La telefonía celular es un sistema de comunicación telefónica totalmente inalámbrica, en este caso los sonidos se convierten en señales electromagnéticas, que viajan a través del aire, siendo recibidas y transformadas nuevamente en mensaje a través de antenas repetidoras o vía satélite. La telefonía celular presenta las siguientes características:

Gran capacidad de usuarios.

Utilización eficiente del espectro

Amplia cobertura.

Célula o celda: Célula es cada una de las unidades básicas de cobertura en que se divide un sistema celular

Cobertura: En sentido genérico, se entiende por cobertura la zona desde la cual un terminal móvil puede comunicarse con las estaciones de

base y viceversa

Capacidad: Es la cantidad de tráfico que puede soportar este tipo de sistemas

Hand-over" o "Traspaso": Es como se denomina al proceso de pasar una comunicación de un mismo móvil de un canal a otro. Es lo que diferencia a un sistema celular de otro tipo de sistemas de radiocomunicaciones de concentración de enlaces

HLR: Son las siglas de "Home Location Register" o base de datos donde se contiene toda la información del usuario pertinente para la provisión del servicio de telefonía móvil

VLR: Corresponde a las siglas "Visitor Location Register" o base de datos donde se contiene toda la información del usuario necesaria para la provisión de los servicios durante la utilización de los mismos

Registro: Es el proceso mediante el cual un móvil comunica a la red que está disponible para realizar y recibir llamadas

Roaming: Es la capacidad que ofrece una red móvil para poder registrarse en cualquier VLR de la red. Actualmente, este concepto está comúnmente asociado al registro de un móvil en una red distinta de la propia.

Sistema celular se forma al dividir el territorio en áreas pequeñas o células estas se agrupan en racimos y el número de canales disponibles se distribuye en el grupo de células.

Para la escogencia de la célula se tiene en cuenta:•se debe procurar que no existan huecos o solapes en los bordes.•debe buscar una forma que para el radio R contenga la superficie posiblePor tal razón se implemento para las Células la forma del polígono regular.

De los polígonos regulares, escoger un triángulo equilátero, rectángulo y hexágono, elimina el problema de cobertura múltiple o huecos en el área de cobertura.

•El hexágono tiene la máxima área de cobertura.

•El 30-100 por ciento más de área es cubierta por el hexágono comparado con un rectángulo o triángulo equilátero.

•Una capa hexagonal requiere menos células, y por lo tanto son necesarias menos Radio Bases

Las células llamadas con diferentes letras pueden ser asignadas a un único grupo de canales de frecuencia para evitar que haya interferencia

A hasta la I. El total de número de canales es igual a la suma de canales en las células A1 hasta la I1.

A través del reutilización de canales usados en las células A1 y D1 y las células A2 y D2, más llamadas pueden ser procesadas en el área dada al mismo tiempo

Cell Splitting

Cuando el número de usuarios se incrementa y se acerca al máximo número al que se puede dar servicio por célula a un punto tal que la calidad del servicio es afectada, las células pueden ser subdivididas en células más pequeñas, esto es conocido como Cell-Splitting . Si esto no se ha hecho, la “obstrucción” se puede incrementar

Estación móvil MS Estación transceptora base BST Centro conmutador móvil MSC Controlador de estación base BSC Red de telefonía pública conmutada PSTN

Todas las MSC disponen de dos tipos de base de datos:

• HLR (Home Location Register) abonados locales

•VLR (Visitor Location Register) abonados de paso

•Una proporción S/I del usuario del móvil es monitoreada en el área de la célula cada pocos segundos

•Si se establece la llamada, el móvil localiza el área de la célula adecuada, donde S/I mayor.

•El móvil puede salirse del área original de servicio, manda nuevamente la llamada con nueva célula.(HAND-OFF)

Localizando el móvil

El sistema celular tiene las siguientes características para el diseño de un plan de localización móvil:

•Poco grado muy alto de exactitud en la localización del móvil.

•Un móvil (Célula A) esta en conversación con un teléfono frecuencia FA. 

•Si se mueve a Célula B, RSL de célula A disminuye.

•Cuando RLC cae de un limite, MSC recibe esto y pregunta a bases adyacentes señal móvil, recibiendo señales de las bases.

•Cuando la señal del móvil se hace más fuerte en una base adyacente, el MSC dispone de un nuevo canal (fb) de la célula candidata e informa a la base de servicio de esta acción

•Duración 200 mS

Las llamadas en móviles tiene las siguientes características:

· La estación base transmite el número de canal al móvil sobre el

canal de control y enciende el canal de voz asignado en un tono SAT.

· La unidad móvil recibe el número de canal, computariza la

frecuencia correspondiente, entona a la frecuencia y transmite de

vuelta el tono SAT.

· Un 10-Khz. ST (intervalo »0.8-sec) es enviado por el móvil sobre el

canal de voz de inversión para indicar que la llamada está en

progreso. 

El suscriptor del teléfono de tierra marca el número móvil

El MSC verifica el número y transmite el mensaje a todas las estaciones

bases

Las estaciones bases transmiten señales de paginación sobre el canal

de control de transmisión.

Los móviles en el área de servicio reciben la señal de paginación

El móvil requerido responde a la página.

La estación base informa al MSC que el móvil está disponible.

El MSC asigna un canal de voz libre e informa a la estación base.

Realiza conversación.

La siguiente información es transmitida a la estación de base sobre el canal de control de reversa:

•MIN1 

• MIN2 

• ESN

•La base transmite la información al MSC.

•· El MSC coordina la conectividad asignando un canal libre y un SAT al móvil y enviando el número telefónico al PSTN.

• El PSTN proporciona la conectividad de tierra.

• La estación base proporciona el canal y el SAT tono al móvil.

• El móvil sintoniza la frecuencia, intercala de nuevo el SAT sobre el canal de voz y la comunicación empieza  

La siguiente información es transmitida a la estación base sobre el canal de control de reversa.

•MIN1

•·MIN2

•·ESN: 

•·La base transmite la información al MSC.

• El MSC encuentra dos canales vacío informa a la base su descubrimiento.

• La estación base en turno informa a los móviles sobre los canales de control de transmisión, y luego enciende los canales y SAT. 

•El móvil sintoniza la frecuencia asignada intercala de nuevo el tono SAT sobre el canal de voz y la comunicación empieza

En la actualidad existen tres tecnologías comúnmente usadas para transmitir información en las redes:

Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA)

Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA)

Acceso múltiple por división de código (CDMA)

Acceso múltiple significa que más de un usuario (múltiple) puede usar o acceder a cada celda.

En la telefonía celular se emplea con frecuencia la tecnología TDMA y la CDMA.

La tecnología TDMA comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente

La tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales,

En algunos sistemas celulares los paquetes digitales de información son mandados durante cada time slot y reensamblados por el receptor en varios componentes originales de voz. TDMA es un Estándar Digital que tiene un ancho de banda de 30 Khz., usa Decodificadores Digitales de voz, más 6 canales en el mismo ancho de banda, mientras que el AMPS usa únicamente un solo canal.

En CDMA los usuarios están aislados por código y pueden compartir la misma portadora de frecuencia eliminando el problema del re-uso de la frecuencia

CDMA puede usar la misma banda de 1.25 Mhz

La CDMA, después de digitalizar la información, la transmite a través de todo el ancho de banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia único, es posible comprimir entre 8 y 10 llamadas digitales.

A nivel mundial existen actualmente tres sistemas

analógicos:

Norma Nórdica: NMT-450, NMT-900.

Norma Americana: AMPS, TACS (900MHz).

Norma Japonesa: NTT, NAMT.

Es un sistema de comunicaciones para telefonía móvil celular

dúplex en la banda de 900 MHz.

Cada MHz del ancho de banda se divide en 40 semicanales de

25 KHz cada uno, dando un total de 1320 canales.

El estándar TACS define tan sólo el protocolo de acceso radio

entre una estación móvil y su correspondiente estación base.

Centrales: electrónicas automáticas, de control por programa almacenado.

Interfaz con la red telefónica básica: con centrales de tránsito, a 4 hilos.

Seguimiento automático.

CARACTERÍSTICAS

LIMITACIONES

Transmisión de datos a 1200bps.

Peor calidad frente a los sistemas digitales

No se puede proteger la información.

Terminales de mayor tamaño que los digitales

Cada BSC controla una sola célula. Una EMX se conecta, a través de

líneas de voz y de datos a varias estaciones de base o células.

BSC

RADIO

EMX

Hacia otras EMX

Hacia otras EMX

Hacia RTC

Registro: cada teléfono móvil posee su propia identidad y está asignado a un

área de localización, esto permite que los mensajes de control sean enviados a

un solo móvil a través de los canales de control del área de localización.

Roaming: el móvil visitante se registra en la EMX/VLR visitada, para lo cual

dicha EMX/VLR debe solicitar los datos de la suscripción de dicho cliente a su

EMX/HLR.

Hand-over: durante la conversación, la estación base comprueba el nivel de

señal recibida y se envían mensajes al móvil

Conversaciones telefónicas entre dos usuarios.

Transmisión de datos, equipando al teléfono móvil con un módem adecuado.

Correo electrónico, recibiéndose los mensajes por pantalla o impresora.

Tratamiento de mensajes. Los teléfonos móviles TACS indican si hay

una llamada en espera o si se ha recibido una llamada en ausencia del

abonado.

Mejorar la calidad de la comunicación

Contrarrestar las limitaciones en cuanto a capacidad del número de usuarios que soportan los sistemas analógicos

Ofrecer una amplia gama de servicios

Implantación de protocolos de señalización más rápidos, potentes y seguros

Uso de la TDMA

El GSM Sistema Global para Comunicaciones Móviles, es el

intento europeo de unificar los distintos sistemas móviles

digitales y sustituir a los análogos en uso.

La GSM es apta para aplicaciones multimedia y altas

transmisiones de datos.

Los protocolos empleados en el sistema GSM soportan altas

velocidades y están enfocados para aplicaciones más allá de la

voz como audio mp3, video en movimiento, videoconferencia y

acceso rápido a Internet.

OMC

EIRHLRVLROtros VLR

AUC

MSCOtros MSC

BTS

BSC

Protocolo GSM

Interface UM

Interface A-bis

Protocolo SS7Interface A

MS

RTB

RDSI

IBERPAC

MSCMSC(centro de conmutacion

de servicios

moviles) :interconecta los

usuarios de la red fija con la

movil y de estos entre si,

mantiene las bases de datos

para tratar las peticiones de

llamadas de los abonados

HLR (Registro de localización

local), es el que almacena los

datos estadísticos más

significativos relativos al

abonado móvil cuando este se

registra en ella, así como los

datos variables asociados a su

movilidad.

VLRVLR (Registro de posiciones de

visitantes), es el que almacena

toda la información sobre el

abonado móvil que entra en su

zona de cobertura

temporalmente, lo que permite al

MSC establecer llamadas tanto

terminales como salientes.

OMCOMC (Centro de operación y

mantenimiento), es para realizar

las funciones de operación y

mantenimiento propias del

sistema, estableciendo

correctamente los parámetros que

controlan los procedimientos de

comunicación.

MSMS (Estación móvil), es el

terminal del usuario, que se

comunica con la red a través de

una interface de radio.

BTSBTS (Estación transceptora

base), contiene los transmisores

y receptores para cubrir una

determinada área geográfica.

BSCBSC (Controlador de estación

base), es para coordinar la

transferencia de llamadas entre

distintas BTS, con el objetivo de

mantener la continuidad y la

potencia con que estas emiten,

para evitar interferencias y ahorrar

baterías.

AUC (centro de autentificación),

asociado al HLR para proteger la

comunicación contra la intrusión

y el fraude.

EIR (registro de identificación)

encargado de controlar el acceso

a la red, evitando el empleo de

equipos móviles no autorizados.

Banda de recepción: 935 – 960 MHz (descendiente de la base al móvil)

Banda de emisión: 890 – 915 MHz (Ascendente del móvil a la base)

Canales por portadora: 8 siendo 1 de control

Número total de portadoras: 124 radiocanales

Separación entre portadoras: 200KHz

Ancho de banda del canal radio: 25 KHz

Capacidad de 200 Erlangs/km2 (500 para GSM 1800)

Técnica de Transmisión: TDMA

Voz codificacion: RPE – LPT (Regular Pulse Exitation - Long Term

Prediction) a 13 Kbps

Posee un total de 992 canales dúplex.

La potencia nominal de las estaciones móviles: 20, 8, 5, 2 y 0.8W

La velocidad máxima admisible del móvil es 200Km/h

Llamadas entre la red pública (RTPC/RDSI) y la red móvil

Llamadas de emergencia

Servicio de datos soporta velocidades de transmisión que va desde los

300bps a los 9.6Kbps

Llamada restringida, desvío de llamadas, y la identificación de llamadas

Servicio de mensajes cortos (SMS - Short Message Service)

aplicaciones más allá de la voz como audio mp3, video en movimiento,

videoconferencia y acceso rápido a Internet

IMT-2000 IMT es un conjunto de requerimientos definidos por la

Unión Internacional de Telecomunicaciones. ITM significa

International Mobile Telecommunications (Telecomunicaciones

Móviles Internacionales), 2000 representa la banda de frecuencia

utilizada, que es la de 2000MHz

Las propuestas más importantes de IMT-2000 son:

UMTS llamada W-CDMA, que se presenta como sucesora de GSM

CDMA2000

TD-CDMA (Time Division Syncronous CDMA)

Posibilidad de usarlos mundialmente

Posibilidad de usarlos en cualquier aplicación móvil.

Soporte de transmisión de datos usando tanto conmutación

de paquetes como conmutación de circuitos.

Tasas altas de transmisión, llegando a 2Mbps

Utilización altamente eficiente del espectro

Trabaja en 1885–2025 MHz y 2110–2200 MHz

Tiene como objeto optimizar el uso del espectro, incrementar la

capacidad del canal y reducir la interferencia

Existen varias técnicas de reutilización de frecuencia conocidas como

técnicas de "Planeación de frecuencias" o "Asignación de canales". las

más utilizadas a nivel mundial son las siguientes:

Plan de reutilización de frecuencia N=7.

Plan de reutilización de frecuencia N=9.

Plan de reutilización de frecuencia N=4.

Plan de reutilización de frecuencia N=3.

Los canales disponibles son distribuidos de manera equitativa en

las siete células las cuales forman un clúster.

d=2Rcos30º=√3R

D2=d2(i2+j2+ij)

Acelda = 3√3R2

2

120º

D

60º

d

R

(i , d)

(j , d)

P1

P2

V

W

La celda hexagonal es solo una herramienta de diseño y

planificación

La cobertura real de una estación base asociada a cada celda queda

determinada por las condiciones reales de propagación (relieve del

terreno) y las características de potencia y sensibilidad del enlace

entre la estación base y el móvil.

Hasta los años 1990 la telefonía estaba a cargo del estado Telecom.

En 1994 se adjudicó la telefonía móvil celular.

El país se dividió en tres zonas.

En la región oriental Bellsouth en la banda B y COMCEL en la banda A.

En la región occidente Cocelco en la banda B y Occel en la banda A.

En la costa atlántica Bellsouth en la banda B y Celcaribe en la banda A

En nuestros días se encuentran distribuídos así:

En la banda “A” COMCEL

En la banda “B” MOVISTAR

Colombia Móvil como operador de PCS

CONGRESO DE LA REPUBLICA

LEY 37 DE 1993

Por la cual se regula la prestación del Servicio de Telefonía

Móvil Celular, la celebración de Contratos de Sociedad

y de Asociación en el ámbito de las Telecomunicaciones y se

dictan otras disposiciones.

El congreso de la república decreta 16 artículos donde se

consigna la normatividad en telefonía celular.