introduccion_a_los_sistemas_telefonicos_celulares_moviles.pdf

7/24/2019 Introduccion_a_los_sistemas_telefonicos_celulares_moviles.pdf

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Introduccin a los sistemasIntroduccin a los sistemasIntroduccin a los sistemastelefnicos celulares mvilestelefnicos celulares mvilestelefnicos celulares mviles

30 de agosto del 2000 Introduccin a los sistemas celulares 2

Generaciones de telefona celularn Primera generacin: Sistemas analgicos basados en

FDMA, diseados para servicios vocales (70s y 80s). Ejemplos: AMPS, NMT.

n Segunda generacin: Sistemas digitales de banda angostabasados en TDMA y CDMA diseados para serviciosvocales y datos de baja velocidad (80s y 90s). Ejemplos: D-AMPS, GSM, IS-95A.

n Tercera generacin: Sistemas digitales de banda anchabasados en TDMA y CDMA diseados para Internet mvilfundamentalmente.(2000 en adelante) Ejemplos: UMTS, Engine.


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Otras tecnologas celularesn Wide Area Wireless Data Systems: Sistemas de amplia

cobertura para servicios de datos de baja velocidad. Ejemplos: CDPD (Cellular Digital Packet Data)

n Wireless Local Area Networks (WLAN): Sistemas de coberturalimitada para servicios de datos de alta velocidad. Ejemplos: Red Altair de Motorola.

n Sistemas de mensajera/paging: Sistemas de mensajes digitalesde gran cobertura y simple implementacin.

n Sistemas de telefona inalmbrica fija.

Ejemplos: CT-2, DECT.n Sistemas mviles satelitales: Proveen servicio de voz con

cobertura mundial. Ejemplos: Globalstar, Iridium, Odyssey.


Componentes bsicos de un sistema celular.

n Terminal mvil (MS): Elemento utilizado por el abonadopara acceder a la red. Modula y demodula la seal vocal encada sentido de conversacin.

n Estacin radiobase (BS): Gestiona y proporciona lainterfaz inalmbrica entre la central celular y los terminalesmviles.

n Central celular (MSC o MTSO): Es una central digital quegestiona una red de radiobases e interfaces hacia la red

telfonica pblica. Es responsable de conmutar lasconversaciones entre mviles y entre estos y la PSTN.

n HLR (Home Location Register): Es una base de datos quecontiene todos los datos de los abonados de un sistema.


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Definiciones bsicas

n rea de cobertura de una BS: Es el rea en la cual un MSpuede establecer una comunicacin telefnica usando esaBS como interfase con el resto de los abonados.

n rea de servicio de una central celular: Es la unin de lasreas de cobertura de las BS que se conectan a cierto MSC.

n Reuso de frecuencia: Una misma banda del espectro esutilizada en distintas zonas geogrficas, separadas ciertadistancia, por un mismo operador celular. Esto implicar

los denominados patrones de reutilizacin.n Los canales de comunicacin son full duplex: entre MS y

BS es el Forward-link, entre BS y MS es el Down-link.


Problemticas comunes a todoslos sistemas celulares.n Planificacin de la red.

Anlisis de trfico.

Estudio del terreno.

Definicin de una tecnologa de acceso.

Interfaces hacia la PSTN.

n Aspectos relativos a la radiofrecuencia (RF) Modos de propagacin. Caractersticas de la seal recibida por una MS.

Factores que afectan a la propagacin.


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Planificacin de la red celularPlanificacin de la red celular

Anlisis de trfico (I)n La capacidad en canales de una radiobase es limitada por

lo que la cantidad de Erlangs/Km2 est acotada por laecuacin: Capacidad=N de canales/superficie de la celda

n El radio de la radiobase quedar determinado por lacantidad de Erlangs/Km2 que son necesarios.

n Resulta evidente que para soportar ms trfico sinmodificar el sistema es necesario reducir el radio de la

celda. Esto implica instalar ms radiobases para cubrir lamisma superficie.

n La potencia de los transmisores y condiciones geogrficasdeterminan el radio de una celda.


Planificacin de la red celularPlanificacin de la red celularAnlisis de trfico (II)n Si se dispone de N transceptores el volumen de trfico que

se puede cursar con una probabilidad de prdida de E %surge de la 1ra frmula de Erlang.

n El trfico A se mide durante la duracin promedio de unallamada.

n Esta frmula supone un nmero muy grande de fuentes detrfico respecto a N (30 a 1).

E

A

N

A

i

N

i

i

N=

=

!

!0

100 A es el trfico ofrecido (entrante +saliente) expresado en Erlangs.


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Estudio del terreno

n Caractersticas del terreno cercano al sitio:montaas, valles, colinas.

n Estructura donde se instalarn las antenas:torres, edificios, bordes de techo, costado deedificios, etc.

n Obstculos en la propagacin de las seales:

edificios cercanos, rboles, superficies deagua.


Planificacin de la red celularPlanificacin de la red celularDefinicin de una tecnologa de acceso

3 tecnologas disponibles que hacen diferenteuso del espectro electromagntico:

n FDMA Multiplexacin por divisin en la frecuencia.

n TDMA

Multiplexacin por divisin en el tiempo.n CDMA

Multiplexacin por divisin en el cdigo.


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Interfaces hacia la PSTN

n Las interfaces entre el sistema celular y las redestelefnicas existentes utilizan generalmentesealizacin #7.

n Se utiliza actualmente la parte de usuario de la reddigital de servicios integrados (ISUP) parasealizar llamadas vocales originadas o destinadasa mviles hacia y desde la PSTN.

n La codificacin de la voz hacia la PSTNcorresponde a alguna de las leyes ( o A) de larecomendacin G.711 de ITU-T.


Aspectos relativos a laAspectos relativos a la radiofrecuenciaradiofrecuenciaCaractersticas de la seal recibida por una MS.

n Nivel de seal de diseo requerida por unmvil.RSSIdiseo=RSMS+Mhq+Mfade+L b+(L bpo L ic)

RSMS: mnima seal requerida por el mvil (segn IS-136 es -103dBm)

Mhq: Margen de alta calidad, se agrega para mejorar la calidad dela voz.

Mfade:Margen de fading. Lb: prdida por el cuerpo.

Lbp: prdida por penetracin a edificios.

Lic: prdida por penetracin a vehculos.


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Aspectos relativos a laAspectos relativos a la radiofrecuenciaradiofrecuencia

Factores que afectan a la propagacin (I).

n Aspectos que inciden en la propagacin:

n Modo de propagacin: groundwaves, skywaves,spacewaves.

n Reflexiones debidas a la superficie de la Tierra.

n Difraccin sobre la Tierra.

n Refraccin en la atmsfera.

n Superrfraccin y propagacin por conductos.n Efectos de la lluvia, nubes y niebla.

n Efectos de la vegetacin y los rboles.


Aspectos relativos a laAspectos relativos a la radiofrecuenciaradiofrecuenciaFactores que afectan a la propagacin (II).

n Efectos de las edificaciones.

n Efectos de la altura de la antena transmisora.

n Efectos de la altura de la antena receptora.

n Efectos de la orientacin de la calle.

n Efectos de la atenuacin en tneles.

n Ruido (segn el Reference Data for Radio Engineer de laITT):

Atmosfrico. Urbano debido a causas humanas

Suburbano debido a causas humanas

Galctico y solar.

Tpico del receptor.

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