rcmi-1

1nfasis II: Radiocomunicaciones Mviles e Inalmbricas

UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Capitulo 1: Introduccin a los Sistemas

de Comunicaiones Mviles

VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ

nfasis II: Radiocomunicaciones Mviles e Inalmbricas

Consideraciones Generales

Servicio Mvil: Servicio deradiocomunicaciones entre estaciones

mviles y estaciones terrestres fijas, o entre

estaciones mviles unicamente.

Tres clases de servicios mviles:

Servicio mvil terrestre.

Servicio Mvil martimo.

Servicio mvil aeronutico.



Los sistemas de radiocomunicacionesmviles permiten el intercambio de

informacin variada:

Voz.

Datos.

Video.

Fax.

Telecontrol.

Etc.


Consideraciones Generales (2)


Los sistemas mviles aprovechan el carcterinalmbrico de las comunicaciones

radioelctricas y la movilidad inherente.

Informacin til o trfico e informacinadicional (sealizacin y/o control).

Zona de cobertura: superficie geogrficadentro de la cual los terminales pueden

establecer comunicacin con la estacin fija

o entre s.UNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES

Consideraciones Generales (3)


Elementos de un Sistema de Comunicaciones

Mviles

Estaciones Fijas (FS)

Estacin Base (BS).

Estacin de control.

Estacin Repetidora (RS).

Estaciones Mviles (MS)

Equipos de control



DL: Downlink. Enlace de bajada.Descendente. Sentido de estacin base a

mvil.

Talk-out: rango o alcance de la estacin base.

UL: Uplink. Enlace de subida. Ascendente.Sentido mvil a estacin base.

Talk-back: retroalcance.



Mviles (2)




Mviles (3)


Espectro Electromagntico



Espectro Electromagntico (2)






Espectro de radiofrecuencia






Espectro de Radiofrecuencia (2)









Clasificacin de los Sistemas de

Comunicaciones Mviles

Por la modalidad de funcionamiento.

Sistemas de radiotelefona (two-way radio systems).

Sistemas de radiobsqueda o radiomensajera (PagingSystems).

Por el sector de aplicacin.

Privados (PMR, Private Mobile Radio).

Pblicos (PMT, Public Mobile Telephony). (PLMN, Public Land Mobile Networks).

Telefona inalmbrica. (Cordless Telephony)



Por la banda de frecuencias utilizadas.

Bandas VHF.

Baja: (30-80) MHz

Alta: (140-170) MHz

III: (223-235) MHz

Bandas UHF.

Baja: (406-470) MHz

Alta: (862-960) MHz

(1800-1900) MHz



Comunicaciones Mviles (2)


Caracterstica Banda

VHF baja VHF alta UHF baja UHF alta

Utilizacin tpica Rural Rural/Urbana Urbana Urbana

Penetracin Mnima Media Alta Alta

Prdida por Vegetacin Mnima Media Alta Alta

Multitrayecto Escaso Apreciable Pronunciado Alto

Interferencia Mxima Media Baja Baja

Ruido ambiente Alto Medio Bajo Bajo

Disponibilidad de canales Casi nula Muy pequea Pequea Mediana

Tamao de antenas Grande Medio Pequeo Pequeo

Ganancia de antenas Mnima Media Alta Alta

Canalizacin (KHz) 25 12.5 12.5 25/200

Alcance tpico (base

Mvil) h=30m; P=20W

30 Km 20 Km 10 Km 4 KmUNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES




Por la tcnica multiacceso

FDMA (Frequency Division Multiple Access).

SCPC (Single Channel per Carrier).

TDMA ( Time Division Multiple Access).

CDMA (Code Division Multiple Access).

Multiacceso: Tcnica utilizada por los terminales

del sistema mvil para emplear recursos

comunes de la red.





Sistemas mviles analgicos. FDMA. Modulacinanalgica FM banda estrecha, procesamiento de

voz (preacentuacin-desacentuacin). Frecuencia

mxima de audio se limita a 3000 Hz.

Canalizacin normal: 25KHz.

Canalizacin estrecha: 12.5 KHz.

Sistemas mviles digitales. TDMA. FSK, DPSK. Canalizacin. GSM. 8*25 KHz=200 KHz. B=KVb. K=(0.7-0.9)

Sistemas mviles digitales. CDMA. PSK. Requiere canalizacin de banda ancha. 1.25, 3.75, 5MHz.





Por el modo de explotacin.

Tres modos de operacin.

Simplex (a una o dos frecuencias).

Semidplex.

Dplex.













Clases de Canales en Comunicaciones

Mviles

Simplex a una frecuencia

Utilizan la misma frecuencia F1.

Lnea compartida (party-line).

Transmisin y recepcin secuencial.

PTT (Push to Talk).

Sencillez.

Uso eficiente del espectro.

Deficiencia cuando coincide en un mismo punto una transmisin con una recepcin.






Mviles (2)



Grave inconveniente: Captura de unacomunicacin por otra. Interferencia cocanal

intensa.



Mviles (3)



Fenmeno de Captura (2): Varias estaciones enun mismo emplazamiento.



Mviles (4)



Transmisor 25 W.

Antena 50.

Voltaje 35V.

Interferencia V>20mV

Aislamiento



Mviles (5)

3520log 65

0.02dB


Simplex a dos frecuencias

Ventaja considerable con respecto al simplex auna frecuencia.

Desventaja. Los mviles no pueden hablar entres.



Mviles (6)


Canales semidplex

Estacin base retransmite seales que recibe.(TT, Talk Through). Comunicacin de todos con

todos.



Mviles (6)


Canales Duplex (full duplex)

Estaciones base y mviles con duplexores(transmisin y recepcin simultanea).

Separacin entre frecuencias TX y RX 3 MHz.

Estacin base con varios transceptores.

No posible la comunicacin mvil-mvil sinpasar por la estacin base.

No en PMR. Costo.



Mviles (7)


Cobertura en Comunicaciones Mviles

Zona de cobertura. Superficie alrededor dela BS seal tiene un valor mayor o igual a un

umbral definido.

Multiplicidad de trayectos posibles.

Parametrizacin de las estaciones oterminales.

Modelos. Simplificaciones. Radiales. Anlisisy prediccin de cobertura.



Trayectos de propagacin afectados por elterreno de manera variable. Perdida de

propagacin aleatoria coberturaestadstico.

Dos grados de calidad estadstica decobertura:

Porcentaje de emplazamientos. (zonal yperimetral)

Porcentaje de tiempos.


Cobertura en Comunicaciones Mviles (2)


Radio de cobertura estacin base f(altura mediade la antena respecto al terreno, potencia de

transmisin, frecuencia, etc.)

PMT urbano cobertura moderada alturade antena moderada.

Reducida altura de antena de estaciones mviles,muchas veces no visibles por estaciones base.

Comunicacin posible por mltiples reflexiones y

difracciones propagacin multitrayecto.

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Multitrayecto Efectos de dispersintemporal (Delay Spread, Dispersin del

retardo) desvanecimiento selectivo enfrecuencia de las seales.

Terminal mvil en movimiento canal radio Dispersin en frecuencia efecto Doppler variabilidad temporal modelo de canal variante en el tiempo desvanecimiento selectivo en tiempo de las seales.




Calidad en las Comunicaciones Mviles

Calidad de cobertura.

Extensin (local, regional, nacional, etc.).

Escenario de cobertura .

Grado de cobertura.

Calidad de terminal. Simetra del enlace.

Calidad de disponibilidad.

Calidad de fiabilidad.

Calidad de fidelidad.

SINAD (Signal-to-Noise and Distorsion ratio)

BERUNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES


Evolucin de los Sistemas de Comunicaciones

Mviles.RADIOTELEFONIA RADIOMENSAJERIA

Sistemas privados

(PMR) Despacho

Sistemas pblicos

(PLMN)

Sistemas

inalmbricos W-PABX

Sistemas

Pblicos/Privados

Sealizacin por

tonos. Sistemas

isofrecuenciales

Telfonos sin hilos. Analgicos Tonos/voz

Sealizacin digital

Sistemas Trunking

(PAMR) Analgicos

(MPT1327)

Celular 1G (NMT-

TACS-AMPS)

Analgico (CT1)

Telepunto Digitales

(CT2-CAI)

Alfanumricos

(POCSAG,

EUROSIGNAL)

Sistema Trunking

Digital (TETRA)

2G (GSM, D-AMPS

(IS-54, IS136), IS-95

Sistemas DECT Digital (ERMES)

Sistemas AVL Sistema DCS-1800

Comunicaciones personales (PCN)

UMTS-FPLMTS-IMT-2000

IMT-Avanzado



Sistemas PMR

Aos 20. Polica de Detroit. Sistema de avisoUnidireccional. AM.

1931. Bidireccional.

40. Invencin FM. Impulso al desarrollo.

Sealizacin por tonos.

Reduccin progresiva de la canalizacin (100,25, 12.5 KHz).

Desarrollo de la microelectrnica



Mviles. (2)




Mviles. (3)




Mviles. (4)


Sistemas PMR

80. Sistemas mviles troncales (Trunking).Aumento de capacidad de trfico y eficiencia

espectral.

Sealizacin digital. Transmisin de vozanalgica.

TETRA. Sealizacin y transmisin de vozdigital. Conmutacin de paquetes.

AVL.



Mviles. (5)


Sistemas PMT

60. IMTS. Encaminamiento automtico de lallamada. FDx. Marcacin directa. Una estacin

base. Gran cobertura (50 Km). Bajo nmero de

canales (20).

47. Concepto celular. Implementacin 30 aosdespus. Numerosas BS, baja potencia.

Celda. Reutilizacin de frecuencias. Mayor

capacidad. Sistema de sealizacin ms

complejo.



Mviles. (6)




Mviles. (7)




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Mviles. (9)




Mviles. (10)

Arquitectura general de un sistema decomunicacin mvil celular.


Sistemas PMT

1983. Chicago. Primer sistema celular. AMPS.800 MHz.

1981. Especificacin de NMT-450. UK TACS(900). NMT-900.

1G Alto costo. Reducida eficiencia espectral.Estndares no compatibles. Analgico. No

roaming.

80. Europa. Sistema paneuropeo. CEPT. GSM.



Mviles. (11)


Sistemas PMT

GSM. TDMA. Definicin de interfaces. Mayoreficiencia espectral. Mayor calidad de voz,

seguridad, nuevos servicios, compatibilidad

RDSI, economas de escala, etc.

DCS-1800.

Gran crecimiento.



Mviles. (12)


Sistemas de telefona inalmbrica.

Telfono sin cordn/hilo (cordless).

Cobertura (40-60)m

Domestico. Analgico.

CT0. Analgico. (46 a 48 MHz).

Bajo costo. Interferencia, baja calidad, noprivacidad.

CT1. Analgico. Banda alta de UHF. Elevadocosto.



Mviles. (13)


Sistemas de telefona inalmbrica.

CT2. Uso de la misma estacin base por variosusuarios. Banda alta de UHF. Elevado costo.

Uso residencial, comercial y pblico (telepunto).

CT2. FDMA. (864-868)MHz.

DECT. W-PABX. Comunicacin de datos.



Mviles. (14)


Sistemas de radiobsqueda

Primeros sistemas. Tono audible o vibracinperceptible.

70. Transmisin de mensajes alfanumricos.(radiomensajeria).

POCSAG. UK.

Euromessage.

ERMES.



Mviles. (15)


Redes de rea Local Inalmbrica (WLAN)

Flexibilidad.

Interferencias (mtodos de acceso, transmisin y correccin de errores). Enlace fiable.

Uso bandas ISM.

IEEE 802.11

HIPERLAN



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