UMTS

Sigla di universal mobile telecommun­ications system, usata per indicare un servizio di telefonia cellulare radiomobile di terza generazione. La necessità di introdurre l’UMTS è legata al fatto che, nel campo dei sistemi radiomobili di seconda generazione (GSM), pur con l’introduzione del servizio GPRS, la velocità di trasmissione possibile resta limitata. La previsione di un notevole sviluppo del traffico non telefonico (dati e video) ha motivato quindi la definizione di una terza generazione di servizi capace di supportare comunicazioni multimediali ad alta velocità trasmissiva su scala mondiale. Tra i servizi che il sistema UMTS è in grado di gestire, rispetto ai sistemi di seconda generazione, vi sono la posta elettronica, la navigazione in Internet a piena capacità grafica, la videotelefonia, il commercio elettronico e il trasferimento di dati e video in genere.

Il progetto di tali sistemi di terza generazione era già contenuto nel Progetto IMT-2000 (International Mobile Tele­communications 2000), promosso dall’ITU (International Telecommunication Union) nel 1995. La versione elaborata dall’ente europeo di standardizzazione ETSI (European Telecommunications Standard Institute), denominata appunto UMTS, è basata sull’impiego di due modalità di accesso radio a divisione di codice, cioè in cui il segnale dell’utente viene trasformato in un segnale a larga banda mediante un codice personale, dal quale il ricevitore recupera il segnale originario utilizzando lo stesso codice; tali modalità sono denominate rispettivamente W-CDMA (wideband-CDMA) e TD-CDMA (time division-CDMA). L’utilizzo della divisione di codice permette, rispetto ai sistemi basati sulla sola divisione di tempo (TDMA, time division multiple access) o di frequenza (FDMA, frequency division multiple access) utilizzati nei sistemi di seconda generazione, una maggiore ‘immunità’ ai disturbi dovuti agli altri utenti. Nel sistema FDMA si utilizza un unico canale di trasmissione (costituito dalla banda di frequenze disponibile) per le varie sorgenti d’informazione; a ciascuna di queste è assegnata una frazione della banda disponibile, che costituisce il sottocanale attraverso il quale la sorgente trasmetterà il segnale che contiene l’informazione. La TDMA rappresenta ancora una tecnica a condivisione del canale di trasmissione, soltanto che questa si realizza eseguendo una ripartizione del tempo di accesso allo stesso da parte delle sorgenti, anziché delle frequenze che lo costituiscono. La tecnica CDMA (code division multiple access), invece, è realizzata moltiplicando il segnale generato da una sorgente d’informazione per un opportuno codice che identifica, in fase di ricezione, il segnale trasmesso attraverso il canale. Nel 1999 l’attività europea sul sistema W-CDMA è stata integrata con i lavori sullo stesso tema svolti nel resto del mondo (in particolare in Giappone) nell’ambito del consorzio 3GPP (third generation partnership project). La rete UMTS è basata su una rete di accesso radio denominata UTRAN (UMTS terrestrial radio access network), costituita da più sottosistemi radio (RNS, radio network system) in cui le funzioni analoghe a quelle delle BSC (base station controller) e delle BTS (base transceiver station) nella rete GSM (➔ telefonia) sono svolte dagli apparati denominati RNC (radio network controller) e BS (base station). Le stazioni mobili (denominate MS, mobile station, o UE, user equipment) sono costituite da terminali multimodo, capaci di operare con ognuna delle modalità previste dagli standard UMTS e, fino al completamento della copertura geografica da parte della rete UMTS, anche con il sistema GSM.

L’allocazione dello spettro di frequenze a livello internazionale spetta alla ITU. Nel 1992 la ITU ha destinato al futuro sistema di comunicazioni radiomobili mondiale di terza generazione due gamme di frequenza da 1885 a 2025 MHz e da 2110 a 2200 MHz, suddivise in due porzioni riservate rispettivamente alla componente satellitare (1980-2010 MHz e 2170-2200 MHz) e a quella terrestre. In Europa, nel 1997 la CEPT (Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications) ha mantenuto per l’UMTS la stessa ripartizione tra componenti terrestre e satellitare, riducendo però la gamma più bassa a 1900-2025 MHz. Ha inoltre ulteriormente suddiviso le sottogamme dedicate alla componente terrestre, indicando che su due intervalli di 60 MHz ciascuno (1920-1980 MHz e 2110-2170 MHz) si deve utilizzare un sistema a divisione di frequenza (FDD, frequency division duplex), mentre nelle sottogamme 1900-1920 MHz e 2010-2025 MHz si deve utilizzare un sistema a divisione di tempo (TDD, time division duplex). Nel maggio 2000 la World Radiocommunication Conference (WRC), l’organizzazione che all’interno dell’ITU presiede l’allocazione dello spettro, ha indicato tre gamme di frequenza aggiuntive per la componente terrestre del nuovo sistema mondiale di radiocomunicazioni mobili, 806-960 MHz, 1710-1885 MHz e 2500-2690 MHz. Il sistema UMTS, con l’utilizzo del W-CDMA, consente, teoricamente, una velocità massima di trasmissione dati di 21 Mb/s, anche se attualmente gli utenti, utilizzando il protocollo HSDPA (high speed downlink packet access), possono raggiungere velocità effettive di 384 kbit/s.