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TELEFONI TELEFONI A A CELULAR CELULAR

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TELEFONIA TELEFONIA CELULARCELULAR

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IntroducciónIntroducción

Con el presente trabajo nos hemos podido dar cuenta Con el presente trabajo nos hemos podido dar cuenta

que paraque para poder estudiar bien lo que es un sistema de poder estudiar bien lo que es un sistema de

telefonía celulartelefonía celular debíamos primero tener claro lo que debíamos primero tener claro lo que

es una señal de radio, luegoes una señal de radio, luego se logro recopilar se logro recopilar

información de lo que realiza y ofrece uninformación de lo que realiza y ofrece un s sistemaistema de de

telefonía celular, tanto en sus tecnologías TDMA,telefonía celular, tanto en sus tecnologías TDMA,

CDMA, GSM,CDMA, GSM, modo de operación, características de modo de operación, características de

uso,uso, un poco de la historia de los celulares, nuevas un poco de la historia de los celulares, nuevas

tendenciastendencias y así como demás y así como demás características del características del

sistema de telefonía celular.sistema de telefonía celular.

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TemasTemas Historia del teléfono celular Las generaciones de telefonía inalámbrica Telefonías celulares actuales :

. Sistema análogo

. Sistema digital Tecnologías de acceso celular ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares? Sistema de telefonía celular básica Elementos de un radio enlace Conclusiones Bibliografía

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Historia del telefono celularHistoria del telefono celular AlexanderAlexander Graham BellGraham Bell invento el teléfono en invento el teléfono en 18761876..

NikolaiNikolai TeslaTesla inventor de la comunicación inalámbrica inventor de la comunicación inalámbrica

en 1880 en 1880 (formalmente(formalmente presentado enpresentado en 1894 por un joven 1894 por un joven

italianoitaliano llamado llamado GuglielmoGuglielmo MarconiMarconi). ).

Martín CooperMartín Cooper unio estas dos tecnologías al inventar el unio estas dos tecnologías al inventar el

primer radioteléfono en 1973. Es considerado primer radioteléfono en 1973. Es considerado “Padre de “Padre de

la telefonía celular”.la telefonía celular”.

El primer sistema de telefonía celular nació en 1979 en El primer sistema de telefonía celular nació en 1979 en

Suecia, y fue puesto en marcha por la empresa Ericcson. Suecia, y fue puesto en marcha por la empresa Ericcson.

Su comercialización se expandió en los años ochenta.Su comercialización se expandió en los años ochenta.

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Generaciones de la telefonia Generaciones de la telefonia inhalambricainhalambrica

PRIMERA GENERACIÓN (1G)PRIMERA GENERACIÓN (1G)La 1G de la telefonía móvil hizo su aparición en 1979 y se La 1G de la telefonía móvil hizo su aparición en 1979 y se caracterizó por ser analógica y estrictamente para voz. caracterizó por ser analógica y estrictamente para voz.

SEGUNDA GENERACIÓN (2G) SEGUNDA GENERACIÓN (2G) La 2G arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se La 2G arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por ser digital.caracterizó por ser digital.

TERCERA GENERACIÓN (3G)TERCERA GENERACIÓN (3G) La 3G se caracteriza por contener a la convergencia de voz y La 3G se caracteriza por contener a la convergencia de voz y datos con acceso inalámbrico a Internet; en otras palabras, datos con acceso inalámbrico a Internet; en otras palabras, es apta para aplicaciones multimedia y altas transmisiones es apta para aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos.de datos.

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TelefonTelefoníías celulares actualesas celulares actuales

TRANSMISION ANALOGATRANSMISION ANALOGA

OOnda radial por la cual se transmite, es una nda radial por la cual se transmite, es una señal frágil, transmitida a baja potencia. La señal frágil, transmitida a baja potencia. La llamada es convertida en impulsos eléctricos que llamada es convertida en impulsos eléctricos que viajan en forma de ondas de radio "Análogas" al viajan en forma de ondas de radio "Análogas" al sonido de la voz original. sonido de la voz original.

TRANSMISION DIGITALTRANSMISION DIGITAL

Toma las señales análogas (sonidos), y las Toma las señales análogas (sonidos), y las traduce a códigos binarios que pueden ser traduce a códigos binarios que pueden ser transmitidos a alta velocidad, para después ser transmitidos a alta velocidad, para después ser reconvertidos en el sonido de la voz original.reconvertidos en el sonido de la voz original.

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CUADRO CUADRO COMPARATIVOCOMPARATIVO

TRANSMISION TRANSMISION DIGITALDIGITAL

TRANSMISION TRANSMISION ANALOGAANALOGA

Traduce los sonidos a códigos binarios

Imita la onda de la voz humana

Transporta tres llamadas simultáneas por canal

Una llamada por canal

Mayor privacidad y menor riesgos de intercepción de sus llamadas

Posibilidad de intercepción de llamadas

La tecnología de hoy y del futuro

La tecnología de ayer

Telefonias celulares actualesTelefonias celulares actuales

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TecnologTecnologíías de acceso celularas de acceso celularLas tecnologias de acceso celular esta dividida en 2Las tecnologias de acceso celular esta dividida en 2grandes grupos :grandes grupos :

1. 1. Sistema Celular AnalógicoSistema Celular Analógico AMPS (AMPS (Servicio avanzado de telefonia movilServicio avanzado de telefonia movil)) FDMA (FDMA (Acceso multiple por division de frecuenciaAcceso multiple por division de frecuencia ) )

2. 2. Sistema Celular DigitalSistema Celular Digital TDMATDMA ((Acceso multiple por division de tiempoAcceso multiple por division de tiempo)) CDMACDMA ((Acceso multiple por division de codigoAcceso multiple por division de codigo)) GSM (GSM (Sistema global para comunicaciones movilesSistema global para comunicaciones moviles))

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TecnologTecnologíías de acceso celularas de acceso celular1. 1. Sistema Celular AnalógicoSistema Celular Analógico

Servicio avanzado de telefonia movil (AMPS)Servicio avanzado de telefonia movil (AMPS)Introducido por AT&T liberado en 1983 usando Introducido por AT&T liberado en 1983 usando frecuencias de frecuencias de 800-900 MHZ y 800-900 MHZ y con un ancho de con un ancho de banda de 30 KHZ para cada canalbanda de 30 KHZ para cada canal..

Acceso multiple por division de frecuencia ( FDMA)Acceso multiple por division de frecuencia ( FDMA)SSepara el espectro en distintos canales de voz, al epara el espectro en distintos canales de voz, al separar el ancho de banda en pedazos separar el ancho de banda en pedazos (frecuencias) uniformes.(frecuencias) uniformes.

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TecnologTecnologíías de acceso celularas de acceso celular2. 2. Sistema Celular Sistema Celular DigitalDigital Acceso multiple por division de tiempo ( TDMA)Acceso multiple por division de tiempo ( TDMA)

CComprime las conversaciones (digitales), y lasomprime las conversaciones (digitales), y las envía cada envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente.solamente. Emplea intervalos de frecuencia entre los 800 y Emplea intervalos de frecuencia entre los 800 y los 1900 MHZ por division de tiempo.los 1900 MHZ por division de tiempo.

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TecnologTecnologíías de acceso celularas de acceso celularAcceso multiple por division de codigos ( CDMA)Acceso multiple por division de codigos ( CDMA)

DDespués de digitalizar la información, la transmite espués de digitalizar la información, la transmite a través de todo el ancho de banda disponible. a través de todo el ancho de banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia único. cada una tiene un código de secuencia único. Posee un ancho de banda de 1.25 MHZ con Posee un ancho de banda de 1.25 MHZ con intervalos de frecuencia de 800 y 1900 MHZ por intervalos de frecuencia de 800 y 1900 MHZ por división de códigos.división de códigos.

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TecnologTecnologíías de acceso celularas de acceso celular

Sistema global para comunicaciones moviles ( GSM)Sistema global para comunicaciones moviles ( GSM)

La tecnología GSMLa tecnología GSM es el sistema de comunicación es el sistema de comunicación más seguro puesto que toda la información que usted más seguro puesto que toda la información que usted transmite viaja encriptada por el aire, con nuevos transmite viaja encriptada por el aire, con nuevos códigos en cada llamada, y no se han dado nunca códigos en cada llamada, y no se han dado nunca casos de ser interceptada y/o reconstruida. casos de ser interceptada y/o reconstruida. Posee un Posee un ancho de banda de 200 KHZ.ancho de banda de 200 KHZ.

El GSM es la tecnología líder a nivel mundial, con más El GSM es la tecnología líder a nivel mundial, con más de 380 millones de usuarios en más de 150 países. de 380 millones de usuarios en más de 150 países. Cada vez más avanza en el camino de convertirse en Cada vez más avanza en el camino de convertirse en el estándar mundial. el estándar mundial.

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¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?

•Señal de radioSeñal de radio

La señal de radio existe dentro del espectro La señal de radio existe dentro del espectro electromagnético y sirven como un medio para llevar electromagnético y sirven como un medio para llevar información de un lugar otro. información de un lugar otro.

•¿ Qué es un dBm ? ¿ Qué es un dBm ?

Para las mediciones de intensidad de señal en los Para las mediciones de intensidad de señal en los sistemas de teléfono celular, se utiliza la unidad de sistemas de teléfono celular, se utiliza la unidad de medición dBm, que sirve de las mediciones de decibel. medición dBm, que sirve de las mediciones de decibel. dBm= 10 log ( Potencia(W)/1mW)dBm= 10 log ( Potencia(W)/1mW)

CLASECLASE NOMBRENOMBREMax. Max.

Pot(W)Pot(W) Max. Max.

Pot(dBm)Pot(dBm)

CLASE ICLASE I MovilMovil 4 36

CLASE IICLASE IITransportTransport

ableable1.2 a 3 31 a 35

CLASE IIICLASE III PortablePortable 0.6 18

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¿Cómo funcionan los teléfonos ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?celulares?

• El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético

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¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?

• Las ondas de radioLas ondas de radio Las ondas de radio es una forma de energía Las ondas de radio es una forma de energía electromagnética el cual es propagada a través del electromagnética el cual es propagada a través del espacio a la velocidad de la luz. Esta energía puede espacio a la velocidad de la luz. Esta energía puede ser visualizada como una onda senosoidal.ser visualizada como una onda senosoidal.

• PortadorasPortadoras

La mayoría de las transmisiones de radio se iniciaron La mayoría de las transmisiones de radio se iniciaron con una onda continua de frecuencia y amplitud fija, con una onda continua de frecuencia y amplitud fija, llamada portadora. Esta información, tal como una llamada portadora. Esta información, tal como una señal de reloj, es sobre puesto usando la técnica de señal de reloj, es sobre puesto usando la técnica de la modulación.la modulación.

La frecuencia portadora usualmente en teléfono La frecuencia portadora usualmente en teléfono celular esta en el rango de 800 MHZ y 1900 MHZ.celular esta en el rango de 800 MHZ y 1900 MHZ.

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¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?

• MODULACIONMODULACION

Modulacion AnalogicaModulacion Analogica

VariaciónVariación continua de amplitud, frecuencia o fase. continua de amplitud, frecuencia o fase.

Las 2 formas mas comunes de modulación en Las 2 formas mas comunes de modulación en

analógica son:analógica son:            ModulaciModulacióón de Amplitud (AM)n de Amplitud (AM) ModulaciModulacióón de frecuencias (FM)n de frecuencias (FM)

Modulacion DigitalModulacion Digital

Son variaciones que toman en forma discreta los cambios Son variaciones que toman en forma discreta los cambios

en pasos, niveles o pulsos de la seen pasos, niveles o pulsos de la seññal originalal original

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¿Cómo funcionan los teléfonos ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?celulares?

• Ruido e InterferenciaRuido e Interferencia

Las señales de radio están sujetos a 2 factores de Las señales de radio están sujetos a 2 factores de distorsión: ruido e interferencia, factores ambientales distorsión: ruido e interferencia, factores ambientales tales como tormentas eléctricas, vibraciones tales como tormentas eléctricas, vibraciones mecánicas, motores , etc. Estas energías pueden mecánicas, motores , etc. Estas energías pueden producir distorsión a la señal de radio creando ruido. producir distorsión a la señal de radio creando ruido. Interferencia causadas por radio emisiones, pueden Interferencia causadas por radio emisiones, pueden degradar la señal de radio y resultará en una perdida degradar la señal de radio y resultará en una perdida de la calidad de voz. Hay 2 tipos de interferencia que de la calidad de voz. Hay 2 tipos de interferencia que son usualmente tomados en cuenta.son usualmente tomados en cuenta.

- Interferencia por Canal Adyacente Interferencia por Canal Adyacente

- Interferencia por co- canal Interferencia por co- canal

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¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?¿Cómo funcionan los teléfonos celulares? Interferencia por Canal AdyacenteInterferencia por Canal Adyacente

SSi 2 frecuencias estan siendo transmitidas en un mismo lugar i 2 frecuencias estan siendo transmitidas en un mismo lugar existe interferencia por canal adyacenteexiste interferencia por canal adyacente. E. En la figura n la figura ssiguiente, se nota queiguiente, se nota que la intersección de las 2 frecuencias la intersección de las 2 frecuencias tienen interferencia.tienen interferencia.

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¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?

Interferencia por co- canaInterferencia por co- canall

Ocurre cuando 2 señales están siendo transmitidos Ocurre cuando 2 señales están siendo transmitidos con la misma frecuencia y ambos son recibidos por con la misma frecuencia y ambos son recibidos por un mismo receptor. Las 2 señales están un mismo receptor. Las 2 señales están superpuestos, interfiriéndose el uno al otro y superpuestos, interfiriéndose el uno al otro y creando una señal que no pueda reconocerse. creando una señal que no pueda reconocerse.

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Sistema de telefonia celular basicaSistema de telefonia celular basica

Un sistema de telefonía celular básico consiste de 3 Un sistema de telefonía celular básico consiste de 3 partes: Una unidad móvil, una estación base y una partes: Una unidad móvil, una estación base y una central de conmutación y controlcentral de conmutación y control..

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Sistema de telefonia celular basicaSistema de telefonia celular basica

Unidad Móvil Una unidad móvil contiene una unidad de controlUna unidad móvil contiene una unidad de control,, una radio una radio de transmisión y una antena. Representa el interfaz entre el de transmisión y una antena. Representa el interfaz entre el usuario y el sistemausuario y el sistema..

Estación Base Celular (celda o EBC)

Es responsable por atender a las llamadas originadas o Es responsable por atender a las llamadas originadas o destinados a su área de cobertura.destinados a su área de cobertura.

Control de conmutación y control (CCC)

La central de conmutación coordina los elementos para todos las La central de conmutación coordina los elementos para todos las celdas, contiene procesados del celular y la conmutación de celdas, contiene procesados del celular y la conmutación de facturación también sirve de acceso entre el abonado celular y la red facturación también sirve de acceso entre el abonado celular y la red fija y otras áreas de servicio celular.fija y otras áreas de servicio celular.

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Sistema de telefonía celular basicaSistema de telefonía celular basica • Conceptos Conceptos Fundamentales Fundamentales Re-uso de Frecuencia Re-uso de Frecuencia

Reduciendo la potencia de transmisión y el área de Reduciendo la potencia de transmisión y el área de cobertura de cada estación base se puede crear un gran cobertura de cada estación base se puede crear un gran numero de estaciones bases con área de cobertura numero de estaciones bases con área de cobertura pequeña. Es posible reutilizar la misma agrupar por pequeña. Es posible reutilizar la misma agrupar por grupos (cluster) los mas utilizados son Nº 4,7 ó 12 de grupos (cluster) los mas utilizados son Nº 4,7 ó 12 de estos 3 el mejor es Nº 7 (7 estaciones bases).estos 3 el mejor es Nº 7 (7 estaciones bases).

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Sistema de telefonía celular basicaSistema de telefonía celular basica

Esta idea permite la re-utilización de frecuencias a Esta idea permite la re-utilización de frecuencias a través de la ciudad, con lo que miles de personas través de la ciudad, con lo que miles de personas pueden usar los teléfonos al mismo tiempo. Cada celda pueden usar los teléfonos al mismo tiempo. Cada celda generalmente tiene un tamaño de 26 kilómetros generalmente tiene un tamaño de 26 kilómetros cuadrados. Las celdas son normalmente diseñadas cuadrados. Las celdas son normalmente diseñadas como hexágonos (figuras de seis lados), en una gran como hexágonos (figuras de seis lados), en una gran rejilla de hexágonos.rejilla de hexágonos.

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Sistema de telefonía celular basicaSistema de telefonía celular basica

Cada celda tiene una estación base que consiste de Cada celda tiene una estación base que consiste de una torre y un pequeño edificio que contiene el una torre y un pequeño edificio que contiene el equipo de radio.equipo de radio.

EEn cualquier celda, pueden hablar 56 personas en n cualquier celda, pueden hablar 56 personas en sus teléfonos celulares al mismo tiempo. sus teléfonos celulares al mismo tiempo.

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Sistema de telefonía celular basicaSistema de telefonía celular basica Sub-divisiSub-divisióón de celdasn de celdas

EstEsto o significa que una o mas celdas deberán ser significa que una o mas celdas deberán ser adicionadas en las cercanía de la celda sobrecargada. adicionadas en las cercanía de la celda sobrecargada. Teóricamente la localización de la nueva celda será en Teóricamente la localización de la nueva celda será en el límite de cobertura de la celda antigua la potencia el límite de cobertura de la celda antigua la potencia deberá ser reducida, para una división de celda, pues el deberá ser reducida, para una división de celda, pues el área geográfica que ella tendrá que cubrir será menor.área geográfica que ella tendrá que cubrir será menor.

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Sistema de telefonía celular basicaSistema de telefonía celular basica SectorizaciSectorizacióón de Celdasn de Celdas

La sectorización de una celda es obtenido por la La sectorización de una celda es obtenido por la división de una celda en sectores, para Nº7 las celdas división de una celda en sectores, para Nº7 las celdas se dividen en 3 sectores de 120º utilizando antenas se dividen en 3 sectores de 120º utilizando antenas direccionales.direccionales. L Los principios con lo cual se utilizo este os principios con lo cual se utilizo este método son:método son:

§§      Reducción del factor de re-uso N, y Reducción del factor de re-uso N, y

§§  Incrementar la flexibilidad para la distribución del Incrementar la flexibilidad para la distribución del control de tráficocontrol de tráficoComo cada sector tienen un canal de control Como cada sector tienen un canal de control especifico, podemos considerar cada sector como especifico, podemos considerar cada sector como una celda distinta.una celda distinta.

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Sistema de telefonía celular basicaSistema de telefonía celular basica Hand Hand ––offsoffs

EEste toma lugar cuando una unidad móvil deja una celda y entra a otra. ste toma lugar cuando una unidad móvil deja una celda y entra a otra. EstEstoo quiere decir que la llamada cambio de una celda a otro sin perder quiere decir que la llamada cambio de una celda a otro sin perder el servicio (una conversación o sin conversación).el servicio (una conversación o sin conversación).

El proceso de hand-off envuelve 4 pasos:El proceso de hand-off envuelve 4 pasos:

A. Triggering : : cuando la medición de señal recibida en la estación cuando la medición de señal recibida en la estación base o en una móvil expresada en dBm es demasiado bajo.base o en una móvil expresada en dBm es demasiado bajo.

B. Screen :: En este paso las celdas candidatas y la servidora En este paso las celdas candidatas y la servidora realizaron las mediciones del nivel de la señal y reportaron los realizaron las mediciones del nivel de la señal y reportaron los resultados a la central de conmutación, el móvil además esta habilitado resultados a la central de conmutación, el móvil además esta habilitado en tomar mediciones de señal y reportar a la central, para así tomar una en tomar mediciones de señal y reportar a la central, para así tomar una mejor decisión de que celda va ha ser mejor candidata.mejor decisión de que celda va ha ser mejor candidata.

C. Select:: Antes de seleccionar la celda destino, la central debe decidir Antes de seleccionar la celda destino, la central debe decidir que celda es el mejor candidato ( en otras palabras el móvil, con que que celda es el mejor candidato ( en otras palabras el móvil, con que celda tienen un mejor nivel de señal).celda tienen un mejor nivel de señal).

D. Ejecución :: Después de haber escogido la celda destino el móvil es Después de haber escogido la celda destino el móvil es ordenado a realizar el Hand-off, la unidad móvil reconoce el nuevo ordenado a realizar el Hand-off, la unidad móvil reconoce el nuevo camino y salta a un nuevo canal de voz sin interrumpir la conversación.camino y salta a un nuevo canal de voz sin interrumpir la conversación.

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Elementos de un radio enlaceElementos de un radio enlace

El radio enlace es el medio por el cual una información El radio enlace es el medio por el cual una información puede ser enviada de un lugar a otro, sin la necesidad de puede ser enviada de un lugar a otro, sin la necesidad de una conexión por cable. una conexión por cable.

TRANSMISOR : TRANSMISOR : Cuando la informaciCuando la informacióón ingresa al transmisor n ingresa al transmisor genera una energgenera una energíía de radiofrecuencia (RF) como una onda a de radiofrecuencia (RF) como una onda portadora a una frecuencia deseada, y modula la informaciportadora a una frecuencia deseada, y modula la informacióón en n en la onda portadora asla onda portadora asíí puede ser transportada a el receptor. puede ser transportada a el receptor.

ANTENAS : ANTENAS : El propEl propóósito de las antenas es convertir la energsito de las antenas es convertir la energíía a de radiofrecuencia en energde radiofrecuencia en energíía electromagna electromagnéética (EM) que sertica (EM) que seráá irradiada por el espacio. irradiada por el espacio.

RECEPTOR : RECEPTOR : Es el acto de recibir con un filtro que extrae Es el acto de recibir con un filtro que extrae solamente la sesolamente la seññal de frecuencia deseada mientras ignora las al de frecuencia deseada mientras ignora las seseññales de frecuencia indeseadas. ales de frecuencia indeseadas.

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ConclusionesConclusiones

Los teléfonos celulares digitales utilizan la misma Los teléfonos celulares digitales utilizan la misma tecnología de radio que los teléfonos analógicos, pero de tecnología de radio que los teléfonos analógicos, pero de una manera diferente. Los sistemas analógicos no una manera diferente. Los sistemas analógicos no utilizan al máximo la señal entre el teléfono y la red utilizan al máximo la señal entre el teléfono y la red celular. Las señales analógicas no pueden ser celular. Las señales analógicas no pueden ser comprimidas y manipuladas tan fácilmente como las comprimidas y manipuladas tan fácilmente como las señales puramente digitales.señales puramente digitales.

Las tecnologías digitales tales como TDMA y CDMA son Las tecnologías digitales tales como TDMA y CDMA son importantes en el presente ya que ofrecen muchos importantes en el presente ya que ofrecen muchos ventajas que son requisitos y demandados por los ventajas que son requisitos y demandados por los usuarios y operadores con la ventaja importante que usuarios y operadores con la ventaja importante que incrementa la capacidad del sistema.incrementa la capacidad del sistema.

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BibliografíaBibliografía

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http://www.caracol.com.co/bustemaemi.asp?sql=COMO_FUNCIONAhttp://www.caracol.com.co/bustemaemi.asp?sql=COMO_FUNCIONA

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