1.1 Introduccin a los Sistemas de Comunicaciones Mviles

Por definicin, el trmino "comunicaciones mviles" describe cualquier enlace deradiocomunicacin entre dos terminales, de los cuales al menos uno est en movimiento, o parado, pero en localizaciones indeterminadas, pudiendo el otro ser un terminal fijo, tal como una estacin base. Esta definicin es de aplicacin a todo tipo de enlace de comunicacin, ya sea mvil a mvil o fijo a mvil. De hecho, el enlace mvil a mvil consiste muchas veces en un enlace mvil a fijo a mvil. El trmino mvil puede referirse a vehculos de todo tipo -automviles, aviones, trenes... - o, sencillamente, a personas paseando por las calles.

El Reglamento de Radiocomunicaciones define el servicio mvil como un servicio deradiocomunicaciones entre estaciones mviles y estaciones terrestres (fijas) o entre estaciones mviles nicamente. Adems, en funcin de dnde se sita habitualmente el terminal mvil, el Reglamento diferencia tres tipos de servicio:

_ Servicio mvil terrestre._ Servicio mvil martimo._ Servicio mvil aeronutico.

Es importante destacar que al hablar de comunicaciones mviles se est pensando,generalmente, en un sistema de comunicaciones punto a punto. Aunque tambin es posible en algunas circunstancias efectuar comunicaciones punto a multipunto, se trata de una configuracin especial del servicio que sirve a aplicaciones particulares.

Los actores en el mundo de las comunicaciones mviles

En este seccin se comentar brevemente quin es quin en el panorama global de lastelecomunicaciones y cul es el rol de cada cual.Reguladores, nacionales e internacionalesSon los encargados de establecer "las reglas del juego". Dado que las comunicaciones mviles utilizan un recurso escaso, como es el espectro radioelctrico, y al tratarse de un bien pblico, se deben dictar unas normas mnimas que protejan no slo a consumidores y usuarios, sino tambin que determinen las reglas que aseguren una competencia leal entre empresas.Tambin se debe asegurar la buena utilizacin del recurso escaso puesto a disposicin de los operadores.A nivel mundial, la WRC (World Radio Conference), uno de los brazos de la UIT (UninInternacional de Telecomunicaciones), determina cada dos aos la utilizacin que se debehacer del espectro radioelctrico. Cada Administracin nacional, basada en lasrecomendaciones de la WRC, determina su propio uso del espectro.FabricantesSon los encargados de materializar los productos y sistemas que permitirn que un operador disponga de una red y que los usuarios dispongan de equipos para conectarse a dicha red.Juegan un papel importante en la definicin de los sistemas y en el desarrollo de los mismos.OperadoresSe trata de aquellas empresas que han conseguido licencia o autorizacin de su Administracin nacional y, por tanto, han podido instalar y operar una red de telecomunicaciones. Su misin consiste en mantener lista la infraestructura que permita el trnsito de trfico. Los operadores "fabrican" minutos de servicios de telecomunicacin que venden a los proveedores de servicio.Proveedores de ServicioSon aquellas empresas que funcionan como intermediario entre los operadores de red y los clientes. Los proveedores de servicio adquieren minutos de trfico a uno o varios operadores de red y configuran paquetes de servicios de telecomunicacin, con diferentes caractersticas y precios, que venden a los clientes finales. Los proveedores de servicio deben soportar los sistemas de facturacin y de atencin al cliente.Clientes y usuariosLos clientes y usuarios son el ltimo, o primer, eslabn en la cadena. Adquieren servicios de telecomunicacin a los proveedores de servicio segn sus necesidades. La diferencia entre cliente y usuario es que el primero es el que adquiere los servicios, siendo el segundo el que los utiliza. Los clientes y usuarios son los que definen los requisitos finales de servicios de telecomunicacin que debe configurar su proveedor de servicio.

1.2 Composicin de los Sistemas de Comunicaciones Mviles

Estaciones Fijas: Estacin radioelctrica no prevista para su utilizacin en movimiento;entre estas tenemos:

Estacin Base (BS), su movimiento se controla directamente desde una unidadde control (local o remoto), mediante lneas telefnicas o radioenlaces,caractersticas: son fuentes/destinatarias de trfico y envan informacinsealizacin.Estacin de control (CS), utilizada para gobernar automticamente elfuncionamiento de otra estacin de radio en un emplazamiento especfico, paragestionar una BS o repetidora.Estacin repetidora (RS), estaciones fijas que retransmiten las sealesrecibidas, obteniendo una mayor cobertura.

Estaciones mviles: estacin radioelctrica prevista para su utilizacin en un vehculoen marcha o que efecta paradas en puntos indeterminados. El trmino incluye equiposporttiles y equipos transportables.

Equipos de control: son los equipos necesarios para el gobierno de las estacionesbase, generacin y recepcin de llamadas, localizacin e identificacin de usuarios,equipos y vehculos, transferencia de llamadas, etc.

Universidad Politcnica de CatalunyaTrabajo final de carreraAutor: Juan Jos Cuesto Gil

1.4 Clases de canales en comunicaciones mvilesmurillo@esi.us.es

http://vidateleco.wordpress.com/2009/02/25/canales-y-tramas-de-las-comunicaciones-moviles-parte-1/

autor: Carlos Benedito GuerreroEn comunicaciones mviles, nos encontramos con dos tipos de canales: los canales de trfico (TCH) y los canales de control (CCH). Los primeros se caracterizan por ser los canales donde pasar la informacin en s, y no hay mucho que contar de ellos; los segundos, como su nombre indica, se encargarn de que todo vaya segn lo previsto y estn bastante ms diferenciados.Canales de trficoLos canales de trfico se dividen principalmente en dos grupos: Completos, con transmisin a tasa completa. Partiendo de TCH/F, de 22,8 Kbps, obtenemos: TCH/FS (13 Kbps), el llamado canal de voz de tasa completa (Full rate speech channel). TCH/F9,6 (9,6 Kbps), el llamado canal de datos de tasa completa (Full rate data channel). TCH/F4,8 (4,8 Kbps). TCH/F2,4 (2,4 Kbps). Mitad, con transmisin a mitad de la tasa completa. Partiendo de TCH/H, de 11,4 Kbps, TCH/HS (6,5 Kbps), el llamado canal de voz de tasa mitad (Half rate speech channel). TCH/F4,8 (4,8 Kbps), el llamado canal de datos de tasa mitad (Half rate data channel). TCH/H2,4 (2,4 Kbps).

Canales de controlLos canales de control se dividen en tres tipos: canales de transmisin (Broadcast Channels, BCH), canales de control comn (Common Control Channel, CCCH) y canales de control dedicado (Dedicated Control Channel, DCH). BCH: Son canales de informacin general. Son unidireccionales, teniendo solamente sentido descendente (EB todos MS). Sirven como canal baliza: se encargan de la identificacin de los MS, de la sincronizacin, y de la monitorizacin. En ciertas tramas ocupan el primer time-slot (TS), TS0, y se dividen en tres canales: Canal de control de transmisin (Broadcast Control Channel, BCCH): Este canal de control radiodifunde informacin como identidad de celda y red, caractersticas operativas y lista de canales en uso. Utiliza una rfaga normal y las tramas de 2 a 5 de la multitrama de control. Canal de control de frecuencia (Frequency Control Channel, FCCH): Informa sobre la frecuencia a la que est la estacin base y utiliza rfaga de correccin de frecuencia. Utiliza la trama 0 y a partir de ah cada diez tramas de la multitrama de control. Canal de sincronizacin (Synchronization Channel, SCH): Identifica la estacin base por su nmero BSIC (Base Station Identity Code) y el nmero de trama empleada en ese momento. Utiliza una rfaga de sincronizacin y es la trama siguiente a la que contiene a FCCH. CCCH: Es un canal de de uso comn a todos los dispositivos mviles (MS). La informacin es referida a un solo MS, para buscar a un abonado, asignarle canal o recibir peticiones, sean ascendentes o descendentes. CCCH ocupa el time-slot TS0 de tramas que no estn ocupadas por BCH o vaco (idle), al que acceden tres canales: Canal de paginado (Paging Channel, PCH): Es de sentido descendente. Busca un mvil a partir de su IMSI, le notifica que tiene una llamada y pide confirmacin a travs del canal RACH. Tambin radiodifunde mensajes de texto ASCII (SMS). Canal de acceso aleatorio (Random Access Channel, RACH): Es de sentido ascendente y emplea ALOHA ranurado. El mvil lo emplea para el paging o para iniciar una llamada. La estacin base responde asignando canal y SDCCH a travs de AGCH. Canal de concesin de acceso (Access Grant Channel, AGCH): Es de sentido descendente. Contiene instrucciones para que el mvil opere en un canal fsico. DCCH: Son canales dedicados en los que es necesaria una asignacin de trfico. Son bidireccionales y se emplean en cualquier time-slot que no sea TS0. Hay tres tipos: Canal de control dedicado independiente (Stand-alone Dedicated Control Channel, SDCCH): Proporciona servicios de sealizacin requeridos por los usuarios. Va tras la conexin del mvil con la estacin base y antes de la asignacin de un canal de trfico. Tambin puede ocupar TS0 si hay poca demanda de BCH o CCCH. Canal de control asociado lento (Slow Associated Control Channel, SACCH): Se asocia a un canal de trfico o a SDCCH. Proporciona informacin de control para mantener el enlace. Canal de control asociado rpido (Fast Associated Control Channel, FACCH): Se asocia a TCH y se emplea para mensajes urgentes. Roba trama del TCH asociado (stealing bits).http://vidateleco.wordpress.com/2009/02/27/canales-y-tramas-de-las-comunicaciones-moviles-parte-2/

Seguramente algunos trminos que habris visto en la anterior entrada (time-slot, rfaga) no os han quedado claros. Pero no pasa nada, porque para eso est la segunda parte, donde vamos a hablar un poco sobre las tramas empleadas en comunicaciones mviles, centrndonos en las as llamadas rfagas.TramasEn comunicaciones mviles, cada portadora contiene tramas de 8 intervalos llamados time-slots (TS), numerados del 0 al 7, cada uno de 577 s (unos 15625 bits por TS si la portadora de RF modulada va a una velocidad de 270838 Kbps). ), con acceso mltiple por divisin de tiempo (TDMA, Time Division Multiple Access). Cada canal fsico transporta canales lgicos de trfico y sealizacin.Las tramas se pueden agrupar de diversas formas: Multitrama: puede agrupar 26 51 tramas, cada una con 8 intervalos. Supertrama: agrupa 1,326 tramas (51 multitramas de 26 26 multitramas de 51). Hipertrama: agrupa 2715,648 tramas (2048 supertramas).

RfagasTal y como se vio en la anterior entrada, cada tipo canal se reparte en diversos intervalos de tiempo. Estos canales utilizan rfagas, que son el formato de informacin dentro del intervalo de tiempo de cada trama. Cada usuario transmite una rfaga de datos durante su TS asignado, igual a la parte til ms el perodo de guarda.Existen diversos tipos de rfagas:Rfaga normal (Normal burst)Esta rfaga es usada tanto en canales de trfico (TCH) como en canales de control (CCH), excepto FCCH, SCH y RACH. Su estructura es la siguiente:

TB son los bits de cabecera y de cola (tail bits). Son siempre 000, patrn de inicio/fin para el algoritmo del ecualizador. Los datos cifrados son 114 bits de informacin de datos o voz codificada. Estn protegidos frente a escuchas y se dividen en dos grupos de 57 bits. Cada grupo tiene al principio un bit indicador (stealing flag) que indica si los 57 bits siguientes son de informacin o FACCH. La secuencia de entrenamiento, situada entre ambos grupos de datos cifrados, es conocida por el receptor. Sirve para evaluar la respuesta del canal y adaptar el ecualizador*. El perodo de guarda, de unos 30 s. Este perodo, combinado con un adelantamiento en el tiempo (time advance) del envo de la rfaga evita colisiones entre rfagas que podran resultar en mezcla y prdida de informacin y que, por supuesto, la comunicacin fracase.Rfaga de correccin de frecuencia (Frequency correction burst)Esta rfaga es usada por el canal de control de frecuencia, FCCH, y permite la sincronizacin del mvil ajustando su frecuencia. Su estructura es la siguiente: Bits de cabecera y cola (TB). Bits fijos. Son todos cero. Perodo de guarda de unos 30 s.Rfaga de sincronizacin (Synchronization burst)Esta rfaga es usada por el canal de sincronizacin, SCH. Su estructura es la siguiente:

Bits de cabecera y cola (TB). Datos cifrados. En estos datos se encuentran tanto el cdigo de identificacin de la PLMN como el cdigo de identificacin de la estacin base (BSIC). Secuencia de sincronizacin entre los dos grupos de datos cifrados. Perodo de guarda de unos 30 s.Rfaga de acceso (Access burst)Esta rfaga es usada por el canal de acceso aleatorio, RACH. Su estructura es la siguiente: Bits de cabecera y cola (TB). En este caso, tenemos 8 bits de cabecera y 3 de cola, en vez de 3 en ambos. Secuencia de sincronizacin. Datos cifrados, que contienen informacin de acceso e identidad del dispositivo mvil. Perodo de guarda de unos 252 s.La primera vez que accede el mvil puede hacerlo mal e incluso estar lejos del lmite de la estacin base, con lo que puede llegar tarde y meterse en un intervalo que no es el suyo. Es por eso que necesita una guarda mayor.Rfaga de relleno (Dummy burst)Esta rfaga no contiene informacin til. Se transmite nicamente cuando no se estn empleando los canales y hay que mantenerlos ocupados. Su estructura es la misma que la de una rfaga normal, pero los datos cifrados son sustituidos por una secuencia fija:

Anexo*EcualizadorEn un receptor ptimo se persigue la adaptacin al tipo de canal. Si el comportamiento del canal es desconocido, se puede crear un modelo matemtico del canal, el filtro. Para conocer las caractersticas del filtro, se introduce una seal conocida (de entrenamiento) en el filtro y observa la salida.Los ecualizadores son un tipo de filtro ajustable capaz de trabajar en un medio desconocido y variante con el tiempo, basndose en un algoritmo en tiempo real recursivo para actualizar los coeficientes. Al conocer los datos, el ecualizador puede crear el modelo de canal y calcular la secuencia transmitida ms probable.El ecualizador utiliza una funcin de entrenamiento y de seguimiento. En cada rfaga se enva una secuencia de entrenamiento, emplendose un reentrenamiento peridico.La norma GSM no especifica qu ecualizador usar.