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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTIANCIA- UNAD
2013
Redes Y Sistemas Avanzados de Telecomunicaciones
Ingeniera De Telecomunicaciones
Hugo Orlando Perez Navarro
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA -UNAD REDES Y SERVICIOS AVANZADOS DE TELECOMUNICACIONES I-208003
OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Presentar las caractersticas ms relevantes de los nuevos sistemas de
comunicaciones mviles GSM, GPRS, EDGE, UMTS; as como de los nuevos
sistemas (LTE, WIMAX) y las herramientas que permitirn a estos sistemas operar
en entornos multimedia basados en protocolos y aplicaciones derivadas de
internet.
OBJETIVOS ESPECFICOS DEL CURSO
Introducir los conceptos bsicos de las comunicaciones mviles: caractersticas
del canal mvil, tcnicas de acceso mltiple, comunicaciones celulares.
Describir la arquitectura de los sistemas bsicos de comunicaciones mviles:
GSM, GPRS y UMTS.
Presentar los aspectos bsicos de los nuevos sistemas inalmbricos
emergentes.
COMPETENCIA GENERAL DE APRENDIZAJE
Al finalizar el curso el estudiante estar en capacidad de comprender los
conceptos necesarios para el desarrollo y estudio de sistemas de comunicaciones
mviles. Descripcin de los sistemas de comunicaciones mviles ms relevantes:
GSM, GPRS, UMTS y WIMAX
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UNIDAD 1: INTRODUCCION A LAS COMUNICACIONES MVILES
1. INTRODUCCIN A LAS COMUNICACIONES MOVILES
1.1 Historia de las comunicaciones mviles
La utilizacin de las ondas radioelctricas se revel desde hace tiempo como el
nico medio eficaz de establecer comunicaciones con puntos mviles, y lo seguir
siendo durante mucho tiempo, ya que las ondas de radio gozan de la propiedad de
salvar obstculos, y el resto de las interacciones conocidas por la fsica actual no
puede propagarse a grandes distancias.
Desgraciadamente el espectro radioelctrico es un recurso limitado cuya
utilizacin racional slo ha sido posible mediante una reglamentacin muy estricta
que permite la optimizacin de la asignacin de frecuencias.
Los primeros sistemas diseados en los aos 20 para uso de la polica en EE.UU,
asignaban a cada vehculo policial un canal de radio, que permaneca permanente
ocupado pese a que los agentes no se estuvieran comunicando con la central.
Tal despilfarro de recursos fue posible porque la nica ocupacin del espectro, en
aquellos tiempos, era la que hacan las emisoras de radiodifusin. En los aos 60,
con la proliferacin de las cadenas de radio y televisin, el uso cada vez ms
frecuente de los radio enlaces de microondas, los enlaces de satlite, etc., la
ocupacin del espectro preocupaba ya de tal manera, que la telefona mvil se vio
obligada a evolucionar hacia sistemas basados fundamentalmente en un
aprovechamiento mejor del espectro disponible.
El primer avance significativo fue la introduccin del trunking automtico. El
sistema trunking consiste en la asignacin de un canal libre existente dentro de un
conjunto de canales disponibles, y que se mantiene solamente durante el tiempo
que el canal est siendo utilizado en la conversacin, pasando al estado de
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disponible para otro usuario cuando haya terminado la conversacin que se
desarrollaba a travs de l. De este modo, el nmero de canales que hay que
instalar y que ocupar en el espectro se reduce notablemente.
Cuando el sistema gana inteligencia y la asignacin de canal se realiza de manera
automtica, sin la intervencin de un operador humano, nos encontramos con el
trunking automtico. El paso siguiente en el aprovechamiento del espectro
radioelctrico es el concepto celular, propuesto por la "Bell South" a principios de
los aos setenta.
1.2 Generaciones
La movilidad de los extremos de la comunicacin excluye casi por completo la
utilizacin de cables para alcanzar dichos extremos. Por tanto utiliza bsicamente
la comunicacin va radio.
Esta se convierte en una de las mayores ventajas de la comunicacin va radio: la
movilidad de los extremos de la conexin. Otras bondades de las redes
inalmbricas son el ancho de banda que proporcionan, el rpido despliegue que
conllevan al no tener que llevar a cabo obra civil.
Sin embargo el cable es ms inmune a amenazas externas, como el ruido o las
escuchas no autorizadas, y no tiene que competir con otras fuentes por el espacio
radioelctrico. Dos, tres y ms cables pueden ser tendidos a lo largo de la misma
zanja, y tomando las medidas adecuadas, no han de producirse interferencias.
Imaginar cuatro o cinco antenas apuntando en la misma direccin.
Histricamente la comunicacin va radio se reservaba a transmisiones uno a
muchos, con grandes distancias a cubrir. Tambin era til en situaciones en las
que la orografa dicultase en exceso el despliegue de cables. Fundamentalmente
se utilizaba para transmitir radio y TV. Por el contrario, las comunicaciones
telefnicas utilizaban cables. Todo esto nos lleva a la actual situacin, en la que ya
no est tan claro cuando es mejor una u otra opcin.
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En cuanto a las comunicaciones mviles, no aparecen a nivel comercial hasta
nales del siglo XX. Los pases nrdicos, por su especial orografa y demografa,
fueron los primeros en disponer de sistemas de telefona mvil, eso s, con un
tamao y unos precios no muy populares. Radio bsquedas, redes mviles
privadas o Trunking, y sistemas de telefona mvil mejorados fueron el siguiente
paso. Despus lleg la telefona mvil digital, las agendas personales,
miniordenadores, laptops y un sinfn de dispositivos dispuestos a conectarse va
radio con otros dispositivos o redes. Y nalmente la unin entre comunicaciones
mviles e Internet, el verdadero punto de inexin tanto para uno como para otro.
1.3 La evolucin en datos
Si bien la digitalizacin resulta decisiva en las perspectivas de negocio de la
telefona mvil, ser la diversificacin instrumental (respecto de los terminales) y
de servicios (respecto del acceso) la que, de manera un tanto inopinada, extraiga
a la telefona mvil del mbito estricto de la tecnologa de voz para convertirla en
una tecnologa de acceso a datos, iniciando as su proceso de mediatizacin.
En este sentido, la implantacin de los mensajes cortos (SMS) constituye un hito
sociolgico y comercial que slo recientemente empieza a ser estudiado
(Fortunati, 2000; Eldridge y Grinter, 2001) y que ha sido sealado como eptome
de oportunidad de negocio sobrevenida (Mattinen, 2002; Telefnica Mviles,
2004). Desde su implantacin en 1994, el SMS ha alcanzado una penetracin de
entre el 70 y el 90 % entre los usuarios jvenes (de 14 a 30 aos) (Mattinen,
2002).
A las condiciones de ahorro en los costes de la comunicacin (limita el tiempo de
conexin al momento del envo), seguridad de destino (ms del 90 % de los
mensajes personales son respondidos inmediatamente o en un lapso de tiempo
breve) y discrecin (el nivel de interferencia en la vida cotidiana es menor que el
de la conversacin), el SMS aade dos componentes clave: de un lado, la
configuracin de su uso como conector emocional (uso generalizado del SMS en
grupos primarios como prueba de proximidad emocional y/o afectiva) (Eldridge y
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Grinter, 2001; Lasen, 2002); por otro, su versatilidad como conector institucional
(canal de comunicacin comercial, empresarial-organizacional, etc.) (Fortunati,
2000). Pero, sobre todo, la importancia del SMS en la evolucin de la telefona
mvil reside en que implica una ruptura en la concepcin de la tecnologa (paso de
la transmisin de voz a la transmisin de datos), abriendo la puerta al desarrollo
del telfono mvil como dispositivo de acceso a contenidos y publicidad (paso de
la conectividad interindividual a la conectividad medio/usuario).
La implantacin masiva del SMS, por tanto, constituye el punto de inflexin por el
que la telefona mvil pasa a ser, con pleno derecho, un factor relevante de la
Sociedad de la Informacin. En este sentido, la propia evolucin tecnolgica y de
uso del SMS se plantea como un correlato de la evolucin de la telefona mvil en
cuanto a aplicaciones y servicios:
Por una parte, el incremento y diversificacin de formatos de datos demanda
un desarrollo coherente de estndares tecnolgicos de intercambio: el EMS
(Enhanced Messaging Service) aade al envo de texto la posibilidad de transmitir
imgenes, animaciones y sonidos en soporte SMS para GSM y GPRS; y, a partir
de 2002, el MMS (Multimedia Messaging Service) hace posible el envo
de datos en forma de imgenes (JPEG), vdeo (MPEG), sonido (MP3, MIDI) y
aplicaciones (JAVA) para GPRS y 3G.
Finalmente, a partir de los estndares 3G, 3.5 G e iMode, el IMS incorpora la
transmisin de datos en formato IP, planteando el horizonte de una creciente
compatibilidad con los estndares de Internet.
1.4 Tercera Generacin
La 3G o Tercera Generacin de comunicaciones mviles representan el conjunto
de estndares diseados con el objetivo de implantar unas redes completamente
nuevas que soportaran mayor capacidad para la transmisin de datos en
movilidad frente a sistemas anteriores. El desarrollo de la 3G supone la llegada de
la banda ancha a las comunicaciones mviles.
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Ya en 1985, la Unin Internacional de Telecomunicaciones (ITU) comenz a
definir la visin de lo que hoy se conoce como sistemas de comunicaciones
mviles de 3G, denominados por aquel entonces como Future Public Land Mobile
Telecommunications Systems (FPLMTS) y posteriormente International Mobile
Telecommunications-2000 (IMT-2000).
Desde entonces la ITU comenz a dar los pasos necesarios hacia la 3G,
reservando las bandas frecuencias a nivel internacional que en el futuro
emplearan los sistemas 3G. Al mismo tiempo defini los principales objetivos de
la familia de estndares IMT-2000:
Mayor eficiencia y capacidad que las generaciones anteriores.
Nuevos servicios, tales como la conexin de PCs a travs de redes mviles
y aplicaciones multimedia.
Ancho de banda dinmico, es decir, adaptable a las necesidades de cada
aplicacin.
Mayor flexibilidad en trminos de utilizacin de mltiples estndares,
bandas de frecuencia y compatibilidad con estndares predecesores.
Itinerancia entre redes basadas en estndares distintos.
Integracin de las redes satlite y de acceso fijo inalmbrico en las propias
redes celulares.
Mayor velocidad de acceso, inicialmente de hasta 384 kbps para
comunicaciones mviles y de 2 Mbps para accesos fijos hasta alcanzar en el
futuro los 20 Mbps.
Con estas premisas en 1998 la ITU recibi 15 propuestas remitidas por diferentes
grupos y asociaciones para convertirse en estndares 3G. En este proceso
numerosas iniciativas se unieron para ofrecer candidaturas de mayor solidez,
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hasta configurar finalmente la lista de estndares aceptada por la ITU en mayo de
2000.
Gracias al esfuerzo de armonizacin realizado a nivel internacional la lista de
estndares 3G englobados bajo las siglas IMT-2000 qued del siguiente modo: W-
CDMA, Time Divisin-CDMA (TD-CDMA) conocido tambin como Time Divisin
Dplex (TDD), Time Division-SynchronousCDMA (TD-SCDMA), CDMA2000 y
UWC-136.
W-CDMA es parte de una especificacin ms amplia conocida como Universal
Mobile Telecommunication System (UMTS), que cont con el apoyo de grupos de
Japn (Association of Radio Industries and Businesses, ARIB) y Europa (ETSI).
Se trata de un estndar compatible con el estndar GSM (ntese sin embargo que
el sistema GSM no es compatible con W-CDMA; se dice por tanto que W-CDMA
es compatible hacia atrs con GSM).
CDMA2000 cont por su parte con el apoyo de organizaciones de Estados Unidos
(Telecommunications Industry Association, TIA) y de Corea del Sur
(Telecommunications Technology Association, TTA), pensado para ser compatible
hacia atrs con el estndar IS-95B (CDMAOne).
La TIA propuso tambin otro estndar, UWC-136, finalmente adoptado para
garantizar la compatibilidad hacia atrs con los sistemas IS-136. Posteriormente el
Universal Wireless Communications Consortium (UWCC) denomin a este
estndar como TDMA-EDGE e IS-136HS. Cabe destacar que el estndar es
compatible hacia atrs con IS-136 y GSM.
En resumen, existen distintos sistemas y estndares 3G que han surgido en
diferentes reas geogrficas, todos ellos con caractersticas tcnicas propias
(rango de frecuencias del espectro y tecnologas de multiplexacin,
principalmente).
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Los sistemas de 3G suponen un paso definitivo en el proceso de convergencia en
servicios, ya que adems de implementar una arquitectura abierta, dinmica y de
fcil interoperabilidad ofrecen unas velocidades de acceso suficientes para el
desarrollo de servicios multimedia en movilidad.
1.5 Cuarta Generacin
Cuando la 3G comenz a comercializarse recientemente, antes incluso de que la
3G fuera lanzada ya haba comenzado a gestarse el concepto de 4G e incluso de
una 5G.
De este modo, siguiendo el paradigma de evolucin tecnolgica por generaciones
mviles, se esperaba que la 4G siguiera a la 3G, apareciendo los primeros
sistemas comerciales entre 2010 y 2015, como una red de radio de banda ancha
de gran velocidad. Esta visin, conocida como evolucin lineal de la 4G, no cuenta
con el consenso de todos los agentes de la industria del mvil y ha sido objeto de
numerosas crticas en diferentes foros organizados por la ITU o el WWRF entre
otros.
La visin lineal contempla el desarrollo de redes 4G que ofrecen velocidades de
acceso superiores a los 100 Mbps, y que se comercializaran una vez que los
sistemas 3G hubieran alcanzado todo su potencial tecnolgico y de negocio.
Adems, las redes 4G permitiran la interoperabilidad e interconexin completa
con otros dispositivos mviles. En cuanto a su topologa, se confiaba en que el
diseo seguira el patrn de una red celular al igual que las generaciones
precedentes.
Esta visin no es compartida por todo el mundo, existiendo la opinin de que la
evolucin de las comunicaciones mviles se encuentra en un momento de ruptura
del ciclo lineal al que hemos asistido en la ltima dcada. De este modo la 4G se
concibe como una evolucin convergente, basada en la combinacin de mltiples
redes y tecnologas mviles y de acceso inalmbrico, que complementaran a los
actuales sistemas 3G. Estas tecnologas complementarias tendran su mximo
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exponente en los sistemas de acceso fijo inalmbrico (que ofrecen movilidad
limitada) WiFi, WiMAX y sus sucesivas evoluciones.
En cualquier caso es pronto para conocer cul ser la configuracin futura de la
4G, por lo que durante los sucesivos aos se espera que convivan tanto sistemas
y estndares desarrollados con una filosofa continuista o lineal con respecto a las
generaciones anteriores, como sistemas hbridos que combinen las prestaciones
de los sistemas celulares actuales con los de acceso inalmbrico de banda ancha.
El mayor o menor xito de ambas opciones es difcil de valorar y responder a
complejas combinaciones de factores como la futura gestin del espectro
radioelctrico, la evolucin tecnolgica de procesadores, bateras, terminales y
equipos de red, o la habilidad de los operadores para abstraer al usuario de las
complejidades tcnicas y ofrecer al usuario los servicios y aplicaciones que
demanda.
2. CONCEPTOS BSICOS SOBRE COMUNICACIONES MOVILES
2.1 Composicin de un sistema de comunicaciones mviles
Lo primero a lo que nos enfrentamos al disear la estructura de red para un
sistema de telefona mvil es la limitacin en el rango de frecuencias disponibles.
Cada "conversacin" (o cada cliente de trfico de datos) requiere un mnimo
de ancho de banda para que pueda transmitirse correctamente. A cada operador
en el mercado se le asigna cierto ancho de banda, en ciertas frecuencias
delimitadas, que debe repartir para el envo y la recepcin del trfico a los distintos
usuarios (que, por una parte, reciben la seal del otro extremo, y por otra envan
su parte de la conversacin). Por tanto, no puede emplearse una sola antena
para recibir la seal de todos los usuarios a la vez, ya que el ancho de banda no
sera suficiente; y adems, deben separarse los rangos en que emiten unos y
otros usuarios para evitar interferencias entre sus envos. A este problema, o ms
bien a su solucin, se le suele referir como reparto del espectro o divisin del
acceso al canal. El sistema GSM basa su divisin de acceso al canal en combinar
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los siguientes modelos de reparto del espectro disponible. El primero es
determinante a la hora de especificar la arquitectura de red, mientras que el resto
se resuelve con circuitera en los terminales y antenas del operador:
Empleo de celdas contiguas a distintas frecuencias para repartir mejor las
frecuencias (SDMA, Space Divisin Multiple Access o acceso mltiple por divisin
del espacio); reutilizacin de frecuencias en celdas no contiguas;
Divisin del tiempo en emisin y recepcin mediante TDMA (Time Divisin
Multiple Access, o acceso mltiple por divisin del tiempo);
Separacin de bandas para emisin y recepcin y subdivisin en canales
radioelctricos (protocolo FDMA, Frequency Divisin Multiple Access o acceso
mltiple por divisin de la frecuencia);
Variacin pseudoaleatoria de la frecuencia portadora de envo de terminal a
red (FHMA, Frequency Hops Multiple Access o acceso mltiple por saltos de
frecuencia).
La BSS, capa inferior de la arquitectura (terminal de usuario BS BSC),
resuelve el problema del acceso del terminal al canal. La siguiente capa (NSS) se
encargar, por un lado, del enrutamiento (MSC) y por otro de la identificacin del
abonado, tarificacin y control de acceso (HLR, VLR y dems bases de datos del
operador). Este prrafo con tantas siglas se explica a continuacin con ms calma,
pero sirve de resumen general de la arquitectura de red empleada.
Por otra parte, las comunicaciones que se establezcan viajarn a travs de
distintos sistemas. Para simplificar, se denomina canal de comunicaciones a una
comunicacin establecida entre un sistema y otro, independientemente del mtodo
que realmente se emplee para establecer la conexin. En GSM hay definidos una
serie de canales lgicos para el trfico de llamadas, datos, sealizacin y dems
propsitos.
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Capa de radio y control de radio: subsistema de estaciones base o BSS
Esta capa de red se ocupa de proporcionar y controlar el acceso de los terminales
al espectro disponible, as como del envo y recepcin de los datos.
Divisin en celdas: estaciones base o BS
Figura 1. Esquema general de una red GSM.
El sistema debe ser capaz de soportar una gran carga de usuarios, con muchos
de ellos utilizando la red al mismo tiempo. Si slo hubiera una antena para todos
los usuarios, el espacio radioelctrico disponible se saturara rpidamente por falta
de ancho de banda. Una solucin es reutilizar las frecuencias disponibles. En lugar
de poner una sola antena para toda una ciudad, se colocan varias, y se programa
el sistema de manera que cada antena emplee frecuencias distintas a las de sus
vecinas, pero las mismas que otras antenas fuera de su rango. A cada antena se
le reserva cierto rango de frecuencias, que se corresponde con un cierto nmero
de canales radioelctricos (cada uno de los rangos de frecuencia en que enva
datos una antena). As, los canales asignados a cada antena de la red del
operador son diferentes a los de las antenas contiguas, pero pueden repetirse
entre antenas no contiguas.
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Adems, se dota a las antenas de la electrnica de red necesaria para
comunicarse con un sistema central de control (y la siguiente capa lgica de la
red) y para que puedan encargarse de la gestin del interfaz radio: el conjunto de
la antena con su electrnica y su enlace con el resto de la red se llama estacin
base (BS, Base Station). El rea geogrfica a la que proporciona cobertura una
estacin base se llama celda o clula (del ingls cell, motivo por el cual a estos
sistemas se les llama a veces celulares). A este modelo de reparto del ancho de
banda se le denomina a veces SDMA o divisin espacial.
El empleo de celdas requiere de una capa adicional de red que es novedosa en el
estndar GSM respecto a los sistemas anteriores: es el controlador de estaciones
base, o BSC, (Base Station Controller) que acta de intermediario entre el
corazn de la red y las antenas, y se encarga del reparto de frecuencias y el
control de potencia de terminales y estaciones base. El conjunto de estaciones
base coordinadas por un BSC proporcionan el enlace entre el terminal del usuario
y la siguiente capa de red, ya la principal, que veremos ms adelante. Como capa
de red, el conjunto de BSs + BSC se denomina subsistema de estaciones base, o
BSS (Base Station subsystem).
Una estacin base GSM puede alcanzar un radio de cobertura a su alrededor
desde varios cientos de metros (en estaciones urbanas) hasta un mximo prctico
de 35 km (en zonas rurales), segn su potencia y la geografa del entorno. Sin
embargo, el nmero de usuarios que puede atender cada BS est limitado por el
ancho de banda (subdividido en canales) que el BSC asigna a cada estacin, y
aunque podra pensarse que las estaciones base deberan tener una gran
potencia para cubrir mayor rea, tienen una potencia nominal de 320 W como
mximo (frente a las antenas de FM o televisin, que poseen potencias de emisin
de miles de Watts, un valor casi despreciable) y de hecho siempre emiten al
menor nivel de potencia posible para evitar interferir con celdas lejanas que
pudieran emplear el mismo rango de frecuencias, motivo por el cual es raro que se
instalen modelos de ms de 40 W. Es ms, en zonas urbanas muy pobladas o
tneles se instala un mayor nmero de BSs de potencia muy limitada (menor que
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2,5 W) para permitir la creacin de las llamadas pico y microceldas, que permiten
mejor reutilizacin de las frecuencias (cuantas ms estaciones, ms reutilizacin
de frecuencias y ms usuarios admisibles al mismo tiempo) o bien dan cobertura
en lugares que una BS normal no alcanza o precisan de gran capacidad (tneles
de metro o de carreteras, espacios muy concurridos, ciudades muy pobladas).
Por tanto, en zonas donde exista una gran concentracin de usuarios, como
ciudades, debe instalarse un gran nmero de BSs de potencia muy limitada, y en
zonas de menor densidad de uso, como reas rurales, puede reducirse el nmero
de estaciones y ampliar su potencia. Esto asegura adems mayor duracin de la
batera de los terminales y menor uso de potencia de las estaciones base.
Adems, el terminal no se encuentra emitiendo durante el transcurso de toda la
llamada. Para ahorrar batera y permitir un uso ms eficiente del espectro, se
emplea el esquema de transmisin TDMA (Time Divisin Multiple Access, o
acceso mltiple por divisin del tiempo). El tiempo se divide en unidades bsicas
de 4,615 ms, y stas a su vez en 8 time slots o ranuras de tiempo de 577 s.
Durante una llamada, se reserva el primer time slot para sincronizacin, enviada
por la BS; unos slots ms tarde, el terminal emplea un slot para enviar de terminal
a BS y otro para recibir, y el resto quedan libres para el uso de otros usuarios en la
misma BS y canal. As se permite un buen aprovechamiento del espectro
disponible y una duracin de batera superior, al no usar el emisor del terminal
constantemente sino slo una fraccin del tiempo.
Handover: el controlador de estaciones base o BSC
Al mismo tiempo, la comunicacin no debe interrumpirse porque un usuario se
desplace y salga de la zona de cobertura de una BS, deliberadamente limitada
para que funcione bien el sistema de celdas. Tanto el terminal del usuario como la
BS calibran los niveles de potencia con que envan y reciben las seales e
informan de ello al controlador de estaciones base o BSC (Base Station
Controller). Adems, normalmente varias estaciones base al mismo tiempo
pueden recibir la seal de un terminal y medir su potencia. De este modo, el
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controlador de estaciones base o BSC puede detectar si el usuario va a salir de
una celda y entrar en otra, y avisa a ambas BSs y al terminal para el proceso de
salto de una BS a otra: es el proceso conocido como handover o traspaso entre
celdas, una de las tres labores del BSC, que en uso. En ese caso el BSC remite
al terminal a otra estacin contigua, menos saturada, incluso aunque el terminal
tenga que emitir con ms potencia. Por eso es habitual percibir cortes de la
comunicacin en zonas donde hay muchos usuarios al mismo tiempo. Esto nos
indica la segunda y tercera labor del BSC, que son controlar la potencia y la
frecuencia a la que emiten tanto los terminales como las BSs para evitar cortes
con el menor gasto de batera posible.
Sealizacin
Adems del uso para llamadas del espectro, reservando para ello los canales
precisos mientras se estn usando, el estndar prev que el terminal enve y
reciba datos para una serie de usos de sealizacin, como por ejemplo el registro
inicial en la red al encender el terminal, la salida de la red al apagarlo, el canal en
que va a establecerse la comunicacin si entra o sale una llamada, la informacin
del nmero de la llamada entrante... Y prev adems que cada cierto tiempo el
terminal avise a la red de que se encuentra encendido para optimizar el uso del
espectro y no reservar capacidad para terminales apagados o fuera de cobertura.
Este uso del transmisor, conocido como rfagas de sealizacin, ocupa muy poca
capacidad de red y se utiliza tambin para enviar y recibir los mensajes cortos
SMS sin necesidad de asignar un canal de radio. Es sencillo escuchar una rfaga
de sealizacin si el telfono se encuentra cerca de un aparato susceptible de
captar interferencias, como un aparato de radio o televisin.
En GSM se definen una serie de canales para establecer la comunicacin, que
agrupan la informacin a transmitir entre la estacin base y el telfono. Se definen
los siguientes tipos de canal:
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Canales de trfico (Traffic Channels, TCH): albergan las llamadas en
proceso que soporta la estacin base.
Canales de control.
Canales de difusin (Broadcast Channels, BCH).
Canal de control broadcast (Broadcast Control Channel, BCCH):
comunica desde la estacin base al mvil la informacin bsica y los
parmetros del sistema.
Canal de control de frecuencia (Frequency Control Channel, FCCH):
comunica al mvil (desde la BS) la frecuencia portadora de la BS.
Canal de control de sincronismo (Synchronization Control Channel,
SCCH). Informa al mvil sobre la secuencia de entrenamiento
(training) vigente en la BS, para que el mvil la incorpore a sus
rfagas.
Canales de control dedicado (Dedicated Control Channels, DCCH).
Canal de control asociado lento (Slow Associated Control Channel,
SACCH).
Canal de control asociado rpido (Fast Associated Control Channel,
FACCH).
Canal de control dedicado entre BS y mvil (Stand-Alone Dedicated
Control Channel, SDCCH).
Canales de control comn (Common Control Channels, CCCH).
Canal de aviso de llamadas (Paging Channel, PCH): permite a la BS
avisar al mvil de que hay una llamada entrante hacia el terminal.
Canal de acceso aleatorio (Random Access Channel, RACH):
alberga las peticiones de acceso a la red del mvil a la BS.
Canal de reconocimiento de acceso (Access-Grant Channel, AGCH):
procesa la aceptacin, o no, de la BS de la peticin de acceso del
mvil.
Canales de Difusin Celular (Cell Broadcast Channels, CBC).
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2.2 Subsistema de red y conmutacin o NSS
El subsistema de red y conmutacin (Network and Switching System o NSS),
tambin llamado ncleo de red (Core Network), es la capa lgica de enrutamiento
de llamadas y almacenamiento de datos. Notemos que, hasta el momento, slo
tenamos una conexin entre el terminal, las estaciones base BS y su controlador
BSC, y no se indicaba manera de establecer conexin entre terminales o entre
usuarios de otras redes. Cada BSC se conecta al NSS, y es ste quien se encarga
de tres asuntos:
Enrutar las transmisiones al BSC en que se encuentra el usuario
llamado (central de conmutacin mvil o MSC).
Dar interconexin con las redes de otros operadores.
Dar conexin con el subsistema de identificacin de abonado y las
bases de datos del operador, que dan permisos al usuario para
poder usar los servicios de la red segn su tipo de abono y estado de
pagos (registros de ubicacin base y visitante, HLR y VLR).
Central de conmutacin mvil o MSC
La central de conmutacin mvil o MSC (Mobile Switching Central) se encarga de
iniciar, terminar y canalizar las llamadas a travs del BSC y BS correspondientes
al abonado llamado. Es similar a una centralita telefnica de red fija, aunque como
los usuarios pueden moverse dentro de la red realiza ms actualizaciones en su
base de datos interna.
Cada MSC est conectado a los BSCs de su rea de influencia, pero tambin a su
VLR, y debe tener acceso a los HLRs de los distintos operadores e interconexin
con las redes de telefona de otros operadores.
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Registros de ubicacin base y visitante (HLR y VLR)
El HLR (Home Location Register, o registro de ubicacin base) es una base de
datos que almacena la posicin del usuario dentro de la red, si est conectado o
no y las caractersticas de su abono (servicios que puede y no puede usar, tipo de
terminal, etctera). Es de carcter ms bien permanente; cada nmero de telfono
mvil est adscrito a un HLR determinado y nico, que administra su operador
mvil.
Al recibir una llamada, el MSC pregunta al HLR correspondiente al nmero
llamado si est disponible y dnde est (es decir, a qu BSC hay que pedir que le
avise) y enruta la llamada o da un mensaje de error.
El VLR (Visitor Location Register o registro de ubicacin de visitante) es una base
de datos ms voltil que almacena, para el rea cubierta por un MSC, los
identificativos, permisos, tipos de abono y localizaciones en la red de todos los
usuarios activos en ese momento y en ese tramo de la red. Cuando un usuario se
registra en la red, el VLR del tramo al que est conectado el usuario se pone en
contacto con el HLR de origen del usuario y verifica si puede o no hacer llamadas
segn su tipo de abono. Esta informacin permanece almacenada en el VLR
mientras el terminal de usuario est encendido y se refresca peridicamente para
evitar fraudes (por ejemplo, si un usuario de prepago se queda sin saldo y su VLR
no lo sabe, podra permitirle realizar llamadas).
Tengamos en cuenta que el sistema GSM permite acuerdos entre operadores
para compartir la red, de modo que un usuario en el extranjero por ejemplo
puede conectarse a una red (MSC, VLR y capa de radio) de otro operador. Al
encender el telfono y realizar el registro en la red extranjera, el VLR del operador
extranjero toma nota de la informacin del usuario, se pone en contacto con el
HLR del operador mvil de origen del usuario y le pide informacin sobre las
caractersticas de abono para permitirle o no realizar llamadas. As, los distintos
VLRs y HLRs de los diferentes operadores deben estar interconectados entre s
para que todo funcione. Para este fin existen protocolos de red especiales,
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como SS7 o IS-41; los operadores deciden qu estndar escoger en sus acuerdos
bilaterales de roaming (itinerancia) e interconexin.
2.3 Establecimiento de llamada telefnica en sistema celular
Una red convergente est formada por:
Clientes, las estaciones de trabajo o dispositivos utilizados por los usuarios para
comunicarse con la red o con otros usuarios. Algunos ejemplos incluyen PC,
telfonos y cmaras de video.
Aplicaciones especcas para ambientes de estndares abiertos, como sistemas
de respuesta interactiva de voz (IVR, por sus siglas en ingls), centros de
llamadas multimedia y mensajera unicada, entre otras.
Infraestructura, que en realidad es la red sobre la cual residen clientes y
aplicaciones. La red est basada en IP, utilizando la inteligencia inherente a las
plataformas para ofrecer exibilidad y escalabilidad en el soporte a la
convergencia de diferentes medios.
En las redes de rea amplia (WAN, por sus siglas en ingls), es importante
considerar varios puntos para tener una red perfecta, con un eciente transporte
de datos, voz y video en un rea amplia. Estas consideraciones incluyen:
Calidad del Servicio (QoS):
Encolamiento.
Herramientas efectivas para los enlaces lentos.
Modelado del Trco.
Control de Admisin.
Compresin de voz y de encabezados IP.
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Grupos de servidores para procesamiento de seales digitales.
Si bien la creacin de una red convergente tiene mltiples ventajas, algunos de los
sistemas de voz y video existentes en las empresas tendrn que pasar por un
proceso de migracin al Nuevo Mundo. La infraestructura debe incluir interfaces
y caractersticas necesarias para integrar PBX existentes, correo de voz y
sistemas de directorio a la nueva red. Los productos tpicos utilizados para crear
una infraestructura incluyen gateways de voz y de video, ruteadores, switches, y
sistemas de aplicaciones de voz.
2.4 Clasificacin de los sistemas de comunicaciones mviles y Modo de
funcionamiento
Primera Generacin
Los sistemas de comunicaciones mviles de primera generacin o 1G representan
al conjunto de estndares celulares que emplean tecnologas analgicas, por lo
que comnmente se habla indistintamente de sistemas analgicos o 1G.
Se trataba de sistemas pioneros que introducan por primera vez una
caracterstica revolucionaria para los servicios de comunicacin comerciales de los
aos 80, como era la movilidad. Por ello a pesar de que sus prestaciones fueron
ampliamente superadas por sistemas ms modernos (de 2G), significaron un
punto de partida de xito para el posterior desarrollo de las comunicaciones
mviles.
La principal caracterstica de estos sistemas era su capacidad para ofrecer
servicios de comunicacin de voz sobre conmutacin de circuitos. Adems de la
voz, permitan la transmisin de datos empleando mdems analgicos
convencionales, aunque con una capacidad muy limitada (difcilmente superaban
los 4800 bps). Una de las limitaciones de esta tecnologa es que la sealizacin se
realizaba "en banda", por lo que, adems de ser perceptible por el usuario, no
permita el uso de telefax y mdems.
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Dentro la familia genrica de sistemas 1G, cabe destacar los siguientes
estndares
AMPS (Advanced Mobile Phone System) operaba en 800 MHz y fue
utilizado en buena parte de Amrica, frica, Europa del Este y Rusia.
ETACS (Extended Total Access Communications System) fue desplegado
principalmente en Europa, y utilizaba la banda de 900MHz.
NMT (Nordic Mobile Telephone) operaba en los pases escandinavos en la
banda de 900 MHz. Cuya versin, en la banda de 450 Mhz se utiliz en la
telefona mvil pblica de Espaa, an en la poca de monopolio. Con dicho
motivo en 1983 se estableci en Zamudio, Vizcaya, un fabricante de terminales y
estaciones base, Indelec, que fabric equipos NMT hasta que, cuando Philips
ces su actividad de fabricante de equipos y estaciones base NMT, fue adquirido
por Ericsson.
Segunda Generacin
La 2G o Segunda Generacin de comunicaciones mviles representa al conjunto
de familias de estndares y sistemas de comunicaciones mviles digitales de
banda estrecha.
Desde el nacimiento de los primeros sistemas comerciales analgicos de 1G a
finales de la dcada de los setenta y hasta comienzos de los noventa, se
comprob la necesidad de desarrollar estndares comunes a nivel regional, ya
que los sistemas 1G eran todos propietarios (desarrollados por empresas privadas
como AT&T, Motorola o Ericsson) y ello dificultaba el desarrollo de mercados de
mayor volumen de clientes.
Esta situacin desemboc en un proceso de estandarizacin que se desarroll en
el mbito de industrias regionales (EEUU, Canad, Europa, Japn y Corea del Sur
principalmente), lo que por un lado mejor la compatibilidad intrarregional pero
mantuvo las diferencias entre regiones.
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Por ello la implantacin de los estndares se ha realizado tpicamente dentro de
las industrias de origen y sus reas econmicas de influencia. Esta regionalizacin
supuso tambin la utilizacin de diferentes bandas de frecuencia en funcin del
estndar
El fruto de este proceso fue un conjunto de sistemas 2G que supusieron un
importante salto cualitativo al introducir por primera vez la digitalizacin en los
servicios mviles de voz. Adems estos sistemas permitan tambin la transmisin
de datos a baja velocidad (desde 9,6 kbps hasta 14,4 kbps) y el intercambio de
mensajes entre usuarios.
Las dos principales industrias impulsoras de los sistemas 2G, EEUU y Europa,
desarrollaron numerosos estndares, de los que destacaron los siguientes por su
gran presencia en el mercado:
IS-136 o D-AMPS, en EEUU.
GSM, Global System for Mobile Communications, principalmente en
Europa.
ITU IS-95, tambin conocido como CDMAOne, muy extendido en EEUU y
Asia.
Segunda y Media Generacin 2.5G
El Grupo de Desarrollo CDMA, en colaboracin con el Grupo de Trabajo TR-45.5
de la Telecommunications Industry Association estadounidense (TIA), complet
una propuesta de estndar conocida como Radio Transmission Technology (RTT)
en 1998. Dicha propuesta trazaba la lnea de evolucin desde el estndar
CDMAOne (IS-95) hasta los futuros sistemas 3G, gracias a los estndares
intermedios IS-95 A, B y C. Esta transicin era mucho ms simple que la
equivalente de GSM a GPRS, ya que permita la reutilizacin de la mayor parte de
la infraestructura de la red, quedando las mejoras basadas en actualizaciones de
software, lo que ofreca importantes ahorros en el proceso de migracin.
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As a finales de 1999, AirTouch Communications (actual Vodafone) y GTE
Wireless (actual Verizon Wireless) lanzaron un servicio de conmutacin de
circuitos de 14,4 kbps basado en el estndar IS-95A sobre sus redes CDMA.
Posteriormente el siguiente paso en la evolucin, el IS-95B, introduca velocidades
de 64 kbps, ya sobre conmutacin de paquetes. Este estndar fue utilizado en
Corea del Sur y Japn desde finales de 1999.
Por su parte, el IS-95C (tambin conocido como 1xRTT o CDMA2000 1x) ofreca
inicialmente velocidades de hasta 144 kbps. En enero de 2000, Qualcomm y
Hitachi anunciaron sus planes para desarrollar conjuntamente un estndar que
pudiera alcanzar velocidades de hasta 2,4 Mbps. As Qualcomm dise el sistema
conocido como High Data Rate (HDR) para implementarse en sus redes basadas
en la modulacin CDMA. Posteriormente el sistema HDR dio paso al TIA/EIA/IS-
856 CDMA2000, High Data Rate Air Interface Specifications, denominacin
formal del estndar conocido como 1xEV, adoptado por el 3GPP2 en 2001.
1xEV permite acceso mvil a Internet, email y transmisin de datos (incluidas
aplicaciones multimedia), adems de servicios de mensajera.
Tercera Generacin
La 3G o Tercera Generacin de comunicaciones mviles representa el conjunto de
estndares diseados con el objetivo de implantar unas redes completamente
nuevas que soportaran mayor capacidad para la transmisin de datos en
movilidad frente a sistemas anteriores. El desarrollo de la 3G supone la llegada de
la banda ancha a las comunicaciones mviles.
Ya en 1985, la Unin Internacional de Telecomunicaciones (ITU) comenz a
definir la visin de lo que hoy se conoce como sistemas de comunicaciones
mviles de 3G, denominados por aquel entonces como Future Public Land Mobile
Telecommunications Systems (FPLMTS) y posteriormente International Mobile
Telecommunications-2000 (IMT-2000).
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Desde entonces la ITU comenz a dar los pasos necesarios hacia la 3G,
reservando las bandas frecuencias a nivel internacional que en el futuro
emplearan los sistemas 3G. Al mismo tiempo defini los principales objetivos de
la familia de estndares IMT-2000:
Mayor eficiencia y capacidad que las generaciones anteriores.
Nuevos servicios, tales como la conexin de PCs a travs de redes mviles
y aplicaciones multimedia.
Ancho de banda dinmico, es decir, adaptable a las necesidades de cada
aplicacin.
Mayor flexibilidad en trminos de utilizacin de mltiples estndares,
bandas de frecuencia y compatibilidad con estndares predecesores.
Itinerancia entre redes basadas en estndares distintos.
Integracin de las redes satlite y de acceso fijo inalmbrico en las propias
redes celulares.
Mayor velocidad de acceso, inicialmente de hasta 384 kbps para
comunicaciones mviles y de 2 Mbps para accesos fijos hasta alcanzar en el
futuro los 20 Mbps.
Cuarta Generacin
La 4G est basada totalmente en IP siendo un sistema de sistemas y una red de
redes, alcanzndose despus de la convergencia entre las redes de cables e
inalmbricas as como en ordenadores, dispositivos elctricos y en tecnologas de
la informacin as como con otras convergencias para proveer velocidades de
acceso entre 100 Mbps en movimiento y 1 Gbps en reposo, manteniendo una
calidad de servicio (QoS) de punta a punta (end-to-end) de alta seguridad para
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permitir ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en cualquier
lugar, con el mnimo costo posible.
El WWRF (Wireless World Research Forum) define 4G como una red que funcione
en la tecnologa de Internet, combinndola con otros usos y tecnologas tales
como Wi-Fi y WiMAX. La 4G no es una tecnologa o estndar definido, sino una
coleccin de tecnologas y protocolos para permitir el mximo rendimiento de
procesamiento con la red inalmbrica ms barata. El IEEE an no se ha
pronunciado designando a la 4G como ms all de la 3G.
En Noruega y Japn ya se est experimentando con las tecnologas de cuarta
generacin, estando TeliaSonera en el pas escandinavo y NTT DoCoMo en el
asitico, a la vanguardia. sta ltima realiz las primeras pruebas con un xito
rotundo (alcanz 100 Mbps en un vehculo a 200 km/h) y espera poder lanzar
comercialmente los primeros servicios de 4G en el ao 2010. En
Espaa Yoigoespera poder empezar a desplegar su red 4G en 2011.
El concepto de 4G englobado dentro de Beyond 3-G incluye tcnicas de
avanzado rendimiento radio como MIMO y OFDM. Dos de los trminos que
definen la evolucin de 3G, siguiendo la estandarizacin del 3GPP,
sern LTE (Long Term Evolution) para el acceso radio, y SAE (Service
Architecture Evolution) para la parte ncleo de la red. Como caractersticas
principales tenemos:
Para el acceso radio abandona el acceso tipo CDMA caracterstico
de UMTS.
Uso de SDR (Software Defined Radios) para optimizar el acceso radio.
La red completa prevista es todo IP.
Las tasas de pico mximas previstas son de 100 Mbps en enlace
descendente y 50 Mbps en enlace ascendente (con un ancho de banda en ambos
sentidos de 20Mhz).
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Los nodos principales dentro de esta implementacin son el Evolved Node B
(BTS evolucionada), y el 'System Access Gateway', que actuar tambin como
interfaz a internet, conectado directamente al Evolved Node B. El servidor RRM
ser otro componente, utilizado para facilitar la inter-operabilidad con otras
tecnologas.
Tanto WiMax como LTE son tecnologas rivales en el mercado de cuarta
generacin de redes mviles, o 4G,
2.5 Sistemas Trunking
La radio Trunking recibi su nombre de la ' lnea interurbana ' que se utiliza en
comunicaciones comerciales del telfono.
Puesto simplemente, es un ' tronco ' una trayectoria de comunicacin entre dos o
ms puntos, tpicamente entre sede de la compaa del telfono y unos o ms
usuarios.
La lnea interurbana comparte el tiempo con varios y diversos usuarios, pero los
usuarios del servicio telefnico no necesitan estar enterados de este
compartimiento. Una parte pone una llamada a otra y se termina la llamada; el
funcionamiento interno del sistema de telfono es transparente a los usuarios.
El excedente a de la comunicacin por radio trunked el sistema es absolutamente
similar a tales sistemas de telfono. Las unidades de radio que transmiten y de
reciben se pueden pensar en cmo las partes a llamar y de recibir, y el sistema
trunking-radio se puede pensar en cmo el equipo de la compaa de telfono. En
vez de las lneas telefnicas, el sistema de radio utiliza los canales de radio para
poner llamadas.
Como con el sistema de telfono, los usuarios de radio no estn enterados de qu
canal de radio particular estn comunicando encima. Evidente es que una
trayectoria de comunicacin se ha establecido entre los usuarios.
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El trunking es un sistema de radio de varios canales aumenta la eficacia del
sistema de radio dinmicamente manejando el uso de un canal de radio.
Esto es logrado por el control de computadora de los canales de radio y la
eliminacin virtual del retraso experimentado por las unidades del campo en la
obtencin de un canal de radio claro.
Cada trunked las aplicaciones de radio del sistema son dos tipos de designaciones
de canal de radio: control (o datos) y canales del trfico (o voz).
Un canal del control se debe sealar en cada sitio y los canales restantes se
utilizan como canales del trfico.
El canal del control se utiliza para enviar la informacin digital entre las unidades
de radio y el material informtico que controlan la operacin del sistema.
Los canales del trfico se utilizan para enviar las comunicaciones reales (voz o los
datos) entre las radios.
Un intercambio simplificado entre la unidad de radio y el equipo del sitio puede ser
descrito como sigue:
La unidad de radio escucha continuamente las instrucciones que esperan
del canal del control.
Cuando una llamada debe ser colocada, el usuario presiona su "put to talk"
el interruptor (PTT); la radio despus enva un mensaje digital corto sobre el canal
del control y dice a equipo del sitio que necesite un canal comunicarse.
El equipo del sitio oye el pedido un canal y asigna un canal de trabajo
disponible enviando un mensaje digital de vuelta sobre el canal del control.
La unidad de radio recibe la asignacin de trabajo del canal y fija su
transmisor y recibe frecuencias al nuevo canal.
La unidad de radio y el canal de trabajo realizan una "conexin de alta
velocidad".
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La radio seala audiblemente al operador que se ha asignado un canal y
que las comunicaciones pueden comenzar.
Este procedimiento se puede repetir varias veces durante una secuencia de las
comunicaciones, y las transmisiones subsecuentes durante secuencia de las
comunicaciones se pueden hacer sobre de los canales de trabajo disponibles.
Todo que es evidente es que un canal claro est disponible para las
comunicaciones. El usuario no tiene que estar enterado de qu radiofrecuencias
particulares toma la comunicacin a lugares.
Un cdigo nico de la direccin se asigna a cada radio. Este cdigo identifica una
radio el llamar al equipo del sitio, y permite que el equipo del sitio llame unidades
de radio especficas. Las unidades de radio se pueden tambin repartir en ' grupos
de la charla de modo que los usuarios de radio con requisitos similares de la
comunicacin puedan comunicarse con uno a.
Si usted est interesado en los detalles tcnicos, el sistema del trunking de
Motorola SmartNet est utilizando tericamente hasta 760 frecuencias del canal,
espaciadas igualmente en los canales de transmisin 12.5kHz o 25kHz. Estn en
la mitad inferior del nmero de canal total, y recibiendo los canales est en el
superior. En el control (datos) acanale la estacin baja transmite 84 paquetes en
3600 bit/s con la modulacin directa de la frecuencia del portador usando ajuste
del cambio de la frecuencia (FSK). Estos paquetes contienen diversa informacin
como: sistema identificacin, datos y poca actual, ndice del canal que seala,
comando para la afiliacin de radio a los grupos y grupos que trabajan
frecuencias. El formato del paquete es absolutamente complejo porque necesita
asegurar descifrar correcto en el punto de la destinacin y un alto nivel de la
inmunidad de ruido. Encapsula la interpolacin de los datos, un mtodo error-
correccin circunvolucional y un CRC (control por redundancia cclico) para la
deteccin de error final, si cualquiera se fue despus del primer algoritmo error-
correcting. El Motorola SmartNet es actualmente el sistema lo ms comnmente
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posible usado de la radio del trunking de Norteamrica. Tambin se utiliza
extensamente en Europa, Australia y otros pases.
El estndar MPT1327 para trunked que los sistemas de radio mviles se utilizan
principalmente en Europa, Australia, Canad y otros pases. Acomoda hasta 1024
canales, 12.5kHz o 25kHz aparte. El protocolo confa en el canal del control que
seala en 1200 bit/s usando el cambio rpido de la frecuencia que afina la
modulacin del subcarrier (FFSK), con una deteccin de error simple de 15-bit
CRC. Las ' 0 ' frecuencias binaria son 1800Hz y el ' 1 binario ' es tiempo del canal
del control 1200Hz. se divide en ms de la duracin 106,7 (128 paquetes), y un
mensaje que seala se puede enviar en cada ms.
3. CARACTERIZACIN DEL CANAL MVIL
3.1 Mecanismos y Aspectos bsicos de propagacin
El estudio de la transmisin de datos en sistemas mviles requiere, como paso
previo fundamental, la caracterizacin del entorno de propagacin, es decir, el
canal radio mvil. Las redes mviles presentan caractersticas de transmisin muy
diferentes de las de las redes tradicionales fijas. Estas caractersticas tienen su
origen tanto en la propia naturaleza del medio fsico utilizado (el canal radio) como
en los efectos debidos a la movilidad. Fundamentalmente son dos las
caractersticas diferenciales del canal radio mvil frente a la red fija: las altas tasas
de error y el ancho de banda reducido.
Tasas altas de error
La informacin enviada a travs del canal radio resulta, inevitablemente,
deteriorada. Algunas de las causas de este deterioro son:
Los obstculos reducen el nivel de la seal captada por el receptor. Esta
atenuacin, inherente al canal radio, es conocida como desvanecimiento lento o
ensombrecimiento (shadow fading o shadowing). La reduccin en el nivel de la
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seal por causa de este desvanecimiento es transitoria si el obstculo en cuestin,
el emisor o bien el receptor, estn en movimiento. La duracin de la prdida de
seal puede durar unos pocos milisegundos o, incluso, prolongarse varios
segundos dependiendo de factores como la naturaleza del obstculo o la
velocidad del terminal.
La seal radio tambin puede verse sometida a reflexiones en obstculos
presentes en el camino pero no necesariamente en la lnea de visin del receptor.
Este fenmeno, conocido como propagacin multicamino, puede ocasionar la
llegada al receptor de seales con diferencias de fase tales, que su suma d lugar
a una interferencia destructiva cuyas consecuencias pueden llegar hasta la
cancelacin mutua, es decir, la eliminacin total de la potencia de seal en
recepcin. La propagacin multicamino da lugar a desvanecimientos rpidos o de
Rayleigh.
Las interferencias procedentes de transmisiones concurrentes pueden
degradar la relacin seal/interferente.
La limitacin de la potencia transmitida por los terminales mviles, debida
tanto a la necesidad de minimizar las interferencias como a consideraciones
relacionadas con su alimentacin mediante bateras contribuye, tambin, a la
presencia de altas tasas de error en los enlaces radio.
El ruido ambiente es inevitable en un entorno abierto y frgil como el canal
radio. En ncleos urbanos, este factor es especialmente influyente.
Experimentalmente, se ha constatado que las tasas de error en los canales radio
mviles varan dentro del rango 10 a 10 dependiendo de las condiciones del
enlace. Las redes fijas de fibra ptica presentan, en cambio, tasas inferiores a 10.
Hay que tener en cuenta, adems, que el efecto combinado de los mecanismos
generadores de errores en la mayora de canales es tal, que stos se producen en
forma de rfagas. Esto significa que los canales sufren periodos errticos durante
los cuales toda comunicacin a travs de ellos resulta inviable. Existe, por tanto,
cierta dependencia estadstica en la ocurrencia de los errores.
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En concreto, el comportamiento de los canales radio est limitado por las
frecuentes rfagas de error causadas por los desvanecimientos, atenuaciones e
interferencias. Durante los periodos de rfaga, el terminal (o la estacin base)
recibe slo una seal muy dbil de manera que todos los intentos de transmisin
de datos resultan fallidos con muy alta probabilidad. En este estudio se analizar
el efecto de las elevadas tasas de error sobre el comportamiento del protocolo de
transporte TCP.
Ancho de Banda reducido
El espectro de radiofrecuencia es un recurso extremadamente valioso y, como tal,
es gestionado celosamente por las administraciones. Esto supone que el ancho de
banda disponible para la comunicacin entre el mvil y la estacin base es,
siempre, limitado. Por lo tanto, un aspecto primordial en el diseo de los sistemas
mviles debe ser el uso eficiente del ancho de banda disponible. As analizaremos
las ventajas e inconvenientes de incorporar mtodos de reduccin del tamao de
los paquetes de informacin que viajan por los enlaces mviles que permitan
utilizar de forma ms eficiente el ancho de banda disponible.
3.2 Aspectos bsicos en la planificacin
En las actividades relacionadas con la propagacin en la planeacin del proyecto
son:
1. Caracterizacin del canal mvil en banda estrecha
El objetivo es determinar la perdida bsica de propagacin entre el transmisor y
mltiples puntos situados en la zona de cobertura (mtodos de prediccin de
perdidas). Para esto se requiere delimitar la regin de cubierta por un transmisor y
el estudio de interferencias entre estaciones que utilicen las mismas frecuencias.
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Perdida bsica
2. Caracterizacin del canal mvil en banda ancha
El objetivo es analizar el efecto de la propagacin multitrayecto en la tasa de
errores (BER) de las comunicaciones digitales, esto se debe a que el canal mvil
produce distorsin de la seal recibida, lo que produce errores en los bits
transmitidos.
Se logra con modelos tericos los cuales son complejos y para la implementacin
es mejor usar modelos de simulacin.
3. Desarrollo de modelos de simulacin
Se realiza en comunicaciones mviles de banda ancha y lo que se quiere es
estudiar la influencia de las prdidas de propagacin en la VER del enlace mvil
digital. Adems se quiere ver y corregir los efectos correctivos como recepcin por
diversidad, codificacin del canal entre otros.
La forma es trabajar el canal como un modelo donde este se simula como un filtro
variable consistente en una red de varias etapas, cada una de las cuales simula
un trayecto. (Modelos HW y SW).
4. Realizacin de medidas radioelctricas
Los modelos de prediccin de propagacin y modelos de simulacin deben
validarse. Las medidas se usan para:
- Resolver situaciones de cobertura dudosa
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- Detectar interferencias
- Perfeccionar mtodos de proteccin (ej. Microceldas)
Las medidas se realizan tanto en banda estrecha como en banda ancha.
3.3 Caractersticas bsicas de la propagacin
Variabilidad de la propagacin
La seal del canal mvil tiene muchas variaciones de nivel, la causa es que el
nivel de la seal depende de la ubicacin del mvil, el cual se mueve. Esto
produce variaciones de la seal en el tiempo.
Figura 2 Para una potencia transmitida fija, la potencia recibida es una variable
aleatoria.
Calculo de la perdida bsica de propagacin
K: Constante. Depende del tipo de terreno, la frecuencia y la altura de las antenas.
Es la perdida para una distancia de referencia (K=lo).
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N: Depende del medio de propagacin y de la altura de la antena de referencia.
En dB:
Valor mediano de la prdida de propagacin.
Se debe introducir el efecto aleatorio:
a. Efecto de obstculos, colinas, arboles, entre otros: Desvanecimiento
Lento o pos sombra (Shadow Fading).
b. Efecto del entorno inmediato al mvil (Circulo de radio 100) o
multitrayecto: Desvanecimiento rpido (Fast fading).
3.4 Modelos de propagacin
Los tipos de modelos que existen son:
- Modelos Clsicos
Utilizados hasta los aos 60s y son aplicables a Propagacin en reas
rurales y grandes zonas de cobertura sin reutilizacin de frecuencias.
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Algunos ejemplos son: bacos de Bullington, Primeras curvas de
propagacin propuesta por CCIR, y ambos son aplicables a sistemas de
radiodifusin y sistemas mviles.
- Primera Mtodos Informatizados
Se inici en los aos 70s para medios rurales de la siguiente manera, se
obtienen datos perfiles del terreno a lo largo de radiales desde la estacin
base y luego estos datos se introducen en los programas informticos que
modelan la propagacin para posteriormente caracterizar el terreno
mediante un parmetro de ondulacin. Se utilizan las alturas efectivas de
las antenas como datos para programas basados en mtodos empricos
(modelo de Egli y Longely, Metodo Rice)
Para los modelos urbanos el modelo ms usado es el de Hata. Este modelo
est basado en curvas de propagacin de Okumura y es aplicable a una
amplia gama de frecuencias y alturas de estacines bases y estaciones
mviles. El modelo es sencillo de aplicar y es bastante exacto sin embargo
existen otros modelos que lo superan como el Walfisch-Bertoni. En la
siguiente figura se observa la diferencia.
Figura 3 Mtodos Informatizados
- Segunda Mtodos Informatizados
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Zonas Rurales
Usan bases de datos del terreno (BDT o GIS) y proporcionan resultados de
cobertura que se imprimen sobre los propios mapas.
Zonas Urbanas
Se emplean procedimientos semi-empiricos y usan BDT de ciudades, un
ejemplo es COST 231.
En la siguiente figura se observan las dos zonas.
Figura 4 Zonas Urbana y Rural
- Mtodos Fsicos y Empricos
Usados en entornos Microcelulares y de interiores, los ms destacados son los
basados en la teora Geomtrica de la Difraccin (GTD). En ella se requiere gran
volumen de informacin obtenida de los BDT detalladas de ciudades y planos de
edificios.
Deben ser bastantes precisos (si no lo son, los errores son del orden de una zona
de cobertura). A continuacin se muestra una tabla donde se observa la
clasificacin de las celdas.
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Tabla1. Clasificacin de las celdas
Clasificacin de los Modelos de propagacin:
Modelo de propagacin tierra plana
Cuando una onda plana incide sobre la superficie terrestre sufre una reflexin,
caracterizada por el coeficiente de reflexin, que relaciona el vector de intensidad
decampo de la onda reflejada con el de la onda incidente. La intensidad de campo
total recibida es igual a la suma vectorial de las correspondientes a las ondas
incidente y reflejada.
El coeficiente de reflexin depende de un modo complejo de la conductividad y de
la permitividad del suelo, de la frecuencia y del ngulo de incidencia de la onda.
Con un suelo perfectamente reflector la onda reflejada es de igual magnitud que la
incidente, dependiendo las relaciones de fase de la polarizacin de la onda. As,
teniendo en cuenta las condiciones de contorno en el suelo, las componentes con
polarizacin horizontal delos campos elctricos incidente y reflejado se cancelan
en la superficie del reflector (suelo), en tanto que las componentes verticales se
suman en dicha superficie cuando el ngulo de incidencia es pequeo. Por tanto,
en funcin de la distancia del trayecto y dela altura de las antenas, el rayo directo
y el rayo reflejado pueden verse total o parcialmente atenuados. Los efectos ms
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importantes de la tierra sobre la propagacin de ondas se reflejan en la ecuacin
siguiente.
Modelos de propagacin para exteriores
La forma en que las ondas se propagan puede variar desde algo muy sencillo
hasta algo realmente complicado, las complicaciones en los medios de
propagacin son debidas a los obstculos ya sean naturales o artificiales que
provocan desviaciones de las ondas.
El modelado y prediccin de la forma en que las ondas electromagnticas se
propagan constituyen un campo de gran inters para el diseo de redes de
comunicaciones inalmbricas. Un modelo de propagacin es una ecuacin
normalmente dad en dB que trata de calcular y describir las prdidas de una seal
en determinado ambiente de propagacin.
La utilidad especfica de los modelos est en predecir la potencia de la seal que
se transmite y que se recibe a determinada distancia, aunque tambin se toman
en cuenta las variaciones de la potencia en el punto receptor.
Los tipos de modelos que existen son:
Modelo de propagacin para el espacio libre o Modelo de Friss
Este modelo no es tan til para aplicaciones en las que existen obstculos, se
requiere de una clara lnea de vista entre el transmisor y el receptor para poder
modelar con ayuda de este modelo, as como las caractersticas del espacio libre.
Las ecuaciones para este modelo son:
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Tambin puede ser expresada en decibeles
Modelo de Okumura-Hata
Este es un tipo de modelo emprico, que se basa en los datos de las prdidas de
propagacin provistos por Okumura y es vlido para el rango frecuencias VHF y
UHF pero dentro de los lmites de los 150Mhz hasta los 1500Mhz.
Las prdidas en una rea urbana fueron presentadas en una formula general en
un ambiente urbano, sin embargo existen caracterizaciones de esta ecuacin para
distintos ambientes.
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Para la ecuacin anterior se debe tomar en cuenta ciertas restricciones como:
De este modo para ciudades pequeas y medianas se tiene
Para un ambiente suburbano se tendr
Las reas rurales tendrn la siguiente ecuacin
Modelos de propagacin para microceldas
Junto con los ambientes de cobertura macro celular y micro celular, para los que
ya hoy en da existen una planificacin, existe otro tipo de ambiente de operacin
de las redes celulares, el futuro de las comunicaciones celulares evoluciona hacia
escenarios pico celulares.
Estos ambientes se caracterizan, desde el punto de vista de la propagacin, por
una presencia muy importante de obstculos dispersores. Ello provoca una
varianza muy importante en los niveles de potencia media recibidos en distintos
emplazamientos y una fuerte dispersin temporal de la onda que llega al receptor.
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Modelos de propagacin para interiores
Para estudiar la propagacin de un ambiente inferior, se pueden considerar
configuraciones de los lugares donde ser realiza la comunicacin y
configuraciones de las zonas de cobertura donde proporcionan los servicios de red
y de esta forma poder caracterizar fsicamente el ambiente que puede variar con
respecto a la utilizacin del mismo.
La condicin de no tener lnea de vista provoca mayores problemas que la de
tenerla, as como la determinacin de la capacidad de los canales y la calidad de
los en laces. En el caso de un ambiente interior, ambas condiciones existen,
independientemente de que las seales recorran distancias muy cortas esto es
debido a la gran cantidad de obstculos presentes en el ambiente, como ya se
haba mencionado.
La configuracin de las zonas de cobertura se divide en 6 casos donde la divisin
obedece al tipo de enlace de comunicacin entre las terminales y la estacin de
base o repetidor.
Zona extragrande
Zona grande
Zona mediana
Zona pequea
Microzona
Sistema distribuido
Los tipos de modelos son:
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Modelos electromagnticos
Las caractersticas de radio de la propagacin de los modelos electromagnticos
se pueden derivar solucionando directamente las ecuaciones de Maxwell para la
propagacin de la onda electromagntica. El mtodo del tiempo-dominio de la
diferencia finita (FDTD) es probablemente el mtodo ms popular para una
solucin numrica de las ecuaciones de Maxwell.
Modelos estadsticos
Este tipo de modelos no necesitan informaciones acerca de las paredes en las
construcciones. Lo nico que se requiere para los clculos en estos modelos es
una descripcin del tipo de construccin, por lo cual con saber si se propagan las
seales en su oficina, en un hotel, un hospital, un edificio viejo, una casa, estos
modelos pueden dar resultados.
Modelos empricos de trayectoria directa
Este tipo de modelos est basado en la trayectoria directa existen entre el
transmisor y el receptor, rayos futuros no son considerados en este tipo de
modelos. Estos modelos son en gran parte la base para el diseo y
caracterizacin de los ltimos modelos desarrollados.
Modelos empricos de multi-trayectoria
Este tipo de modelos principalmente se sostiene en clculos necesariamente
realizados por computadoras, por lo que diferentes tipos de trayectorias son
calculadas y almacenadas en las computadoras, con estos datos se obtiene una
prediccin de las perdidas
Cobertura de edificios desde el exterior
La extensin de la provisin de servicios celulares a entornos de interior de
edificios hace preciso considerar la penetracin de seal hacia y desde dichos
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edificios. De este modo, es posible determinar niveles de interferencia no
deseados o incluso la posibilidad de extender el servicio proporcionado por
microcelulas en el exterior hacia el interior de determinados edificios.
Para penetracin en edificios se toman en cuenta diversos aspectos, de estos, los
principales son las caractersticas de los materiales de los que est construido el
edificio. Con esto se puede tener en una idea de las perdidas, mediante
mediciones hechas para un edificio en especfico o con modelos de propagacin
que incluyan las caractersticas de los materiales de construccin.
3.5 Canal multitrayecto
Al receptor llegan varias componentes a travs de diferentes caminos. Tales
componentes llegan en diferentes tiempos y con amplitud y fase aleatorias.
Figura 5. Multitrayecto
Caracterizacin del canal multitrayecto
Dispersin del retardo y Ancho de Banda de coherencia
Funcin de autocorrelacin de h (t ; )
Si hacemos t=0,
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Figura 6. Funcin de Autocorrelacin
En la prctica, en lugar de medir la respuesta al impulso de un canal, se utiliza el
perfil de potencia recibida, es decir h(0;k). Medimos los niveles de potencia
recibida en funcin del retardo.
Retardo medio:
Dispersin rms del retardo rms delay spread
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Figura 7. Dispersin de retardo
Tipos de desvanecimiento
Para adicionar el efecto del desvanecimiento lento en las prdidas de la seal en
un punto (x,y), se agrega una funcin aleatoria g(x,y) as:
Tras numerosas mediciones experimentales se ha llegado a la conclusin de que
g(x,y) puede modelarse mediante una variable aleatoria gaussiana log-normal.
Desvanecimiento Lento
Las perdidas sern en dB
Siendo
caracteriza la variabilidad del desvanecimiento lento. Depende del tipo de medio
(rural o urbano), de la extensin de la zona y de la ondulacin de terreno
circundante.
Desvanecimiento Rpido
El desvanecimiento rpido es significativo en recorridos con una longitud de 40
aproximadamente.
Se agrega a la prdida de propagacin un factor r(t,f) que depende de la distancia
(o el tiempo para una velocidad conocida del receptor) y de la frecuencia:
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r(t,f) es una variable aleatoria proporcional al cuadrado de una magnitud que sigue
una distribucin Rayleigh.
Tcnicas de diversidad y combinacin
Diversidad
La diversidad de cdigo, es una tcnica empleada en un medio de transmisin con
el objetivo de enviar varias seales en un nico canal en entornos MIMO dando
lugar al cdigo espacio-tiempo. Este servicio proporciona altas tasas de
transmisin de datos con alta fiabilidad.
Tcnicas de combinacin
Las tcnicas de diversidad explotan el canal para transmitir una versin del seal
original, con el objetivo de recibir ste con la mejor calidad posible, siendo
transmitidas por las diferentes antenas transmisoras.
Existen varios tipos de diversidad:
Diversidad de espacio
Diversidad de frecuencia
Diversidad de tiempo
Diversidad de polarizacin
Diversidad de ngulo
Diversidad por seleccin
Diversidad por conmutacin
Diversidad por combinacin de razn mxima
De todas ellas, la ms destacable es un tipo de codificacin con diversidad
espacio-temporal basada en principios de ortogonalidad: STBC ortogonal.
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UNIDAD 2: TCNICAS DE ACCESO MLTIPLE Y COMUNICACIONES
CELULARES
4. TCNICAS DE ACCESO MLTIPLE
Introduccin
El diseo de cualquier sistema de comunicaciones est muy condicionado por la
interfaz radioelctrica que utilice. En realidad la capacidad de los componentes y
elementos de la red fija, o de la red de transmisin, no suele ser una limitacin ni
un problema fundamental en el diseo de los sistemas de comunicaciones
mviles. La interfaz radioelctrica, sin embargo, ejerce una considerable influencia
en el diseo de todo el sistema, pudiendo llegar a condicionar su coste e incluso
muchas cualidades operacionales, entre ellas las eficiencia espectral
determinando el grado de aprovechamiento del espectro disponible.
Estando los sistemas celulares limitados por interferencia, el diseo de la interfaz
radioelctrica tendr como objetivo la maximizacin de la eficiencia espectral
manteniendo la interferencia dentro de valores razonables. Esto, adems, unido al
hecho de la variedad de escenarios y servicio que los sistemas de comunicaciones
personales deben soportar, hace que no se haya encontrado, por ahora, una
solucin ptima para todas las situaciones.
4.2 FDMA
La multiplexacin por divisin de frecuencia (MDF) o (FDM), del ingls Frequency
Divisin Multiplexing, es un tipo de multiplexacin utilizada generalmente en
sistemas de transmisin analgicos. La forma de funcionamiento es la siguiente:
se convierte cada fuente de varias que originalmente ocupaban el mismo espectro
de frecuencias, a una banda distinta de frecuencias, y se transmite en forma
simultnea por un solo medio de transmisin. As se pueden transmitir muchos
canales de banda relativamente angosta por un solo sistema de transmisin de
banda ancha.
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El FDM es un esquema anlogo de multiplexado; la informacin que entra a un
sistema FDM es analgica y permanece analgica durante toda su transmisin.
Un ejemplo de FDM es la banda comercial de AM, que ocupa un espectro de
frecuencias de 535 a 1605 kHz. Si se transmitiera el audio de cada estacin con el
espectro original de frecuencias, sera imposible separar una estacin de las
dems. En lugar de ello, cada estacin modula por amplitud una frecuencia
distinta de portadora, y produce una seal de doble banda lateral de 10KHz.
Hay muchas aplicaciones de FDM, por ejemplo, la FM comercial y las emisoras de
televisin, as como los sistemas de telecomunicaciones de alto volumen. Dentro
de cualquiera de las bandas de transmisin comercial, las transmisiones de cada
estacin son independientes de las dems.
Una variante de MDF es la utilizada en fibra ptica, donde se multiplexan seales,
que pueden ser analgicas o digitales, y se transmiten mediante portadoras
pticas de diferente longitud de onda, dando lugar a la denominada multiplexacin
por divisin de longitud de onda, o WDM del ingls Wavelength Division
Multiplexing.
En la siguiente figura siguiente se representa, de forma muy esquematizada, un
conjunto multiplexor-demultiplexor por divisin de frecuencia para tres canales,
cada uno de ellos con el ancho de banda tpico del canal telefnico analgico (0,3
a 3,4 kHz).
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Figura 8. Circuito simplificado del conjunto multiplexor-demultiplexor analgico
En esta figura, se puede ver como la seal de cada uno de los canales modula a
una portadora distinta, generada por su correspondiente oscilador (O-1 a O-3). A
continuacin, los productos de la modulacin son filtrados mediante filtros paso
banda, para seleccionar la banda lateral adecuada. En el caso de la figura se
selecciona la banda lateral inferior. Finalmente, se combinan las salidas de los tres
filtros (F-1 a F-3) y se envan al medio de transmisin que, en este ejemplo, debe
tener una de banda de paso comprendida, al menos, entre 8,6 y 19,7 kHz.
En el extremo distante, el demultiplexor realiza la funcin inversa. As, mediante
los filtros F-4 a F-6, los demoduladores D-1 a D-3 (cuya portadora se obtiene de
los osciladores O-4 a O-6) y finalmente a travs de los filtros paso bajo F-7 a F-9,
que nos seleccionan la banda lateral inferior, volvemos a obtener los canales en
su banda de frecuencia de 0,3 a 3,4 kHz.
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4.2 TDMA
Figura 9. TDMA
La multiplexacin por divisin de tiempo (MDT) o (TDM), del ingls Time Division
Multiplexing, es el tipo de multiplexacin ms utilizado en la actualidad,
especialmente en los sistemas de transmisin digitales. En ella, el ancho de banda
total del medio de transmisin es asignado a cada canal durante una fraccin del
tiempo total (intervalo de tiempo).
En la figura siguiente se representa, esquematizada de forma muy simple, un
conjunto multiplexor-demultiplexor para ilustrar como se realiza la multiplexacin-
desmultiplexacin por divisin de tiempo.
Figura10. Conjunto multiplexor-demultiplexor por divisin de tiempo
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En este circuito, las entradas de seis canales llegan a los denominados
interruptores de canal, los cuales se cierran de forma secuencial, controlados por
una seal de reloj, de manera que cada canal es conectado al medio de
transmisin durante un tiempo determinado por la duracin de los impulsos de
reloj.
En el extremo distante, el desmultiplexor realiza la funcin inversa, esto es,
conecta el medio de transmisin, secuencialmente, con la salida de cada uno de
los seis canales mediante interruptores controlados por el reloj del demultiplexor.
Este reloj del extremo receptor funciona de forma sincronizada con el del
multiplexor del extremo emisor mediante seales de temporizacin que son
transmitidas a travs del propio medio de transmisin o por un camino.
El Acceso mltiple por divisin de tiempo (Time Division Multiple Access o TDMA,
del ingls) es una tcnica de multiplexacin que distribuye las unidades de
informacin en ranuras ("slots") alternas de tiempo, proveyendo acceso mltiple a
un reducido nmero de frecuencias.
Tambin se podra decir que es un proceso digital que se puede aplicar cuando la
capacidad de la tasa de datos de la transmisin es mayor que la tasa de datos
necesaria requerida por los dispositivos emisores y receptores. En este caso,
mltiples transmisiones pueden ocupar un nico enlace subdividindole y
entrelazndose las porciones.
Esta tcnica de multiplexacin se emplea en infinidad de protocolos, sola o en
combinacin de otras, pero en lenguaje popular el trmino suele referirse al
estndar D-AMPS de celular empleado en Amrica.
Mediante el uso de TDMA se divide un nico canal de frecuencia de radio en
varias ranuras de tiempo (seis en D-AMPS y PCS, ocho en GSM). A cada persona
que hace una llamada se le asigna una ranura de tiempo especfica para la
transmisin, lo que hace posible que varios usuarios utilicen un mismo canal
simultneamente sin interferir entre s.
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Existen varios estndares digitales basados en TDMA, tal como TDMA D-AMPS
(Digital-Advanced Mobile Phone System), TDMA D-AMPS-1900, PCS-
1900 (Personal Communication Services), GSM(Global System for Mobile
Communication, en el que se emplea junto con saltos en frecuencia o frequency
hopping ), DCS-1800 (Digital Communications System) y PDC (Personal Digital
Cellular).
Caractersticas
- Se utiliza con modulaciones digitales.
- Tecnologa simple y muy probada e implementada.
- Adecuada para la conmutacin de paquetes.
- Requiere una sincronizacin estricta entre emisor y receptor.
- Requiere el Time advance.
4.3 SSMA
CDMA
Suele utilizarse popularmente para referirse a una interfaz de aire inalmbrica
de telefona mvil desarrollada por la empresa Qualcomm, y aceptada
posteriormente como estndar por la TIA norteamericana bajo el nombre IS-95 (o,
segn la marca registrada por Qualcomm, "cdmaONE" y su sucesora CDMA2000).
En efecto, los sistemas desarrollados por Qualcomm emplean tecnologa CDMA,
pero no son los nicos en hacerlo.
Esta tecnologa, luego de digitalizar la informacin la transmite a travs de todo el
ancho de banda del que se dispone, a diferencia de TDMA y FDMA. Las llamadas
se sobreponen en el canal de transmisin, diferenciadas por un cdigo de
secuencia nico. Esto permite que los usuarios compartan el canal y la frecuencia.
Como es un mtodo adecuado para la transmisin de informacin encriptada, se
comenz a utilizar en el rea militar. Esta tecnologa permite comprimir de 8 a 10
llamadas digitales para que ocupen lo mismo que ocupa una llamada analgica.
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En CDMA, la seal se emite con un ancho de banda mucho mayor que el
precisado por los datos a transmitir; por este motivo, la divisin por cdigo es una
tcnica de acceso mltiple de espectro expandido. A los datos a transmitir
simplemente se les aplica la funcin lgica XOR con el cdigo de transmisin, que
es nico para ese usuario y se emite con un ancho de banda significativamente
mayor que los datos.
Figura 11 Seal de datos CDMA
A la seal de datos, con una duracin de pulso Tb, se le aplica la funcin XOR con
el cdigo de transmisin, que tiene una duracin de pulso Tc. (Nota: el ancho de
banda requerido por una seal es 1/T, donde T es el tiempo empleado en la
transmisin de un bit). Por tanto, el ancho de banda de los datos transmitidos es
1/Tb y el de la seal de espectro expandido es 1/Tc. Dado que Tc es mucho
menor que Tb, el ancho de banda de la seal emitida es mucho mayor que el de la
seal original, y de ah el nombre de "espectro expandido".
Cada usuario de un sistema CDMA emplea un cdigo de transmisin distinto