telefonia celular

5/8/2018 telefonia celular - slidepdf.com

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Teoría de la telefonía celular. -principios,teoría de trafico,-mediciones -bandas de frecuencia.

La telefonía móvil, también llamada telefonía celular, básicamente está formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red detelefonía móvil) y los terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha red.Definimos telefonía móvil como aquél sistema de transmisión el en cuál el usuario dispone de un terminal que no es fijo y que no tienecables, y que le permite pues gran movilidad y localización en la zona geográfica donde se encuentre la red.Es un servicio de radio celular se basa en dar cobertura a un territorio a través de diversas estaciones base, que cada una da un área decobertura llamada célula (normalmente son hexagonales). Con este sistema, el dividir el territorio, se evita el problema de la restricción delancho de banda. Pues se podrá transmitir en diferentes frecuencias que no están ocupadas en otras nuevas células.CélulasSe realiza a través del reparto de una zona en varias células (áreas más pequeñas), de forma hexagonal, para poder abarcar todo el espacio.En cada célula existe una estación base transmisora, con lo cual, se pueden tener múltiples canales para el uso de decenas de celulares de

manera simultánea. Cuando un usuario pasa de una célula a otra deja la frecuencia que estaba utilizando, para el uso de otro celular, y tomala frecuencia libre de la célula a la que pasó.La telefonía móvil consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS)y una serie de centrales telefónicas de conmutación de 1er y 5º nivel (MSC y BSC respectivamente), que posibilita la comunicación entreterminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional.En su operación el teléfono móvil establece comunicación con una estación base, y a medida que se traslada, los sistemas computacionalesque administran la red van cambiando la llamada a la siguiente estación base, en forma transparente para el usuario. Es por eso que se diceque las estaciones base forman una red de celdas, cual panal de abeja, sirviendo cada estación base a los equipos móviles que se encuentranen su celda.En la actualidad existen tres tecnologías comunmente usadas para transmitir información en las redes:Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA, por sus siglas en inglés)Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA, por sus siglas en inglés)Acceso múltiple por división de código (CDMA, por sus siglas en inglés)

Aunque estas tecnologías suenan complicadas, usted puede tener una idea de cómo funcionan examinando cada palabra de los nombres.La diferencia primordial yace en el método de acceso, el cual varía entre:Frecuencia, utilizada en la tecnología FDMATiempo, utilizado en la tecnología TDMACódigos únicos, que se proveen a cada llamada en la tecnología CDMA.La primera parte de los nombres de las tres tecnologías (Acceso múltiple), significa que más de un usuario (múltiple) puede usar (accesar)cada celda.A continuación detallaremos, sin entrar en complicados detalles técnicos, cómo funciona cada una de las tres tecnologías comunes.La tecnología FDMA separa el espectro en distintos canales de voz, al separar el ancho de banda en pedazos (frecuencias) uniformes. Latecnología FDMA es mayormente utilizada para la transmisión analógica. Esta tecnología no es recomendada para transmisiones digitales,aun cuando es capaz de llevar información digital.La tecnología TDMA comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiemposolamente. La compresión de la señal de voz es posible debido a que la información digital puede ser reducida de tamaño por ser información binaria (unos y ceros). Debido a esta compresión, la tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice elmismo número de canales.La tecnología CDMA es muy diferente a la tecnología TDMA. La CDMA, después de digitalizar la información, la transmite a través detodo el ancho de banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia único. Usando altecnología CDMA, es posible comprimir entre 8 y 10 llamadas digitales para que estas ocupen el mismo espacio que ocuparía una llamada enel sistema analógico.En teoría, las tecnologías TDMA y CDMA deben de ser transparentes entre sí (no deben interferirse o degradar la calidad), sin embargo en la práctica se presentan algunos problemas menores, como diferencias en el volúmen y calidad, entre ambas tecnologías.El teléfono celular estándar de la primera generación estableció un rango de frecuencias entre los 824 Megahertz y los 894 para lascomunicaciones analógicas.Para enfrentar la competencia y mantener los precios bajos, este estándar estableció el concepto de dos portadores en cada mercado,conocidos como portadores A y B. A cada portador se le da 832 frecuencias de voz, cada una con una amplitud de 30 Kilohertz. Un par defrecuencias (una para enviar y otra para recibir) son usadas para proveer un canal dual por teléfono. Las frecuencias de transmisión yrecepción de cada canal de voz están separadas por 45 Megahertz. Cada portador también tiene 21 canales de datos para usar en otrasactividades.La genialidad del teléfono celular reside en que una ciudad puede ser dividida en pequeñas "células" (o celdas), que permiten extender lafrecuencia por toda una ciudad. Esto es lo que permite que millones de usuarios utilicen el servicio en un territorio amplio sin tener problemas.La interfaz de radio de GSM se ha implementado en diferentes bandas de frecuencia.

Banda Nombre CanalesUplink

(MHz)

Downlink

(MHz)Notas

GSM 850 GSM 850128 -251

824,0 - 849,0 869,0 - 894,0 Usada en los EE.UU., Sudamérica y Asia.

GSM 900 P-GSM900

0-124 890,0 - 915,0 935,0 - 960,0 La banda con que nació GSM en Europa y la másextendida

E-GSM 900 974 -1023

880,0 - 890,0 925,0 - 935,0 E-GSM , extensión de GSM 900

http://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos_de_Am%C3%A9rica


http://es.wikipedia.org/wiki/Sudam%C3%A9rica


http://es.wikipedia.org/wiki/Asia








R-GSM 900 n/a 876,0 - 880,0 921,0 - 925,0 GSM ferroviario (GSM-R ).

GSM1800GSM1800

512 -885

1710,0 -1785,0

1805,0 - 1880,0

GSM1900GSM1900

512 -810

1850,0 -1910,0

1930,0 - 1990,0Usada en Norteamérica, incompatiblecon GSM-1800 por solapamiento de bandas.

Aspectos Fundamentales de la telefonía celular

Procesamiento de LlamadasUna llamada telefónica sobre una red celular requiere del uso de dos canales de voz full duplex simultáneamente, uno se llama canal deusuario y el otro, el canal de control. La estación base transmite y recibe, y se llama canal de control directo y canal de voz directo, y launidad móvil transmite y recibe con el control y los canales de voz diversos.La conclusión de una llamada dentro de un sistema de radio celular es muy similar a la de telefonía pública conmutada. Cuando una unidadmóvil se enciende, realiza una serie de procedimientos de arranque y después prueba la intensidad de la señal recibida en todos los canales deusuario prescritos. La unidad automáticamente se sintoniza al canal con la intensidad de la señal de recepción mas fuerte y se sincroniza paracontrolar la información transmitida por el controlador de sitio de célula. La unidad móvil interpreta la información y continúa monitoreandoel/los canal(es) de control. La unidad móvil automáticamente rastrea periódicamente para asegurarse que está utilizando el mejor canal decontrol.Dentro de un sistema celular, las llamadas se pueden realizar entre una línea compartida y un teléfono móvil o entre dos teléfonos móviles.Llamada de línea a móvil:

El centro de conmutación de un sistema celular recibe una llamada de una línea compartida a través de una línea interconectada dedicada,desde la red telefónica pública conmutada. El conmutador traslada los dígitos marcados y determina si la unidad móvil, a la cual la llamadaestá destinada, está colgada o descolgada (ocupada). Si la unidad móvil está disponible, el conmutador vocea al suscriptor móvil. Siguiendouna respuesta de voceo de la unidad móvil, el conmutador asigna un canal desocupado e instruye a la unidad móvil que se sintonice en esecanal. La unidad móvil envía una verificación de la sintonización del canal por medio del controlador en el de sitio de célula y después envíaun tono de progreso de llamada al teléfono móvil del suscriptor, causando que éste suene. El conmutador termina los tonos de progreso,cuando recibe la indicación positiva que el suscriptor ha contestado el teléfono y la conversación entre dos personas comienza.Llamada de móvil a línea:Un suscriptor móvil que desea llamar a una línea compartida, primero introduce el número llamado en la memoria de la unidad, usando los botones de tono o de pulso en la unidad del teléfono. El suscriptor, entonces oprime la tecla para enviar, la cual transmite el número marcado,así como el número de identificación del suscriptor móvil al conmutador. Si el número de identificación es válido, el conmutador enruta lallamada sobre una interconexión de línea terminada a la red de telefonía pública, lo cual termina la conexión a la línea compartida. Usando elcontrolador de sitio de célula, el conmutador asigna a la unidad móvil que sintonice ese canal. Después de que el conmutador reverifica que

la unidad móvil está sintonizada al canal asignado, el suscriptor móvil recibe un tono de llamada en progreso, audible, del conmutador.Después que la persona a la que se llamó levanta el teléfono, el conmutador termina los tonos de llamada en progreso y la conversación puede comenzar.Llamadas de móvil a móvil:Las llamadas entre dos unidades, también son posibles en el sistema de radio celular. Para originar una llamada a otra unidad móvil, el quellama introduce el número marcado en la memoria de la unidad, por medio del teclado en el dispositivo de teléfono y después oprime la teclaenviar. El conmutador recibe el número de identificación del que llama y el número marcado y después determina si la unidad llamada estálibre para recibir una llamada. El conmutador envía un comando de voceo a todos los controladores de sitio de célula y el que es llamado (elcanal puede estar en cualquier parte del área de servicio) recibe un llamado. Después de un voceo positivo del que fue llamado, elconmutador asigna a cada uno, un canal de usuario desocupado y les instruye que se sintonicen a su canal respectivo. Entonces el teléfonodel que se está llamando suena. Cuando el sistema recibe una noticia de que el que fue llamado ha contestado el teléfono, el conmutador termina el tono de llamada progresiva y la conversación puede comenzar entre las dos unidades.Si un suscriptor móvil desea iniciar una llamada y los canales de usuario están ocupados, el conmutador envía un comando de reintento

instruyendo al suscriptor que vuelva a intentar la llamada por medio de una célula vecina. Si el sistema no puede distribuir un canal deusuario por medio de la célula vecina, el conmutador transmite un mensaje de intercepción a la unidad móvil que esta llamando por mediodel canal de control. Cada vez que esta llamando a un suscriptor móvil que está ocupado, el que llama recibe una señal de ocupado. Además,si el número que se está marcando no es válido, el sistema envía un mensaje grabado por medio del canal de control o proporciona un avisode que la llamada no puede procesarse.Características del control de Flujos (entregas)Una de las características más importantes de un sistema celular es su capacidad de transferir llamadas, que ya están en proceso, de uncontrolador de sitio de célula a otro conforme las unidades móviles e mueven, de célula a célula, dentro de la red celular. Este proceso detransferencia se llama control de flujo o entregas. Las computadoras en las estaciones del controlador del sitio de célula transfieren llamadasde célula a célula con un mínimo de interrupción y ninguna degradación en la calidad de la transmisión. El algoritmo de decisiones decontrol de flujo se basa en las variaciones de la intensidad de la señal. Cuando una llamada está en progreso, el centro de conmutaciónmonitorea la intensidad de la señal recibida de cada canal de usuario. Si el nivel de la señal de un canal ocupado cae debajo de un nivel deumbral predeterminado, para un intervalo de tiempo dado, el conmutador realiza un control de flujo, si existe un canal vacante, La operación

de control de flujo reenruta la llamada por un sitio de célula nuevo.El proceso de control de flujo requiere de aproximadamente 200 mS. Los parámetros de control de flujo permiten la transferencia optimizada basada en una carga de tráfico del sitio de célula y el terreno que lo rodea. El bloqueo ocurre cuando el nivel de la señal cae a menos delnivel útil y no existen canales utilizables de intercambio. Para ayudar a evitar el bloqueo o la pérdida de una llamada, durante el proceso decontrol de flujo, el sistema emplea un esquema de balanceo de cargas que libera los canales para el control, de flujo y establece prioridadesde control de flujo. Los programadores en el sitio del conmutador central actualizan continuamente el algoritmo de conmutación paraenmendar al sistema hasta acomodar las cargas de tráfico variantes.

http://es.wikipedia.org/wiki/GSM-R

http://es.wikipedia.org/wiki/Norteam%C3%A9rica



http://es.wikipedia.org/wiki/GSM-R




Problemas con los teléfonos celularesComo el caso de los teléfonos inalámbricos, los teléfonos celulares tienen varias desventajas que debe conocer. Vale aclarar que lasdesventajas no son necesariamente defectos o fallas en el diseño de un teléfono celular, sino sólo son parte de la naturaleza del producto. Enla mayoría de los casos, estas desventajas tienen que ver con en enlace de radio entre el teléfonocelular y una estación de celda. Los problemas de los teléfonos celulares pueden agruparse en cuatro categorías fundamentales:1. pérdidas de señal,2. Zonas Muertas3. Problemas de baterías4. Intimidad1. Perdidas de Señal:Un problema inherente a las señales de radio en la gama de 800 a 900 MHz (banda de comunicaciones celulares)es que las señales tienden a

moverse sólo en líneas rectas a partir de su antena. Dichas ondas de radio de alta frecuencia son debilitadas o atenuadas por la humedad de laatmósfera, reflejada por edificios y superficies lisas tales como agua y pueden ser bloqueadas completamente por obstáculos geográficosgrandes como montañas y colinas.Cuando su teléfono celular está en movimiento, la intensidad de la señal recibida puede disminuir lo suficiente en algunos casos como paracausar interrupciones breves de la señal recibida. Casos más severos pueden impedir que su señal transmitida llegue a la estación de celda.Observará éstas pérdidas de señal como pausas repentinas en la recepción. Podría haber sido una o dos pausas breves, o una serie de pausasde duración variables, dependiendo de la severidad de la circunstancia.Otra causa común de la pérdida de la señal ocurre cuando uno se aproxima a le región fronteriza de un área de servicio en la que no hallaotras estaciones que acepten la transferencia de su conversación. Experimentará un debilitamiento gradual de la señal hasta que comiencen pérdidas breves de la señal. Las pérdidas de señal rápidamente empeorarán hasta que quede completamente desconectado.Los controles de la estación de celdas generalmente están diseñados para pasar por alto pérdidas menores de señal sin interrumpir suconversación. Sin embargo, perdidas de señal continuas o prolongadas pueden hacer que la estación de celda lo desconecte. Con el tiemposabrá dónde se localizan las áreas de cobertura débil en la región.

2. Zonas Muertas:En principio, las zonas muertas ocurren por las mismas razones generales que las pérdidas de señal, aunque el área de cobertura débil se presenta a escala mucho mayor. La pérdida de las señales recibidas puede ser tanto tiempo que la estación de celdas interpreta la pérdida deseñal como haber colgado. La estación de celda responde dejando libre el canal perdido, resignando los canales según lo necesiten otrasllamadas.Áreas con colinas, montañosas o urbes densas, a menudo experimentan zonas muertas. Las señales son absorbidas o reflejadas; evitando quelas ondas de radio se propaguen hasta el área deseada. Algunas veces una zona muerta puede eliminarse cambiando la localización de laestación de celda dividiendo la celda para añadir estaciones adicionales que cubran adecuadamente el área afectada.3. Problemas de BateríasLos teléfonos celulares son alimentados por paquetes de baterías recargables de NiCad (Níquel/Cadmio). Aunque las baterías de Nicad sonun método conveniente y efectivo para alimentar el teléfono, tienen varias desventajas a saber.En primer lugar, las baterías de NiCad tienen una densidad de energía algo menor a las baterías no recargables. Puesto que su densidad deenergía es relativamente baja, las baterías de esta clase no son muy adecuadas para proporcionar energía a cargas grandes, o a cargasaplicadas por períodos prolongados (sin ser recargadas). De hecho, las celdas de NiCad terminan descargándose por completo por el sólohecho de dejarlas guardadas a menos que reciban una carga lenta o reserva constante.Aunque los materiales y la construcción de las baterías de NiCad se han perfeccionado y se cuenta con circuitos integrados refinados que handisminuido el consumo total de energía de las celdas de NiCad, no debe esperar más de unas cuantas horas de servicio de un paquete de baterías de NiCad antes que requieran un recargado. Afortunadamente, pocas llamadas duran tanto tiempo y es conveniente mantener alteléfono celular en una estación de carga cuando no se usa.Las baterías de NiCad también pueden presentar problemas cuando se descarguen regularmente hasta los mismos niveles y luego serecarguen. Esto puede suceder, por ejemplo, su invierte un promedio de 30 minutos de llamadas varias veces en un día, dejando que elteléfono se recargue entre llamadas. Este modo de operación de descarga parcial puede provocar que las baterías generen memoria, es decir,que las baterías tiendan a funcionar de manera correcta sólo hasta el punto en el que normalmente se descargan. Si las baterías se usan másallá de este punto, no tendrían la cantidad de energía requerida (o esperada) para alimentar el circuito.Teniendo en cuenta que toma mucho tiempo para que las baterías de NiCad presenten este tipo de problema (no ocurre de un día para elotro). Algunas veces la memoria puede contrarrestarse haciendo pasar la batería por varios ciclos de descarga/recarga completa. Esto puedelograrse simplemente si no se pone el teléfono en su estación de carga durante uno o dos día de uso normal y luego dejando que se recarguecompletamente.Finalmente, las celdas de NiCad pueden dejar de funcionar simplemente por desgaste normal. La carga y descarga constante pueden originar tensiones físicas en la batería que con el tiempo pueden hacer que deje de servir y sea incapaz de mentaren una carga apreciable. Cuandoocurre esto, el paquete de baterías debe reemplazarse.Actualmente se han desarrollado nuevas batería como las de níquel/metal que poseen muchas mejoras con respecto a las anteriormentemencionadas; mayor capacidad y ausencia de "memoria" son algunas de ellas. El desarrollo de baterías para el uso decelulares sigue en marcha y la comercialización de las nuevas: litio/ion es una muestra de ello.4. Intimidad.Es importante tener en cuenta que el teléfono celular, es en gran medida, un radiotransceptor. El enlace entre su teléfono celular y la estaciónde celda más cercana esta compuesto por ondas electromagnéticas públicas. En consecuencia, cualquier persona con un receptor sintonizadoya sea a su canal de frecuencia de transmisión o recepción podrá oír por lo menos la mitad de la conversación que ocupa ese canal. La

transmisión y recepción se realizan a dos frecuencias diferentes y, por consiguiente, un oyente secreto no puede escuchar ambas partes deuna conversación simultáneamente.Este es un gran problema para personas preocupadas por su intimidad. Sin embargo, ni siquiera el receptor más refinado puede recibir señales más allá de la capacidad de su teléfono para transmitir. Los teléfonos celulares típicamente tienen un alcance de varios kilómetros, por lo que un oyente secreto tendría que estar cerca para poder oirlo con claridad. Además, cuando un teléfono celular está en movimiento,hay un cambio de canales de conversación cuando se realiza la transferencia entre celdas. Un oyente secreto tendría que seguirlo y poder buscar entre los 666 canales el correspondiente a la conversación, lo que representa un procedimiento prácticamente imposible incluso paralos profesionales expertos en radio.



Para evitar la remota posibilidad de ser escuchados secretamente por medio electrónicos, una nueva generación de accesorios de teléfonoscelulares emplea procesamiento digital de señales y técnicas de compresión para codificar la voz transmitida y decodificar la voz recibida enel teléfonodestino. La persona que llama del otro extremo de la conversación, también debe tener un acceso similar con el mismo patrón de seguridad.Cualquier señal de voz transmitida por ondas electromagnéticas públicas estaría codificada y sería ininteligible para cualquier persona que pudiera estar escuchando sin un decodificador codificado correctamenteEl teléfono celular.La figura ilustra el diagrama en bloques de un teléfono celular típico. Debido a que un teléfono celular debe poder transmitir full-duplex, sediseña de tal manera que el transmisor y el receptor puedan operar simultáneamente. El receptor opera de manera similar a un radio FMcomercial, con la diferencia de que la primera frecuencia intermedia (FI) se ubica en 45 MHz. La segunda frecuencia intermedia se escogeigual a 455 KHz, como lo es usual en recepción de FM y AM.

En cuando a la transmisión de FM, el método escogido para modular es el de modulación directa por control de un VCO con multiplicaciónde frecuencia para aumentar tanto la frecuencia de portadora como el índice de modulación. La desviación de frecuencia utilizada es de 12KHz y la banda de frecuencias de voz transmitida comprende el rango de 300 Hz a 3K Hz anteriormente nombrada. El sistema de antena ydiplexor permiten la transmisión y recepción simultánea de señales. Las frecuencias necesarias para la modulación y la demodulación songeneradas digitalmente a partir de sintetizadores de frecuencias.El microprocesador aporta la inteligencia y el control del aparato, supervisando todas las tareas a bordo del dispositivo, incluido el control de potencia radiada para preservar la carga de la batería. El procesador, además, se encarga del manejo de pantalla y del teclado. Muchas de lasfunciones descritas en el digrama de bloques están disponibles en forma de chipsets que se fabrican para trabajar armónicamente con el finde reducir el número de componentes necesarios para la impelementación del mismoCaracterísticas más relevantes de un sistema inalámbrico:Cobertura:La cobertura del sistema se refiere a las zonas geográficas en las que se va a prestar el servicio. La tecnología más apropiada es aquella que permita una máxima cobertura con un mínimo de estaciones base, manteniendo los parámetros de calidad exigidos por las necesidades de los

usuarios. La tendencia en cuanto a cobertura de la red es permitir al usuario acceso a los servicios en cualquier lugar, ya sea local, regional,nacional e incluso mundial, lo que exige acuerdos de interconexión entre diferentes operadoras para extender el servicio a otras áreas deinfluencia diferentes a las áreas donde cada red ha sido diseñada.Capacidad.Se refiere a la cantidad de usuarios que se pueden atender simultáneamente. Es un factor de elevada relevancia, pues del adecuadodimensionamiento de la capacidad del sistema, según demanda de servicio, depende la calidad del servicio que se preste al usuario. Estacapacidad se puede incrementar mediante el uso de técnicas tales como la reutilización de frecuencias, la asignación adaptativa de canal, elcontrol de potencia, saltos de frecuencia, algoritmos de codificación, diversidad de antenas en la estación móvil, etc.Diseño de las celdas.La estructura de las redes inalámbricas se diseña teniendo presente la necesidad de superar los obstáculos y manejar las características

propias de la radiopropagación. Disponer de un radio enlace directo para cada suscriptor, predecir las características de la señal en zonasurbanas donde la densidad de suscriptores es alta y las edificaciones tienen gran influencia en la propagación, son factores que establecenlimitaciones fundamentales en el diseño y ejecución de los sistemas inalámbricos orientados a las necesidades personales y empresariales.Los mecanismos que gobiernan la radiopropagación son complejos y diversos, y generalmente se atribuyen a fenómenos que sufren las ondaselectromagnéticas en su transporte, tales como reflexión, difracción, dispersión y en general pérdidas de propagación. Los requerimientos para reducir el efecto de estos fenómenos en las comunicaciones son definidos de diversas maneras dependiendo de la tecnología utilizada.Según la capacidad y cobertura requeridas en el área de influencia de las redes, su diseño implicará la utilización de celdas de diferentesradios y las antenas de las estaciones base presentarán diferentes alturas y potencias de transmisión. De allí surgen las definiciones desistemas macrocelulares, microcelulares y picocelulares.Las macroceldas son los modelos de comunicación más comunes para operación celular. El rango de cubrimiento de éstas se encuentra entre1 y 30 kilómetros, por lo que son utilizadas principalmente para el manejo del tráfico originado por usuarios que se encuentran enmovimiento a gran velocidad, disminuyendo de esta forma el número de handoff y aumentando de esta manera la calidad del servicio alreducir la probabilidad de caída de llamadas.El uso de microceldas (con rango de cubrimiento entre 100 y 1000 metros) incrementa la capacidad de la red, ya que permite hacer un mayor manejo de tráfico y hace posible la utilización de potencias de transmisión muy bajas. Desde el punto de vista del operador, esto se traduceen ventajas adicionales como una mejor cobertura, bajos costos de la red por suscriptor y mayor eficiencia en la operación del sistema. Losrequerimientos claves del sistema microcelular incluyen la coexistencia e interoperabilidad con los sistemas ya instalados, necesitándose undesarrollo mínimo de ingeniería para su diseño.Al reducir mucho más el tamaño de las celdas, se logran las picoceldas (cubrimiento menor a 100 metros). Como se sabe, una reducción en eltamaño de una celda implica un aumento en su capacidad (manejo de tráfico), por lo que las picoceldas se utilizan para brindar cobertura enlas zonas identificadas como de muy alto tráfico, tales como centros de negocios o centros comerciales, donde los usuarios tienen un patrónde comportamiento de baja movilidad y se encuentran en un ambiente cerrado.ASPECTO DEL SISTEMA RADIO CELULAR El sistema de radio celular público tiene menos de dos décadas de existencia. Los conceptos de radio celular son más viejos, se iniciaron enlos años 40, cuando la tecnología estaba lejana y además inmadura para soportar aquellos sistemas complejos.Hay dos componentes principales en los sistemas móviles de radio. La interface de radio, el cual permite que los usuarios establezcancomunicaciones vía radio desde una estación móvil (MS) a otro componente, y una red fija que se interconecta con una red pública deteléfonos swicheada (PSTN) o una red de servicios integrados (ISDN). Los sistemas de comunicaciones de radios móviles privados han

estado presente durante todo este siglo, ha sido ejemplificado por la marina, la policía y los servicios militares. Lo que hace complejo a losradios celulares públicos, es la estructura de control que facilita la red para conocer donde está localizada una MS y para el rastreo en el casoque la MS esté haciendo una llamada, con la condición que el equipo móvil este encendido.Los mecanismos de control hacen posible que a través de los protocolos se facilite el registro de las estaciones móviles en la red, facilitandolas llamadas set-up y clear-down entre los switches de las MS y las estaciones base (BS) así estén viajando, controlando el nivel de energíairradiada, proporcionando seguridad (en algunos sistemas), y ejecutando un gran número de otras funciones vitales.Sin embargo, el número de usuarios que la red puede soportar, depende fundamentalmente de una Interface de Area Común (CAI) sobre elcual se comunican los usuarios. La capacidad de los usuarios depende de muchos factores, pero el punto principal es la cantidad del espectro



asignado por los reguladores, el tamaño del área de cobertura del radio desde una BS, y la cantidad de interferencia que el enlace de un radio particular pueda tolerar.AGRUPACION DE CELDASUn operador de red que venda equipos para un sistema en particular tiene que ver principalmente con el cómo y donde está situada la BS,como para manejar el escaso espectro de radio y como optimizar el teletráfico para los equipos desplegados.Planificar los sistemas depende de muchos factores, y vamos a comenzar considerando una red celular que usa múltiple divisiones de accesode frecuencia (FDMA) ó una combinación de múltiples accesos de tiempo (TDMA) y (FDMA).Cada BS transmite a un número de móviles residentes en el espacio del área de cobertura de radio. Esta área es referida como una celda. LasBS son desplegadas de manera que parcialmente la celda se solapan con otras celdas en el límite de su región como se muestra en la figura 3.Supongamos que comienza una llamada móvil en la posición S de la celda C, sigue la ruta marcada por los puntos, y termina en la posición Fde la celda B. En algunos puntos dentro del solapamiento (mostrado en la región sombreada) el nivel de la señal recibida en el móvil debe

estar por debajo del umbral del sistema y más bajo que la señal recibida desde la BS b.Las celdas están acomodadas en grupos y frecuentemente cada grupo usa enteramente el espectro asignado. Los grupos son teselados demanera tal que el espectro limitado es repetidamente rehusado a lo largo de grandes áreas geográficas con el cual cada grupo soporta elmismo número de usuarios. La Figura 4 muestra dos grupos de 4 celdas donde las celdas A0, B0, C0, D0 forman el grupo 0 y las celdas A1,B1, C1, D1 constituyen el grupo 1. Los grupos 0 y 1 son asignados al mismo canal. Dícele ¼ de todos los canales disponibles. Comentariossimilares aplican a B0 y B1, C0 y C1. Observe que los móviles en las celdas A0 y A1 usan el mismo canal, y consecuentemente debeninterferir con cada una de las otras.Esta interferencia del sobacal incluye los límites aceptables por la distancia entre las celdas. Como el viaje de un móvil de una celda a otra,las cuales pueden estar en diferentes grupos, son asignadas a diferentes canales, esto además significa una diferente portadora de frecuencia.Es importante observar que como cada grupo usa todos los canales disponibles, entonces si el tamaño de la celda es disminuido, causa unacorrespondiente reducción del tamaño del grupo, el número de canales por unidad de área se incrementa. El más efectivo camino paraincrementar la capacidad de la red es disminuir el tamaño de la celda, además la complejidad de la infraestructura de la red incrementa.La capacidad de la red también depende del número de celdas por grupo y al existir pocas celdas por grupo se obtiene una mayor capacidad.

Esto es debido porque con pocas celdas se tiene más ancho de banda disponible para cada BS, y por consiguiente más canales pueden ser distribuidor en cada BS.En telefonía o en general en telecomunicaciones se denomina ingeniería o gestión de tráfico a diferentes funciones necesarias para planificar,diseñar, proyectar, dimensionar, desarrollar y supervisar redes de telecomunicaciones en condiciones óptimas de acuerdo a la demanda deservicios, márgenes de beneficios de la explotación, calidad de la prestación y entorno regulatorio y comercial.Demanda de ServiciosComo cualquier otro servicio público, un sistema de telecomunicaciones tiene que atender una demanda de servicio fluctuante que solo se puede predecir con un grado limitado de exactitud mediante técnicas de análisis de mercado, medición y proyección adecuadas. La demandade servicio se entiende en diferentes aspectos: número de clientes de la red, uso de la red por dichos clientes para los distintos servicios de lared, origen y destino de las conexiones, tiempos de conexión y la evolución de los distintos aspectos en el tiempo (variaciones horarias yestacionales, previsiones de crecimiento a corto, medio y largo plazo, etc.). También se consideran las necesidades de interconexión entrediferentes operadores locales, nacionales e internacionales.[editar]Naturaleza del ServicioLa naturaleza del servicio requiere un alto estándar de rendimiento, desde el punto de vista del usuario la gran mayoría de las demandasdeben ser satisfechas con poco o ningún retraso y la calidad funcional de los servicios está regulada y estandarizada internacionalmente por la Unión Internacional de Telecomunicaciones(ITU) y en las últimas décadas por otros organismos y foros de normalización que danrespuesta a la rápida introducción de tecnologías que se produce en este campo. En la mayor parte de los países existen organismosreguladores estatales tanto del mercado nacional como de las condiciones de prestación, derechos y deberes de prestatarios o concesionariosy usuarios de servicios de telecomunicaciones.Por otro lado, las redes de acceso, los equipos y sistemas en la centrales y los enlaces de interconexión entre centrales, que conforman redesde servicio y transporte, son caros de instalar, operar y mantener y deben ser eficientemente utilizados. Un sobre-dimensionamiento de la redreducirá las ganancias o provocará pérdidas a la operadora sin mejorar sensiblemente la calidad del servicio. Por el contrario, el sub-dimensionamiento repercute en un servicio pobre y en ocasiones en penalizaciones del regulador o del propio mercado. Al mismo tiempo, laoptimización y adecuación de la estructura o topología de la red y de las tecnologías aplicables, facilitan el crecimiento a futuro y laadaptación a los nuevos servicios.[editar]Sistemas de InventarioUn aspecto crítico y frecuentemente olvidado son los sistemas de inventario y de supervisión de la red orientados a la Ingeniería de Tráfico.La inexistencia o desactualización de inventarios son fuente de errores de planificación y diseño que provocan compras innecesarias perotambién focos de desatención de la demanda y congestión. Los sistemas de supervisión aportan los datos necesarios para identificar sobrecargas e infrautilizaciones de la red y los niveles de servicio en cada punto y permiten determinar soluciones adecuadas para resolver yanticipar problemas de calidad desde el corto al largo plazo y son fundamentales para alimentar con datos de partida a los procesos de proyección de crecimiento.[editar]Servicios de VozEl mundo de las redes de telefonía, entendido como prestación de servicios de voz, es modernamente un caso particular ya que la evolucióndel sector está moviendo los esfuerzos a la integración de redes multiservicio, que facilitan voz, datos y multimedia mediante infraestructurasy procedimientos compartidos. El ejemplo más claro se tiene en las redes de telefonía celular, originalmente de voz analógica que llegan enlos comienzos del siglo XXI a los móviles de tercera generación que integran voz, datos y servicios multimedia de música, entretenimiento yvideo. Las funciones y técnicas de Ingeniería de Tráfico en este escenario son aún más importantes dada la diversidad de tecnologías y

aplicaciones que corren por las redes que aunque complican enormemente todos estos procesos, requieren un diseño aún más cuidadoso yeficiente que las viejas redes puras de conmutación y transmisión de circuitos.[editar]Dimensionado de EquiposUno de los aspectos más interesantes en diseño de redes es el dimensionado de equipos y elementos de interconexión. Cualquier intento otelecomunicación en progreso va a requerir recursos de red desde la fase de establecimiento hasta la finalización. Estos recursos, para una"llamada" particular, pueden variar en tipo o cantidad dependiendo del servicio demandado, la fase del proceso de comunicación y la propiared o redes que se atraviesen.



Un ejemplo simple es el dimensionado de una ruta de enlaces entre centrales de conmutación de circuitos. Los clientes servidos por doscentrales dadas se comunican entre sí a través de esta ruta, la cual posee a su vez un número de enlaces o circuitos individuales por los que se puede tener una única comunicación simultánea. El objetivo del dimensionado de esta ruta es determinar el número de circuitos necesarios para satisfacer la demanda de llamadas en condiciones de calidad para los usuarios y costos para el operador óptimas para ambos.[editar]ConsideracionesSiguiendo con el ejemplo, en este caso particular, es necesario considerar al menos:La demanda de servicio: en forma de Intensidad de tráfico que intuitivamente indica el número medio de llamadas simultáneas que losusuarios trataran de establecer y que se ofrecerán a la ruta de enlace.La naturaleza del sistema de telecomunicación: determinara métodos o procedimientos específicos de cálculo. El caso más consideraúnicamente llamadas originadas en una de las centrales con destino a la otra y que las llamadas que traten de establecerse en un instante detiempo que todos los enlaces estén ocupados se perderán y desaparecen del sistema, sin colas de espera y sin rutas alternativas.

La calidad o grado de servicio que se considera para dicha ruta: en nuestro ejemplo, será el porcentaje promedio de llamadas queadmitiremos se podrán perder durante el periodo definido como tiempo de observación. Este objetivo de calidad puede variar entre 0% y100%, donde 0% implica que no se perdería ninguna llamada y 100% que se perderían todas.Ahora bien, todos los conceptos explicados han de determinarse previamente para realizar posteriormente el simple cálculo matemático:Estudios particulares que implican aspectos regulatorios, de marketing y financieros acotan los valores recomendables de calidad de serviciode las rutas, por lo general entre 5% y 0,5%; evidentemente el 0% no se plantea, ya que como se podría deducir requeriría un número infinitode circuitos en la ruta para que la probabilidad de perder una llamada fuese 0%. Por otro lado, mediciones previas de tráfico y otros procedimientos de proyección permiten determinar aproximadamente la demanda de servicio esperada.[editar]Método de dimensionamientoEl método de dimensionado aplicable en este ejemplo en Teoría de Tráfico se engloba dentro de las Fórmulas de Erlang y en particular parasistemas a pérdida es la Fórmula de Erlang-B. Es una función G%=f (n, A), donde G es el grado de servicio que resultará cuando a la ruta den enlaces se le ofrezca una intensidad de tráfico A. Entonces, el proceso de cálculo de dimensionado, consiste en hallar el número entero de nenlaces para el valor A de tráfico estimado y el grado de servicio G prefijado a partir de la función de tráfico que aplique.

Para terminar el ejemplo con valores concretos aunque paradójicos, en una ruta que se estime aparezca en promedio una sola llamadasimultánea y para la que se desea tener un grado de servicio de 50%, tan solo necesitaremos un único circuito de enlace según Erlang-B.Se suele medir el tráfico telefónico de un PBX contando el número de troncales utilizadas en una unidad de tiempo, se grafica comohistograma. Estas gráficas ayudan a determinar las horas picos y para verificar que la infraestructura sea suficiente. Existe una ley empíricaen donde se establece que se necesitan tres troncales por cada extensión. Esto varía dependiendo del giro de la empresa.La Ruta Es el conjunto de troncales o enlaces que interconectan una CT con otra o una CT con un PBX. El dimensionamiento de la ruta es ladeterminación del número de troncales o enlaces requeridos en la conexión de la central A a la central B. Para estar en posibilidad dedimensionar correctamente una ruta se deberá tener idea de su posible utilización, es decir del número de conversaciones que se intentaránestablecer al mismo tiempo sobre dicha ruta. Esta utilización se puede definir mediante dos parámetros:Razón de llamadas.- Número de veces que se utiliza una ruta o trayectoria por unidad de tiempo, definida también como intensidad dellamadas por trayectoria durante la hora ocupada.Tiempo de retención.- Duración de la ocupación de la trayectoria por llamada, duración promedio de ocupación.Otras definiciones:Tráfico cruzado.- Es el tráfico que realmente fue conducido o establecido a través de las centrales.Tráfico ofrecido.- Es el volumen de tráfico demandado a la central.Congestión.- Diferencia entre tráfico ofrecido y cruzado.Para dimensionar una trayectoria se debe obtener la intensidad de tráfico representativo de una temporada ocupada y observando la variaciónde un día típico se notará que cierto periodo de una hora es el que muestra la mayor lectura pico a pico.Tráfico telefónico.- Es la acumulación de llamadas telefónicas en un grupo de circuitos o troncales considerando tanto su duración como sucantidad.A = C x T = Flujo Telefónico = Cantidad de llamadas por hora x Duración promedio de la llamadaLa unidad del flujo telefónico es llamadas/hora, una llamada/hora es la cantidad que representa una o más llamadas que tienen la duraciónagregada o acumulada de una hora. La unidad más usada en tráfico es el erlang, un erlang de intensidad de tráfico sobre un circuitodeterminado significa la ocupación continua de tal circuito. Ejemplo: Si se tienen 10 TK (troncales) y se tienen 5 erlangs, se esperaríaencontrar la mitad de los circuitos ocupados en el momento de la observación.Supóngase una CT con 10,000 abonados en la que no más del 25% requieren el servicio en forma simultánea. Por lo tanto se dimensiona lacentral con equipo suficiente para 2,500 conversaciones simultáneas. Cuando el usuario 2,501 intente comunicarse no lo logrará debido a quetodo el equipo de conexión estará ocupado aún cuando la línea deseada esté libre. Esta llamada 2,501 se conoce como llamada bloqueada ,dicha llamada ha encontrado congestionamiento. En un conmutador bien diseñado se espera que durante la hora pico se presenten momentosde congestionamiento en los que los intentos adicionales por establecer llamadas encontrarán bloqueo.Grado de servicio.- Expresa la posibilidad de encontrar congestionamiento durante la hora pico. El grado de servicio típico es de P=0.01, estosignifica que en promedio, en la hora pico se pierde una de cada cien llamadas.P = Total llamadas perdidas / Total llamadas ofrecidasDisponibilidad de un circuito telefónico.- Modelo para estimar la disponibilidad del circuito, ¿qué proporción del tiempo el circuito seencuentra libre? Suponiendo que es un proceso estocástico:a) Las llamadas son aleatorias con distribución de Poisson. La velocidad media de arribo es Lambda [1/T = 1/Tiempo] b) La duración de cada llamada, que se llama "tiempo ocupado" (holding time), se encuentra exponencialmente distribuida con media 1/Mu,se conoce como tiempo de servicio.

CONCLUSIONESLos sistemas de comunicación inalámbricos están basado generalmente en la programación de ondas de radio emitidas por una antenaomnidireccional (estación base o punto de acceso) en un área determinada dentro de las cuales se encuentran las estaciones móviles.El área geográfica en las que esta comunicación tiene lugar se denomina Celda. Esta considerada como un espacio circular con la estación base en su centro y las estaciones móviles a su alrededor.Actualmente la tecnología de la telefonía celular ofrece una serie de beneficios tales como gran capacidad de red, cobertura omnipresente, pocos equipos, bajos costos de infraestructura y facilidades de desarrollo de las estaciones bases. Este sistema de telefonía celular se basa enel uso de Microcelda la cual optimiza el uso de las celdas y macroceldas, permitiendo así el aprovechamiento y el mejor uso del espectro.

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