1Tema 2p4.5: Satelital y Movil

Sistemas Satelitales Un satlite de comunicaciones es, en esencia, un repetidor

colocado en rbita: su comportamiento es similar al de un espejo que reflejase los datos que se le envan desde una estacin terrestre hacia unos terminales instalados en el territorio al que el satlite da cobertura, es decir, recibe informacin y enva ondas electromagnticas, por medio del espacio, dentro de un radio, a todos los posibles receptores que deseen interpretar la informacin enviada.

Un sistema de comunicaciones por satlite consta, por tanto, de dos tramos:

El segmento terrestre, que comprende la estacin central (que cumple funciones de control, envo de datos y conexin con el resto de redes) ms los terminales de usuario (bsicamente antenas de mucha directividad).

El segmento espacial, el satlite propiamente dicho, a bordo del cual se encuentran los repetidores (conocidos como transponedores).

2Tipos de Satelites Satlites Cientficos: Tienen como principal objetivo estudiar la Tierra: superficie,

atmsfera y entorno y los dems cuerpos celestes. Estos aparatos permitieron que el conocimiento del Universo sea mucho ms preciso en la actualidad.

Satlites de comunicacin: Se ubican en la interseccin de la tecnologa del espacio y la de las comunicaciones. Constituyen la aplicacin espacial ms rentable y, a la vez, ms difundida en la actualidad.

Satlites de meteorologa: Son aparatos especializados que se dedican exclusivamente a la observacin de la atmsfera en su conjunto.

Satlites de navegacin: Desarrollados originalmente con fines militares al marcar el rumbo de misiles, submarinos, bombarderos y tropas, ahora se usan como sistemas de posicionamiento global para identificar locaciones terrestres mediante la triangulacin de tres satlites y una unidad receptora manual que puede sealar el lugar donde sta se encuentra y obtener as con exactitud las coordenadas de su localizacin geogrfica.

Satlites de teledeteccin: Permite localizar recursos naturales, vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de deforestacin, el avance de la contaminacin en los mares y un sinfn de caractersticas ms.

Satlites Militares: Apoyan las operaciones militares de ciertos pases, bajo la premisa de su seguridad nacional.

Cmo funciona? Los satlites, bsicamente, estn compuestos

por el mdulo central de control y las antenas receptoras y emisoras. Las alas del satlite son paneles que transforman la luz solar en combustible para poder funcionar.

Las seales VHF de alta potencia y alta frecuencia pueden cruzar las nubes y la atmosfera adentrndose en el espacio. Estamos hablando 36 mil kilmetros, pero van y regresan en instantes ya que viajan a la velocidad de la luz, 300.000 kilmetros al segundo.

Las antenas que suben la seal al satlite se llaman up-links mientras que las receptoras son las parablicas. La seal que capta esta antena se la entrega a un receptor llamado de codificador para obtener el programa de radio.

3Communication Satellites (3)

TIPOS DE SATELITE POR SU ALTURA

4 Un telfono satelital es un tipo de telefono mvil que se conecta con las orbitas satelitales en vez de a celdas terrestres. Dependiendo de la arquitectura de un sistema particular, su cobertura puede incluir el total del globo terrestre o solo regiones especificas.

Estos telfonos normalmente son habilitados con un cdigo especial de pas por ejemplo Inmarsat (+870 a +874) Iridium (+881 6 y +881 7), Globalstar utiliza el rango de EEUU.

Existen 2 tipos de servicios satelitales GeoSincrnicos :35000Km. 60Kbit/s 512Kbit/s. Terminales del tamao

de una laptop. ACeS Asia Oeste 1 Satelite Inmarsat (1979) -Joint venture con ACeS. 12 Satelites. Cobertura en toda la

superficie terrestre con excepcion de las regiones polares. Thuraya 2 Satelites la mayor parte de Eurasia, Africa y Australia MSAT / Mobile Satellite Ventures 1 Satelite : AMERICA

Telefona satelital

Telefona satelital Servicios LEO (Low Earth Orbit) : Orbitan la tierra a alta velocidad entre 640 y

1120 Km de altura. Los dos sistemas que existen actualmente se iniciaron en 1990, y sus velocidades

estn entre 2200 bit/s and 9600 bit/s usando un terminal satelital. Globalstar Su red cubre la mayor parte del globo con 44 satlites activos. Viajan

en una orbita de 52 grados y las zonas polares no son cubiertas tampoco. Esta red se encuentra en servicio comercial limitado desde 1999.

Iridium 66 Satlites le dan la cobertura total en la superficie terrestre.

5Low-Earth Orbit SatellitesIridium

(a) The Iridium satellites from six necklaces around the earth.(b) 1628 moving cells cover the earth.

Globalstar

(a) Relaying in space.(b) Relaying on the ground.

6PRINCIPIOS DE TELEFONIA CELULAR

Introduccin Los telfonos inalmbricos vienen en 2 variedades bsicas :

Cordless o sin cable son dispositivos que consisten en unaestacion base que se venden como un conjunto para utilizarsedentro de una casa o residencia

Mviles (denominados tambien celulares). DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), o

Telecomunicaciones Inalmbricas Mejoradas Digitalmente es un estandar ETSI para telfonos inalmbricos digitales, comnmente utilizado para propsitos domsticos o corporativos. El DECT tambin puede ser utilizado para transferencias inalmbricas de datos.

DECT es como un dispositivo celular GSM. Una gran diferencia entre ambos sistemas es que el radio de operacin de los aparatos DECT es desde 25 hasta 100 metros, mientras que los GSM de 2 a 10 kilmetros.

7 En 1946 el primer sistema car-based fue configurado en St.Louis.(EEUU). Este sistema utilizo un solo transmisor grande en la cima de un edificio alto y tenia 1 solo canal , utilizado tanto para envi como recepcin.

Para hablar el usuario tenia que presionar un botn que habilitaba el transmisor y deshabilitaba el receptor. Estos sistemas denominados push-to-talk, fueron instalados en muchas ciudades cerca de los 50s . Los taxis y autos de polica que vemos en la TV utilizan esta tecnologa.

Como empezamos?

Radio Celular La radio celular corrige muchos de los problemas de los

servicios de telefona mvil de dos direcciones tradicionales y crea un ambiente totalmente nuevo para el servicio telefnicotradicional de lneas almbricas. Los conceptos claves de la radio celular fueron descubiertos por los investigadores, en los laboratorios de Telfonos Bell, en 1947

8Multiplexacin y Mtodos de Acceso

En las aplicaciones telefnicas fundamentalmente, una tarea fundamental consiste en combinar las seales recibidas en las oficinas finales o de agregacin en una sola seal que es enviada a travs del enlace troncal. Esto se logra con la ayuda de varios esquemas de Multiplexacin.

El primer esquema de MULTIPLEXACION es FDM

La tecnologa afn para acceso es FDMA (Frequency DivisionMultiple Access (NMT, TACS, AMPS) donde Cada conversacin tiene su propia frecuencia Conversacin Privada:

30 KHz

AMPS, TACS, NMT, NTT, CTO, CT1,...TIEMPO

FREC

UEN

CIA

45 MHz

ESTACION MOVIL

ESTACION BASE

FDMA

9WDM : Wavelength Division Multiplexing

En FO, el esquema a utilizar es WDM en reemplazo de FDM. A medida que mas y mas longitudes de onda se pueden

transportar en una sola fibra ,WDM se convierte en unatecnologia ms densa y ahora el nombre DWDM (dense WDM) se utiliza cuando el numero de canales es grande en una FO.

- El Cocktail Party: - Todos usan la misma frecuencia al mismo tiempo.

- Las conversaciones se separan mediante cdigos.

IS-95TIEMPO

FREC

UEN

CIA

45 MHz

1.25 KHz

ESTACION MOVIL

ESTACION BASE

CDMA - Code Division Multiple Access

Cocktail party

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GSM/DCS1800, IS-54, PDC

TIEMPO

ESTACION MOVIL

ESTACION BASE

FREC

UEN

CIA

4.6 ms 0.57 ms

45 MHz

200 KHz

TDMA : Time Division Multiple Access](GSM, D-AMPS, PDC)

- Todos usan la misma frecuencia, pero no al mismo tiempo (time slots). La reunin: Para hablar hay que esperar el turno

Meeting

Time Division Multiplexing

The T1 carrier (1.544 Mbps).

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Time Division Multiplexing (3)Multiplexing T1 streams into higher carriers.

CELULAR = CELDAS Usa un numero grande de transmisores de baja potencia. Esto permite que estas celdas sean sized de acuerdo a la densidad

de demanda de una region Hand-Off entre celdas para tener servicio continuo Reutilizacin de Frecuencias

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Historia Hasta 1964, los sistemas de telefona mvil

operaban slo en el modo manual; un operador del telfono mvil especial manejaba cada llamada, de y hacia cada unidad mvil.

En 1964, los sistemas selectores de canales automticos fueron colocados en servicio para los sistemas de telefona mvil. Esto elimin la necesidad de la operacin oprimir-para-hablar (push-to-talk) y les permita a los clientes marcar directamente sus llamadas, sin la ayuda de una operadora.

Historia La instalacin de llamadas automticas fue extendida a la

banda de 450 MHz, en 1969, y los sistemas de telefona mvil mejorados (IMTS), se convirtieron al servicio de telefona mvil estndar de Estados Unidos. El IMTS usa los canales de radio de FM para establecer enlaces de comunicacin, entre los telfonos mviles y los transceptores de estacin de base centrales, los cuales se enlazan al intercambio de telfono local por medio de las lneas telefnicas metlicas normales.

IMTS soportaba 23 canales distribuidos entre 150 MHz y 450 MHz. Debido al pequeo numero de canales, los usuarios frecuentemente teniana que esperar un tiempo largo antes de obtener tono de discado. Tambien debido a la alta potencia del transmisor los sistemas adyacentes tenian que estar a muchios kilomentros de distancia para evitar interferencia, En resumen su limitada capacidad hizo del sistema totalmente impractico.

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Historia : Radio Celular El 1974, la FCC proporcion un ancho de banda de 40 MHz

adicionales para el servicio de radio celular (825 a 845 MHz y 870 a 890 MHz). Estas bandas de frecuencias fueron previamente asignadas a los canales de televisin 70 a 83 de UHF. En 1975, se concedi a AT&T la primera licencia para operar un servicio de radio celular en desarrollo, en Chicago, AT&T subsecuentemente formo el servicio de Telefona Mvil Avanzado (AMPS)

Advanced Mobile Phone SystemAMPS

Todo cambio con AMPS (Advanced Mobile Phone System), inventado porBell Labs e instalado en los EEUU en 1982. Se instalo tambien en Inglaterradonde se lo llamo TACS y en Japn, donde lo llamaron MCS-L1.

Las celdas son tipicamente de 10 a 20 Km. de diametro , en sistemasdigitales las celdas son mas pequeas. Cada celda utiliza un set de frecuencias que no son usadas por ninguna de las celdas vecinas. Estopermite a los sistemas celulares tener mayor capacidad (tamaopequeo,reuso de frecuencias)

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HANDOFF En cada instante cada mvil se encuentra en una celda especifica y bajo el control

de esa BTS. Cuando el mvil abandona fsicamente una celda, su radiobase registra el cambio y disminucin de seal del mvil y pregunta a todas las radiobases vecinas cuanta potencia reciben de este. Entonces la RBS transfiere la propiedad de la llamada a aquella celda que recibe la mayor potencia. Luego el telfono se informado de su nuevo jefe, y si hay una llamada en curso se pedir al mvil que se sintonice aun nuevo canal. Este proceso se denomina HANDOFF y toma acerca de 300 mseg.

HANDOFF Los handoffs pueden ser hechos de dos

maneras soft handoff, el telfono es adquirido por la nueva

rbs antes que la previa se desconecte. De esta manera no existe una perdida de continuidad. El problema para esto radica en que el terminal debe ser capaz de sintonizar dos frecuencias simultneamente.

hard handoff, la rbs antigua deja al telfono antes que la nueva lo incorpore, si acaso ocurriera alguna falla al momento de realizar esta tarea, la llamada es desconectada abruptamente.

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La segunda generacin del sistema AMPS es D-AMPS y es totalmente digita. Esta descrito en el Estndar IS-136. Fue diseado para coexistir con AMPS de tal manera que telfonos de primer ay segunda generacin puedan operar simultneamente en la misma celda.

Cuando D-AMPS fue lanzado comercialmente, una nueva banda de frecuencias se puso disponible para manejar la carga incrementada. Los canales de subida en 18501910 MHz, y de bajada en el rango de 19301990 MHz. En esta banda las ondas son de 16cm de longitud por lo que su antena es de solo 4 cm permitiendo tener telfonos mas pequeos- Sin embargo D-AMPS puede usar 850-MHz y 1900-MHz para tener un ancho mayor de canales.

D-AMPSDigital Advanced Mobile Phone System

D-AMPSThe Digital Advanced Mobile Phone

System En un telfono DAMPS, la seal vocal que se recoge

por el micrfono se digitaliza y comprime usando un modelo que es mas sofisticado que la modulacin DELTA y codificacin de tipo predictivo. La compresin se realiza de acuerdo a los cdecs necesarios para tener un esquema PCM de 56Kbps codificados a 8Kbps o menos. Esta tarea se realiza por un dispositivo presente en el telfono denominado vocoder (Bellamy, 2000). Se realiza en el telfono para enviar la menor cantidad de bits posibles hacia el aire.

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D-AMPS:HANDOFF

Una diferencia FUNDAMENTAL entre AMPS y DAMPS es como se maneja el HANDOFF. En AMPS la central maneja todo sin la ayuda de los dispositivos mviles. En DAMPS 1/3 del tiempo el mvil no enva ni recibe , se utilizan estos slots disponibles para medir la calidad de la seal, cuando encuentra que esta se empieza debilitar, realiza una solicitud a la central quien puede desligar la conexin, momento en el cual el mvil puede sintonizar a otra seal de una rbs distinta , este proceso se llama MAHO (Mobile Assisted HandOff).

Time Division Multiple Access FRECUENCIA : 800 MHz.

Servicios : SMS, Voice Mail

MSCHLR

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Global System for Mobile Communications

FRECUENCIA : 850/900/1800/1900 MHz

MSC HLR

SIMCARD (CHIP)

BSC

GMSCEIR

AUC

MS

BSS NSS

VAS

MSC

HLR

SIMCARD (CHIP)

BSCEDGE

PREPAGO

ISUP CAMEL

PREPAID SYSTEM

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COMO SE HACE UNA LLAMADA?

Los telfonos celulares se comunican por medio deseales de radio frecuencia con la estacin base.

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La estacin base convierte la seal de radio del telfono celular para enviarla a la central telefnica, esto se hace a travs de diferentes medios de transmisin (Fibra ptica, Radio, etc.).

GS

TDMA

M

La central (TDMA o GSM) pregunta al HLR si el abonado es vlido y si cumple con las categoras para hacer la llamada, luego de esto y en caso de ser abonado prepago, la llamada es enviada hacia el sistema prepago para su respectivo control

GS

DMA

M

T HLR1

PREPAGO

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GS

TDMA

M

Una vez realizadas las tareas ,la central telefnica encamina la llamadasolicitada, mediante Redes Fijas o Celulares,hacia el abonado destino.

Fija

CooperativasOtrosOperadores

LDN

LDI

PCU

SGSNGGSN

MSC HLR

SIMCARD (CHIP)

BSC

MS

BSS NSS

IPREDES IP

IPNSS

EDGE

GPRS : General Packet Radio Service

SMSC

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Gerencia de la movilidad

PROCEDIMIENTOS GPRS

GPRS ATTACH

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GPRS- ACTIVACION PDP

CoberturaIndoor& Outdoor

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IDEAL

REAL

TEORICO2 Tipos de Cobertura.Outdoor : Al aire LibreIndoor : Dentro de Construcciones

Qu son las CELDAS Celulares?

Las reas de servicio (en cobertura) estn definidas por zonas de cobertura radial, llamadas celdas. El tamao de la celda depende de la frecuencia que se utilice. (TDMA > GSM)

ReflexinMultitrayectoriaPenetracin

Por qu pierdo seal?

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ReflexinAbsorcinPenetracin

Por qu pierdo seal?

3 Dimensiones

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COBERTURAS ESPECIALIZADAS : CARRETERAS

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