3G UMTS - Trzecia generacja komórkowa

Prowadzone od początku lat 90. XX w. przez Międzynarodową Unię Telekomunikacyjną (ITU) prace nad standaryzacją systemu komunikacji osobistej zakładały utworzenie jednolitego systemu lądowego dla całego globu, nazywanego początkowo FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication System) i działającego w zakresie radiowym 2 GHz. Szybko rozszerzono funkcje i zasięg tego naziemnego systemu globalnego o segment satelitarny i rozwiązania techniczne łączące naziemne systemy telefonii komórkowej z systemami satelitarnej łączności ruchomej.

Do poprawnego współdziałania różnych urządzeń komórkowych 3G jest konieczna standaryzacja (przez ITU) poszczególnych interfejsów, protokołów komunikacyjnych i funkcji podzespołów systemu IMT-2000 (UMTS). Po uzgodnieniu interfejsów (marzec 1999 r.), ostateczna akceptacja założeń systemu nastąpiła pod koniec 1999 r. Pilotowe systemy komórkowe 3G zaczęły działać w 2001 r. natomiast zakończenie pierwszego etapu wdrażania systemów komórkowych IMT-2000 nastąpiło w 2002 r.

Korzystając z doświadczeń systemu GSM oraz wstępnych założeń FPLMTS, z uwzględnieniem różnych zastosowań, opracowano kolejny standard światowego systemu radiokomunikacyjnego, oznaczonego IMT-2000 (International Mobile Telecommunications). Zakończenie długiego procesu normalizacji i zatwierdzenie standardu IMT-2000 przez ITU nastąpiło w 1999 r.

Ze względu na zbyt duże różnice występujące w infrastrukturze sieci eksploatowanych w poszczególnych częściach świata oraz różne zajętości pasm radiowych postanowiono, że systemy globalne będą funkcjonowały w kilku odmianach regionalnych (Europa, USA, Japonia, Chiny, Korea). jednocześnie zachowano możliwie wiele wspólnych cech i wymagań ogólnych systemu IMT-2000 o wysokiej przepustowości, także odnośnie podstawowych zakresów częstotliwości ustalonych przez ITU. Największe odstępstwa od standardu i związane z tym kłopoty, wynikające z wcześniejszego zagospodarowania podstawowych zakresów częstotliwości na inne potrzeby, występują w USA.

Zmodyfikowaną wersję uniwersalnego standardu IMT-2000 o nazwie UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), przeznaczonego do stosowania na kontynencie europejskim, przedstawiła (1997 r.) organizacja normalizacyjna ETSI. Zawarto w niej większość propozycji systemu IMT-2000 w prawie nie zmienionej postaci, chociaż modyfikacje dotyczą nie tylko pasm częstotliwości. Projekt stanowi de facto konwergencję wielu dotychczas działających sieci, przez połączenie istniejących systemów naziemnych (dyspozytorskich, komórkowych, przywoławczych) z systemami satelitarnymi. W rezultacie indywidualny abonent mobilny (ruchomy) otrzymał nową jakość usług multimedialnych o przepływności od 64 do 384 kb/s, rozszerzanych w środowisku lokalnym do 2 Mb/s.

Zgodnie z ustalonym przebiegiem prac standaryzacyjnych w wymaganiach na sieć osobistą trzeciej generacji IMT-2000 określono ostatecznie trzy projekty interfejsów radiowych dla systemów 3G, obejmujące rozwiązania:

• interfejs radiowy naziemnego standardu UTRA (UMTS Terrestial Radio Access) – rekomendowanego przez ETSI dla europejskich systemów UMTS;
• interfejs radiowy cdma2000 – stanowiący rozwinięcie dotychczasowego standardu IS-95 według TIA (Telecommunications Industry Association) - z przeznaczeniem do stosowania w USA;
• interfejs radiowy UWCC-136, będący ewolucyjnym rozszerzeniem istniejącego standardu IS-136 - rekomendowany przez UWCC (Universal Wireless Communications Consortium) dla USA.

Celem procesu standaryzacji 3G było opracowanie założeń jednolitego globalnego systemu komunikacyjnego IMT-2000 (UMTS w Europie), umożliwiającego komunikację szerokopasmową (do 2 Mb/s) użytkownikom mobilnym, z uwzględnieniem lokalnych warunków eksploatacji pasma radiowego w poszczególnych regionach. Ponieważ dominującym systemem 2G na świecie stał się europejski system GSM, to w nowych założeniach dla IMT/UMTS utrzymano ewolucyjne przechodzenie od dotychczasowej telefonii drugiej generacji GSM do systemów 3G.

Istotnym elementem sieci komórkowych trzeciej generacji w europejskiej wersji UMTS jest hierarchiczna infrastruktura komórek dostępowych o różnym zasięgu i następujących cechach systemowych:

• ujednolicony system oferuje usługi dostarczane dotąd przez oddzielne systemy radiokomunikacyjne, takie jak: komórkowe, dyspozytorskie (PMR), przywoławcze i telefonii bezsznurowej (DECT), oparte na infrastrukturze, która będzie łączyć różnorodne segmenty naziemne i satelitarne;
• zróżnicowaną ofertę usług, od mowy po różnego rodzaju usługi multimedialne – łączących przekaz głosu (kodowanie do 8 kb/s), danych (faksy), dźwięku i obrazu (stałego i ruchomego);
• dostęp do usług szerokopasmowych o większych przepływnościach niż w GSM – w preferowanym zakresie od 144 kb/s do 2 Mb/s, przy czym największe szybkości transmisji są dostępne jedynie lokalnie na terenach miejskich oraz intensywnie eksploatowanych głównych szlakach komunikacyjnych;
• komunikacja z mobilnymi użytkownikami systemu ma przebiegać poprawnie, niezależnie od miejsca przebywania abonentów i czasu prowadzonej usługi, a także w różnych środowiskach. Przełączanie między wydzielonymi systemami (DECT, [[GSM], UMTS, satelita, inne) dokonuje się automatycznie według uprzednio ustalonych kryteriów.

W koncepcji telefonii komórkowej UMTS, opartej na hierarchii komórek o zmiennej gęstości abonentów i o innym zasięgu niż w systemach GSM, stosuje się: pikokomórki obejmujące pojedyncze pomieszczenia i budynki, mikrokomórki instalowane w zespole budynków osiedlowych i kwartałach dzielnicy mieszkaniowej oraz makrokomórki o zasięgu całego miasta, a także megakomórki o zasięgu województwa czy nawet kraju – w satelitarnej wersji przekazu. Poza terenami o największej gęstości abonentów (centra miejskie, skupiska ludności), transmisja jest realizowana przez stacje bazowe 3G z maksymalną szybkością 384 kb/s (tereny podmiejskie i wiejskie), a także za pośrednictwem przejściowej technologii komórkowej GPRS/EDGE (2,5G). Na terenach bardzo słabo zaludnionych nadal są stosowane technologie bezprzewodowe GSM, łącznie z transmisją satelitarną,podczas gdy łączność komórkowa z pojazdami samochodowymi w ruchu nie przekroczy przepływności 128 kb/s.

Liczny zbiór szybkości transmisji, od 1 kb/s do 144 kb/s (globalnie) i od 384 do 2 Mb/s (lokalnie), w połączeniu z jakością, jaką oferują sieci stacjonarne, i wielostopniową ochroną kryptograficzną, stał się dostępny w różnych środowiskach propagacyjnych. Segment naziemny standardowo obejmuje środowiska miejskie, wiejskie i górskie, a także wnętrza budynków. Segment satelitarny zapewnia dostęp do usług na obszarach pustynnych, morzach i oceanach oraz obszarach górskich – gdzie brak jest naziemnej infrastruktury telekomunikacyjnej.

Zakresy częstotliwości UMTS

Dla zapewnienia postawionych przez technologię 3G wymagań jest potrzebna nowa infrastruktura radiokomunikacyjna, integrująca funkcje wielu dotychczasowych systemów w jeden system przekazu i sygnalizacji o różnych formach realizacji transmisji. Bezwzględnie będą potrzebne przewodowe sieci szkieletowe o gigantycznych przepływnościach, a przede wszystkim znacznie więcej pasma radiowego o łącznej szerokości około 215 MHz.

Według ustaleń WARC (World Administrative Radio Conference) dla systemu IMT-2000 uzgodniono kilka alternatywnych interfejsów radiowych, spośród których kraje europejskie i azjatyckie przyjęły interfejs WCDMA (Wideband CDMA), w Stanach Zjednoczonych natomiast podstawowym interfejsem radiowym stał się cdma2000 (po uwolnieniu pasma radiowego drugiej generacji).

Światowa Konferencja Radiokomunikacyjna WRC-92 (World Radio Conference) wyznaczyła dwa podstawowe zakresy częstotliwości dla europejskich naziemnych systemów IMT-2000: pasma skojarzone i nie skojarzone. Pasma skojarzone (inaczej sparowane) obejmują częstotliwości 1920-1980 MHz oraz 2110-2170 MHz, w których transmisje przebiegają w trybie FDD, z wykorzystaniem technologii WCDMA, z podziałem na kanały po 5 MHz. W pasmach nie sparowanych 1900-1920 MHz oraz 2010-2025 MHz działa się w tyrbie TDD, z metodą dostępu radiowego TD/CDMA.

W Europie i przeważającej części Azji, dla szerokopasmowego interfejsu radiowego z bezpośrednim rozpraszaniem widma sygnałów WCDMA są dostępne dwa skojarzone pasma (2x60 MHz) w trybie dupleksu częstotliwościowego FDD (Frequency Division Duplex), posadowione w przedziałach częstotliwości 1920–1980 MHz i 2110–2170 MHz. Dla tego samego obszaru przydzielono w trybie dupleksu czasowego TDD (Time Division Duplex) dwa kolejne pasma radiowe w zakresie częstotliwości 1900–1920 MHz i 2010–2025 MHz. Przypuszcza się, że do 2010 r. zapotrzebowanie na następne pasma radiowe dla UMTS może wzrosnąć kilkakrotnie – do szerokości 550 MHz dla segmentu naziemnego i do 85 MHz w segmencie satelitarnym.

Analiza pasm częstotliwości użytkowych przez inne (niż UMTS) systemy w Europie pokazuje, że nie wszystkie podzakresy przeznaczone dla globalnego systemu komórkowego IMT-2000 mogą byc wykorzystywane przez UMTS. Z tego powodu w każdym kraju wielkość skrajnych częstotliwości pasm wymagają indywidualnych uzgodnień bądź ustalenia odpowiednich pasm ochronnych.

Tryb dupleksu częstotliwościowego FDD (stosowany w systemach 2G, także GSM) uzyskał status transmisji globalnej, natomiast tryb dupleksu czasowego TDD, jest – podobnie jak w systemie telefonii bezprzewodowej DECT – dostępny wyłącznie lokalnie. W małych komórkach obszarowych operacja nadawania i odbioru na tej samej częstotliwości nośnej nie stanowi przeszkody w sprawnym komunikowaniu się, pomimo wynikających z tego powodu dodatkowych opóźnień czasowych.

Niektóre podzakresy pasma radiowego UMTS zostały pogrupowane w pary (pasma sparowane, parzyste lub symetryczne) z przeznaczeniem dla dupleksowego rozdziału częstotliwościowego FDD, natomiast inne – nie mające pary (tzw. pasma nie sparowane) – są wykorzystywane w transmisjach z dupleksowym podziałem czasu TDD. Dla każdego krajowego operatora publicznego Forum UMTS zaleca jedno pasmo sparowane 2x15 MHz i pasmo nie sparowane o szerokości 5 MHz. Istniejące rozbieżności w zagospodarowaniu poszczególnych fragmentów pasm w różnych krajach i kontynentach podlegają odrebnym uzgodnieniom (zarówno państwowym, jak i międzyoperatorskim) co do ich wykorzystania oraz ewentualnych zmian w użytkowaniu.

Kształtowanie standardu UTRA

Pierwsze propozycje realizacji szerokopasmowego radiodostępu 3G w technologii W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) złożyła Japonia (1996 r.),podczas gdy amerykańskie środowiska telekomunikacyjne promowały własne rozwiązania oparte na wąskopasmowej technologii CDMA. W tym samym czasie w Europie – mocno zaangażowanej w rozwijanie standardu GSM – rozważano dwa sposoby: dostępu szerokopasmowego W-CDMA i dupleksowego systemu szerokopasmowego w dziedzinie czasu TD-CDMA (Time Division-CDMA), oznaczanego również jako W-TDMA (Wideband-TDMA).

Po wielu problemach w wyborze technologii na europejskim forum UMTS zadecydowano o przyjęciu systemu szerokopasmowego trzeciej generacji UMTS (styczeń 1998), wyposażonego w nowy interfejs radiodostępu w segmencie naziemnym, zwanego UTRA (UMTS Terrestial Radio Access), i łączącego obydwie technologie przekazu. Ustalono, że komunikacja radiowa standardu UTRA będzie oparta na technologii W-CDMA z dupleksowym rozdziałem częstotliwości FDD (Frequency Division Duplex) – odpowiednim dla komunikacji szerokopasmowej na obszarach podmiejskich z niewielkim trafikiem lokalnym.

Na terenach o dużym zaludnieniu i wysokim trafiku bardziej odpowiednia będzie technologia TD-CDMA – czyli rozpraszanie kodowe wzbogacone o podział czasowy TDD (Time Division Duplex). Tryb pracy z dupleksem czasowym TDD bardziej wydajnie gospodaruje pasmem dzięki temu, że może on przydzielać ilościowo różne zakresy widma dla strumieni „w górę” i „w dół”. Idealnie nadaje się więc dla użytkowników internetowych i sieci korporacyjnych o dużej asymetrii trafiku. Większość propozycji interfejsu radiowego, włącznie z europejskim UMTS, opiera się na technice WCDMA, a więc szerokopasmowym rozpraszaniu widma za pomocą ciągu kodowego. Oryginalną koncepcją interfejsu radiowego UTRA (UMTS Terrestial Radio Access) jest działanie w dwóch trybach pracy dupleksowej: FDD (Frequency Division Duplex) i TDD (Time Division Duplex).

Propozycja standardu UMTS/UTRA okazała się najlepszym rozwiązaniem dla Europy i została ujęta jako podstawowa w implementacji globalnego standardu IMT-2000 na świecie, zapewniając dużą pojemność systemu przy wysokiej efektywności użytkowanych pasm radiowych i stosunkowo niewielkich kosztach. System w tej wersji będzie mógł działać w podwójnym trybie dupleksu w dziedzinie częstotliwości FDD i czasu TDD, w zależności od środowiska użytkownika. Uzupełnieniem nowatorskich rozwiązań technicznych UMTS jest oferta oprogramowania aplikacyjnego CAMEL (Customized Application for Mobile Networks Enhanced Logic), przeznaczonego dla operatorów do serwowania unikatowych usług komórkowych, dostępnych jedynie w sieciach 3G.

Przyjęte rozwiązania dają elastyczność w konfigurowaniu kanału transmisyjnego, możliwość równoległej transmisji o zmiennej szybkości w kilku kanałach, stosowanie efektywnej transmisji pakietowej, łatwe przenoszenie do innych systemów, ze szczególnym uwzględnieniem sieci GSM. Rozwiązanie interfejsu UTRA oferuje optymalny bilans energetyczny dla obydwu kierunków transmisji (anteny adaptacyjne) oraz lepsze wykorzystanie dostępnego widma i łatwe wdrażanie przekazów. Parametry interfejsu radiowego WCDMA i sieci szkieletowej pozwalają na korzystanie z dotychczasowych ­zasobów sieci GSM, rozwiązań GSM/GPRS, terminali uniwersalnych GSM/UMTS oraz zapewniają ewolucyjny rozwój systemów komunikacji osobistej UMTS.

Harmonizacja systemów

Ostatecznego sformułowania standardu IMT2000/UMTS dokonano (ITU, listopad 1999), kończąc tym samym definitywnie proces harmonizacji – czyli uzyskania zgodności istniejących propozycji szerokopasmowych rozwiązań w pięciu zatwierdzonych przez ITU wariantach. Obowiązujące od tego czasu na wszystkich kontynentach warianty obejmują następujące technologie przekazu w systemie IMT-2000:

• IMT-DS (CDMA Direct Spread) – czyli technologia CDMA z rozpraszaniem bezpośrednim, znana jako szerokopasmowa W-CDMA oraz stanowiąca wersję europejskiego interfejsu radiowego UTRA FDD (z rozdziałem częstotliwościowym) dla pasm sparowanych;
• IMT-MC (CDMA Multi Carrier) – operująca wieloma podnośnymi realizowanymi w technologii kodowej CDMA;
• IMT-TC (Time Code) – technologia z rozpraszaniem kodowym CDMA, uzupełniona o dupleksowy podział czasowy TDD, a więc stanowiąca wersję interfejsu UTRA TDD (z rozdziałem czasowym) do obsługi nie sparowanych pasm radiowych na terenie Europy;
• IMT-SC (Single Carrier) – wariant z pojedynczą nośną działający w technologii TDMA i przystosowany do współpracy z amerykańskim bezprzewodowym standardem UWC-136;
• IMT-FT (Frequency Time) – wariant mieszany technologii TDMA/FDMA zgodny z europejskim systemem bezsznurowym DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications).

Pięć trybów harmonizacji systemów 3G

Wysiłek normalizacyjny włożony w opracowanie tych pięciu technologii przekazu zaowocował nową jakością bezpośrednich połączeń między różnymi systemami radiokomunikacyjnymi. Nie należy bowiem zapominać, że sposób radiowej komunikacji W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), zaadaptowany w Japonii i Europie, różni się od rozwiązań technologicznych cdma2000 stosowanych w Ameryce Północnej, gdzie praktycznie brak odpowiedniego spektrum radiowego do realizacji szerokopasmowych rozwiązań IMT-2000 (w USA działają wąskopasmowe technologie CDMA).

Barierę tę udało się pokonać grupie normalizacyjnej OHG (Operators Harmonization Group), powołanej do uzgodnień telefonii trzeciej generacji 3G, która doprowadziła do takiej sytuacji, że pewien fragment odmiennych technologii radiokomunikacyjnych będzie wspólny (konwergencja technologii), umożliwiając tym samym komunikację między różnymi systemami komórkowymi. I to pomimo występujących tam istotnych różnic między tymi systemami. W wyniku tak zrealizowanej globalnej standaryzacji 3G uzyskuje się jednolity dostęp do medium radiowego działającego w trzech współcześnie użytkowanych podstawowych trybach radiokomunikacji: dupleks częstotliwościowy FDD DS (Direct Spectrum) i FDD MC (Multi Carrier) oraz odmienny od nich dupleks czasowy TDD.

Cechy standardu UMTS

Zgodnie ze światowymi tendencjami konwergencji teleinformatyki (za pomocą systemu UMTS) można będzie konsekwentnie ujednolicić globalną infrastrukturę telekomunikacyjną przez: integrację wielu sieci i usług, personalizację dostępu do sieci, rozszerzenie dostępu do usług szerokopasmowych i rozpowszechnianie technik dostępu bezprzewodowego. System UMTS został zdefiniowany jako standard otwarty dla systemów mobilnych o dużej szybkości transmisji, zarówno dla systemów naziemnych, jak i satelitarnych. Ma on zapewnić międzynarodowy roaming sieciowy za pomocą uniwersalnego terminalu osobistego 3G, dostęp do wszystkich istniejących usług internetowych, wraz z ofertą nowych usług szerokopasmowych.

System ma umożliwiać transmisję wąskopasmową i szerokopasmową z dostępem lokalnym, do 2 Mb/s dla użytkowników stacjonarnych i pieszych oraz globalnym bez ograniczenia odległości, z maksymalną przepływnością jedynie do 144–384 kb/s. Uniwersalność systemu UMTS daje uzupełnienie wielu istniejących systemów łączności bezprzewodowej, przewodowej i satelitarnej poprzez utworzenie jednej hierarchicznej i logicznie jednorodnej infrastruktury składającej się z:

Mieszana technologia radiodostępu TDMA/CDMA, zwłaszcza w szerokopasmowej wersji W-CDMA (Wideband Code Division Multiplexing Access) o nieporównywalnie większych wymaganiach transmisyjnych, ma zaspokoić potrzeby masowego rybku - głównie za pomocą pzrenośnych wideoterminali. Potrzeby te zmieniły dotychczasowe informacje foniczne w pliki danych, obrazu i multimediów.

• obszarów pikokomórkowych o promieniu do 100 m, zlokalizowanych wewnątrz budynków, w halach, dworcach i podziemiach oraz na obszarach o największej gęstości ruchu (do 10 000 erlangów/km2), zwykle stacjonarnego typu. Odpowiada to współczesnym systemom telefonii bezprzewodowej DECT, przystosowanym do pracy w dwóch rodzajach sieci komórkowych DECT/GSM;
• obszarów mikrokomórkowych o promieniu do kilkuset metrów (poniżej 1 km), co odpowiada systemom klasy GSM 1800 (GSM 1900), umieszczanym w centrach miejskich, bądź z zasięgiem do kilku kilometrów, lokowanych na obrzeżach miast o mniejszym trafiku. Są one przeznaczone dla stacjonarnych użytkowników systemu bądź poruszających się z niewielką prędkością, zwykle w terenie otwartym;
• obszarów makrokomórkowych, odpowiadających współczesnym systemom komórkowym klasy GSM 900, a więc o promieniu 20–35 km, także do komunikacji z szybko poruszającymi się abonentami ruchomymi, jako tzw. Komórki parasolowe;
• pozostałych obszarów o słabo rozwiniętej infrastrukturze telekomunikacyjnej jako megakomórki (hiperkomórki), na których łączność jest zapewniona przez nietypowe systemy bezprzewodowe bądź przez niegeostacjonarne systemy satelitarne typu LEO/ICO/MEO, ewentualnie geostacjonarne systemy GEO (Geostationary Earth Orbit). Rozmiary komórek dla takich systemów mogą wynosić od kilkuset (300–800 dla satelitów LEO czy MEO) do kilku tysięcy kilometrów (do 5000 dla GEO).

Zrealizowana w ten sposób hierarchiczna struktura przyszłego systemu UMTS – obejmująca heterogeniczne składniki sieci – jest fundamentalną cechą systemów trzeciej generacji. Różnorodność terminali 3G oraz ich funkcji jest znacznie większa niż telefonów komórkowych drugiej generacji – głównie za sprawą przekazów wideofonicznych, rozszerzających możliwości aplikacyjne aparatów. Większość z nich (zawsze wyposażona w maleńką kamerę obrazową) będzie sterowana głosem, rysikiem, długopisem lub miniaturową myszką. Nowe telefony komórkowe mogą pracować w innym środowisku aplikacyjnym o nazwie MEXE (Mobile Station Application Execution Environment), gdzie rozszerzono funkcje w stosunku do standardu WAP, który zezwala jedynie na interpretowanie prostych skryptów (WML, HTML) i prezentację treści w postaci tekstowej i nieskomplikowanej grafiki. Aplikacje MEXE zawierają wirtualną maszyną Javy (pełny ruch obrazu), wraz z już wbudowanymi mechanizmami bezpieczeństwa, a także z rozpoznawaniem klasy odbiornika i adaptacją przesyłanych usług wedle możliwości odbiorczych terminalu.

Do kodowania sygnałów mowy w systemie IMT-2000 wybrano koder źródłowy o zmiennej przepływności bitowej AMR-ACELP (Adaptive Multi Rate Algebraic Code Excited Linear Prediction) – oznaczany w skrócie AMR i pracujący z jedną z ośmiu szybkości w zakresie kodowania 4,75–12,2 kb/s. Koder AMR 12.20 jest identyczny z koderem EFR (Enhanced Full Rate) stosowanym w nowszych systemach GSM. Koder AMR 7.40 jest używany w systemie IS-641, natomiast koder AMR 6.40 jest rekomendowany przez japońską organizację ARIB (Association of Radio Industry and Business) dla telefonii komórkowej PDC. W trybie pracy przerywanej przepływność bitowa na wyjściu kodera AMR SID zmniejsza się do 1,8 kb/s. Duża przepływność kanałów radiowych w technologii 3G (od 144 kb/s do 2 Mb/s), a zwłaszcza transmisje obrazów z zastosowaniem techniki kodowania MPEG-4, pozwala odbierać na ekranie przenośnego telefonu komórkowego obrazy z pełnym ruchem (filmy, mecze czy programy informacyjne).

Hierarchia komórek radiowych w UMTS
Typ komórki	Promień komórki	Platforma obsługi	Maks. szybkość stacji ruchomej MS (km/s)
Megakomórka	100-500	obszary o umiarkowanym trafiku: regiony, kraje	praktycznie bez ograniczeń
Makrokomórka		typowy trafik bezprzewodowy: dzielnice, miasta, osiedla mieszkaniowe
Mikrokomórka		przestrzenie otwarte o dużym trafiku: ulice miast, stadiony, imprezy
Pikokomórka		pomieszczenia zamknięte z bardzo dużym trafikiem: dworce, lotniska, budynki, wieżowce

Aplikacje szerokopasmowe 3G

Oferta nowych usług w systemie UMTS jest zróżnicowana, co jest związane z możliwością dostępu do szerokiego pasma. System UMTS jest bowiem optymalizowany nie pod kątem transmisji mowy, lecz globalnych i zróżnicowanych przekazów multimedialnych, co stanowi kolejną istotną różnicę w ofercie usług między systemami cyfrowymi starszej generacji (2G) a systemami trzeciej generacji (3G). Usługi 3G stały się dostępne za pomocą jednego (fizycznie) wspólnego terminalu działającego w różnych środowiskach sieciowych, zarówno wewnątrz pomieszczeń (na wzór terminali systemu DECT), jak i na zewnątrz budynków, także w pojazdach.

Terminale i telefony 3G nie są jednak wyraźnie zestandaryzowane, co oznacza, że powstają bardzo zróżnicowane terminale wideofoniczne, nie tylko pod względem oferowanych funkcji ale i ich ergonomii. Ich przyszłość wiąże się przede wszystkim z rozwojem kamer cyfrowych, syntezą i rozpoznawaniem mowy, modernizacją systemów rozpoznawania obrazów oraz z ciągłą miniaturyzacją komunikatorów PDA, pozycjonerów GPS, laptopów i browserów internetowych.

Zgodnie z przyjętymi założeniami systemy 3G mają cechy sieci globalnej i uniwersalnej. Globalny charakter sieci UMTS oznacza, że abonent tego systemu ma ciągłość oferowanych mu usług telekomunikacyjnych - czyli taki sam zestaw usług, personalizację, numerację, identyfikację, a także przenoszenie połączeń (roaming) między operatorami, przełączanie kanałów (handover) i wiele innych funkcji, niezależnie od miejsca, gdzie się znajduje i który typ sieci jest jego bazą macierzystą.