Sistemas de Comunicación Pcs Pcs

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN PERSONAL

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN PCS

Marisol Rodriguez Ruiz Miguel Angel García García Atzel Chavez Sanchez

JUNIO 2007

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Objetivo Introducción CAPITULO 1 PANORAMA GENERAL 1.1Introducción 1.2 La telefonía celular 1.3 Conceptos generales y aspectos tecnológicos de la telefonía celular y PCS. 1.4 Conceptos generales 1.4.1 Cobertura 1.4.2 Célula o celda 1.4.3 Número de canales disponibles 1.4.4 “Cluster” o “Racimo” 1.4.5 Reutilización de frecuencias 1.4.6 Estrategias de asignación de canales. 1.4.7 Cell Spliting” o “división de celdas” 1.4.8 Sectorización 1.4.9 Capacidad 1.4.10 Señalización 1.4.11 HLR (Home Location Register) 1.4.12 VLR (Visitor Location Register) 1.5 Conceptos resultantes de la movilidad 1.5.1 Área de localización 1.5.2 Gestión de la localización 1.5.3 Registro 1.5.4 “Hand-Over” o “Traspaso” 1.5.5 “Hand-Off” 1.5.6 “Roaming” o “Itinerancancia” 1.5.7 Propagación 1.5.8 Componentes de propagación. 1.5.9 Parámetros de propagación 1.5.10 Dispersión Doppler 2

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1.5.11 Dispersión de retardo 1.6 Conclusiones CAPITULO 2 FUNCIONES DE LA TELEFONIA MOVIL 2.1Introducción 2.2 Configuración de la red 2.2.1 Interfaz móvil 2.2.2 Movilidad del cliente 2.2.3 Sistemas de conmutación NSS 2.3 Procedimientos operacionales 2.3.1 Proceso de registro básico 2.3.2 Llamada terminante 2.4 MSC / PSTN 2.5 Conclusiones CAPITULO 3 SISTEMAS DE ACCESO 3.1Introcucción 3.2 Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) 3.3 Acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA) 3.4 Acceso múltiple por división de código (CDMA) 3.4.1 Principio CDMA 3.4.2 Fundamentos de CDMA 3.4.3 Estándares 3.4.4 Codificación de Voz 3.4.5 Control de potencia. 3.4.6 Códigos Ortogonales. 3.4.7 Códigos PN 3.4.8 Canal CDMA Directo 3.4.9 Canal CDMA Inverso. 3.5 CDMA de acceso expandido (B-CDMA) 3.6 CDMA de banda ancha (WCDMA) 3

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3.7 Operaciones dúplex 3.7.1 Dúplex por división de frecuencia (FDD) 3.7.2 Dúplex por división el tiempo (TDD) 3.8 Ventajas de CDMA contra TDMA 3.9 Conclusiones CAPITULO 4 SISTEMA DE TELEFONIA CELULAR 4.1 AMPS (Advance Mobile Phone System) 4.1.1 Especificaciones del estándar AMPS 4.1.2 Bandas de frecuencia y canales físicos 4.1.3 Códigos de identificación 4.2 Arquitectura 4.2.1 Unidad móvil 4.2.2 Estaciones base 4.2.3 Centro de conmutaciones móviles 4.2.4 Central de la red pública 4.2.5 Canales lógicos 4.2.6 Mensajes 4.3 Modos de operación de las terminales celulares 4.3.1 Inicialización 4.3.2 Disponible 4.3.3 Acceso 4.3.4 Conversación 4.3.5 Llamada de un móvil 4.3.6 Llamada a un móvil 4.3.7 Autenticación 4.4 AMPS en México 4.4.1 Concesionarios y cobertura 4.4.2 Capacidad de un sistema celular 4.4.3 NAMPS 4

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4.4.4 La red TACS 4.5 Sistemas digitales 4.5.1 NA-TDMA (DAMPS) 4.5.2 Servicios en los sistemas digitales 4.6 GSM 4.6.1 Arquitectura GSM 4.6.2 Subsistemas GSM 4.6.3 Establecimiento de llamada GSM 4.7 DECT 4.7.1 Aplicaciones del DECT 4.7.2 Arquitectura básica 4.7.3 La tecnología del DECT 4.7.4 Objetivos operacionales del DECT 4.7.5 Eficiencia espectral y capacidad del canal 4.7.6 Capacidad de canal 4.7.7 Capaciad de tráfico LAN 4.7.8 Manejo y movilidad de llamada 4.7.9 Protocolos DECT 4.8 Comparación de tecnologías 4.9 Resumen de tecnologías 4.10 Conclusiones CAPITULO 5 SERVICIOS DE COMUNICACION PERSONAL 5.1 Introducción 5.2 Evolución de PCS 5.3 Arquitectura de redes PCS 5.4 Características PCS 5.4.1 Movilidad personal 5.4.2 Control personal 5.5 Tecnologías PCS 5.6 Servicios al abonado (Funcionabilidad) 5

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5.6.1 Servicios Básicos 5.6.2 Servicios Portadores Básicos 5.6.3 Servicios Suplementarios 5.7 Conclusiones CAPITULO 6 TENDENCIAS 6.1 Introducción 6.2 Telefonía móvil 4G 6.2.1 Futuro 4G 6.2.2 La tecnología 4G asoma en el horizonte 6.2.3 Grandes fabricantes 6.2.4 Desafíos técnicos 6.3 Hacia una red multimedia única 6.4 Las esperanzas de los móviles multimedia puestas en 4G 6.5 El mundo móvil, según Intel 6.6 Nortel adelanta la banda ancha 4G con una solución WiMAX móvil para MIMO 6.7 UMTS: hacia una red todo IP 6.7.1 Introducción 6.7.2 Las fases de evolución hacia UMTS 6.8 Aplicaciones de PCS actualmente 6.8.1 Servicios móviles 3G & WAP 2.0 6.8.2 IUSATV 6.8.3 MOVILOFFICE 6.8.4 UBICACEL Conclusiones y Recomendaciones GLOSARIO BIBLIOGRAFIA OBJETIVO. 6

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Dar a conocer los servicios y aplicaciones ofrecidos por estos sistemas para satisfacer las necesidades actuales y futuras.

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INTRODUCCION Existen diversas definiciones de PCS provenientes de distintas entidades u organizaciones nacionales e internacionales. La Comisión Federal de las Comunicaciones (Federal Communications Comisión, FCC), que es el organismo regulador de los telecomunicaciones en Estados Unidos, define PCS como “un sistema por el cual cada usuario puede intercambiar información con alguien a cualquier hora, en cualquier lugar, a través de algún tipo de dispositivo y usando un único número”. Por otro lado, la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (Telecommunications Industry Association, TIA), lo define como “un conjunto de capacidades que permite algunas combinaciones de servicios de movilidad terminal y movilidad personal”. En Instituto Nacional Americano de Estándares (American Nacional Standards Institute,, ANSI), por su parte, define PCS como “un conjunto de capacidades que permiten alguna combinación de movilidad terminal, movilidad personal y manejo del perfil del servicio”.

De esta forma análoga el mismo concepto para lo que en síntesis está desarrollado como “sistemas inalámbricos de tercera generación”, es definido en Europa como UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Los sistemas de comunicaciones personales se basan en radiotelefonía celular, tecnología introducida comercialmente en Europa a principios de la década de los 80. Los sistemas de radio celular ofrecen largo alcance y utilizan potencias de transmisión más altas que los sistemas inalámbricos tradicionales. A principios de los años 80, los sistemas celulares estaban basados en tecnología analógica, pero a finales de la citada década tuvo lugar el desarrollo de una nueva norma digital:

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GSM. A continuación nos centraremos en la radiotelefonía celular para comunicaciones personales y en los aspectos tecnológicos involucrados. Las redes de radio celular fueron proyectadas inicialmente a fin de proporcionar un servicio para teléfonos móviles ubicados en vehículos. Estas redes se conectaban a la red pública telefónica conmutada a modo de interconexiones de trunking (llamada interurbana). Los sistemas de comunicaciones personales utilizan el concepto de la división del área de cobertura en células propias de la radio celular, así como el de la reutilización de frecuencias en células suficientemente separadas. Los rápidos avances tecnológicos, la creciente demanda del mercado, las nuevas normas digitales y la relativamente reciente liberalización del sector han dado lugar al concepto de servicios de comunicaciones personales. Actualmente, estos servicios se apoyan en tres distintas tecnologías: acceso múltiple por división de código (CDMA), acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA) y PCS 1900, la nueva generación de GSM. La razón fundamental de la evolución tecnológica de los sistemas de telefonía móvil; la aparición de los sistemas celulares, al permitir una capacidad de abonados muy superior, ha dado pie a que la telefonía móvil se convierta en una aplicación de consumo a la que pueden acceder no solamente las personas que necesitan específicamente este tipo de aplicación, sino también otras que lo consideran una comodidad más de las proporcionadas por los avances de la tecnología. Como consecuencia, los terminales son cada vez más pequeños, más baratos y con más autonomía, y los sistemas ofrecen cada día más servicios (similares a los que ofrece la telefonía fija). Ello ha provocado que este tipo de servicio esté alcanzando índices de crecimientos increíbles, hasta el punto de que los próximos años el teléfono móvil será un bien más de consumo, como el computador o la cámara de vídeo. Es más, a medio plazo se considera que puede llegar a convertirse en una alternativa real a la telefonía fija. Además, en el caso Europeo la telefonía móvil celular está creciendo, por sus propias características técnicas, para arrancar los procesos de liberalización en el 9

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factor de las telecomunicaciones (es mucho más fácil tener 2 operadores en un sistema celular que en uno de telefonía fija). Este hecho también ayuda a que el crecimiento de los citados servicios sea más rápido de lo habitual.

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CAPITULO 1 PANORAMA GENERAL

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PANORAMA GENERAL 1.1 INTRODUCCIÓN La comunicación personal inicia con la persona, es decir, que no importa donde y que este haciendo debe estar en la posición de comunicarse. La movilidad es la parte esencial de las comunicaciones personales ya que las personas desean transmitir y recibir información en el momento y lugar en que ellos lo deseen. Por otra parte la información que maneja la gente tiene diversas fuentes y diversas características tales como los sonidos, imágenes fijas o en movimiento, datos de PCs, etc.

1.2 LA TELEFONIA CELULAR Es conveniente ubicarnos en lo que tecnológicamente significa un Sistema Celular, ya que como servicio que proporciona está bien definido como sistema de telefonía. Tecnológicamente es un concepto reciente ya que el primer sistema de este tipo opero comercialmente en 1984 en USA.

Sin embargo ha tenido su desarrollo más importante especto a los otros sistemas de Telecomunicaciones tanto desde el punto de vista de evolución tecnológica como del crecimiento de fabricantes y proveedores de equipos y servicios, todo esto en función de la acelerada penetración de mercado que el servicio de telefonía celular ha tenido. 12

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El nombre completo que se ha dado a este sistema es, SISTEMA DE RADIO TELEFONIA MOVIL CON TECNOLOGIA CELULAR, que describe sus tres características más importantes, esto es:  Radiotelefonía: Telefonía a través de ondas de radio.  Móvil: Capacidad para dar servicio a/y entre teléfonos en movimiento inclusive a altas velocidades.  Tecnología Celular: Técnica que permite reutilizar un número limitado de frecuencias para aumentar “ilimitadamente” la capacidad del sistema, mediante el uso de células.

Figura 1.1 Radiotelefonía Móvil

Nuestro sistema al igual que todos los de telecomunicaciones esta basado en una norma,

es

la

denominada

AMPS

(Advanced

Mobile

Phone

System)

correspondiente al estándar EIA/TIA-553 desarrollado en USA y adoptado oficialmente en México a través de una NOM.

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1.3 CONCEPTOS GENERALES Y ASPECTOS TECNOLOGICOS DE LA TELEFONIA CELULAR. Es conveniente discutir sobre algunos de los conceptos generales utilizados en la telefonía celular, con el propósito de entender mejor los sistemas celulares. Entre los conceptos que se describen están: cobertura, célula, reutilización de frecuencias, racimo.

1.4 CONCEPTOS GENERALES 1.4.1 Cobertura En sentido genérico, se entiende por cobertura la zona desde la cual una terminal móvil puede comunicarse con las estaciones de base y viceversa. Es en el primer parámetro en que se piensa al diseñador una red de comunicaciones móviles: ¿en que zonas se va a dar servicio a las terminales móviles? En primer lugar, la cobertura o el alcance radio de una red es la composición del alcance radio de la suma de todas sus estaciones de base. A la hora de planificar una red, desde el punto de vista de la cobertura, el primer dato que se necesita saber es la zona que se desea cubrir, o zona de servicio.

Figura 1.2 Cobertura

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1.4.2 Célula O Celda Una célula es cada una de las unidades básicas de cobertura en que se divide un sistema celular. Cada célula contiene un transmisor, que puede estar en el centro de la célula, si las antenas utilizadas son o utilizan un modelo de radiación omnidireccional, o en un vértice de la misma, si las antenas tienen un diagrama directivo. La célula también se define como el área de cobertura de una Estación Base.

Figura 1.3. Célula o celda.

Al tener varias células contiguas surgen áreas de traslape y áreas de sombra, como se muestra en la figura 1.7. Por lo que se debe utilizar un arreglo que minimice estos dos tipos de áreas.

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Figura 1.4. Áreas de traslape y sombra. Las células también se dividen por su tamaño en:

Tipo Radio Cobertura Célula gigante > 50 Km. Continentes Célula grande 10-50 Km. Rural Célula 1-10 Km. Urbana Minicélula 100-1000 m. Urbana densa Microcélula 10-100 m. Oficina/Campus Picocélulas 2-10 m. Habitación Femtocélulas