसेंस की लागत का थोडा हिस्सा या पूरी रकम ही बट्टे खाते में डाल दिया है। हाल ही में, फिनलैंड में एक वाहक ने साझा व्यवस्था में 900 MHz UMTS का प्रयोग अपने आसपास स्थित 2G GSM बेस स्टेशनों के साथ शुरू कर दिया है। ऐसी उम्मीद है कि अगले 1-3 वर्षों में यूरोप में यह प्रवृति और फैलेगी.

यूरोप में आवंटित 2100 MHz UMTS स्पेक्ट्रम का पहले उत्तरी अमेरिका में प्रयोग किया जा चुका है। 1900 MHz रेंज 2G (PCS) सेवाओं के लिए इस्तेमाल किया जाता है और 2100 MHz रेंज का उपग्रह संचार के लिए प्रयोग किया जाता है। तथापि, प्रबन्धकर्ताओं ने, 3G में प्रयुक्त 2100 MHz रेंज के कुछ हिस्से को, साथ में अपलिंक में प्रयुक्त 1700 MHz रेंज को मुक्त कर दिया है। उत्तर अमेरिका में UMTS ऑपरेटर, यूरोपीय शैली के 2100/1900 MHz प्रणाली को, मौजूदा 1900 MHz बैंड में 2G सेवाओं के साथ साझा स्पेक्ट्रम के लिए लागू करना चाहते हैं।

AT&T वायरलेस ने 2004 के अंत तक 2G PCS सेवाओं के लिए आवंटित मौजूदा 1900 MHz स्पेक्ट्रम का कठोरता से इस्तेमाल करते हुऐ संयुक्त राज्य अमेरिका में UMTS सेवाएं शुरू की. सिंगुलर ने 2004 में AT&T वायरलेस को अधिगृहित कर लिया और उसके बाद अमेरिका के चुनिन्दा शहरों में UMTS शुरू कर दिया . सिंगुलर ने अपना नाम बदल कर AT&T कर दिया और अपनी मौजूदा 1900 MHz के UMTS नेटवर्क को और बढ़ाने के लिए कुछ शहरों में 850 MHz के UMTS नेटवर्क की शुरूआत कर रहा है और अब अपने ग्राहकों को कई सारे UMTS 850/1900 फोन्स उपलब्ध कराता है।

T-मोबाइल का अमेरिका में UMTS का आरम्भ 2100/1700 MHz बैंड पर ध्यान केन्द्रित करेगा, जबकि कनाडा में UMTS कवरेज रोजर्स वायरलेस नेटवर्क के द्वारा 850 MHz बैंड पर उपलब्ध कराया जा रहा है। 2008 में ऑस्ट्रेलियाई टेल्को टेल्स्ट्रा ने तब के अपने मौजूदा CDMA नेटवर्क की जगह 850 MHz में कार्य करने वाले एक राष्ट्रीय 3G नेटवर्क NextG का NextG ब्रांड के रूप में आरम्भ किया। टेल्स्ट्रा वर्तमान में इस नेटवर्क पर और 2100 MHz UMTS नेटवर्क पर भी, 3GIS नामक कंपनी के साथ सह-स्वामित्व के माध्यम से UMTS सेवा प्रदान करता है। 3GIS इन नेटवर्कों का स्वामी है और इनका परिचालन करता है। यह कंपनी हचिसन 3G ऑस्ट्रेलिया के साथ भी सह-स्वामित्व साझा करता है और यह उनके ग्राहकों द्वारा उपयोग किया जाने वाला प्रमुख नेटवर्क है। ऑप्टस वर्तमान में शहरों और बड़े नगरों में 2100 MHz बैंड पर और क्षेत्रीय इलाकों में 900 मेगाहर्ट्ज बैंड पर 3G नेटवर्क का संचालन चला रहा है। वोडाफोन भी 900 MHz बैंड का उपयोग कर 3G नेटवर्क बनाने जा रहा है। 850 MHz और 900 MHz बैंड समकक्ष 1700/1900/2100 MHz नेटवर्क की तुलना में अधिक कवरेज प्रदान करते हैं और उन क्षेत्रीय इलाकों के लिए माकूल हैं जहां सब्स्क्राइबर और बेस स्टेशन के बीच दूरी अधिक होती है।

दक्षिण अमेरिका में भी कैरियर्स अब 850 MHz नेटवर्क शुरू कर रहे हैं।

इंटरऑपरेबलिटी और ग्लोबल रोमिंग

UMTS फोन और (डाटा कार्ड) बहुत पोर्टेबल हैं- ये ऐसे डिजाइन किए गए हैं ताकि अन्य UMTS नेटवर्क पर आसानी से रोमिंग की जा सके (तब जबकि प्रदाताओं के बीच रोमिंग का समझौता हो). uइसके अलावा, लगभग सभी UMTS फोन UMTS/GSM दोहरे मोड वाले उपकरण हैं, अर्थात यदि कोई UMTS फोन कॉल के दौरान UMTS कवरेज क्षेत्र से बाहर निकल जाए तो कॉल पारदर्शी रूप से उपलब्ध GSM कवरेज को हस्तांतरित कर दिया जाता है। रोमिंग शुल्क आमतौर पर नियमित शुल्क से अधिक होते हैं।

अधिकांश UMTS लाइसेंसधारी सर्वव्यापी, पारदर्शी वैश्विक रोमिंग को एक महत्वपूर्ण मुद्दा मानते हैं। उच्च कोटी इंटरऔपरेबिलिटी को सक्षम बनाने के लिए, UMTS फोन आमतौर पर अपने GSM फॉलबैक के अलावा कई विभिन्न फ्रीक्वेंसियों को सपोर्ट करते हैं। अलग अलग देश अलग अलग UMTS फ्रीक्वेंसी बैंड को सपोर्ट करते हैं- यूरोप नें शुरू में 2100 MHz का इस्तेमाल किया, जबकि अमेरिका के अधिकतर कैरियर्स (वाहकों) ने 850 MHz और 1900 MHz का प्रयोग किया।T-मोबाइल ने अमेरिका में एक नेटवर्क शुरू किया है जो 1700 MHz (अपलिंक)/2100 MHz (डाउनलिंक) पर काम करते हैं। इन बैंडों को अमेरिका में अन्य जगहों पर भी अपनाया जा रहा हैं . एक UMTS फोन और नेटवर्क को मिलकर काम करने के लिए समान फ्रीक्वेंसी को सपोर्ट करना ज़रूरी है। प्रयोग की जाने वाली फ्रीक्वेंसियों के कारण, संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए बनाए गए UMTS फोन के शुरुआती मॉडल संभवतः दूसरी जगहों पर काम नहीं करेंगे और यही बात दूसरी जगहों के फ़ोनों पर भी लागू होती है। दुनिया भर में आज 11 अलग-अलग फ्रीक्वेंसी 'कम्बीनेशन' प्रयोग में हैं- इनमे वो फ्रीक्वेंसी भी शामिल हैं जो पहले पूर्णतया 2G सेवाओं को समर्पित थीं।

UMTS फोन एक यूनिवर्सल सब्सक्राइबर आईडेनटीटी मॉड्यूल USIM (GSM के SIM पर आधारित) का उपयोग करते हैं और GSM SIM कार्ड्स के साथ भी काम करते हैं (UMTS सेवाओं को मिलाकर).यह पहचान का एक वैश्विक मानक है और फोन में (U)SIM की पहचान और प्रमाणन के लिए एक नेटवर्क को सक्षम बनाता है। नेटवर्कों के बीच रोमिंग समझौते रोमिंग के दौरान कस्टमर को किए गए कॉल को रीडायरेक्ट करने और उपयोगकर्ता को उपलब्ध सेवाओं (और शुल्क) का निर्धारण करने की प्रक्रिया को संभव बनाते हैं। साथ ही साथ उपयोगकर्ता ग्राहक जानकारी और प्रमाणीकरण जानकारी के अलावा, फोन बुक में (U)SIM भंडारण स्थान प्रदान करता है। हैंडसेट अपने डाटा अपनी स्मृति पर या (U)SIM कार्ड पर स्टोर कर सकते हैं (जो आमतौर पर अपने फोन बुक संपर्क जानकारी के आधार पर ज्यादा सीमित हैं). एक (U)SIM को दुसरे UMTS या GSM फोन में डाला जा सकता है और फ़ोन (U)SIM के उपयोगकर्ता की जानकारी को स्वीकार कर लेता है, इसका अर्थ यह हुआ कि यह (U)SIM (फोन नहीं) है जो फोन के फोन नंबर का और फोन से किए गए कॉल्स के बिलिंग का निर्धारण करता है।

जापान पहला देश था जिसने 3G तकनीक अपनायी और चूँकि पहले उन्होंने GSM का प्रयोग नहीं किया था उनको अपने हैंडसेट में GSM अनुकूलता के निर्माण की जरूरत नहीं थी। उनके 3G हैंडसेट अन्य जगहों पर उपलब्ध हैंडसेटों से छोटे थे। 2002 में, NTT DoCoMo का FOMA 3G नेटवर्क पहला वाणिज्यिक UMTS नेटवर्क था - इसमें रिलीज के पहले के विनिर्देशन का उपयोग किया गया था[९]. शुरू में यह रेडियो के स्तर के UMTS मानक के असंगत था पर इसने मानक USIM कार्डों का प्रयोग किया, अर्थात USIM कार्ड आधारित रोमिंग संभव था (यात्रा के दौरान एक UMTS या GSM फोन में USIM कार्ड स्थानांतरित कर). NTT DoCoMo और सॉफ्टबैंक मोबाइल (जिसने दिसंबर 2002 में 3G की शुरूआत की) दोनों, अब मानक UMTS का प्रयोग करते हैं।

हैंडसेट और मोडेम

सभी प्रमुख 2G फोन निर्माता (जो अभी भी व्यवसाय में हैं) अब 3G फोन के निर्माता बन गए हैं। प्रारंभिक 3G हैंडसेट और मोडेम सिर्फ उनके देश में अपेक्षित फ्रीक्वेंसियों पर ही काम कर सकते थे, इसका मतलब यह था कि वह दूसरे देशों में समान 3G फ्रीक्वेंसी पर ही 'रोम' कर सकते थे (हालांकि वे वापस पुराने GSM मानक का प्रयोग कर सकते हैं).अधिकांश यूरोपीय देशों की तरह कनाडा और USA में भी लगभग एक समान फ्रीक्वेंसियां हैं। लेख UMTS फ्रीक्वेंसी बैंड, दुनिया भर के UMTS नेटवर्क फ्रीक्वेंसियों का एक अवलोकन है।

एक सेलुलर रूटर, PCMCIA या USB कार्ड का उपयोग करके, ग्राहक 3G ब्रॉडबैंड सेवाओं का उपयोग कर सकते हैं जिसके लिए किसी विशेष कंप्यूटर (जैसे कि एक टेबलेट PC या PDA) के चुनाव की आवश्यकता नहीं है। कुछ सॉफ्टवेयर मॉडेम से अपने आप ही स्थापित हो जाते है ताकि कुछ मामलों में समय-समय पर ऑनलाइन होने के लिए पूर्ण रूप से प्रौद्योगिकी के किसी ज्ञान की आवश्यकता न हो.3G और ब्लूटूथ 2.0 को समर्थन देने वाले एक फोन का प्रयोग करके, एकाधिक ब्लूटूथ-सक्षम लैपटॉप को इंटरनेट में जोड़ा जा सकता है। कुछ स्मार्टफोन, एक मोबाइल WLAN एक्सेस बिंदु के रूप में भी कार्य कर सकते हैं।

सभी 3G फ्रीक्वेंसियों (UMTS850/900/1700/1900/2100 MHz) को सपोर्ट करने वाला वाला प्रायः कोई 3G फोन या मोडेम उपलब्ध नहीं है। हालांकि, कई फ़ोनों में एक से अधिक बैंड होता है जो अभी भी अत्यधिक भ्रमण को सक्षम बनाते हैं। उदाहरण के लिए, ऐपल के iPhone में पाए जाने वाले चिपसेट की तरह ही 850/1900/2100 MHz पर संचालित होने वाला एक त्रि-बैंड चिपसेट, बहु देशों में इसके प्रयोग की अनुमति देता है जहां UMTS-FDD का उपयोग होता है।

अन्य प्रतिस्पर्द्धित मानक

UMTS का मुख्य प्रतिस्पर्धी, CDMA2000 (IMT-MC) हैं जिसे 3GPP2 के द्वारा विकसित किया गया है।UMTS से भिन्न, CDMA2000, एक मौजूदा 2G मानक, cdmaOne का एक विकासपरक उन्नयन है और एक ही आवृत्ति आवंटन के अंतर्गत संचालित होने में सक्षम है। इसकी और CDMA2000 की कम-से-कम बैंडविड्थ आवश्यकताएं, इसे मौजूदा स्पेक्ट्रा में कार्यान्वित होने में और सरल बना देती हैं। सभी मामलों में नहीं बल्कि कुछ मामलों में, केवल मौजूदा GSM ऑपरेटरों में UMTS और GSM दोनों में से किसी एक कार्यान्वित करने के लिए पर्याप्त स्पेक्ट्रम होता है। उदाहरण के लिए, US D, E और F PCS स्पेक्ट्रम ब्लॉक्स में, प्रत्येक दिशा में स्पेक्ट्रम की उपलब्ध राशि 5 MHz होता है। एक मानक UMTS प्रणाली उस स्पेक्ट्रम को परिपूर्ण कर सकती है। जहां CDMA2000 कार्यान्वित है, वहां यह आमतौर पर UMTS के साथ मौजूद होता है। हालांकि कई बाज़ारों में, सह-मौजूदगी का यह मामला बहुत कम प्रासंगिकता का विषय है क्योंकि लेजिस्लेटिव हर्डल्स स्पेक्ट्रम के एक ही लाइसेंस वाले स्लाइस में दो मानकों को सह-कार्यान्वित करने के लिए मौजूद होता है।

UMTS का एक और प्रतियोगी EDGE (IMT-SC) है जो 2G GSM प्रणाली का एक विकासपरक उन्नयन है जो मौजूदा GSM स्पेक्ट्रम का उत्तोलन करता है। वायरलेस वाहकों के लिए EDGE कार्यशीलता को "बोल्ट-ऑन" करना और भी ज्यादा आसान, तेज़ और सस्ता है जिसे UMTS को डिलीवर करने के लिए लगभग सभी ब्रांड और नए उपकरणों को स्थापित किए जाने की अपेक्षा EDGE को समर्थन देने के लिए अपने मौजूदा GSM ट्रांसमिशन हार्डवेयर को अपग्रेड करके किया जाता है। हालांकि, सिर्फ UMTS, EDGE के रूप में 3GPP के द्वारा विकसित होना ही एक सच्चा प्रतियोगी नहीं है। इसके बजाय, पूर्ववर्ती UMTS रोल-आउट करने वाले एक अस्थायी समाधान या ग्रामीण क्षेत्रों के एक पूरक के रूप में इसका प्रयोग किया जाता है। इसे इस तथ्य के द्वारा सहज बना दिया जाता है कि GSM/EDGE और UMTS विनिर्देशन संयुक्त रूप से विकसित होते हैं और एक ही कोर नेटवर्क पर निर्भर करते हैं जो सीधा हस्तांतरण सहित डुअल-मोड ऑपरेशन की अनुमति देते हैं।

चीन के TD-SCDMA मानक को भी प्रायः एक प्रतिस्पर्धी के रूप में देखा जाता है।TD-SCDMA को UMTS' रिलीज 4 में UTRA-TDD 1.28 Mcps लो चिप रेट (UTRA-TDD LCR) के रूप में जोड़ा गया है। TD-CDMA (UTRA-TDD 3.84 Mcps हाई चिप रेट, UTRA-TDD HCR) से भिन्न, जो W-CDMA (UTRA-FDD) का पूरक है, यह सूक्ष्म और स्थूल दोनों सेल्स के लिए उपयुक्त होता है। हालांकि, विक्रेताओं के समर्थन की कमी इसे एक वास्तविक प्रतियोगी होने से रोक रहा है।

जबकि DECT, घनी आबादी वाले शहरी क्षेत्रों में UMTS और दूसरे सेलुलर नेटवर्क के साथ प्रतिस्पर्धा के लिये तकनीकी तौर पर सक्षम है, लेकिन इसे केवल घरेलू ताररहित फोन और निजी आवासीय नेटवर्कों के लिए कार्यान्वित किया गया है।

इन सभी प्रतियोगियों को ITU द्वारा UMTS-FDD के साथ-साथ 3G मानकों के IMT-2000 परिवार के भाग के रूप में स्वीकार किया गया है।

इंटरनेट एक्सेस साइड में, प्रतिस्पर्धा प्रणालियों में WiMAX और फ्लैश-OFDM शामिल हैं।

GPRS से UMTS में स्थानांतर

GPRS नेटवर्क से, निम्नलिखित नेटवर्क तत्वों का पुनःप्रयोग किया जा सकता है:

मोबाइल (GSM) कम्युनिकेशन रेडियो नेटवर्क के ग्लोबल सर्विस से, निम्नलिखित तत्वों का पुनःप्रयोग नहीं किया जा सकता है

  • बेस स्टेशन कंट्रोलर (BSC)
  • बेस ट्रांसिवर स्टेशन (BTS)

वे नेटवर्क में रह सकते हैं और दोहरे नेटवर्क ऑपरेशन में प्रयुक्त हो सकते हैं जहां जहां 2G और 3G नेटवर्क सह-विद्यमान होते हैं जबकि नेटवर्क प्रवास और नए 3G टर्मिनल, नेटवर्क में प्रयुक्त होने के लिए उपलब्ध हो जाते हैं।

UMTS नेटवर्क नए नेटवर्क तत्वों को प्रस्तुत करते हैं जो 3GPP के निर्देशानुसार कार्य करते हैं:

MSC और SGSN की कार्यशीलता UMTS से संबंधित होने पर परिवर्तित हो जाता है। GSM प्रणाली में, MSC सभी सर्किट स्विच्ड ऑपरेशनों को संभालने का कार्य करता है, जैसे, A- और B- सब्स्क्राइबर को नेटवर्क के माध्यम से जोड़ना.SGSN, सभी पैकेट स्विच्ड ऑपरेशनों को संभालने का कार्य करता है और सभी देता को नेटवर्क में स्थानांतरित कर देता है।UMTS में, मीडिया गेटवे (MGW) दोनों सर्किट और पैकेट स्विच्ड नेटवर्क में सभी डाटा के स्थानांतरण का ख्याल रखता है। MSC और SGSN, MGW के संचालन पर नियंत्रण रखता है। नोड्स को MSC-सर्वर और GSN-सर्वर के रूप में पुनः नामित किया जाता है।

समस्याएं और मुद्दे

संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान सहित कुछ देशों ने ITU सिफारिशों से अलग-अलग स्पेक्ट्रम आवंटित किया है ताकि UMTS (UMTS-2100) के लिए सबसे ज्यादा आम तौर पर प्रयुक्त होने वाले मानक बैंड उपलब्ध न हो.उन देशों में, मौजूदा UMTS-2100 उपकरण के अन्तर-संचालन को रोककर और इन बाज़ारों में प्रयोग के लिए अलग-अलग उपकरण के डिजाइन और निर्माण की आवश्यकता होने पर वैकल्पिक बैंड का प्रयोग किया जाता है। आज जो GSM900 का हाल है, मानक UMTS 2100 MHz उपकरण इन बाजारों में काम नहीं करेगा.हालांकि, यह ऐसा लगता है जैसे UMTS, हैंडसेट बैंड की अनुकूलता के मुद्दों से उतना पीड़ित नहीं है जितना GSM था क्योंकि कई UMTS हैंडसेट UMTS और GSM दोनों मोड में बहु-बैंड होते हैं। क्वैड बैंड GSM (850, 900, 1800 और 1900 MHz बैंड) और ट्राई-बैंड UMTS (850, 1900 और 2100 MHz बैंड) हैंडसेट और भी आम होते जा रहे हैं।

UMTS के आरंभिक दिनों में कई देशों में शुरूआती बाधाऐं देखीं गईं. वजन और रूप कारक के प्रति बहुत ज्यादा संवेदनशील बाज़ार में सबसे पहले कम जीवनकाल वाले बैटरी वाले भारी-भरकम हैंडसेटों को ही देखा गया। हचिसंस 3 नेटवर्क की सबसे पहली हैंडसेट, मोटोरोला A830 का वजन 200 ग्राम से भी अधिक था और इसे हैंडसेट के वजन को कम करने के लिए उसमें एक डिटैचेबल कैमरा भी था। एक और महत्वपूर्ण मुद्दे में कॉल विश्वसनीयता शामिल थी जो UMTS से GSM में सुपुर्दगी की समस्याओं से संबंधित था। ग्राहकों ने देखा कि उनके कनेक्शन कट जा रहें हैं क्योंकि सुपुर्दगी केवल एक ही दिशा (UMTS → GSM) में संभव थी जब फोन रखने के बाद हैंडसेट वापस UMTS में बदल जाता था। दुनिया के अधिकतर नेटवर्कों में यह अब कोई मुद्दा नहीं रह गया है।

GSM की तुलना में, UMTS नेटवर्क को शुरू में एक ऊंचे बेस स्टेशन के घनत्व की आवश्यकता थी।अनुरोध आधारित वीडियो की गुणवत्ता को सुविधा प्रदान करने वाली पूरी तरह से विकसित UMTS के लिए, प्रत्येक बेस स्टेशन को प्रत्येक 1–1.5 km (0.62–0.93 mi) की दूरी पर स्थापित करने की आवश्यकता थी। यह मामला उस वक्त था जब केवल 2100 MHz बैंड का प्रयोग किया जा रहा था, हालांकि निम्न-आवृत्ति बैंडों (जैसे - 850 और 900 MHz) के बढ़ते प्रयोग की वजह से अब ऐसा नहीं होता है। 2006 के बाद से ऑपरेटरों द्वारा निम्न-बैंड नेटवर्कों के प्रयोग में तेज़ी आई है।

मौजूदा प्रौद्योगिकियों और निम्न-बैंड UMTS के साथ भी, GSM नेटवर्क की तुलना में टेलीफोन और UMTS पर डाटा अभी भी ज्यादा शक्तिशाली है। एपल, Inc[१०] (Apple, Inc.) ने UMTS के बिजली की खपत को उस कारण के रूप में उद्धृत किया जिसकी वजह से प्रथम पीढ़ी का iPhone केवल EDGE को समर्थन देता था। आईफोन के निर्गमन से UMTS में बात करने के समय को तभी दर्शाया जाता है जब हैंडसेट को GSM का प्रयोग करने के लिए व्यवस्थित कर लिया जाता है। बैटरी और नेटवर्क प्रौद्योगिकी में सुधर होने की वजह से इस तरह मुद्दा कम होता जा रहा है।

निर्गमन

UMTS का विकास योजनाबद्ध निर्गमनों के अनुसार ही प्रगति करता है। प्रत्येक निर्गमन को नए-नए सुविधाओं को प्रस्तुत करने और मौजूदा सुविधाओं को उत्तमतर बनाने के लिए डिजाइन किया जाता है।

रिलीज '99

रिलीज 4

  • एज़ रेडियो
  • मल्टीमीडिया मेसेजिंग
  • MExE (मोबाइल एग्जीक्युशन एनवायरनमेंट)
  • उन्नत लोकेशन सेवाएं
  • IP मल्टीमीडिया सर्विसेस (IMS)

रिलीज 5

रिलीज 6

  • WLAN एकीकरण
  • मल्टीमीडिया ब्रॉडकास्ट और मल्टीकास्ट
  • IMS में सुधार
  • HSUPA
  • आंशिक DPCH

रिलीज 7

  • ऐनहैन्स्ड L2
  • 64 QAM, MIMO
  • HSPA पर CS
  • CPC - निरंतर पैकेट संपर्क

इन्हें भी देखें

अन्य, UMTS-रहित, 3G और 4G मानक:

UMTS, GSM मोबाइल फोन मानक का एक विकसित रूप है।

अन्य उपयोगी जानकारी

साहित्य

  • मार्टिन सूटर: कम्युनिकेशन सिस्टम्स फॉर द मोबाइल इन्फोर्मेशन सोसाइटी, जॉन विली, सितम्बर 2006, ISBN 0-470-02676-6
  • एहोनेन और बैरेट (संपादक), सर्विसेस फॉर UMTS (विली, 2002) 3G सेवाओं पर पहली पुस्तक, ISBN 978-0-471-48550-6
  • होल्मा और टोस्कला (संपादक), WCDMA फॉर UMTS, (विली, 2000) 3G तकनीक को समर्पित पहली पुस्तक, ISBN 978-0-471-72051-5
  • क्रेहर और रियूडेबाश, UMTS सिग्नलिंग: UMTS इंटरफेसेस, प्रोटोकॉल्स, मेसेज फ्लोज एंड प्रोसिज़र्स एनालाइज्ड एंड एक्सप्लेंड (विली 2007), ISBN 978-0-470-06533-4
  • लैहो, वॉकर और नोवोसड, रेडियो नेटवर्क प्लानिंग एंड ऑप्टीमाइजेशन फॉर UMTS (विली, 2002), 3G की रेडियो नेटवर्क योजना पर पहली पुस्तक, ISBN 978-0-470-01575-9

नोट्स

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सन्दर्भ

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बाहरी कड़ियाँ

साँचा:commonscat

साँचा:Mobile telecommunications standards साँचा:Wireless systems

  1. ↑ अ आ 3GPP से इस बात की व्याख्या होता है कि "एक ही प्रणाली (उदाहरण FOMA, W-CDMA, UMTS, इत्यादि) के लिए आजकल विद्यमान कई अलग-अलग नाम"; साँचा:cite web
  2. ↑ साँचा:cite webसाँचा:category handlerसाँचा:main otherसाँचा:main other[dead link]
  3. ↑ साँचा:cite web
  4. ↑ साँचा:cite web
  5. ↑ साँचा:cite web
  6. ↑ FCC's एडवांस्ड वायरलेस सर्विसेस की बैंड-योजना स्क्रिप्ट त्रुटि: "webarchive" ऐसा कोई मॉड्यूल नहीं है।
  7. ↑ साँचा:cite web
  8. ↑ साँचा:cite web
  9. ↑ साँचा:cite
  10. ↑ ^http://online.wsj.com/article/SB118306134626851922.html स्क्रिप्ट त्रुटि: "webarchive" ऐसा कोई मॉड्यूल नहीं है।


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