¿De qué depende?...
¿Que la cebra sea un animal negro con rayas blancas o un animal blanco con rayas negras?

La comunicación siempre un desafío, a la convivencia.

Ahora...Y...Para no ser menos...Tenemos a nuestras empresas....Importadas de telecomunicaciones.

¡Salud!

Mientras nos muestran algo y les enseñamos todo.

Tecnología 3g:Tercera parte.


Veamos y repacemos lo anterior. Ahora con las consideraciones de como se fue implementando en distintos países, para comprender su direccionalidad.
La efectiva opción que exhiben frentes a cualquier tendido de redes cableadas, en telefonía, en el envió de contenidos multimedia, por la ilusión de continuidad y para el envió de datos cifrados por usuario, dentro de un gran torrente compartido.
Telefonía móvil 3G
3G es la abreviación de tercera-generación de transmisión de voz y datos a través de telefonía móvil. Aunque la definición técnicamente correcta es UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service. Servicio Universal de Telecomunicaciones Móviles)
Estandarización de la red
La International Telecommunication Union (ITU) definió las demandas de redes 3G con el estándar IMT-2000. Una organización llamada 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ha continuado ese trabajo mediante la definición de un sistema móvil que cumple con dicho estándar. Este sistema se llama Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
Ventajas de una arquitectura de redes por capas
A diferencia de GSM, UMTS se basa en servicios por capas. En la cima está la capa de servicios, que provee un despliegue de servicios rápido y una localización centralizada. En el medio está la capa de control, que ayuda a mejorar procedimientos y permite que la capacidad de la red sea dinámica, a “voluntad del operador. En la parte baja está la capa de conectividad donde cualquier tecnología de transmisión puede usarse y el tráfico de voz podrá transmitirse mediante ATM/AAL2 o IP/RTP.
Evolución del 3G (pre-4G)
La estandarización de la evolución del 3G está funcionando tanto en 3GPP como 3GPP2. Las especificaciones correspondientes a las evoluciones del 3GPP y 3GPP2 se llaman LTE y UMB, respectivamente. La evolución del 3G usa en parte tecnologías más allá del 3G para aumentar el rendimiento y para conseguir una migración sin problemas. (WiFi, buscando el desarrollo de la WiMax, y virtualizaciones NAT, para superar las limitaciones de la caduca IPv4)
Se han recorrido 7 caminos diferentes para pasar de 2G a 3G. En Europa el camino principal comienza en GSM cuando se añade GPRS a un sistema. De ahí en adelante es posible ir a un sistema UMTS. En Norteamérica la evolución de sistema comenzará desde el Time division multiple access (TDMA), cambiará a Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) y después a UMTS.
En Japón, se utilizan dos estándares 3G: W-CDMA usado por NTT DoCoMo (FOMA, compatible con UMTS) y SoftBank Mobile (UMTS), y CDMA2000, usados por KDDI. La transición por razones de mercado al 3G se completó en Japón durante el 2006.
La primera introducción de la tecnología 3G en el Caribe (2008) se hizo por América Móvil que era anteriormente MIPHONE en Jamaica. La fase de implementación de esta red fue llevada a cabo por Huawei en conjunto con otras subcontratadas como TSF de Canadá.
En todos los países los factores limitantes los expresan las versiones de la direcciones IP y el grado de desarrollo de red interna, siendo EEUU, el país que, a demás de abastecerse a si mismo abastece a los demás, veremos este tema en más detalle cuando tratemos sobre ellas más adelante.
De 2G a 2.5G (GPRS)
El primer gran paso en la evolución al 2G ocurrió con la entrada del Servicio General de Paquetes vía Radio (GPRS - General Packet Radio Service). Los servicios de los móviles relacionados con el GPRS se conviertieron en 2.5G.
El GPRS podía dar velocidad de datos desde 56 kbit/s hasta 114 kbit/s. Puede usarse para servicios como el acceso al protocolo de aplicaciones inalámbricas (WAP - Wireless Application Protocol), servicio de mensajes cortos (SMS - Short Messaging Service), sistema de mensajería multimedia (MMS - Multimedia Messaging Service), y para servicios de comunicación por Internet como el email y el acceso a la web. La transmisión de datos GPRS es normalmente cobrada por cada megabyte transferido, mientras que la comunicación de datos vía conmutación de circuitos tradicional es facturada por minuto de tiempo de conexión, independientemente de si el usuario está realmente usando la capacidad o si está parado.
El GPRS es una gran opción para el servicio de intercambio de paquetes, al contrario que el intercambio de circuitos, donde una cierta calidad de servicio (QoS) está garantizada durante la conexión para los no usuarios de móvil. Proporciona cierta velocidad en la transferencia de datos, mediante el uso de canales no usados del acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) con lo cual de todos los canales se obtiene el mayor aprovechamiento. Al principio se pensó en extender el GPRS para que diera cobertura a otros estándares, pero en vez de eso esas redes están convirtiéndose para usar el estándar GSM, de manera que el GSM es el único tipo de red en la que se usa GPRS. El GPRS está integrado en el lanzamiento GSM 97 y en nuevos lanzamientos. Originariamente fue estandarizado por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI), pero ahora lo está por el 3GPP.

3GPP

3GPP es el acrónimo (en inglés) de "3rd Generation Partnership Project"Esta organización realiza la supervisión del proceso de elaboración de estándares relacionados con 3G.

Estándares en 3G

Las tecnologías de 3G son la respuesta a la especificación IMT-2000 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. En Europa y Japón, se seleccionó el estándar UMTS (Universal Mobile Telephone System), basado en la tecnología W-CDMA. UMTS está gestionado por la organización 3GPP, también responsable de GSM, GPRS y EDGE.
En 3G también está prevista la evolución de redes 2G y 2.5G. GSM y TDMA IS-136 son reemplazadas por UMTS, las redes cdmaOne evolucionan a IS-95.
EvDO es una evolución muy común de redes 2G y 2.5G basadas en CDMA2000

Seguridad

Las redes 3G ofrecen mayor grado de seguridad en comparación con sus predecesoras 2G. Al permitir a la UE autentificar la red a la que se está conectando, el usuario puede asegurarse de que la red es la intencionada y no una imitación. Las redes 3G usan el cifrado por bloques KASUMI en vez del anterior cifrador de flujo A5/1. Aún así, se han identificado algunas debilidades en el código KASUMI.
Además de la infraestructura de seguridad de las redes 3G, se ofrece seguridad de un extremo al otro cuando se accede a aplicaciones framework como IMS, aunque esto no es algo que sólo se haga en el 3G.

Problemas

Aunque el 3G fue introducido con éxito a los usuarios de todo el mundo, hay algunas cuestiones debatidas por proveedores de 3G y usuarios:
· Las licencias de servicio 3G son caras.
· Muchas diferencias en las condiciones de licencia.
· Muchas compañías tienen grandes cantidades de deudas, lo que convierte en un reto el construir la infraestructura necesaria para el 3G.
· Falta de apoyo a los operadores con problemas.
· Coste de los móviles 3G.
· Falta de apoyo a los nuevos servicios inalámbricos del 3G por parte de los usuarios de móviles 2G.
· Falta de cobertura por tratarse de un nuevo servicio.
· Precios altos de los servicios de los móviles 3G en algunos países, incluyendo el acceso a Internet.
· Actualmente los usuarios no necesitan los servicios de voz y datos del 3G en un aparato móvil.

Ventajas y desventajas de IP en 3G

Ventajas
· IP basado en paquetes, pues solo pagas en función de la descarga lo que supone relativamente un menor costo. Aunque dependiendo del tipo de usuario también se podría calificar como desventaja.
· Velocidad de transmisión alta: fruto de la evolución de la tecnología hoy en día se pueden alcanzar velocidades superiores a los 3 Mbit/s por usuario móvil.
· Más velocidad de acceso.
· UMTS, sumado al soporte de protocolo de Internet (IP), se combinan poderosamente para prestar servicios multimedia y nuevas aplicaciones de banda ancha, tales como servicios de video-telefonía y video-conferencia.
· Transmisión de voz con calidad equiparable a la de las redes fijas.
Todo esto hace que esta tecnología sea ideal para prestar un gran abanico de servicios multimedia móviles.
Desventajas
· Cobertura limitada. Dependiendo de la localización, la velocidad de transferencia puede disminuir drásticamente (o incluso carecer totalmente de cobertura).
· Disminución de la velocidad si el dispositivo desde el que nos conectamos está en movimiento (por ejemplo si vamos circulando en automóvil).
· No orientado a conexión. Cada uno de los paquetes pueden seguir rutas distintas entre el origen y el destino, por lo que pueden llegar desordenados o duplicados. Sin embargo el hecho de no ser orientado a conexión tiene la ventaja de que no se satura la red. Además para elegir la ruta existen algoritmos que "escogen" qué ruta es mejor, estos algoritmos se basan en la calidad del canal, en la velocidad del mismo y, en algunos, oportunidad hasta en 4 factores (todos ellos configurables) para que un paquete "escoja" una ruta.
· Elevada Latencia respecto a la que se obtiene normalmente con servicios ADSL. La latencia puede ser determinante para el correcto funcionamiento de algunas aplicaciones del tipo cliente-servidor como los juegos en línea.
SISTEMA CELULAR

Los sistemas celulares se basan en subdividir la superficie total a cubrir en zonas más pequeñas llamadas celdas o células, a las que se asigna una Estación Base con un cierto número de frecuencias o canales.
Los sistemas celulares se basan en subdividir la superficie total a cubrir en zonas más pequeñas llamadas celdas o células, a las que se asigna una Estación Base con un cierto número de frecuencias o canales.
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TELEFONIA CELULAR
La telefonía celular es un sistema de comunicación telefónica totalmente inalámbrica, en este caso los sonidos se convierten en señales electromagnéticas, que viajan a través del aire, siendo recibidas y transformadas nuevamente en mensaje a través de antenas repetidoras o vía satélite.
La telefonía celular presenta las siguientes características:
Gran capacidad de usuarios.
Utilización eficiente del espectro
Amplia cobertura.

CONCEPTOS BÁSICOS


Célula o celda: Célula es cada una de las unidades básicas de cobertura en que se divide un sistema celular
Cobertura: En sentido genérico, se entiende por cobertura la zona desde la cual un terminal móvil puede comunicarse con las estaciones de base y viceversa
Capacidad: Es la cantidad de tráfico que puede soportar este tipo de sistemas
Hand-over" o "Traspaso": Es como se denomina al proceso de pasar una comunicación de un mismo móvil de un canal a otro. Es lo que diferencia a un sistema celular de otro tipo de sistemas de radiocomunicaciones de concentración de enlaces
HLR: Son las siglas de "Home Location Register" o base de datos donde se contiene toda la información del usuario pertinente para la provisión del servicio de telefonía móvil
VLR: Corresponde a las siglas "Visitor Location Register" o base de datos donde se contiene toda la información del usuario necesaria para la provisión de los servicios durante la utilización de los mismos
Registro: Es el proceso mediante el cual un móvil comunica a la red que está disponible para realizar y recibir llamadas
Roaming: Es la capacidad que ofrece una red móvil para poder registrarse en cualquier VLR de la red. Actualmente, este concepto está comúnmente asociado al registro de un móvil en una red distinta de la propia.
Cell Splitting
Cuando el número de usuarios se incrementa y se acerca al máximo número al que se puede dar servicio por célula a un punto tal que la calidad del servicio es afectada, las células pueden ser subdivididas en células más pequeñas, esto es conocido como Cell-Splitting . Si esto no se ha hecho, la “obstrucción” se puede incrementar
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Estación móvil MS
Estación transceptora base BST
Centro conmutador móvil MSC
Controlador de estación base BSC
Red de telefonía pública conmutada PSTN
Todas las MSC disponen de dos tipos de base de datos:
• HLR (Home Location Register) abonados locales
• VLR (Visitor Location Register) abonados de paso
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El sistema celular tiene las siguientes características para el diseño de un plan de localización móvil:
• Poco grado muy alto de exactitud en la localización del móvil.
• Un móvil (Célula A) esta en conversación con un teléfono frecuencia FA.
• Si se mueve a Célula B, RSL de célula A disminuye.
• Cuando RLC cae de un limite, MSC recibe esto y pregunta a bases adyacentes señal móvil, recibiendo señales de las bases.
• Cuando la señal del móvil se hace más fuerte en una base adyacente, el MSC dispone de un nuevo canal (fb) de la célula candidata e informa a la base de servicio de esta acción
• Duración 200 mS

PROCESAMIENTO DE LLAMADAS
Las llamadas en móviles tiene las siguientes características:
· La estación base transmite el número de canal al móvil sobre el canal de control y enciende el canal de voz asignado en un tono SAT.
· La unidad móvil recibe el número de canal, computariza la frecuencia correspondiente, entona a la frecuencia y transmite de vuelta el tono SAT.
· Un 10-Khz. ST (intervalo »0.8-sec) es enviado por el móvil sobre el canal de voz de inversión para indicar que la llamada está en progreso.


Llamada de tierra a móvil

El suscriptor del teléfono de tierra marca el número móvil
El MSC verifica el número y transmite el mensaje a todas las estaciones bases
Las estaciones bases transmiten señales de paginación sobre el canal de control de transmisión.
Los móviles en el área de servicio reciben la señal de paginación
El móvil requerido responde a la página.
La estación base informa al MSC que el móvil está disponible.
El MSC asigna un canal de voz libre e informa a la estación base.
Realiza conversación.

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TECNOLOGIA DE ACCESO CELULAR
En la actualidad existen tres tecnologías comúnmente usadas para transmitir información en las redes:
Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA)
Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA)
Acceso múltiple por división de código (CDMA)
Acceso múltiple significa que más de un usuario (múltiple) puede usar o acceder a cada celda.
En la telefonía celular se emplea con frecuencia la tecnología TDMA y la CDMA.


TDMA
Acceso múltiple por división de tiempo
La tecnología TDMA comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente
La tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales,
En algunos sistemas celulares los paquetes digitales de información son mandados durante cada time slot y reensamblados por el receptor en varios componentes originales de voz.


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TELEFONÍA MÓVIL DIGITAL
Contrarrestar las limitaciones en cuanto a capacidad del número de usuarios que soportan los sistemas analógicos
Mejorar la calidad de la comunicación

Ofrecer una amplia gama de servicios
Implantación de protocolos de señalización más rápidos, potentes y seguros
Uso de la TDMA

LA RED GSM
(Groupe Speciale Mobile)

El GSM Sistema Global para Comunicaciones Móviles, es el intento europeo de unificar los distintos sistemas móviles digitales y sustituir a los análogos en uso.

La GSM es apta para aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos.
Los protocolos empleados en el sistema GSM soportan altas velocidades y están enfocados para aplicaciones más allá de la voz como audio mp3, video en movimiento, videoconferencia y acceso rápido a Internet.
Arquitectura de la red GSM



AUC (centro de autentificación), asociado al HLR para proteger la comunicación contra la intrusión y el fraude.
EIR (registro de identificación) encargado de controlar el acceso a la red, evitando el empleo de equipos móviles no autorizados.


Banda de recepción: 935 – 960 MHz (descendiente de la base al móvil)
Banda de emisión: 890 – 915 MHz (Ascendente del móvil a la base)
Canales por portadora: 8 siendo 1 de control
Número total de portadoras: 124 radiocanales
Separación entre portadoras: 200KHz
Ancho de banda del canal radio: 25 KHz
Capacidad de 200 Erlangs/km2 (500 para GSM 1800)

Servicios
Llamadas entre la red pública (RTPC/RDSI) y la red móvil
Llamadas de emergencia
Servicio de datos soporta velocidades de transmisión que va desde los 300bps a los 9.6Kbps
Llamada restringida, desvío de llamadas, y la identificación de llamadas
Servicio de mensajes cortos (SMS - Short Message Service)
aplicaciones más allá de la voz como audio mp3, video en movimiento, videoconferencia y acceso rápido a Internet
UTMS
(Universal Mobile Telecommunications Service)
IMT-2000 IMT es un conjunto de requerimientos definidos por la Unión Internacional de Telecomunicaciones. ITM significa International Mobile Telecommunications (Telecomunicaciones Móviles Internacionales), 2000 representa la banda de frecuencia utilizada, que es la de 2000MHz

Las propuestas más importantes de IMT-2000 son:
UMTS llamada W-CDMA, que se presenta como sucesora de GSM
CDMA2000
TD-CDMA (Time Division Syncronous CDMA)


UTMS
Características
Posibilidad de usarlos mundialmente
Posibilidad de usarlos en cualquier aplicación móvil.
Soporte de transmisión de datos usando tanto conmutación de paquetes como conmutación de circuitos.
Tasas altas de transmisión, llegando a 2Mbps
Utilización altamente eficiente del espectro

Trabaja en 1885–2025 MHz y 2110–2200 MHz

PLANEACIÓN DE FRECUENCIAS
Tiene como objeto optimizar el uso del espectro, incrementar la capacidad del canal y reducir la interferencia

Existen varias técnicas de reutilización de frecuencia conocidas como técnicas de "Planeación de frecuencias" o "Asignación de canales". las más utilizadas a nivel mundial son las siguientes:

Plan de reutilización de frecuencia N=7.
Plan de reutilización de frecuencia N=9.
Plan de reutilización de frecuencia N=4.
Plan de reutilización de frecuencia N=3.
Dimensionamiento

La cobertura real de una estación base asociada a cada celda queda determinada por las condiciones reales de propagación (relieve del terreno) y las características de potencia y sensibilidad del enlace entre la estación base y el móvil.


CENTRAL DE TELEFONIA MOVIL

Las centrales de telefonía móvil se encargan del tráfico de las llamadas realizadas y recibidas por los terminales móviles, dan servicio a las estaciones base y a su vez se conectan con las centrales de la red telefónica básica para poder establecer conversaciones tanto entre teléfonos móviles como entre teléfonos móviles y fijos
.
ESTACION BASE

La estación base es la responsable del establecimiento de las comunicaciones con las estaciones móviles que se encuentran dentro de su área de influencia y por tanto determinan la cobertura del servicio.
Esta área de influencia puede estar constituida por una o más células radio, cada una de ellas con una estación base. Hay ocho clases de estaciones base en función de su potencia, que va desde los 320 a los 2.5 W.
Consiste en un ordenador y un transmisor/receptor conectado a una antena.
Existe una amplia red de Estaciones Base las cuales están conectadas a Centrales de Conmutación que a su vez la conectan con la red telefónica básica..
Cada estación base es capaz de soportar hasta 16 terminales móviles.
ESTACION MOVILES


También conocida como Terminal móvil, es un dispositivo de comunicación electrónico con las mismas capacidades básicas de un teléfono de línea telefónica convencional. Además de poseer la característica de ser portátil, al no requerir una línea cableada para estar conectado a la red telefónica.
Otra parte de la estación móvil y la más importante es la tarjeta SIM:
La SIM es una pequeña tarjeta inteligente que sirve para identificar las características de nuestro Terminal. Esta tarjeta se encuentra en el interior del móvil y permite al usuario a acceder a todos los servicios que haya disponibles por su operador, sin la tarjeta SIM el operador no nos sirve para nada porque no podemos hacer uso de la red. El SIM está protegido por un número de cuatro dígitos que recibe el nombre de PIN o Número de Identificación Personal. La mayor ventaja es que proporcionan movilidad al usuario ya que puede cambiar de terminal y llevarse consigo el SIM. Una vez que se introduce el PIN en el terminal, este se va poner a buscar redes GSM que estén disponibles y va a tratar de validarse en ellas, una vez que la red (generalmente la que tenemos contratada) ha validado nuestro terminal el teléfono queda registrado en la célula que lo ha validado.
BANDA DE FRECUENCIAS
(tomen en cuenta que estos datos son de estudios europeos)
En Argentina no puede dejar de considerarse que detrás de una explicación de “mercado” se esconde la tosca y primitiva ley que afecta a los peces en el mar, aquella que dice: –que el pez grande se come al pez chico.
Las dos empresas “mas grandes” aunque ahora son de hecho una, utilizan con ese fin una solo de las dos bandas de que disponen, en la mayoría del territorio. La cual es la 850Mhz, que además les permite colocar un menor numero de estaciones base.

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La tecnología GSM tiene tres bandas principales: GSM-900, GSM-1800 y GSM-1900.
Cada banda integra 248 canales, 124 para transmisión (Rt) y 124 para Recepción (Rx)
GSM-900 y GSM-1800 son utilizadas en la mayor parte del mundo, salvo en Estados Unidos, Canadá y el resto de América Latina, lugares en los que se utilizan las bandas de GSM-1900 ya que en EE.UU. Las bandas de 900 y 1800 MHz están ya ocupadas (por los militares).
Dual: Un terminal Dual es aquel que es capaz de trabajar con dos bandas, la de los 900 MHz y la de los 1800 MHz, la ventaja de estos terminales es la de poder conectar con una banda u otra cuando una de ellas este ocupada.
Tribanda: Es igual al caso anterior pero con la diferencia de que puede trabajar con una tercera banda de 1900 MHz

GSM

(Sistema Global para las Comunicaciones Móviles), es un estándar mundial para teléfonos móviles digitales, con la intención de desarrollar una normativa que fuera adoptada mundialmente.
Es el estándar predominante en Europa, así como el mayoritario en el resto del mundo.
GSM difiere de sus antecesores principalmente en que tanto los canales de voz como las señales son digitales.
El sistema GSM dispone de 124 canales para cada banda.
-124 para recepción (Rx)
-124 para transmisión (Rt)
-En un sistema de comunicación GSM la transmisión y la recepción van por canales diferentes con una separación entre canales siempre igual a 45 MHz
-El ancho de banda de cada canal es de 200 KHz
-La separación entre canales contiguos es de 25Khz.
GPRS
Esto permite a los operadores dotar de más de un canal de comunicación sin miedo a saturar la red, de forma que mientras que en GSM sólo se ocupa un canal de recepción y otro canal de transmisión, en GPRS es posible tener terminales que gestionen cuatro canales simultáneos de recepción y dos de transmisión, pasando de velocidades de 9,6 kb/s en GSM a 40 kb/s en recepción en GPRS y 20 Kb/s de transmisión.

Desde el punto de vista del Operador de Telefonía Móvil es una forma sencilla de migrar la red desde GSM a una red UMTS puesto que las antenas (la parte más cara de una red de Telecomunicaciones móviles) sufren sólo ligeros cambios y los elementos nuevos de red necesarios para GPRS serán compartidos en el futuro con la red UMTS.
UMTS

Es una de las tecnologías usadas por los móviles de tercera generación (3G, también llamado W-CDMA), sucesora de GSM.
Aunque inicialmente esté pensada para su uso en teléfonos móviles, la red UMTS no esta limitada a estos dispositivos, pudiendo ser utilizada por otros.
Sus tres grandes características son las capacidades multimedia, una velocidad de acceso a Internet bastante buena, la cual además le permite transmitir audio y video en tiempo real; y una transmisión de voz con calidad casi igual a la de las redes fijas. Pero dispone de una variedad de servicios muy extensa.
WAP

Siglas de Wireless Application Protocol. Hace posible el acceso al correo electrónico y a páginas WEB de texto a través de la telefonía móvil, buscapersonas y otros dispositivos. Adapta los servicios ofertados por Internet al móvil (noticias, correo electrónico, entretenimiento...) evitando los gráficos y las animaciones propios de la página WEB.
LDMS

Sistema de Distribución Local Multipunto) es una tecnología que permite un despliegue de servicios fijos de voz, acceso a Internet, comunicaciones de datos en redes privadas, y video bajo demanda.
Es de acceso inalámbrico cuyo propósito es proveer acceso de banda ancha a múltiples suscriptores de una determinada área geográfica. Se considera punto a multipunto porque a una misma plataforma de radio pueden acceder múltiples suscriptores, debido al uso de métodos de multiplexión y encolado.

Fundamentos históricos de sistemas móviles celulares

AT&T. Primer servicio telefónico móvil en los Estados Unidos.
_ 17 de junio de 1946
_ San Luis, Missouri.
_ 6 canales en la banda de 150 MHz
_ Espacio entre canales de 60 KHz y una antena muy potente.
_ Interconectaba usuarios móviles (usualmente autos) con la red telefónica
pública
_ Un año después, el servicio telefónico móvil se ofreció en más de 25
ciudades de los EE.UU. y unos 44,000 usuarios en total
_ Frecuencia Modulada (FM).
_ Estos sistemas utilizaban un solo transmisor muy poderoso para proveer
cobertura a más de 80 km desde la base.
En 1949, la FCC dispuso canales y la mitad se los
dio a la compañía Bell System y la otra mitad a
compañías independientes como la RCC(Radio
Common Carriers)
_ A mediados de los 50 cuando se creó el primer
equipo para viajar en auto de menor tamaño.
_ Estocolmo, Ericsson
_ 10 años después, los transistores redujeron en peso, tamaño y
potencia para poder introducirlos al mercado.
En 1956, Bell System comenzó a dar servicio en los 450 MHz, que
era una nueva banda para tener una mayor capacidad.
_ En 1958, la Richmond Radiotelephone Co. mejoró su sistema de
marcado conectando rápidamente las llamadas de móvil a móvil.
_ A mediados de los 60’s el Sistema Bell introdujo el Servicio
Telefónico Móvil Mejorado (IMTS) con características mejoradas.
_ Las mejoras en el diseño del transmisor y del receptor permitieron
una reducción en el ancho de banda del canal de FM de 25-30 KHz.
A finales de los 60’s y principios de los 70’s el trabajo comenzó
con los primeros sistemas de telefonía celular.
_ Las frecuencias no eran reutilizadas en células adyacentes para
evitar la interferencia en estos primeros sistemas celulares.
_ En enero 1969 la Bell System aplicó por primera vez el reuso de
frecuencias en un servicio comercial para teléfonos públicos de la
línea del tren de N.Y. a Washington, D.C.
_ Utilizaron 6 canales en la banda de 450 MHz en nueve zonas a lo largo
de una ruta de 380 km.
En 1978, en EE.UU. comenzó a operar el Servicio
Telefónico Móvil Avanzado o Advanced Mobile
Phone Service AMPS.
_ 10 células cubrían 355000 km cuadradas en el área de Chicago
_ Operando en las frecuencias en la banda de 800 MHz.
_ Esta red utilizaba:
_ circuitos integrados LS
_ una computadora dedicada y
_ un sistema de conmutación, lo que probó que los sistemas
celulares podían funcionar.
La telefonía móvil como extensión de la telefonía fija en el entorno móvil, irrumpió asombrosamente y con gran éxito en los años sesenta en el mundo de la telefonía básica.
_ Se buscaba eliminar la dependencia de los teléfonos de una posición fija unida a los cables de las centrales telefónicas convencionales de los sistemas fijos clásicos.
_ En estos primeros tiempos se usaron técnicas muy poco evolucionadas respecto del PMR tradicional.
_ Técnicas que generaban coberturas urbanas con transmisores en emplazamientos muy elevados y grandes potencias en sentido descendente receptores satélite para contrarrestar la poca potencia en sentido ascendente FDMA con dos frecuencias por canal.
_ Con estas coberturas se daba libertad de movimientos a los usuarios con movilidad en estas zonas.
En estos sistemas iniciales en los albores de la telefonía móvil moderna, varios eran los aspectos que condicionaban los desarrollos:
_ Herencia tecnológica de los sistemas de despacho,
caracterizados por la falta de automatización de los procesos de
comunicación y su orientación hacia el servicio privado.
_ Falta de introducción en mercado del concepto de teléfono
móvil como necesidad, con la doble vertiente de número escaso
de usuarios de la red y carestía de equipos terminales y de red
(una circunstancia realimentando a la otra).
_ Sistemas limitados por la relación señal a ruido, en virtud de la
necesidad de cubrir áreas grandes (potencias elevadas) con
escasa inversión.
Cuando se definió el sistema de telefonía celular se trató de realizar
un sistema que no tuviera las falencias de los sistemas de
comunicación móviles vía radio anteriores.
_ Estos objetivos son:
_ Alta capacidad de servicio.
_ Uso eficiente del espectro.
_ Adaptabilidad a la densidad de tráfico.
_ Compatibilidad.
_ Facilidad de extensión:Roaming
_ Servicio a vehículos y portátiles.
_ Calidad de servicio.
_ Accesible al usuario


La solución precisa de una estrategia que persiga los
siguientes objetivos genéricos:
_ Permita aumentar el número de usuarios en el sistema según se
precise, con un uso razonable de los recursos escasos (canales,
fundamentalmente).
_ Pueda replicarse en diferentes entornos, rurales y urbanos,
nacionales e internacionales, sin necesidad de una coordinación
y trabajos ímprobos.
_ Pueda ser implantado de forma dinámica.
_ No degrade las características de servicio contempladas para los
sistemas de nuevas generaciones.
En 1947, D. H. Ring ideó un concepto.
_ El concepto celular, no aplicable por el estado del arte de la tecnología en
el año en que se ideó, se basaba en los siguientes aspectos:
_ Concepto de densidad de tráfico
_ Lo que se desea mejorar no es la capacidad de cursar tráfico, sino la densidad de
tráfico en aquellas zonas donde se precise.
_ Si se cambia la perspectiva del aumento del número de canales (capacidad de tráfico aumenta), a aplicar una capacidad de tráfico concreta en áreas cada vez menores (densidad de tráfico aumenta, sin que la capacidad de tráfico lo haya hecho), podremos solucionar el problema.
_ Considerar que todas las zonas a cubrir no tendrían una necesidad de tráfico homogénea una división de la zona a cubrir en regiones pequeñas o células de tamaño variable según el tráfico a atender.
_ Reutilización de frecuencias en las regiones antes establecidas, a distancias suficientes para tener una interferencia cocanal tolerable.
El concepto celular utiliza una serie de definiciones necesarias para su desarrollo:
_ Célula o celda, cada una de las superficies de formas
geométricas diferentes y generalmente determinadas por el
sistema radiante utilizado, servida por una estación base.
_ Índice de reutilización, es el cociente entre el número de canales
ofrecidos y el número de frecuencias disponibles.
_ Distancia de reutilización, es la distancia que se deben separar
las células cocanal, es decir, células con frecuencias comunes.
_ Agrupación celular o cluster, es un conjunto de celdas que usan
grupos de canales diferentes.
Una vez definida cuál es la forma en la que se quiere
establecer el sistema, hay que considerar qué
características concretas del mismo:
_ Capacidad de explotación similar a la telefonía tradicional.
_ Gran capacidad de servir clientes con tráficos generados altos.
_ Uso eficiente de las bandas de frecuencia asignadas.
_ Cobertura nacional (e internacional en algunos casos).
_ Adaptabilidad a densidad de tráfico zonal.
_ Servicios suplementarios al de telefonía básica.
Alta calidad, aplicable a:
_ Cobertura en general (medida con índices zonales y poblacionales).
_ Cobertura rural: vehicular, baja densidad, arbolado...
_ Cobertura urbana: estática, alta densidad, penetración en edificios...
_ Variabilidad en la definición de los tamaños de las celdas o células de cobertura:
_ Macrocélulas (1,5-20 km).
_ Minicélulas (0,7-1,5 km).
_ Microcélulas (0,3-0,7 km).
_ Picocélulas (30-300 m).
_ Diferentes tipos de calidad:
_ Calidad de fidelidad.
_ Calidad de portadora.
_ Calidad final, incluidos codificadores/decodificadores de señal.
_ Calidad de movilidad: localización, registro, traspaso de llamadas.
La densidad de población en un país es muy variada, por lo tanto se hace necesario usar distintos tipos de celdas:
_ Macroceldas: Son celdas grandes, para áreas con población
dispersa.
_ Microceldas: Estas celdas son usadas para áreas densamente
pobladas.
_ Celdas Selectivas: No siempre es de utilidad definir celdas con
una cobertura de 360 grados. En algunos casos, celdas con una
forma particular de cobertura son necesarias.
_ Celdas Paraguas: Un camino, tipo autopista, puede cruzar
pequeñas celdas produciendo así un gran número de handoffs
entre diferentes celdas vecinas.
El objetivo es que de todo el conjunto de canales
disponibles se asignen frecuencias de modo que se
satisfagan unas ciertas relaciones de protección de
canal adyacente y cocanal.
_ Con ello se dice que la separación frecuencial a
considerar en estas celdas debe ser:
_ Mayor o igual que tres canales en una misma célula.
_ Mayor que dos canales en células vecinas.
_ Mayor que un canal en células colindantes.
Métodos de asignación fija
Consisten básicamente en que en cada célula se cuenta con las frecuencias a ellas
asignadas de forma fija, y en ningún caso se puede disponer de más (en la práctica,
por falta de transceptores instalados).
_ La estrategia de asignación fija es muy simple y sencilla de implementar, y se
comporta muy bien cuando las cargas de tráfico son uniformes y fijas en el
sistema.
_ Esta es una estructura ideal para el arranque de las redes en que aún desconocemos
la distribución de tráfico real, y que además favorece un despliegue sencillo.
_ La asignación fija comienza a complicarse en el momento en que el sistema
comienza a mostrar unas necesidades de tráfico desiguales en las diferentes zonas.
Esta situación se puede solucionar con:
_ Asignación fija no uniforme de frecuencias en las diferentes celdas (mayor número de canales
en unas celdas que en otras).
_ Asignación de frecuencias prestadas de otras celdas, donde el sistema toma prestado de otra
celda el canal que la necesidad momentánea de comunicación le exige. Cuando la
conversación termina, el canal es devuelto.
Métodos de asignación variable o
dinámica.
Este método supera las limitaciones del mecanismo anterior, en
tanto que presenta una gran adaptabilidad a las demandas de
tráfico variables espacial o temporalmente.
_ En general en este método no existe ninguna relación a priori
entre las celdas y las frecuencias, y de hecho estas últimas se
asignan bajo demanda para una necesidad de comunicación con
una estrategia de mínimo coste que selecciona canales de un
conjunto (pool) de ellos.
_ La clasificación que se hace de este método es:
_ Estrategia adaptable a la interferencia.
_ Estrategia adaptable a las variaciones de tráfico.
_ Estrategia de reutilizabilidad del canal.
Métodos de asignación mixta
Como su propio nombre indica, estos métodos
dividen los canales a repartir en las celdas en
dos grupos, uno de asignación fija y otro de
asignación dinámica, de modo que los primeros
intentos de atención a las llamadas se realizan
con el conjunto fijo, y los posteriores, ante el
agotamiento de los recursos fijos, captando
recursos del conjunto de asignación dinámica.
Método geométrico

El método geométrico se basa en la asignación
de frecuencias sobre la red celular teórica,
haciendo un reparto de frecuencias uniforme, de
acuerdo con los criterios establecidos en el
punto anterior de separación de canales.
Ejemplo
Veamos un ejemplo para concretar el
funcionamiento del método:
_ Una red 4/12 (agrupación de cuatro estaciones
base con tres sectores cada una).
_ 36 canales (se asignarán, por tanto, tres por
sector).
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Aumento de la capacidad
En el origen de los diseños celulares se encuentra la capacidad de
hacer crecer el sistema de modo que se adapte a las necesidades
crecientes de tráfico en el sistema por parte de los usuarios.
_ La manera obvia e inmediata de admitir más usuarios en el sistema
es degradar las características del mismo.
_ Este hecho viene respaldado por la circunstancia de que los
usuarios están más predispuestos a aceptar una degradación de la
calidad del sistema que a no obtener ningún servicio del mismo.
_ Sin embargo, existen formas de aumentar el número de usuarios
que el sistema puede admitir.
División celular y sectorización

El proceso tradicional de planificación celular en el despliegue de
las redes móviles se corresponde con los siguientes pasos. En ellos
se tienen en cuenta aspectos económicos fundamentales en estos
onerosos despliegues:
_ Cálculo de una estructura inicial con células grandes de cobertura
omnidireccional.
_ Sectorización (generalmente por tres) de cada célula inicialmente
desplegada.
_ Reducción a la mitad del radio celular, con lo que la superficie se hace la cuarta parte menor, y con ello se permite mayor densidad de tráfico, que es nuestro objetivo final (esto implicará una inversión importante en nuevos emplazamientos para estaciones base).
Proceso de división celular

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Ampliación del número de canales

No cabe duda de que la forma más fácil e inmediata de aumentar la
capacidad de un sistema, independientemente de que sea celular o
no, es ampliar el número de canales en cada equipo de estación
base.
_ Esta sencilla reflexión conduce a las siguientes situaciones:
_ Puede ocurrir que hayamos agotado todos los recursos frecuenciales de los que disponíamos y no pueda accederse a esta operación.
_ Ocurre que la ampliación no es inmediata, e implica desplazamientos a los emplazamientos para la ampliación de la infraestructura instalada (nuevas tarjetas en el sistema).
_ Puede suceder que los sistemas radiantes no soporten el aumento del número de canales por motivos de potencia.
_ En cualquiera de las situaciones, e ineludiblemente, la operación
supone un desembolso económico importante.
Préstamo de canales

La técnica de asignación dinámica de canales es básicamente un
préstamo de canales de unas celdas a otras.
_ La técnica consiste en la compartición de una serie de recursos
frecuenciales (canales) entre varias celdas, de forma coordinada.
_ Situaciones en que la densidad de tráfico se mueve a lo largo del día de las zonas residenciales a los núcleos urbanos pueden ser superadas por medio de esta transferencia de canales, que cuando se precisan en una ubicación se inhiben en otra, y viceversa.
_ La técnica en sí misma es adecuada, pero lógicamente implica que
los emplazamientos estén equipados para prestar los servicios en los
canales previstos, por más que en algunos momentos no se utilicen.
Orientación hacia debajo de las antenas

La capacidad de poder orientar en sentido vertical (mecánica o
eléctricamente, ángulo entre 10 y 200) las antenas para que su radiación enfoque una zona concreta del área de cobertura trae asociadas una serie
de situaciones, vistas como ventajas en algunos casos e inconvenientes en otros:
_ Evita la existencia de huecos en la cobertura en áreas muy próximas a la antena que sirve una celda, como consecuencia de que la señal se orienta no hacia el horizonte, sino con una cierta inclinación.
_ Se reduce la cantidad de potencia enviada hacia las células en que nuestra radiación
es de hecho una interferencia. Esto supone un factor de reutilización más elevado que redunda en beneficio del sistema.
_ El patrón de reutilización cambia debido a que los niveles de interferencia también lo hacen.
_ El área cubierta por la celda se encoge y la potencia de la señal en el borde del área de cobertura se reduce.

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