INTRODUCCIÓN A LAS TECNOLOGÍAS DE TELEFONÍA CELULAR

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1 INTRODUCCIÓN A LAS TECNOLOGÍAS DE TELEFONÍA CELULAR Consejo Profesional de Ingeniería de Telecomunicaciones, Electrónica y Computación Ciudad Autónoma de Buenos Aires Jueves 29 y Viernes 30 de mayo de 2003 Disertante: Ing. Raúl O. Viñales Página 1 de 20

2 Antecedentes de la Telefonía Celular Se introduce el primer servicio público de telefonía móvil en las veinticinco ciudades más grandes de Estados Unidos. Cada sistema constaba de un transmisor de alta potencia y una torre muy alta para cubrir distancias de hasta 50 km. Estos sistemas FM usaban 120 KHz de ancho de banda en RF en el modo half-duplex (una sola persona puede hablar por vez) aunque el espectro vocal ocupa sólo 3 KHz. Este gran ancho de banda en RF se necesitaba por la gran dificultad de fabricar filtros de RF ajustados y los amplificadores receptores de RF de bajo ruido La FCC duplica el número de canales telefónicos móviles en base a la mejora de la tecnología, que permite cortar el ancho de banda de RF en 60 Khz Mitad de esta década, el ancho de banda de RF era de 30 KHz. Por lo que desde los años 40 hasta mitad de los 60, sólo hubo un incremento de 4 veces en la eficiencia del espectro. Al mismo tiempo se introdujo el IMTS (Improved Mobile Telephone Service) por lo que las compañías telefónicas comenzaron a ofrecer sistemas telefónicas móviles fullduplex, auto-dial y auto-trunking. Pero lamentablemente, este servicio se saturó inmediatamente en casi todas las ciudades. Durante los años 1950 y 1960, los laboratorios Bell, AT&T y otras compañías telefónicas de todo el mundo investigaron la teoría y las técnicas de la radiotelefonía celular, el concepto de dividir una zona en pequeñas celdas, en las cuales se reusan las frecuencias para incrementar el espectro disponible a expensas de una utilización de mayor infraestructura. AT&T propuso este concepto de telefonía móvil celular a la FCC en 1968 y la tecnología estuvo disponible a finales de los años 70 En 1983, la FCC asignó 666 canales duplex que ocupan un espectro de 40 MHz en la banda de 800 MHz y cada canal tiene un ancho de banda de 30 KHz, para el denominado sistema AMPS (Advanced Móvil Phone System) La FCC dispuso que cada ciudad podría tener dos operadores de telefonía celular para asegurar la competencia, por lo que los 666 canales de radio se dividen en dos sistemas de 333 canales cada uno. En 1989, la FCC agregó 166 canales de radio para dar respuesta al rápido crecimiento de la demanda Página 2 de 20

3 Advanced Mobile Phone Systems (AMPS) Interface de aire Se usa un canal de control (set up o paging) en cada Radiobase para alcanzar en forma simultánea a todos los móviles para avisarles de las llamadas entrantes y para que se muevan a un canal de voz. El canal Forward Control Channel (FCC) transmite constantemente datos a 10 Kb/s en código binario FSK. Las transmisiones del canal FCC contienen mensajes de overhead y mensajes de control de la estación móvil. Los canales Forward Voice Channel (FVC) y Reverse Voice Channel (RVC), se usan para transmisiones de voz en el enlace de ida y de retorno. Mientras los canales de voz están en uso, se usan tres técnicas de señalización adicionales para permitir la supervisión de la estación móvil desde la Radiobase. Dos señales de supervisión son: 1) SAT (Supervisory Audio Tone) y 2)ST (Signaling Tone) Además, se utiliza una señalización de datos de banda ancha en el canal de voz para proveer mensajes tipo ráfagas para ajustar la potencia o iniciar un hand-off. Se usa la técnica blank-and-burst, donde se elimina el audio y se reemplaza por una ráfaga de gran ancho de banda a 10 Kb/s usando modulación FSK. La duración de esta ráfaga es menor de 10 ms, por lo cual es virtualmente imperceptible al usuario del canal de voz. Señales de Supervisión (SAT y ST) Los tonos SAT son tres frecuencias ubicadas en Hz, Hz y 6030 Hz. Una dada Radiobase transmitirá constantemente 1(uno) de los 3(tres) tonos SAT en cada canal de voz mientras están en uso. El tono SAT se superpone en el canal de voz en ambos sentidos ida y retorno y es inaudible para el usuario. La frecuencia particular SAT designa una Radiobase en particular para el móvil y es asignada por el MSC, para cada llamada. Debido a que todo sistema celular debe tener muchas Radiobases co-canales en una pequeña región geográfica, el tono SAT le permite al móvil y a la Radiobase conocer cual de las tres Radiobases co-canales está manejando la llamada. Cuando se asigna el canal de voz, el FVC desde la Radiobase, comienza a transmitir el SAT. Cuando el móvil comienza a monitorear el FVC, se detecta, filtra y demodula el tono SAT desde la Radiobase y entonces reproduce el mismo tono para transmitirlo en forma continua en el RVC hacia la Radiobase. Este reconocimiento es necesario para que permanezca un canal de voz dedicado. Si el tono SAT, no está presente o se detecta en forma incorrecta dentro de un intervalo de 1(un) segundo, la Radiobase y el móvil terminan la transmisión y el MSC usa un canal vacante para nuevas llamadas. La transmisión de SAT desde el móvil se suspende un instante durante el blank-andburst en el RVC. La detección y el reenvío del SAT, desde el móvil debe realizarse cada 250 mseg. En muchas oportunidades, las llamadas celulares terminan prematuramente, debido a la interferencia o la detección incorrecta del tono SAT, en el terminal móvil o la Radiobase. El tono de señalización ST es una ráfaga de datos que señaliza la terminación de la llamada por parte del usuario. Este es un mensaje de terminación de llamada que Página 3 de 20

4 consiste en una ráfaga de 1s y 0s, que envía el móvil sobre el canal RVC durante 200 mseg. A diferencia de los mensajes blank-and-burst que suspenden en forma transitoria la transmisión del tono SAT, el tono ST se envía en forma simultánea con el tono SAT. La señal ST le avisa a la Radiobase, que el móvil terminó la comunicación. En efecto, cuando un usuario termina una llamada o apaga el terminal durante una conversación, el móvil envía en forma inmediata un tono ST. De esta manera la Radiobase puede discriminar entre la comunicación terminada en forma deliberada por el usuario y aquella que es eliminada por el sistema. Codificación de los Mensajes blank-and-burst Los canales de voz de AMPS, llevan flujos de datos de banda ancha(10 kb/s) para la señalización blank-and-burst. El flujo de datos de banda ancha se codifica de tal manera que cada uno binario NRZ se representa por una transición de cero a uno y cada cero binario NRZ se representa por una transición de uno a cero. Este tipo de código se denomina Manchester y la ventaja de usarlo es que la energía de la señal codificada se concentra en el espectro de 10 KHz y sólo una parte muy débil en la banda de 4 KHz. Por lo tanto, un flujo de datos transmitido sobre un canal de voz puede ser fácilmente detectado dentro de un canal de RF de 30 KHz, es difícilmente audible para el usuario y puede ser pasado sobre líneas telefónicas que tienen circuitos de bloqueo de continua. El código Manchester se usa en las transmisiones de blank-and-burst sobre los canales de voz y de control. Tratamiento de la llamada Primero analizamos el caso de una llamada desde la Red Pública (PSTN) a un móvil de una Red Celular. La Central de Conmutación Móvil (MSC) hace que se origine una señal de búsqueda (paging) con el número MIN (Móvil Identifier Number), en cada uno de los FCC de todas las Radiobases. Si el celular buscado recibe esta señal, responde con una señal de reconocimiento en el RCC. El MSC cuando recibe este reconocimiento, hace que la Radiobase asigne un FVC y un RVC (par) al celular en cuestión. La Radiobase también asigna un tono SAT y un código VMAC (Voice Mobile Attenuation Code), cuando se mueve la comunicación a un par de canales de voz. El tono SAT tiene uno de tres frecuencias posibles que permite que la Radiobase y el móvil se reconozcan ambos y se diferencien de los usuarios co-canales situados en diferentes celdas. El código VMAC instruye al celular a transmitir a una determinada potencia, dependiendo de la cercanía que tiene a la radiobase. En el canal de voz se usa una señal de datos FSK, en el modo blank-and-burst (ráfagas) entre la radiobase y el celular para iniciar hand-offs, cambiar la potencia de transmisión del celular y proveer otros datos del sistema. Estas ráfagas de datos, permiten que el MSC los envie, en el canal de voz, suspendiendo en esos instantes la voz y el tono SAT, siendo imperceptible para el usuario. Cuando el móvil inicia la llamada, este origina un mensaje en el RCC, transmitiendo su número MIN y ESN, el SCM (Station Class Mark) y el número telefónico de destino. Página 4 de 20

5 La Radiobase recibe esta información y la envía al MSC, que chequea si el móvil está correctamente registrado y la conecta a la PSTN, asignando la llamada al par de FVC y RVC con un SAT específico y VMAC y comienza la conversación. Durante una conversación en curso, el MSC origina numerosos comandos de ráfaga que conmuta los móviles entre diferentes canales de voz y radiobases en función de la situación geográfica del móvil. La decisión de ejecutar un hand-off la toma el MSC cuando el nivel de la señal en el RVC de la radiobase a la cual está conectado el móvil, cae por debajo de un cierto nivel de umbral o cuando el tono SAT experimenta un cierto nivel de interferencia. Los umbrales se ajustan en el MSC por el Operador estando sujetos a mediciones continuas y se deben cambiar periódicamente para tener n cuenta el crecimiento de los clientes, la expansión del sistema y el cambio de los patrones de tráfico. El MSC usa receptores scanning llamados receptores locales en las radiobases para determinar el nivel de señal de los móviles que aparecen como necesitando un handoff. Cuando llega una nueva llamada desde la PSTN u otro móvil y todos los canales de voz de una determinada Radiobase están ocupadas, el MSC deja la línea PSTN abierta mientras instruye a esa Radiobase a enviar un mensaje directo (direct retry) al móvil dentro del canal FCC. Esto fuerza al móvil a conmutar a un canal de control diferente (Radiobase distinta) para asignar un par de canales de voz. Dependiendo de las condiciones de Radiopropagación, la localización del móvil y el tráfico en la nueva Radiobase, este encaminamiento forzado puede resultar exitoso o no. Varios factores contribuyen a degradar el servicio celular, perdiendo o bloqueando algunas llamadas. Los más importantes son: la performance del MSC, el tráfico en una determinada área geográfica, el plan específico de reuso de frecuencia, la relación del número de radiobases a la cantidad de usuarios móviles, las condiciones de propagación y los umbrales para ejecutar el hand-off. Mantener un servicio perfecto y una calidad total en sistemas celulares que funcionan en áreas de gran densidad es muy complejo, debido a la dificultad de determinar una cobertura precisa para todos los usuarios. En las grandes áreas metropolitanas, es común tener entre un 3 a un 5 % de llamadas caídas y un 10% de bloqueo durante condiciones de gran tráfico. Página 5 de 20

6 UNITED STATES DIGITAL CELULAR (IS-54)- D-AMPS El sistema analógico AMPS no estaba diseñado para soportar las necesidades de tráfico de las grandes ciudades. En los últimos años de 1980 se desarrolló el sistema USDC, basado en TDMA (Time División Múltiple Access) que soporta 3 (tres) usuarios por cada canal AMPS, utilizando el mismo esquema de FDD con una separación de 45 MHz. El modo dual USDC/AMPS se estandarizó como Interim Standard 54 (IS-54) por la Electronic Industries Association y la Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) en El sistema USDC se diseñó para compartir las mismas frecuencias, el plan de reuso de frecuencias y las estaciones base de AMPS, de tal manera que las estaciones base y los terminales móviles podrían equiparse con ambas tipos de canales AMPS y USDC en el mismo equipo. Al soportar ambos sistemas, los operadores son capaces de proveer a los nuevos clientes con teléfonos USDC y reemplazar gradualmente las radiobases AMPS, canal por canal. Al ser compatible con AMPS, el sistema USDC se denomina también D-AMPS. En áreas rurales de Estados Unidos, los sistemas AMPS usan sólo 666 de los 832 canales. En estas áreas, los canales D-AMPS pueden instalarse en un espectro extendido para soportar los terminales D-AMPS con la posibilidad de hacer roaming desde las áreas metropolitanas. En las áreas urbanas donde todos los canales están en uso se seleccionan determinadas frecuencias en las radiobases de alto tráfico y se convierten al standard digital D-AMPS. En las grandes ciudades, el cambio gradual de AMPS a D-AMPS, resulta en un incremento temporario de la interferencia y la caída de llamadas en el sistema AMPS, ya que cada vez que agregamos canales digitales esto se basa en la disminución de canales analógicos. Por lo tanto, se debe balancear muy bien la cantidad de terminales analógicos y digitales con el cambio de AMPS a D-AMPS. Para mantener la compatibilidad con los terminales AMPS, los canales de control de ida y retorno, usan idéntica señalización que en AMPS. Mientras los canales de voz usan la modulación Pi/4 DQPSK a una tasa de 48,6 Kb/s, los canales de control usan la misma modulación FSK de 10 Kb/s. CANALES D-AMPS El sistema D-AMPS, adiciona a los 42 canales de control AMPS, otros 42 canales denominados canales de control secundarios. Por lo tanto, el sistema D-AMPS puede duplicar la cantidad de tráfico sobre los canales de control. Los operadores pueden usar estos canales de control secundarios para el sistema D-AMPS únicamente, ya que los terminales AMPS, no monitorean estos canales. Mientras se convierte un sistema AMPS a D-AMPS, el operador puede programar el MSC para enviar señales de búsqueda (pages) para los terminales D-AMPS, sólo en los canales de control secundarios mientras que el tráfico existente en AMPS se envía sólo en los canales AMPS. De esta manera, los terminales D-AMPS sólo monitorean los canales de control de ida secundarios cuando operan en el modo D-AMPS. Con el tiempo, cuando la cantidad de terminales D-AMPS aumenta notablemente y se hacen necesarios canales de control adicionales, los mensajes de D-AMPS se pueden enviar simultáneamente por los canales de control primario y secundario. El canal de voz digital ocupa 30 KHz de ancho de banda en los enlaces de ida y retorno y soporta un máximo de 3 (tres) usuarios. Página 6 de 20

7 Cada canal de voz soporta un esquema TDMA, que provee 6 (seis) slots de tiempo. Cada usuario utiliza 2 (dos) slots, el usuario 1 ocupa los slots 1 y 4, el usuario 2 ocupa los slots 2 y 5 y el usuario 3 ocupa los slots 3 y 6. En cada canal de voz, se colocan 4 (cuatro) canales de datos en forma simultánea. Definimos primero el canal de tráfico digital (DTC) que lleva la información del usuario (voz o datos) y luego 3 (tres) canales de supervisión. El RDTC (retorno) se establece en el sentido terminal móvil a radiobase y el FDTC (ida) en el sentido de la radiobase al terminal. Los 3 (tres) canales de supervisión se denominan : CDVCC (Coded Digital Verification Color Code) SACCH (Slow Associated Control Channel) FACCH (Fast Associated Control Channel ) El CDVCC es un mensaje de 12 bit que se envía en cada slot de tiempo y su función es similar a la de los tonos SAT en AMPS. El CDVCC es un número de 8 bit entre 1 y 255, que es protegido con 4 bits de código Hamming (12,8) La radiobase transmite un valor CDVCC en el canal de voz de ida y cada terminal que está usando el canal TDMA debe recibir, decodificar y retransmitir el mismo valor CDVCC hacia la radiobase en el canal de voz de retorno. Si el handshake CDVCC no es completado propiamente, entonces el slot de tiempo será tomado por otros usuarios y el transmisor del terminal se apaga automáticamente. El SAC se envía en cada slot de tiempo y provee un canal de señalización en paralelo con la voz digital. El SACCH lleva varios mensajes de control y supervisión entre el terminal móvil y la radiobase. SACCCH provee mensajes cortos sobre muchos slots de tiempo consecutivos y se usa para comunicar cambios en el nivel de potencia y requerimientos de efectuar hand-off. El SACCH también es usado por el terminal para reportar los resultados de las mediciones del nivel de señal de las radiobases vecinas de tal manera que la radiobase puede implementar un hand-off asistido (MAHO) El FACCH es otro canal de señalización que se usa para enviar mensajes de control o tráfico especializado de datos entre la radiobase y los terminales. Los datos FACCH cuando se transmiten toman el lugar de la información de datos del usuario, como ser la voz, dentro de la trama (frame). El FACCH soporta la transmisión de tonos duales multifrecuencia (DTMF), que es información del teclado, instrucciones de liberación de llamadas y requerimiento del estado del terminal o de hand-off asistido (Mobile Assisted Hand-off) El FACCH, también provee una enorme flexibilidad ya que permite a los operadores manejar tráfico interno a la red celular si el canal DTC está vacío durante algunos de los slots del TDMA. Los datos FACCH son tratados como los datos de voz, ya que es paquetizado e intercalado para colocarla en el slot. No obstante a diferencia de los datos de voz, que protegen sólo ciertos bits con la codificación de canal, los datos de FACCH usan un código de canal convolucional con tasa ¼ para proteger todos los bits que se transmiten en un slot. Se observa en la figura 1 que la trama del sistema D-AMPS consiste de 6 slots que soportan 3 canales de tráfico, siendo la duración de la trama de 40 mseg. Como el sistema D-AMPS utiliza FDD, existen slots de ida y de retorno, operando simultáneamente. Cada slot se diseña para llevar datos de voz intercalados entre dos tramas adyacentes del codificador de voz. La duración de la trama del codificador de voz es 20 mseg, es decir, la mitad de la trama TDMA. Página 7 de 20

8 El standard D-AMPS requiere que los datos de dos tramas adyacentes del codificador de voz se envien en un slot particular. El codificador de voz D-AMPS produce 159 bits de datos de voz codificados en una trama de 20 mseg, pero la codificación de canal le da a cada trama de voz codificada hasta 260 bits para el mismo período de 20 mseg. Si el FACCH se envía en lugar de los datos de voz, una trama de los datos de voz codificados se reemplazan con un bloque de datos FACCH y los datos FACCH dentro de un slot está compuesto por dos bloques de datos FACCH adyacentes. En el canal de voz de retorno, cada slot consiste de dos ráfagas de 122 bits y un burst de 16 bits (para un total de 260 bits por slot) desde dos tramas de voz intercaladas (o bloque FACCH). Además se envían 28 bits de sincronismo, 12 bits de los datos SAC, 12 bits de CDVCC y 12 bits de tiempo de guarda y ramp-up. En el canal de voz de ida, cada slot consiste de dos ráfagas de 130 bits de dos tramas de voz intercaladas (o datos FACCH si no se envía la voz), 28 bits de sincronismo, 12 bits de datos SAC, 12 bits CDVCC y 12 bits de reserva. Por lo tanto, hay un total de 324 bits por slot en el canal de ida y de retorno y cada slot dura 6,667 mseg. Los slots en los canales de ida y de retorno están escalonados en el tiempo por lo cual el slot 1 del frame N en el canal de ida, empieza exactamente 1 slot + 44 símbolos ( 324 bits + 88 bits= 412 bits) después del comienzo del slot 1 del frame N del canal de retorno. Esto permite que los terminales utilizen una llave de transmisión/ recepción, en lugar de un duplexer para la operación full duplex con el enlace de ida y retorno. D-AMPS provee la posibilidad de ajustar el tiempo de escalón entre el slot de ida y retorno en incrementos de medio slot, de tal manera que el sistema puede sincronizar nuevos terminales a los cuales se les asigna un slot. Página 8 de 20

9 GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE (GSM) El sistema GSM es un standard de segunda generación que se diseñó para solucionar los problemas de fragmentación de los sistemas de primera generación desarrollados en Europa. Las normas de GSM, están definidas por el ETSI (European Technical Standards Institute). Servicios GSM Los servicios ofrecidos por GSM siguen las guías de RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y se clasifican en Teleservicios y Servicios de Datos. Los Teleservicios incluyen la telefonía y los Servicios de Datos la comunicación Computadora a Computadora y Tráfico de Conmutación de Paquetes. Los servicios de Telefonía incluyen llamados de emergencia y facsímile. Los servicios de datos incluyen protocolos de conmutación de paquetes y datos entre 300 b/s y 9,6 kb/s. Los datos se pueden transmitir en el modo transparente(donde GSM provee una codificación de canal standard) o el modo no transparente(donde GSM ofrece un código especial basado en la interface de datos particular) Servicios suplementarios RDSI, que son digitales e incluyen desviación de llamada, grupo cerrado de usuarios e identificación de llamada. Otros servicios incluyen SMS (Short Messaging Service) que permite a los móviles y radiobases transmitir mensajes alfanuméricos (160 caracteres ASCII 7 bit ) mientras se mantiene el tráfico de voz. SMS también provee el servicio de emisión por celda (cell broadcast) que permite a las radiobases transmitir en forma repetitiva mensajes ASCII con quince series de 93 caracteres, siendo su uso más conocido en las autopistas e información del clima para todos los móviles. Tarjeta SIM (Subscriber Identity Module) La tarjeta SIM (Subscriber Identity Module) es un dispositivo de memoria que almacena información, como ser: El número de identificación del usuario, las redes y países donde el usuario está autorizado a tener servicio, códigos de acceso privados y otra información específica. El usuario utiliza la tarjeta SIM con un código de acceso de identificación ID de 4 (cuatro) números para activar el servicio desde cualquier móvil GSM. La tarjeta SIM puede tener las dimensiones de una tarjeta de crédito, que se puede insertar en cualquier teléfono GSM o la de un módulo de inserción (plug-in). Si el teléfono GSM no tiene la tarjeta SIM, no es operacional y es esta tarjeta la que le da identidad al móvil GSM. Los usuarios pueden insertar su tarjeta SIM en cualquier terminal preparado, como ser teléfonos de hotel, teléfonos públicos y móviles y por lo tanto ser capaces de que todas las llamadas GSM entrantes se enruten a ese terminal y que todas las llamadas de salida sean contabilizadas a su teléfono sin importar donde se encuentren. Criptografía en la interface de aire El sistema GSM ofrece privacidad en su interface de aire. A diferencia de los sistemas móviles analógicas que son fácilmente monitoreados, es virtualmente imposible escuchar una conversación en una transmisión GSM. La privacidad es posible por la encriptación de la señal digital enviado a un código criptográfico secreto que es conocido únicamente por el operador celular y que va cambiando para cada usuario en función del tiempo. Página 9 de 20

10 Hay dos tipos de canales lógicos GSM, denominados canales de tráfico (TCH) y canales de control (CCH). Los canales de tráfico llevan la voz codificada digitalmente y los datos del usuario y tienen idénticas funciones y formatos en el enlace de ida y retorno. Los canales de control llevan los comandos de señalización y sincronismo entre la estación base y el terminal móvil. Algunos de los canales de control se definen únicamente para el enlace de ida y otros sólo para el enlace de retorno. Subsistema de radio GSM GSM utiliza dos bandas de 25 MHz cada una de la siguiente manera: Mhz / Móvil a Radiobase (Retorno) MHz / Radiobase a Móvil (Ida) GSM utiliza FDD (Frequency División Duplex) y una combinación de TDMA y FHMA (Frequency Hoping Múltiple Access), para proveer a las radiobases accesos simultáneos a múltiples usuarios. Las bandas de frecuencias anteriormente mencionadas se dividen en canales de 200 Khz de ancho de banda, denominados ARFCNs (Absolute Radio Frequency Channel Numbers). El ARFCN tiene un par de frecuencias de ida y vuelta que están separados 45 MHz y cada canal es compartido por ocho usuarios usando TDMA, ocupando un solo slot (TS) por trama. En la figura 2 se puede observar que cada time slot tiene una duración de 576,92 microsegundos y la trama TDMA es de 4,615 milisegundos. El número total de canales dentro del ancho de banda de 25 MHz es 125 (sin guardabanda). Cada canal de radio consiste de ocho slots, por lo cual el total es 1000 canales posibles. En la práctica, se utiliza un gurdabanda de 100 KHz en la parte baja y alta del espectro y por lo tanto se implementan 124 canales. La combinación de un slot y un ARFCN, constituyen un canal físico para el enlace de ida y vuelta. Cada canal físico en un sistema GSM pueden ser dedicada a llevar datos de tráfico de usuario (voz, facsímile o datos), señalización (necesaria para tareas internas del sistema) o control (señales para el MSC, la radiobase o el móvil) La norma GSM define una gran variedad de canales lógicos que pueden usarse para enlazar la capa física con la capa de datos de la red GSM. Estos canales lógicos transmiten datos del usuario, mientras simultáneamente proveen el control de la red en cada ARFCN. Canales de tráfico GSM ( TCH) Los canales de tráfico pueden ser full-rate o half-rate y se pueden transmitir la voz digitalizada o datos. Cuando se transmite como full-rate, los datos están contenidos dentro de un slot por trama. Cuando se transmite como half-rate, los datos se mapean en el mismo slot, pero se envían en tramas alternas. Esto significa que dos usuarios pueden compartir el mismo slot, pero se transmitirían en forma alternada en cada trama. En el standard GSM, los datos de tráfico TCH pueden no ser enviados en TS0 de la trama TDMA en ciertos ARFCNs (Absolute Radio Frequency Channel Numbers) que sirven de estación de emisión (broadcast) para cada celda (ya que este slot se reserva para ráfagas en el canal de control en casi todas las tramas) Página 10 de 20

11 Las multitramas de datos TCH se interrumpen cada trece tramas con un SACCH (Slow Associated Control Channel Data) o una trama vacía. La figura 2 ilustra, como los datos del TCH se transmiten en grupos de veintiséis tramas TDMA consecutivas, denominadas multitramas de voz. Para todas las veintiséis tramas, la trece y veintiséis consisten en datos SACCH o una trama vacía, respectivamente. La trama veintiséis contiene bits vacíos cuando se usan TCHs full-rate o contienen datos SACCH cuando se usan TCHs half-rate. TCH full-rate Canal de voz full-rate (TCH / FS) : Este canal lleva la voz del usuario que es digitalizada a la tasa de 13 Kb/s, al que se agrega la codificación del canal GSM, por lo que la velocidad final es de 22,8 Kb/s Canal de datos full-rate de 9,6 Kb/s (TCH / F 9.6) : Este canal lleva datos del usuario a una velocidad de 9,6 Kb/s, al que se le agregan códigos de corrección de errores standard GSM, siendo la velocidad final de 22,8 Kb/s. Canal de datos full-rate de 4,8 Kb/s (TCH / F 4.8) : Este canal lleva datos del usuario a una velocidad de 4,8 Kb/s, al que se agregan códigos de corrección de errores standard GSM, siendo la velocidad final de 22,8 Kb/s Canal de datos full-rate de 2,4 Kb/s (TCH / F 2.4) : Este canal lleva datos de 2,4 Kb/s del usuario agregándose códigos de corrección de errores siendo la velocidad final de 22,8 Kb/s. TCH Half-rate Canal de voz half-rate (TCH / HS) : Este canal de voz está diseñado para llevar voz digitalizada que es muestreada a una tasa que es la mitad de la del canal completo. La voz se digitaliza a 6,5 Kb/s y con el agregado de codificación, la velocidad final es de 11,4 Kb/s. Canal de datos half-rate 4,8 Kb/s (TCH / H 4.8) : Este canal de datos lleva datos de 4800 b/s, agregándose código de corrección de errores siendo la velocidad final de 11,4 Kb/s Canal de datos half-rate 2,4 Kb/s (TCH / H 2.4) : Este CANAL lleva datos de b/s, agregándose código de corrección de errores siendo la velocidad final de 11,4 Kb/s Canales de control GSM (CCH) Hay tres canales de control en el sistema GSM a) Canal de broadcasting (búsqueda) (BCH) b) Canal de control común (CCCH) c) Canal de control dedicado (DCCH) Los canales de ida BCH y CCCH sólo se efectivizan en ciertos canales ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Numbers) y los slots de una manera especial. Estos canales de BCH y CCH de ida se asignan sólo en el slot TS0 y son emitidos sólo durante ciertas tramas dentro de una secuencia repetitiva de 51 tramas (denominada multitrama de canales de control) en aquellos ARFCN que están designados como canales de broadcast. (Ver figura 3) Los slots TS1 a TS7 llevan canales TCH de tráfico, por lo que los canales ARFCN que están designados como canales de control tienen la capacidad de llevar siete usuarios full-rate. Página 11 de 20

12 El sistema GSM define 34 ARFCNs como canales de broadcast.. Para cada canal de broadcast, la trama 51 no contiene ningún canal de datos BCH / CCCH de ida y se considera una trama vacía. El canal de CCCH de retorno es capaz de recibir transmisiones del terminal en los slots TS0 de cualquier trama (hasta la trama vacía) Por otro lado los canales DCCH de datos, pueden enviarse en cualquier slot y cualquier trama y tramas enteras son dedicadas a ciertas transmisiones DCCH. Canales broadcast (DCH) El canal BCH opera en el enlace de ida de un ARFCN específico dentro de cada celda y transmite datos sólo en el primer slot TSO de ciertas tramas GSM. Su función es análoga a la del FCCH, canal de control de ida del AMPS y el BCH sirve como el canal de emisión para todos los móviles próximos para identificarlos y fijarlos. El BCH provee la sincronización para todos los móviles dentro de una celda y ocasionalmente es monitoreado por móviles de celdas vecinas, para tomar decisiones sobre la potencia recibida y el hand-off asistido (MAHO) Aunque el BCH se transmite en TS0, los otros siete slots se pueden usar para datos de tráfico TCH en el mismo canal ARFCN, datos DCCH o impulsos falsos. Además, los ocho slots en todos los otros ARFCN dentro de la celda están disponibles para datos TCH o DCCH. El BCH está definido por tres canales distintos que acceden al slot TS0 de varias tramas de la multitrama de control de 51 tramas. Se describen los tres tipos de BCH : a) Canal de control de broadcast (BCCH) El BCCH es un canal de control de ida que es usado para emitir información de la identidad de la celda y de la red y características de la celda (estructura de los canales de control, disponibilidad de canales y congestión) El BCCH también emite la lista de los canales RF que están en uso dentro de la celda. En la multitrama de control las tramas 2 a 5 contienen datos BCCH. Se observa que TS0 contiene datos BCCH durante tramas específicas y contienen otros canales BCH (FCCH y SCH), canales de control CCCH y tramas vacías (cada 51 tramas) durante otras tramas específicas. b) Canales de corrección de frecuencia (FCCH) El FCCH es un impulso de datos que ocupa el slot TS0 para la primer trama GSM (trama 0) y se repite cada 10 tramas dentro de la multitrama de control. El pulso FCCH permite que cada terminal sincronize su frecuencia interna (oscilador local) a la frecuencia exacta de la radiobase. c) Canal de sincronismo (SCH) El canal SCH es emitido en el slot TS0, inmediatamente después de FCCH y se usa para identificar la radiobase mientras le permite a cada móvil sincronizar la trama con la radiobase. El número de la trama (FN), que puede tener un rango entre 0 y se envía con el código de identificación de la radiobase (BSIC) durante el pulso SCH. El código BSIC es asignado para cada radiobase en el sistema GSM. Como un móvil puede estar hasta 30 km de la radiobase, es necesario ajustar el tiempo de un particular móvil de tal manera que la señal recibida en la radiobase se sincronice con el reloj de la radiobase. La radiobase emite comandos de sincronismo hacia los móviles sobre el SCH TAMBIÉN. El SCH se transmite una vez cada diez tramas dentro de la multitrama de control. Canales de control común (CCCH) Los canales de control común en el ARFCN de emisión (BCH), ocupan TS0 de cada trama GSM que no es utilizada de otra manera por la trama BCH o la trama vacía. Página 12 de 20

13 Los CCCH consisten en tres canales diferentes : a) El canal de paging (PCH), que es un enlace de ida. b) El canal de acceso aleatorio (RACH) que es un canal de enlace de retorno. c) El canal de acceso de reconocimiento (AGCH), que es un enlace de ida. Los canales CCCH son los canales de control más usados y se utilizan para encontrar terminales determinados, asignar canales de señalización a usuarios específicos y recibir requerimientos de servicio de los móviles. Canales de Paging (búsqueda) (PCH) El canal PCH provee señales de paging desde la radiobase a todos los móviles en la celda y le notifica a un móvil específico de una llamada de entrada desde la red pública PSTN. El PCH transmite el número IMSI (International Mobile Suscriber Identity) del terminal con un requerimiento de reconocimiento del móvil en el canal RACH. En forma alternada, el PCH puede ser usado para proporcionar la emisión de mensajes de texto ASC II para todos los móviles de la celda, como una parte del servicio SMS. Canal de Acceso aleatorio (RACH) El RACH es un canal de enlace de retorno usado por el terminal móvil para reconocer la señal page del PCH y también es utilizada por los móviles para originar una llamada. El RACH usa un esquema de acceso slotted ALOHA. Todos los móviles deben requerir acceso o responder a un aviso PCH dentro del slot TS0 de la trama GSM. En la radiobase, todos las tramas (incluso la trama vacía) aceptarán transmisiones RACH y asignarán un canal dedicado SDCCH para señalización durante una llamada. Esta conexión es confirmada por la radiobase sobre l canal AGCH. Canal de acceso de Reconocimiento (AGCH) El AGCH es usado por la Radiobase para enviar datos al móvil, de tal manera de hacer que el móvil transmita / reciba en un canal físico determinado (slot y ARFCN) El AGCH es el último mensaje CCCH enviado por la radiobase antes de que el terminal deje el canal de control.el AGCH es usado por la Radiobase para responder a un RACH enviado por el móvil en una trama CCCH previa. Canales de Control dedicados (DCCH) Hay tres tipos de canales de control dedicados y son bidireccionales y tienen el mismo formato y función en ambos enlaces ida y retorno. Así como los canales de tráfico TCH, los DCCH están en cada slot y ARFCN, excepto el slot TS0 del ARFCN BCH. a) SDCCH : Stand-alone dedicated control channels, se usan para proveer servicios de señalización requeridos por los usuarios. b) SACCH : Slow Associated Control Channels, es usado para transmisión de datos de supervisión entre el terminal móvil y la radiobase durante la llamada. c) FACCH : Fast associated Control Channels, es usado para la transmisión d datos de supervisión entre el terminal móvil y la radiobase durante la llamada. Stand-alone Dedicated Control Channels (SDCCH) Página 13 de 20

14 El SDCCH lleva señalización desde la conexión del móvil con la radiobase y antes de la asignación del canal de tráfico TCH. El SDCCH asegura que el móvil y la radiobase permanezcan conectados mientras la radiobase y el MSC verifican la unidad del usuario y le asignan recursos. El SDCCH es un canal intermedio y temporario que acepta una llamada nueva del BCH y retiene el tráfico mientras espera que la radiobase asigne un canal de tráfico TCH. El SDCCH envía mensajes de autenticación mientras el móvil se sincroniza con la estructura de trama y espera por el TCH. Se le asigna al SDCCH un canal físico propio o puede ocupar TS0 del BCH si hay baja demanda de tráfico de BCH o CCCH Slow Associated Control Channel (SACCH) El SACCH está siempre asociado con un canal de tráfico o el SDCCH y usa el mismo canal físico. De este modo, cada ARFCN sistemáticamente lleva datos SACCH para todos sus usuarios. Como en el sistema D-AMPS, el SACCH lleva información general entre el móvil y la radiobase. En el enlace de ida, el SACCH se utiliza para enviar regularmente el cambio de la información de control hacia el móvil, como ser, instrucciones sobre la potencia de transmisión y registros de tiempo para cada usuario del ARFCN. El SACCH de retorno lleva información acerca del nivel de señal recibida y calidad del TCH, así como también las mediciones del BCH de celdas vecinas. El SACCH se transmite en la trama trece(y la trama veintiséis cuando se usa tráfico half-rate) de cada multitrama de voz y dentro de esta trama, los ocho slots están dedicados a proveer a datos SACCH a cada uno de los ocho usuarios del ARFCN. Fast Associated Control Channels (FACCH) El FACCH lleva mensajes urgentes y contiene esencialmente el mismo tipo de información del SDCCH. El FACCH se asigna cada vez que el SDCCH no está dedicado a un usuario particular y es necesario enviar un mensaje urgente, como ser una solicitud de hand-off. Esto se realiza robando una trama del canal de tráfico al cual fue asignado. Se montan dos bits especiales en un pulso del canal de ida TCH. Cuando se montan estos dos bits, se le hace saber al slot que debe contener datos FACCH en lugar de TCH en esa trama. En la figura 3 se observan la multitrama de canales de tráfico y la multitrama de los canales de control. Ejemplo de una llamada GSM Se considera el caso de una llamada originada en un móvil. Primero el móvil debe sincronizar con la radiobase más cercana mientras está monitoreando el BCH. A través de la recepción de los mensajes de FCCH, SCH y BCH, el móvil se fija al sistema y el BCH apropiado. Página 14 de 20

15 Una vez que desde el móvil se digita el número telefónico y se aprieta el botón SEND, sucede lo siguiente: El móvil transmite un pulso RACH, usando el mismo ARFCN con el cual está conectado con la radiobase. La radiobase responde con un mensaje AGCH en el CCCH que le asigna al móvil un nuevo canal para la conexión SDCCH. El móvil que está monitoreando TS0 del BCH, recibirá su ARFCN y TS asignado por el AGCH y se sintoniza inmediatamente al nuevo ARFCN y TS. Este nuevo ARFCN y TS es físicamente el SDCCH(no es un canal de tráfico TCH) Una vez sintonizado el SDCCH, el móvil espera la transmisión de la trama SACCH que le informa al móvil sobre requerimientos de tiempo para sincronizarse y de potencia. La radiobase es capaz de determinar el tiempo de sincronismo y el nivel de potencia, a través del RACH anterior enviado por el móvil y envía el valor apropiado sobre l SACCH, para que el móvil lo procese. El SDCCH envía mensajes entre el móvil y la radiobase, para la autenticación y validación del móvil mientras la red PSTN conecta el teléfono llamado al MSC y esta central conmuta el canal de voz a la radiobase en servicio. Después de unos segundos, la radiobase le ordena al móvil a través del SDCCH a resintonizarse a un nuevo ARFCN y TS que configuran el TCH de tráfico. Una vez sobre el TCH, los datos de voz se transfieren en los enlaces de ida y vuelta, la comunicación se efectiviza y el SDCCH queda vacante. Cuando las llamadas se originan desde la Red Pública, el proceso es similar. La radiobase emite un mensaje PCH (búsqueda) en TSO dentro de la trama apropiada en el BCH. El móvil fijado en el mismo ARFCN, detecta esta señal de búsqueda (page) y responde con un mensaje RACH de reconocimiento. La Radiobase usa el AGCH en el CCCH para asignar el móvil a un nuevo canal físico para la conexión del SDCCH y SACCH donde la red y la radiobase están conectadas. Una vez que el móvil establece el requerimiento del tiempo de sincronismo y la autenticación en el SDCCH, la radiobase le asigna a través del SDCCH un canal TCH de tráfico. Página 15 de 20

16 Standard CDMA (IS-95) Este sistema celular digital se normalizó como Interim Standard 95 (IS-95) por la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) de los Estados Unidos. Se diseñó para ser compatible con la banda de frecuencia asignada al sistema AMPS y los móviles y radiobases pueden producirse para operar en modo dual. Este sistema permite que los usuarios dentro de una celda y en la celda adyacente, utilicen el mismo canal de radio, ya que se utiliza una secuencia directa spread spectrum CDMA, por lo que no es necesario un planeamiento de frecuencia en un operador. Para posibilitar una fácil transición de AMPS a CDMA, cada canal IS-95 ocupa 1,25 MHz en la ida y el retorno, es decir, el 10% del espectro de cada operador (12,5 MHz) A diferencia de otros sistemas celulares, la tasa de datos del usuario varía, dependiendo de la actividad de la voz y los requerimientos de la red. Además, se utiliza una modulación diferente y una técnica de spread distinta para el enlace de ida y el de retorno. Se transmite un código piloto simultáneamente y a una mayor potencia, permitiendo a todos los móviles el uso de la detección coherente de portadora mientras se analiza las condiciones del canal. En el enlace de retorno, todos los móviles responden en el modo asíncrono y tienen un nivel de señal constante debido al control de potencia, ejercido desde la radiobase. Especificaciones de canal y frecuencia En IS-95 se especifica la operación del enlace de retorno entre MHz y el enlace de ida entre MHz. El par de canales de ida y retorno está separado por 45 MHz. La máxima velocidad de datos del usuario es de 9,6 kb/s, que es expandida a una tasa de canal de RF de 1,2288 Mchip/s, es decir, por un coeficiente de 128. Los procesos de expansión son diferentes para el enlace de ida y de retorno. En el enlace de ida, los datos del usuario se codifican usando un código convolucional de tasa ½, intercalado y expandido por uno de los 64 secuencias de expansión ortogonales (funciones de Walsh) A cada móvil de una determinada celda se le asigna una secuencia de expansión diferente dándole una perfecta separación entre las señales de los distintos usuarios, por lo menos para los casos en los cuales no existen caminos múltiples en la propagación. A efectos de reducir la interferencia entre móviles que usan la misma secuencia de expansión en celdas diferentes y para proveer las características espectrales de banda ancha deseadas (no todas las funciones de Walsh producen un espectro de potencia de banda ancha) todas las señales en una celda son revueltas (scrambled) usando una secuencia pseudoaleatoria de 2*15 chips de longitud. La ortogonalidad entre todos los usuarios de los canales de ida dentro de una celda se preserva debido a que estas señales se revuelven (scrambled) en forma sincrónica. Se provee un piloto en el enlace de ida, de tal manera que los usuarios dentro de una celda puedan determinar y reaccionar a las características del canal mientras emplean detección coherente. El canal piloto se transmite a una potencia más alta que los canales de usuarios. En el enlace de retorno se utiliza una estrategia de expansión diferente, ya que las señales llegan a la radiobase por diferentes caminos. Los datos del usuario del canal de retorno se codifican en forma convolucional con un código de tasa 1/3. Luego de ser intercalado, cada bloque de 6 símbolos codificados se mapean a una de las 64 funciones de Walsh proveyendo una señalización de 64 ortogonalidades. Página 16 de 20

17 Se obtiene una expansión cúadruple con una con una tasa de 1,228 Mchip/s, por la expansión de los 307,2 Kchip/s a través de los códigos específicos del usuario y de la radiobase, 2*42-1 chips y 2*15 chips, respectivamente. La tasa de codificación 1/3 y el mapeo sobre las funciones de Walsh resultan en una mayor tolerancia a la interferencia, que la que se podría obtener con el uso de la repetición de los códigos de expansión tradicionales. Esto es muy importante en el canal de retorno, debido a la detección no-coherente y la interferencia de celda recibida en la radiobase. Otro elemento esencial del enlace de retorno es el control estricto de la potencia de transmisión de cada móvil para eliminar el problema de recibir distintos niveles de los usuarios, según la cercanía a la radiobase. Los comandos de ajuste de potencia se envían a una velocidad de 800 bit/s y estos bits son robados de las tramas de voz. Se usan receptores RAKE en la radiobase y móviles, para combinar los componentes de múltiples caminos, reduciendo el grado de fading. Canal CDMA de ida El canal CDMA de ida consiste de un canal piloto, un canal de sincronización, hasta siete canales de paging y hasta sesenta y tres canales de tráfico. El canal piloto permite al móvil medir el tiempo del canal de CDMA, proveer una referencia de fase para la detección coherente y ofrece a cada móvil un medio para la comparación del nivel de señal entre las radiobases para eterminar el hand-off. El canal de sincronización emite mensajes de sincronización a los móviles y opera a 1200 b/s. El canal de paging (búsqueda) se usa para enviar información de control y mensajes de búsqueda desde la radiobase a los móviles y opera a 9.600, y b/s El canal de tráfico de ida (FTC) soporta datos del usuario a 9.600, 4.800, y b/s Los datos en el canal de tráfico de ida se agrupan en tramas de 20 mseg. Los datos de usuario primero se codifican en forma convolucional y luego formateado e intercalado para ajustar la tasa de datos reales, que puede variar. Luego la señal se expande con un código de Walsh y una secuencia PN larga a una tasa de 1,2288 Mchip/s. La tasa de la voz aplicada al transmisor varía entre y b/s Codificador convolucional y circuito de repetición La voz codificada o los datos de usuario se codifican usando un codificador convolucional de tasa ½ El codificador de voz explota las pausas y huecos en el habla y reduce su salida de b/s a b/s durante los períodos de silencio. A efectos de tener una salida de banda base constante de 19,2 kb/s, cuando la tasa de usuario es menor a b/s, cada símbolo del codificador convolucional se repite antes del intercalador. Si la tasa es b/s, cada símbolo se repite una vez y si la tasa es b/s ó b/s, cada símbolo se repite 3 ó 7 veces, respectivamente. De esta manera, resulta una tasa constante de símbolos por segundo para todos las tasas posibles. Bloque intercalador Luego de la codificación convolucional y la repetición, los símbolos se envían a un bloque intercalador de 20 mseg, que es un conjunto 24x16. Página 17 de 20

18 Secuencia PN larga En el canal de ida, se usa una secuencia directa para modificar los datos. La secuencia PN larga asignada en forma unívoca para cada usuario es un código periódico largo con un período de 2*42-1 chips (esto significa que se repite una vez por siglo) Se utilizan dos tipos de máscaras: una máscara pública para el ESN (número de serie electrónico) y una máscara privada para el MIN (número de identificación del móvil). Todos los llamados en CDMA se originan usando la máscara pública y una vez realizada la autenticación, se transfiere a la máscara privada. Data scambler El data scambling se realiza luego del bloque intercalador. La secuencia PN de 1,2288 MHz se aplica al decimator, que guarda sólo el primer chip de cada 64 chips PN consecutivos. Se produce la adición de la salida del intercalador (19,2 kb/s) y del decimator (1,2288 MHz) Subcanal de Control de Potencia A efectos de minimizar el promedio de BER (bit error rate) de cada móvil, el sistema IS-95 hace que cada usuario provea el mismo nivel de potencia al receptor de la radiobase. El receptor del canal de tráfico de retorno estima y responde a la señal (realmente señal e interferencia) de un móvil particular. Debido a que el nivel de señal e interferencia están variando continuamente, los controles de potencia son enviados por la radiobase cada 1,25 mseg. Los comandos de control de potencia se envían a cada móvil en el subcanal de control de ida e instruyen al móvil a incrementar o disminuir la potencia transmitida en pasos de 1 Db Ortogonalidad La ortogonalidad se realiza luego del proceso de scrambling y sobre el enlace de ida. Cada canal de tráfico transmitido en el canal CDMA de ida es expandido por la función de Walsh a una tasa fija de 1,2288 Mchip/seg. Las funciones de Walsh constan de 64 secuencias binarias, cada una de longitud 64 que son completamente ortogonales entre ellas y proveen una canalización ortogonal para todos los usuarios del enlace de ida. Un usuario que es expandido usando una función Walsh n, es asignado por un número de canal n (n= 0 a 63) La secuencia de Walsh se repite cada 52,083 microsegundos, que es igual a un símbolo codificado, es decir, que cada símbolo es expandido por 64 Walsh chips. La matriz de Walsh 64x64, también se denomina matriz Hadamard. Cada hilera de la matriz de Walsh corresponde a un número de canal. Para cada canal n, los símbolos en el transmisor se expanden por los 64 Walsh chips. El canal 0 siempre se asigna al piloto, que como representa todos los códigos cero es sólo un código Walsh vacío y consiste en un código PN en cuadratura. El canal de sincronismo, que es muy importante para el sistema IS-95, se coloca en el canal número 32. Los canales de paging se colocan en los códigos de canal más bajos. El resto de los 64 canales están en condiciones de cursar tráfico. Página 18 de 20

19 Modulación en cuadratura Luego de la ortogonalidad adquirida, los símbolos se expanden en cuadratura. Se utiliza una secuencia binaria corta con un período de 2*15-1 chips, se utiliza para una fácil adquisición y sincronización de cada receptor móvil y se utiliza para la modulación que se denomina secuencia piloto PN. Tenemos entonces, la modulación en fase (I) y en cuadratura (Q). La tasa de la secuencia piloto PN es 1,2288 Mchip/seg. La salida binaria I y Q configuran las siguientes fases: Canal CDMA de retorno I Q Fase 0 0 Pi/ Pi/ Pi/ Pi/4 Los datos del usuario en el canal de retorno se agrupan en tramas de 20 mseg. Todos los datos transmitidos en el canal de retorno son codificados convolucionalmente, intercalados en bloque, modulados en forma ortogonal (64) y expandidos antes de ser transmitidos. La voz y los datos del usuario pueden ser enviados a 9.600, 4.800, y b/s. Los canales de retorno CDMA son canales de acceso (AC) y de tráfico (RTC). Ambos canales comparten la asignación de las mismas frecuencias y se diferencian entre ellos por un código largo de usuario distinto. El canal de acceso es un canal aleatorio en el cual los usuarios se identifican sólo con sus códigos de secuencia PN larga. El canal CDMA de retorno puede contener un máximo de 32 Acs por canal de búsqueda (paging) Mientras el canal de tráfico de retorno (RTC) opera a una tasa variable, el AC trabaja a una tasa fija de b/s. Codificación convolucional y Repetición de símbolos El codificador del canal de tráfico de retorno es de tasa 1/3. Los bits codificados son repetidos cuando la tasa de datos es menor que b/s, al igual que en el canal de ida, pero ahora la tasa de símbolos se fija en 28,8 kb/s. Bloque intercalador El bloque intercalador extiende 20 mseg y es una matriz de 32 filas y 18 columnas. Modulación ortogonal En el canal CDMA de retorno se utiliza modulación ortogonal y cada una de las 64 funciones de Walsh posibles se transmite por cada grupo de 6 (seis) bits codificados. Los códigos de Walsh se transmiten a una velocidad de 307,2 Kchip/s, según : 28,8 kb/s x (64 Walsh chips ) / (6 bits codificados) = 307,2 kb/s Las funciones de Walsh se usan para diferentes propósitos en los canales de ida y de retorno. Página 19 de 20

20 En el enlace de ida las funciones de Walsh se usan para expandir la señal para identificar un usuario en particular mientras que en el canal de retorno, las funciones de Walsh se usan para modular los datos. Transmisión de datos a una tasa variable La repetición de códigos de símbolos introduce redundancia cuando la velocidad de datos es menor que b/s. Un bloque de datos aleatorios cumple la función de transmitir ciertos bits en cierto tiempo y silenciar el transmisor en otros instantes. Cuando se transmiten datos a b/s todos los bits de salida del bloque intercalador se transmiten. Cuando la velocidad de datos es de b/s, se transmiten la mitad de los bits de salida del bloque intercalador y el móvil deja de transmitir el 50 % del tiempo y así sucesivamente. Expansión de Secuencia Directa El canal de tráfico de retorno se expande por la secuencia código PN larga que opera a una tasa de 1,2288 Mchip/seg. Cada chip Walsh es expandido por cuatro códigos PN largos. Modulación en cuadratura El canal de tráfico de retorno es expandido por las secuencias piloto PN I y Q antes de ser transmitido. Estas secuencias piloto se usan para sincronización. Se utiliza la modulación OQPSK. Los datos expandidos por la secuencia Q es retrasada la mitad de un chip ( 406,901 nseg) respecto a los datos expandidos por la secuencia I. Este retardo se usa para mejorar el uso del espectro y la sincronización. Codificador de voz de 14,4 kb/s A efectos de aumentar la calidad de la voz, se ha modificado la estructura de la interfase de aire para acomodar servicios de tasa de datos mayores. En el enlace de retorno, la tasa del código de convolución se ha cambiado de 1/3 a ½. En el enlace de ida, la tasa del código de convolución se ha cambiado de 1/2 a ¾ tomando dos de cada seis símbolos del código original de tasa ½. Estos cambios incrementan la tasa de la información posible de transmitir de 9.600, 4.800, y b/s a , 7.200, y b/s respectivamente. Página 20 de 20

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