Introducción a los sistemas telefónicos celulares móviles. Generaciones de telefonía celular

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1 Itroducció a los sistemas telefóicos celulares móviles Geeracioes de telefoía celular Primera geeració: Sistemas aalógicos basados e FDMA, diseñados para servicios vocales (70 s y 80s). Ejemplos: AMPS, NMT. Seguda geeració: Sistemas digitales de bada agosta basados e TDMA y CDMA diseñados para servicios vocales y datos de baja velocidad (80 s y 90 s). Ejemplos: D-AMPS, GSM, IS-95A. Tercera geeració: Sistemas digitales de bada acha basados e TDMA y CDMA diseñados para Iteret móvil fudametalmete.(2000 e adelate) Ejemplos: UMTS, Egie. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 2 1

2 Otras tecologías celulares Wide Area Wireless Data Systems: Sistemas de amplia cobertura para servicios de datos de baja velocidad. Ejemplos: CDPD (Cellular Digital Packet Data) Wireless Local Area Networks (WLAN): Sistemas de cobertura limitada para servicios de datos de alta velocidad. Ejemplos: Red Altair de Motorola. Sistemas de mesajería/pagig: Sistemas de mesajes digitales de gra cobertura y simple implemetació. Sistemas de telefoía ialámbrica fija. Ejemplos: CT-2, DECT. Sistemas móviles satelitales: Provee servicio de voz co cobertura mudial. Ejemplos: Globalstar, Iridium, Odyssey. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 3 Compoetes básicos de u sistema celular. Termial móvil (MS): Elemeto utilizado por el aboado para acceder a la red. Modula y demodula la señal vocal e cada setido de coversació. Estació radiobase(bs): Gestioa y proporcioa la iterfaz ialámbrica etre la cetral celular y los termiales móviles. Cetral celular (MSC o MTSO): Es ua cetral digital que gestioa ua red de radiobases e iterfaces hacia la red teléfoica pública. Es resposable de comutar las coversacioes etre móviles y etre estos y la PSTN. HLR (Home Locatio Register): Es ua base de datos que cotiee todos los datos de los aboados de u sistema. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 4 2

3 Defiicioes básicas Área de cobertura de ua BS: Es el área e la cual u MS puede establecer ua comuicació telefóica usado esa BS como iterfase co el resto de los aboados. Área de servicio de ua cetral celular: Es la uió de las áreas de cobertura de las BS que se coecta a cierto MSC. Reuso de frecuecia: Ua misma bada del espectro es utilizada e distitas zoas geográficas, separadas cierta distacia, por u mismo operador celular. Esto implicará los deomiados patroes de reutilizació. Los caales de comuicació so full duplex: etre MS y BS es el Forward-lik, etre BS y MS es el Dow-lik. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 5 Problemáticas comues a todos los sistemas celulares. Plaificació de la red. Aálisis de tráfico. Estudio del terreo. Defiició de ua tecología de acceso. Iterfaces hacia la PSTN. Aspectos relativos a la radiofrecuecia (RF) Modos de propagació. Características de la señal recibida por ua MS. Factores que afecta a la propagació. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 6 3

4 Plaificació de la red celular Aálisis de tráfico (I) La capacidad e caales de ua radiobase es limitada por lo que la catidad de Erlags/Km 2 está acotada por la ecuació: Capacidad=Nº de caales/superficie de la celda El radio de la radiobase quedará determiado por la catidad de Erlags/Km 2 que so ecesarios. Resulta evidete que para soportar más tráfico si modificar el sistema es ecesario reducir el radio de la celda. Esto implica istalar más radiobases para cubrir la misma superficie. La potecia de los trasmisores y codicioes geográficas determia el radio de ua celda. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 7 Plaificació de la red celular Aálisis de tráfico (II) Si se dispoe de N trasceptores el volume de tráfico que se puede cursar co ua probabilidad de pérdida de E % surge de la 1ra fórmula de Erlag. N A E = N! N i 100 A i! i= 0 A es el tráfico ofrecido (etrate + saliete) expresado e Erlags. El tráfico A se mide durate la duració promedio de ua llamada. Esta fórmula supoe u úmero muy grade de fuetes de tráfico respecto a N (30 a 1). 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 8 4

5 Plaificació de la red celular Estudio del terreo Características del terreo cercao al sitio: motañas, valles, colias. Estructura dode se istalará las ateas: torres, edificios, bordes de techo, costado de edificios, etc. Obstáculos e la propagació de las señales: edificios cercaos, árboles, superficies de agua. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 9 Plaificació de la red celular Defiició de ua tecología de acceso 3 tecologías dispoibles que hace diferete uso del espectro electromagético: FDMA Multiplexació por divisió e la frecuecia. TDMA Multiplexació por divisió e el tiempo. CDMA Multiplexació por divisió e el código. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 10 5

6 Plaificació de la red celular Iterfaces hacia la PSTN Las iterfaces etre el sistema celular y las redes telefóicas existetes utiliza geeralmete señalizació #7. Se utiliza actualmete la parte de usuario de la red digital de servicios itegrados (ISUP) para señalizar llamadas vocales origiadas o destiadas a móviles hacia y desde la PSTN. La codificació de la voz hacia la PSTN correspode a algua de las leyes (µ o A) de la recomedació G.711 de ITU-T. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 11 Aspectos relativos a la radiofrecuecia Características de la señal recibida por ua MS. Nivel de señal de diseño requerida por u móvil. RSSI diseño =RS MS +M hq +M fade +L b +(L bp o L ic ) RS MS : míima señal requerida por el móvil (segú IS-136 es -103 dbm) M hq : Marge de alta calidad, se agrega para mejorar la calidad de la voz. M fade :Marge de fadig. L b : pérdida por el cuerpo. L bp : pérdida por peetració a edificios. L ic : pérdida por peetració a vehículos. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 12 6

7 Aspectos relativos a la radiofrecuecia Factores que afecta a la propagació (I). Aspectos que icide e la propagació: Modo de propagació: groudwaves, skywaves, spacewaves. Reflexioes debidas a la superficie de la Tierra. Difracció sobre la Tierra. Refracció e la atmósfera. Superrfracció y propagació por coductos. Efectos de la lluvia, ubes y iebla. Efectos de la vegetació y los árboles. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 13 Aspectos relativos a la radiofrecuecia Factores que afecta a la propagació (II). Efectos de las edificacioes. Efectos de la altura de la atea trasmisora. Efectos de la altura de la atea receptora. Efectos de la orietació de la calle. Efectos de la ateuació e túeles. Ruido (segú el Referece Data for Radio Egieer de la ITT): Atmosférico. Urbao debido a causas humaas Suburbao debido a causas humaas Galáctico y solar. Típico del receptor. 30 de agosto del 2000 Itroducció a los sistemas celulares 14 7

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