República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular Para La Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de las Fuerzas Armadas Bolivarianas

Núcleo Anzoátegui / Extensión Puerto Píritu

Ingeniería en Telecomunicaciones

Ambiente Académico “Bicentenario Del 5 De Julio De 1811”

Docente: INTEGRANTES:

Ing. Iskandar Arneodo Santamaría Ruiz Mariana Mercedes C.I. Nº V- 8.257.440

Sección 01 Ramírez Labrador Leonel Enrique C.I. Nº V- 11.492.864

VIII Semestre Monzón Arapé Wilfredo Fernando C.I. Nº V- 17.388.365

Febrero 2011

INDICE

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de comunicaciones personales se basan en radiotelefonía celular, tecnología

introducida comercialmente en Europa a principios de la década de los 80. Los sistemas de radio

celular ofrecen largo alcance y utilizan potencias de transmisión más altas que los sistemas

inalámbricos tradicionales. A principios de los años 80, los sistemas celulares estaban basados en

tecnología analógica, pero a finales de la citada década tuvo lugar el desarrollo de una nueva norma

digital: GSM. A continuación nos centraremos en la radiotelefonía celular para comunicaciones

personales y en los aspectos tecnológicos involucrados.

Los sistemas de comunicaciones personales se basan en radiotelefonía celular, tecnología

introducida comercialmente en Europa a principios de la década de los 80. Los sistemas de radio

celular ofrecen largo alcance y utilizan potencias de transmisión más altas que los sistemas

inalámbricos tradicionales. A principios de los años 80, los sistemas celulares estaban basados en

tecnología analógica, pero a finales de la citada década tuvo lugar el desarrollo de una nueva norma

digital: GSM. A continuación nos centraremos en la radiotelefonía celular para comunicaciones

personales y en los aspectos tecnológicos involucrados.

RADIOCOMUNICACIONES MOVILES

Son aquellas que permiten el intercambio de información entre terminales móviles y/o terminales

fijos con una calidad determinada. Se caracterizan por la movilidad por lo que son sistemas de

cobertura zonal.

• Se estudia el sistema móvil terrestre privado (PMR) o público (TMA):

– PMR:

• Origen: ámbitos restringidos como tareas de despacho, gestión de flotas,

mantenimiento de servicios públicos (policía, bomberos,…)

• Características:

– Cobertura básicamente local.

– No están conectados a la red telefónica pública conmutada (RTPC).

– Tradicionalmente disponían de acceso FDMA

– Problema cuando aumenta el número de terminales: tendencia a

sistemas trunking, de concentración de enlaces.

– TMA (telefonía móvil automática):

• Sistemas de concentración de enlaces.

• Interconexión entre redes móviles y la red telefónica pública conmutada

(RTPC).

• Utilización de técnicas digitales: acceso TDMA y CDMA

• Transmisión de voz y datos.

ESTRUCTURA DE UN SISTEMAS DE COMUNICACIONES

Generalmente el ALCANCE es mayor que el RETROALCANCE

COBERTURA

Debido a la variabilidad solo puede hablarse en sentido estadístico. Se utilizan dos grados

de cobertura/porcentaje:

– Emplazamientos: tanto por ciento de lugares en donde se espera que haya enlace.

• Cobertura zonal: afecta a todo el área en torno a la estación base.

• Cobertura perimetral: afecta a una zona anular situada en el perímetro.

– Tiempo: tanto por ciento de tiempo en que se espera que haya enlace.

Terminal fijo CONTROL PABX

Estación de base(EB)

E.M. BUSQ.E.P.

• Radio de cobertura tiene una dependencia grande con la altura de la antena transmisora.

COMPOSICIÓN DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES MÓVILES

Subsistema de Red / Subsistema de Acceso Elementos:

1. Estaciones fijas (FS)

– Estación Base (BS, Base Station): BTS en GSM, Nodo B en UMTS.

– Estación de Control (CS) �– Estación Repetidora (RS) (túnel, valle,...)

– Estaciones móviles (MS)= Equipos de usuarios

– Estación móvil montada en vehículos

– Equipos portátiles/móviles

2. Elementos de control:

– Conmutación

– Señalización

– Localización

– Identificación

– Conexión entre sistemas.

3. Enlaces ascendente (UL) y descendente (DL)

– Enlace descendente (DL):

• Sentido de comunicación: EB a móvil. Distancia de cobertura: alcance.

– Enlace ascendente (UL):

• Sentido de comunicación: móvil a EB. Distancia de cobertura: retroalcance.

– Debe procurarse igualdad entre alcance y retroalcance (simetría de enlace).

CLASIFICACION DE LOS SCM

• Por la técnica de acceso múltiple.

– FDMA: suelen ser de un solo canal por portadora (SCPC). Cada usuario utiliza

frecuencias diferentes.

– TDMA: únicamente viable con transmisión digital; diferentes usuarios pueden

compartir la misma frecuencia en intervalos diferentes.

– CDMA: se superpone a la información digital de cada usuario un código que les es

propio: secuencia directa (DS), por salto de frecuencias (FH) o por técnicas híbridas

• Por la modulación y canalización.

– Sistemas móviles analógicos (FDMA):

• Modulación en frecuencia (FM) con algún tipo de preacentuación o

deacentuación

• Canalización normal (Δf 25 KHz; fd= 5 KHz (PMR) o 9KHz (PMT)) o

estrecha (Δf 12.5 KHz; fd= 1.5 KHz).

– Sistemas móviles digitales (TDMA):

• Modulación digital con desplazamiento mínimo y pre-filtrado gaussiano

(GMSK)

• Canalización: múltiplo de 25 KHz (GSM: 200KHz)

– Sistemas móviles digitales (CDMA):

• Modulación de fase coherente PSK

• Canalización de banda ancha del orden de 1.5 MHz

• Por la modalidad de funcionamiento:

– Sistemas de radiotelefonía: transmisión en ambos sentidos (EB-EM y EM-EB)

– Sistemas de radio-búsqueda (paging): transmisión en un sentido EB-EM.

• Por el sector de aplicación:

– Radiotelefonía móvil privada (PMR): acción local y no conectado a la RTPC

– Radiotelefonía móvil pública (PMT):

• Cobertura desde una nación a continental y global.

• Conexión a la RPTC.

• Características de calidad similares a los del sistema público.

– Telefonía inalámbrica. (Cordless Telephony y Wireless Telecommunications- WLAN)

• Por la banda de frecuencias utilizada.

– Banda VHF (30-300MHz; utilizada en sistemas PMR)

• Banda baja de 30 a 80 MHz

• Banda alta de 140 a 170 MHz

• Banda III de 223 a 235 MHz

– Banda UHF

• Banda baja de 406 a 470 MHz (sistemas PMR)

• Banda alta de 862 a 960 MHz (sistemas PMT)

• Banda de 1800 a 1900 MHz (sistemas PMT)

CUADRO CARACTERISTICO

Característica Banda

VHF

baja

VHF alta UHF baja UHF alta

Uso típico Rural Rural/urbano Urbano Urbano

Penetración Mínima Media Alta Alta

Pérdida

vegetación

Mínima Media Alta Alta

Multitrayecto Escaso Apreciable Pronunciado Alto

Inter.

sobrealcance

Máxima Media Baja Baja

Ruido

ambiente

Alto Medio Bajo Bajo

Disponibi.

canales

Casi

nula

Muy

pequeña

Pequeña Mediana

Tamaño

antenas

Grande Medio Pequeño Pequeño

Ganancia

anten.

Mínima Media Alta Alta

Canalización

(KHz)

25 12.5 12.5 25/200

Alcance típico

(base-móvi;

h=30 m,

P=20w)

30 km 20 km 10 km 4 km

CLASE DE SISTEMAS DE COMUNICACIONES MOVILES

• Modo SÍMPLEX

– A una frecuencia:

• Ventaja: sencillez, además un móvil cuyo retro-alcance no le permita llegar

a la EB puede hacerlo a través de otro móvil

• Inconveniente: captura de una comunicación por otra; captura por parte de

una estación base de la comunicación de un móvil con otra estación base

– Para solucionar lo último se acude a separación en frecuencia (4-5

MHz)

– Cuando hay varios equipos no hay reducción en el espectro

utilizado.

– A dos frecuencias: soluciona el anterior problema al precio de que los móviles no

pueden hablar entre sí.

• Modo SEMIDÚPLEX

– Supera el problema de los símplex a dos frecuencias comunicándose los móviles

(son símplex) entre sí a través de la estación base (dúplex).

• Modo DÚPLEX

– Tanto móviles como EB disponen de duplexores. Se requiere un radiocanal

diferente para enlazar cada móvil con la base.

– La comunicación entre móviles sólo puede hacerse a través de la estación base.

Full DUPLEX: Transmisión y recepción simultanea de señales.

CALIDAD DE COBERTURA EN LOS SISTEMAS MOVILES:

– Extensión: tamaño de la zona de cobertura.

– Escenario: describe el entorno (calles y carreteras, interior de vehículos, edificios o

túneles)

– Grado de cobertura (perimetral o zonal)

• Calidad de terminal (el alcance iguala al retroalcance)

• Calidad en cuanto a disponibilidad: se cuantifica mediante la prob. de bloqueo o congestión

mediante la que se rechaza una tentativa de comunicación.

• Calidad en cuanto a fiabilidad: porcentaje máximo admisible de interrupciones.

• Calidad en cuanto a fidelidad: grado de inteligibilidad o número de errores con que se recibe

una comunicación.

– Analógicos: mediante la relación SINAD (Signal to Noise and Distortion Ratio)

– Digitales mediante la BER

PROPAGACIÓN POR CANALES MÓVILES

• Características generales de los canales móviles.

– Cobertura zonal: necesidad de predicciones de propagación.

– Multiplicidad de trayectos entre transmisor y receptor.

– Variabilidad de los trayectos debido al desplazamiento de los móviles lo que supone

variación con la distancia y el tiempo de las condiciones de propagación.

• Requisitos en la planificación de sistemas móviles:

– Caracterización del canal en banda estrecha: determinación de la pérdida básica de

propagación entre transmisor y múltiples puntos situados en la zona de cobertura:

• Lb es la pérdida básica de propagación

• Lbf pérdida básica de propagación en condiciones de espacio libre

• Lex es la pérdida por exceso debido a efectos del terreno

• Lent pérdidas del entorno inmediato al receptor

– Caracterización del móvil en banda ancha: análisis de los efectos del multitrayecto,

sobre todo en zonas montañosas y urbanas.

– Desarrollo de modelos de simulación lógicos (software) y físicos (hardware)

– Realización de medidas radioeléctricas para validar los anteriores puntos.

EVOLUCION DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES MOVILES

• Sistemas de PMR (Private Mobile Radio)

– En la actualidad ya se ha llegado a sistemas de concentración digitales (TETRA)

• Sistemas de PMT (Private Technology Mobile)

– Mediados de los 60: sistema IMTS (Improved Mobile Telephone System) en USA.

EB’s de gran cobertura, con pequeña dotación de canales saturados con facilidad.

– Concepto de estructura celular (1947) y desarrollado 30 años después: disposición

de una banda de frecuencias importante y sistemas de señalización.

• En USA se desarrolla AMPS (Advanced Mobile Phone Service) en 800 MHz

• En los países nórdicos NMT450 primero y NMT900 después

• En Gran Bretaña se desarrolla TACS a 900 MHz

– En Europa GSM (Groupe Special Mobile): reservar una banda de frecuencia y

elección de multiacceso TDMA. Se desarrollan sistemas en USA y Japón paralelos.

– GSM se universaliza (Global System for Mobile Communications)

– DCS-1800 similar al GSM pero en la banda de 1800 MHz

– Sistemas de tercera generación: sistemas IMT2000 en USA y UMTS en Europa

(inclusión de multimedia y servicios de banda ancha; disponibilidad de terminales

muy ligeros)

• Sistemas de telefonía inalámbrica

– Origen: teléfono sin hilos. Estación base conectada a la red analógica con un

terminal portátil. Doble frecuencia en VHF baja 46-48 MHz (CT0)

– Segunda generación (CT2): varios usuarios con acceso FDMA en 864-868 MHz.

– Sistema DECT proporciona centralitas automáticas.

• Sistemas de radiobúsqueda

– Origen: equipos sencillos que transmiten mensajes alfanuméricos.

– Estándar europeo ERMES: radiobúsqueda internacional.

• Redes de área local inalámbricas

– Utilización del recurso radio en las redes de área local (LAN)

– Ventajas: flexibilidad. Inconveniente: Sensibilidad a interferencias y necesidad de

definición de una técnica de acceso.

– Origen: USA: banda ISM, estándar IEEE 802.11, velocidades 2 Mbit/s

– Europa: HIPERLAN, banda de trabajo 5.2 GHz; velocidades 20 MBit/s

GLOSARIO

AGCH Canal de acceso garantizado

AMPS Advanced Mobile Phone Service

BCH Canales de difusión

BTS Base Transceiver Station

CACHING Almacenamiento

CCCH Canales de control común

CDMA Code Division Multiple Access

CMI Cable Microcell Integrator

CORDLESS Sistema Móvil Celular sin hilos

CSPDN Redes de datos de comunicación de circuitos

CTIA Cellular Techonology Industry Association

CT2 Cordless Telephone 2

DAMPS Digital AMPS

DCS Digital Cellular System

DECT Digital European Cordless Telecommunications

DELAY Retraso de información

EAM Electro Absorption Modulator

FCCH Canal de sincronización

GSMGlobal Special Mobile, Global System for Mobile

Communications

HECU Head End Control Unit

HFC Hybrid Fiber-Coaxial

HIC Head end Interface Converter

IN Red Inteligente

IN CS-1 Inteligent Network Capability Sit One

ISDN Tráfico hacia la Red Digital de Servicios Integrados

IS-95 Interim Standard 95

ITU International Telecommunication Union

JTACS Japan TACS

MAHO Mobile Assisted Hand-off

MS Estaciones móbiles

MSCS Control de conmutación

NMT Nordic Mobile Telephone

NTACS Nippon TACS

NTT Nippon Telephone and Telegraph

PACS Personal Access Communication Service

PCH Canal de búsqueda

PCN Personal Communication Network

PCS Personal Communication Service

PDC Personal Digital Cellular

PHS Personal Handyphone System

PLMN Red pública móvil

PSPDN Redes públicas de comunicación de paquetes

PSTN Tráfico hacia la red telefónica

RACH Canal de acceso aleatorio

RAD Remote Antenna Driver

RASP Remote Antenna Signal Processor

ROAMING

NUMBERNúmero de destino

SACCH Canal de control asociado lento

SCP Punto de control de servicios

SDCCH Canal de control dedicado independiente

SIM Suscriber Identity Module

SLOT Intervalo de tiempo

SMS Servicio de mensajes cortos

TACS Total Access Communication System

TCH Canales de tráfico

TDMA Time Division Multiple access

TIA Telecommunications Industry Asociation

TRUNKING Llamada interurbana

WACS Wireless Access Communication System

WLL Wireless Local Loop

CONCLUSIÓN

La razón fundamental de la evolución tecnológica de los sistemas de telefonía móvil; la

aparición de los sistemas celulares, al permitir una capacidad de abonados muy superior, ha dado

pie a que la telefonía móvil se convierta en una aplicación de consumo a la que pueden acceder no

solamente las personas que necesitan específicamente este tipo de aplicación, sino también otras

que lo consideran una comodidad más de las proporcionadas por los avances de la tecnología.

Como consecuencia, los terminales son cada vez más pequeños, más baratos y con más

autonomía, y los sistemas ofrecen cada día más servicios (similares a los que ofrece la telefonía

fija). Ello ha provocado que este tipo de servicio esté alcanzando índices de crecimientos increíbles,

hasta el punto de que los próximos años el teléfono móvil será un bien más de consumo, como el

computador o la cámara de vídeo. Es más, a medio plazo se considera que puede llegar a

convertirse en una alternativa real a la telefonía fija.

BIBLIOGRAFIA

Transmisión por radio. J.M. Hernando Rábano. Capítulo 7. 2ª Edición. Editorial Centro de

Estudios Ramón Areces.

Comunicaciones Móviles. J.M. Hernando Rábano. 1ª Edición. Editorial Centro de Estudios

Ramón Areces.

Comunicaciones móviles GSM. Coordinador J.M. Hernando Rábanos. Fundación Airtel.

The Mobile Radio Propagation Channel . D.J. Parsons. Pentech Press 1992.

F. Pérez Fontán y A. Seone. Seminario Internacional de Comunicaciones Móviles Dpto. de

Tecnologías de las Comunicaciones, Universidad de Vigo.