comunicaciones mÓviles - ocw...

Radiocomunicación Comunicaciones móviles 1

COMUNICACIONES MÓVILES

Características generalesIntroducción. Sistemas y Servicios de comunicaciones móviles. Bandas de frecuencias. Evolución y perspectivas.

Propagación en comunicaciones móviles.Caracterización del canal móvil. Desvanecimientos rápidos, lentos, ensanchamiento del retardo.Modelos de pérdidas del camino.

Sistemas de telefonía móvil privada.Sistemas de despacho, Sistemas buscapersonas.Sistemas Trunking

Sistemas celulares.Estructura geométrica.Planificación celular.Tráfico

Sistema GSMOtros sistemas digitales.

Tetra, DECT, UMTS-IMT2000


Características generales

Comunicaciones móviles:Radiocomunicación entre dos terminales en la que al menos uno de ellos es capaz de moverse (Estación móvil “MS”), mientras que el otro suele ser fijo (Estación base “BS”).Sistemas limitados por el ruido/Sistemas limitados por Interferencia.Diferentes servicios y aplicaciones.Elevada demanda de recursos espectrales.Planificación de tráfico y movilidad

Mecanismos complejos de propagaciónModelos del canal.Modelos de predicción de pérdidas.Técnicas de mejora de la calidad.

Estructuras celulares.Reutilización de frecuenciasControl de las interferencias.Requieren una detallada planificación.

TxDeseado

TxInterferente

Rx

PintSINAD

BER

PRAPn C/N

C/I

CANALRADIO


Radiocomunicaciones móviles.

UIT: Servicio de radiocomunicación entre estaciones móviles y estaciones terrestres fijas o entre móviles únicamente.

Transmisión de información útil (tráfico) y de otra adicional (señalización) necesaria para el establecimiento, liberación y supervisión de la llamada.La señalización puede intercalarse con el tráfico (señalización asociada) o utilizando recursos específicos (señalización por canal común).

La zona de cobertura es la superficie geográfica dentro de la cual los terminales pueden establecer comunicación.

Composición de un sistema de radiocomunicaciones móviles privado.Estaciones fijas:

Estaciones de base (BS).Estaciones de control.Estaciones de repetidora (RS).

Estaciones móviles (MS) (Terminales).

Enlace descendente (DL: downlink): BS MS

Enlace ascendente (UL: uplink): MS BS


Estructura de un Sistema de C. M.

BS

CONTROL

BSRED

MS

MS

Acceso

Tránsito

Técnicas de Acceso.Explotación

Simplex, SemiduplexDuplex: Frecuencia Tiempo

Multiacceso:FDMA, TDMA, CDMA.

Técnicas de ModulaciónAnalógica: FMDigital: FSK, FFSK, GMSK, π/4 π/8 PSK

Zona de coberturaZona donde el valor medio de la intensidad de campo o potencia recibida es superior al valor mínimo utilizable (dependera de la sensibilidad del receptor, del margen de protección y de las interferencias existentes) durante un % de tiempo y % de ubicaciones.

Cobertura normal: 90% t, 90 % u Calidad superior: > 95 % t 95 % u


Modos de operación

TxRx

TxRx

F1

F2DPX

DPX

BS MS

TxRx

TxRx

F1

F2DPX

BS MS

TxRx

TxRx

F1 (T1)

F1 (T2)

Duplex en dos intervalos de tiempo (TDD)BS MS

TxRx

TxRx

F1

F1/F2

Simplex a una/dos frecuencias Semiduplex a dos frecuencias

Duplex a dos frecuencias (FDD)

BS MS

En función del número de frecuencias utilizadas y de la capacidad de transmisión y recepción simultaneas.


Servicios móviles

Servicios móviles marítimos, aeronáuticos y terrestres.Sistemas móviles privados: (“PMR”)

Sistemas de despacho (comunicaciones con una flota de vehículos).Heterofrecuenciales.Isofrecuenciales.

Sistemas troncales con compartición de canales. (“trunking”)

Sistemas de buscapersonas (“paging”). Radiomensajería unidireccional. Bidireccional (Two way)

Sistemas telefonía sin hilos (“cordless”)Teléfonos inalambricos, centralitas sin hilos.

Sistemas celulares.Sistemas de radiotelefonía con acceso a las redes públicas.

Sistemas personales/universales.Unión de diferentes sistemas y servicios de comunicaciones móviles multimedia


Bandas de frecuencias

Ondas hectométricas y decamétricasServicios móviles marítimos y aeronáuticos. Su uso actual es muy limitado

Ondas métricas (VHF).Banda I

30 - 47 MHz Telemando, Telemedida, Telefonía sin hilos (CT0, CT1)68 - 87,5 MHz Radiotelefonía privada de despacho.

Banda III136 -174 MHz Paging (148, 174), móvil aeronáutico, telefonía privada.230-399 MHz Rasdiotelefonía privada, trunking analógico.

Ondas centimétricas (UHF)406 .. 470 MHz Radiotelefonía privada, trunking digital. (TETRA)862 - 970 MHz Móvil celular, analógico, GSM.1430 .. 1660 MHz Móvil por satélite.1670 .. 1990 MHz Telefonía sin hilos DECT, GSM 1800/19001800 .. 2200 MHz UMTS-IMT2000.2400 ISM, IEEE 802.11, Bluetooth,


Evolución de las comunicaciones móviles

Sistemasde despacho

Trunkinganalógico

TETRA

Paging

POGSAG

ERMES

Celular

TACS, NMT,AMPS

GSM 900/1800IS-136 (DAMPS)IS-95 (CDMA)

CordlessCT-0-1

CT-2 CT-3

DECTMOVIL

SATÉLITE

UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SISTEM (UMTS)INTERNATIONAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS (IMT-2000)

IEEE 802.11,15WiFi, WiMax …


Radiotelefonía móvil privada (PMR). (I)

Los sistemas PMR son redes de comunicaciones móviles no conectadas a la Red Telefónica Pública, que se utilizan en tareas de despacho para la gestión y control de la actividad de flotas de vehículos. Las características básicas son:

Cobertura local o regional.

Acceso rápido a y de los terminales móviles.

Posibilidad de llamadas de móvil a móvil.

Llamadas frecuentes y de corta duración.

Llamadas a grupos y llamadas generales.

Simplex o semiduplex con PTT.

Conexión a través de centrales privadas (PABX).

Banda VHF“baja”

30,005 – 47 MHz68 – 74,8 MHz75,2 – 87,5 MHz

Banda VHF“alta”

146 – 149,9 MHz150,05 – 156,7625 MHz156,8375 – 174 MHz223 – 235 MHz

Banda III(Trunking)

273 – 322 MHz335,4 – 399,9 MHz

Banda UHF“baja”

406,1 – 430 MHz440 – 470 MHz


Radiotelefonía móvil privada (PMR). (II)

Sistema básico de despacho.HeterofrecuencialIsofrecuencial

Todas las estaciones base trabajando en la misma frecuencia.f1 = f2 = f3f’1=f’2=f’3

Plan de frecuencias.

BS1

CONTROL

MS

f1

BS3MS

f’3

f3

BS2

f2

f4

MS

MS

f’2

f’1


Radiotelefonía móvil privada (PMR). (III)

Redes con repetidores.

Tx f1CONTROL

f’1

f1

f’3

f3

DX

Rx f’1

Tx f1

Rx f’1

Tx f’1

Rx f1

f’1f1

Tx f’1

Rx f1DX

f’2f2

Tx f1

Rx f’1

Tx f’1

Rx f1DX

ZONA -3

ZONA - 1

Enlace

f’1

f1

Enlace

f’1f1

ZONA - 2

RS1

RS2

RS3


Señalización en PMR

Por tonos.En redes con pequeño número de terminales que comparten frecuencia formando grupos cerrados.Para evitar la escucha de comunicaciones entre grupos se asigna a cada uno de ellos un tono de audio situado por debajo del límite inferior de la banda de audio (300 Hz), denominado tono subaudio.

El tono se genera en el Tx y se transmite con la voz.El Rx lleva un decodificador, que al detectarlo, abre los circuitos de audio del Rx, dejando pasar la voz al amplificador.Las frecuencias de los tonos subaudio están normalizadas, existiendo 33 tonos distribuidos en dos grupos.

Sistemas de llamada selectiva.Redes con muchos terminales y alto tráfico. Evita que el mensaje sea recibido por todos los móviles de la red. Permite encaminar una comunicación a un terminal móvil, identificado por su código constituido por una combinación de tonos.Existen tres modalidades de llamada:

Individual. Grupo. General.


Sistemas de Radiobúsqueda. (I)

Transmisión en el sentido base móvil. (Paging, bipper)Aviso óptico acústico.mensajes alfanuméricos. Sistemas con vozAcceso mediante llamada selectiva. En Europa estándar POCSAG.

Hasta 8.000.000 de terminales.Transmisión de mensajes alfanuméricos.Canalización de 12.5 y 25 KHz.Velocidad de transmisión de 521 y 1200 bits/sg.Modulación FSK.Palabras de 32 bits (21 de información y 11 de redundancia).Número nacional de abonado

Sistemas bidireccionales (Two Way)Nuevo estándar europeo: ERMES

Codificador

Tx

Rx1

Rx2

Rxn

f1


Sistemas troncales (TRUNKING) (I).

Sistemas de concentración de enlaces (TRUNKING).Utilización compartida de recursos--> Aumento de la capacidadConcentración de canales con multiacceso.

Asignación de un canal sólo durante su utilización.Sistema de señalización complejo.Posibilidad de nuevos servicios:

Transmisión de datos, mensajes de estado, prioridades en las llamadas...

Deja de ser un sistema de autoprestación para pasar a un operador.Sistema trunking analógico

MPT 13XX. Interfaz radio MPT1327 modulación FM para voz, FSK para datos.Protocolo ALOHA ranurado con trama de longitud variable.

Sistemas trunking digitales. TETRA, TETRAPOL y APCO 25.


Sistemas Trunking (II)

("Network Managemant Center"). Centro de gestión de red("Recording Information Unit"). Unidad de grabación de información("Customer Care"). Centro de administración


Sistema TETRA

Duración media de la llamada 30 seg.Tráfico por usuario 20 mEGrado de servicio 5 %Calidad de la voz Mejor que en los sistemas analógicosTiempo de establecimiento de llamada. Conmutación de circuitos < 300 mseg

Conmutación de paquetes < 2 seg.Retardo de tránsito para PDO Orientados a conexión < 500 mseg, (100 octetos)

No orientados 3,5 o 10 s, según prioridadRégimen binario neto Hasta 19,2 Kbits/s.Longitud de los mensajes Cortos, 100 octetos Largos, 10.000 octetosNúmero de mensajes/hora/usuario Cortos 20/hora Largos 0,5/hora

Modo V+D

Se soportan los mismos tipos de equipos que en V+D, salvo los terminales móviles de voz.Retardo de tránsito a través de la interfaz radio < 100 msegTasa de errores BER < 10-10

Número de mensajes 25 por usuario, en la hora cargadaLongitud del mensaje: MS BS: 80 octetos BS MS: 300 octetos

Modo PDO


Propagación en comunicaciones móviles

Modelo de canal (Modelos físico - estadísticos)

Desvanecimientos rápidos (multitrayecto).Dispersión en frecuencia. (Ensanchamiento Doppler).

Desvanecimientos lentos. (Shadowing).Variaciones del nivel medio de potencia causados por los cambios producidos en el entorno.

Dispersión temporal.Cada uno de los trayectos sufre un retardo diferente.Desvanecimientos selectivos en frecuencia. Interferencia entre símbolos.Ancho de Banda de Coherencia (Bc).

Pérdidas del trayecto.Atenuación mediana con la distancia.Modelos de propagación.

Teóricos. (Espacio libre, tierra plana) Empírico-Estadísticos (Exteriores, Interiores).Determinísticos (OG + GTD ).


Modelo de canal (I)

Caracterización física.Aspectos de la propagación.

Atenuación. Expansión de las ondas.Reflexión. Tierra, obstáculos naturales, edificios.Difracción. Esquinas, tejados, ventanas.Dispersión. Objetos o rugosidades < λ

Efectos debidos a la movilidad.Desplazamientos Doppler para cada uno de los componentes multitrayecto.

Modelo físico de dispersores.Ecos causados por la presencia de dispersores discretos.

idi cosvf αλ

= CALLE1

vn

( ))t()t(jexp))t(t(u)t(aZ iici

1N

0iPBiPB θ+τω−τ−= ∑

−

=

D

D

D

Tx Rx


Modelo de canal (II)

Caracterización empírica

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500-100

-95

-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60

-55

-50(dBm)

(m)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000-95

-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60

Muestras

(dBm)

Pérdidas del camino

Multitrayecto

desvanecimiento lento


Desvanecimientos Rápidos (I)

Desvanecimientos rápidos (multitrayecto).Desvanecimientos aleatorios de gran magnitud en la amplitud de señal recibida con una frecuencia de aparición proporcional a la velocidad del móvilCampo total es la suma vectorial de ondas planasDependiente del movimiento, la frecuencia y el entorno.Existencia de desvanecimientos profundos.Variaciones rápidas de amplitud y fase.Dispersión en frecuencia. (Ensanchamiento Doppler).Gran influencia en la calidad de la señal.Caracterización estadística:

Distribuciones Rayleigh, Rice, Weibull, Nakagami.

Necesidad de técnicas de mejora de la calidad.Diversidad.Códigos de protección contra errores.Entrelazado de bits.


Desvanecimientos Rápidos (II)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

Muestras

(dBm)

Espectro Doppler.

0 dBm

fc fc+ fdfc - fdVariaciones de amplitud de la envolvente.

Modelo de dispersiónN ondas planas, con una amplitud aleatoria y una fase también aleatoria, afectadas por el desplazamiento Doppler.

)θ + t ω + t ω( cos C E = E nncn

N

1=no ∑

EoCn amplitud de la onda n-ésimaωc pulsación de la portadoraωn desplazamiento Doppler

θn fase aleatoria


Desvanecimientos Rápidos (III)

La función distribución de probabilidadValor medio, cuadrático medio, varianza y mediana son

donde σ2 es la potencia media r2/2 es la potencia instantánea de la señal

⎪⎩

⎪⎨⎧

<

≥⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ

−σ=

0r0

0r2rexpr

)r(P 2

2

2r

Caracterización estadística

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ

−−=≤ 2

2

r 2Rexp1)Rr(P

2ln 2 = r 2 - 4 =

2 = }r{ E 2

= {r} E

2M

22r

22

σ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ π

σσ

σπ

σ

La fase de la señal recibida (t) está uniformemente distribuida en el intervalo [0, 2]

πθθ 2

1 = )(p

fdp Rayleigh

La función densidad de probabilidad de la envolvente corresponde a una distribución Rayleigh.


Desvanecimientos Rápidos (IV)

En la distribución Rice se usa un parámetro K que expresa la relación entre la potencia del componente dominante y la señal difusa multitrayecto.

Para A0 = 0 se obtiene una Rayleighy para A0 >> 2σ2 tiende a una Gaussiana

Existencia de una componente dominante

La función densidad de probabilidad de la envolvente es una distribución RICE.

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

σ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ+

−σ

= 20

02

20

2

2rArI

2Arexpr)r(P

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ

= 2

20

2Alog10K

k 0

k = 1 k 1

A 0

S ( f)Ez

E 20

4 f m

f c - f m f c f c + f m f

A0

fc + fa


Desvanecimientos Rápidos (V)

Estadísticos de segundo ordenParámetros que nos indican la tasa de aparición y la duración promedio de los desvanecimientos de una profundidad determinada.Tasa de cruces por un nivel(LCR).Duración media del desvanecimiento por debajo de un nivel (AFD).

t1 t3t4

tnt2

1 2 3 4 5 6 n

T


Desvanecimientos Rápidos (VI)

Tasa de cruces por nivelVelocidad a la cual la envolvente

cruza por un nivel de señal especificado R en el sentido positivo.

Duración media de los desvanecim.Tiempo total en que la señal está por

debajo de un valor dividido por el número de desvanecimientos, en T.

NR/fd

20·log (R/Rrms) dB 20·log (R/Rrms) dB

τ fdRR = e f 2 = N

rmsdR

2ρρπ ρ

T N =

R

iτ∑τ

πρτ

ρ

2 f 1 - e =

d

2


Desvanecimientos lentos

"shadowing". Factor de variabilidad del valor mediano de la señalFluctuaciones por cambio de entorno en decenas de longitudes de onda. Distribución log-normal, desviaciones que dependen del entorno, rugosidad del terreno, densidad de edificación (4-12 dB).

m

fdp

μ

x

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

σ

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

σπ 2 n

2

2 n

x 2mx ln

- exp 2x

1 = (x)P

que expresada en dB, y con σ=σn10/ln10, aparece como una distribución gaussiana:donde y = 10 log(x) y σ y μ están en dB.

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

σ

μ

σπ 2

2

2 y 2) -(y - exp

21 = (y)P

y


Ensanchamiento del retardo temporal

La señal llega con diferentes retardos y amplitudes. Dispersión temporal.En sistemas de banda ancha cada símbolo se ensancha sobre los adyacentes.Existencia de interferencia entre símbolos (ISI).Desvanecimiento selectivo en frecuencia. Ancho de banda de coherencia. Bc.Modelo como filtro lineal variante en el tiempo. Funciones de Bello.

dB r

ms

Función del ensanchamiento del retardo de entrada. h(t,τ)

τ (μs)

( ))t()t(jexp))t(t()t(a),t(h iici

1N

0ii θ+τω−τ−δ=τ ∑

−

=

Respuesta impulsiva variante en el tiempo.Modelo físico del ensanchamiento del retardo. Permite la simulación

h(t, Δτ) h(t,2 ) h(t,i h(t,n-1 h(t, n

Z(t)+ + + +

u(t)

Δτ Δτ) Δτ) Δτ)

Δτ Δτ Δτ Δτ Δτ


Perfil de potencia retardo (PDP)

Power Delay Profile

∫

∫∞

∞

ττ

τττ=Δ

0h

0h

d)(P

d)(P

∫

∫∞

∞

ττ

ττΔ−τ=σ

0h

0h

2

rms

d)(P

d)(P)(

Parámetros del PDP.

Retardo de propagación medio.

Estudio del canal mediante variaciones temporales de las atenuaciones y de la dispersión temporal.

Ensanchamiento del retardo. (Delayspread)

Ancho de banda de coherenciaSeparación de frecuencias que tienen un coeficiente de correlación de 0,5.

21 = B c σπ

-100 0 100 200 300 400 500-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

τ (ns)

-P IP

q / 2

(t)σ(t)

q q / 2W

(dB)

Δ


Modelos de predicción de pérdidas (I)

Modelo de Tierra plana.

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=β −

dhhtg rt1

hThR

d

β β

rd

rr

( )[ ] ( )[ ]d

h·h2hhdhhdl rt2/12rt

22/12rt

2 ≈−+−++=Δd

h·h4 rt

λπ

=φΔ

( )[ ] 2/120 ·cos·21EE θ+φΔρ+ρ+=

Para una tierra perfectamente reflectora π=θ=ρ−=ρ 11

( )( )[ ] φΔ≈φΔ

=φΔ−= ·E2

senE2cos12EE 002/1

0

[ ]2

2rt

TRT2

2

TRTr dhhPGG

d4PGGP ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=φΔ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

πλ

=

2

rt

2

p hhdA ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

2

eld4A ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

λπ

=Pendiente de pérdidas con la distancia:

Espacio libre: 2Tierra plana: 4


Modelos de predicción de pérdidas (II)

Modelo de EGLIFactor corrector al modelo de tierra plana

Modelo de Edwards y Durkin.Utiliza los perfiles del terreno

22

rt

2

%50 )MHz(f40·

hhdA ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=ββ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

( ) dBAA;AmaxA Difpel +=

Modelo de Blomquist-LadellUtiliza los perfiles del terrenoA’p: tierra plana modificada por la curvatura de la tierra

( )[ ] dBAA'AAA Dif22

elpel +−+=

Modelo de Longley- RiceMétodo por ordenador. Incluye las altura de las antenas, la difracción en la superficie de la tierra, el radio efectivo de la misma, constantes del suelo y climáticas y parámetros específicos del camino

Modelo de la UIT-R. Rec. 529, 1146Curvas de propagación que nos dan la E (dB/μv/m) para una determinada PRA.Factores de corrección por ondulación del terreno Δh, altura de la antena receptora, vegetación y porcentajes de ubicaciones y tiempo

)m/V/dB(E)MHz(f·log20)dBW(PRA4,109Ab μ−++=


Modelo empírico general

Modelo de pendiente de pérdidas con la distancia.Los modelos empíricos siguen en general un ley proporcional al log de la distancia.Aplicable a Macroceldas, microceldas y picoceldas.Asociado a una variable aleatoria log normal (variabilidad)

relacionada con el desvanecimiento lento con la inexactitud del modelo de predicciónLa desviación típica de la variable es una medida de la precisión del modelo.

σχ++= )d/d(·logn·10)d(A)d(A 00

n: pendiente de pérdidas.A(d0) pérdidas a una distancia de referencia

1 Km para macrocélulas100 m para microcélulas.1 m para picocélulas (indoor)

χσ: variable aleatoria con distribucción lognormal (gaussiana en dB)


Modelo de Okumura Hata

Modelo empírico de predicción Zonal

Frecuencia. 150 < f ≤ 1500 MHzAltura de la estación base. 30 ≤ hb ≤ 200 mAltura del móvil. 1 ≤ hm ≤ 10 mDistancia 1 < d ≤ 20 Km

Corrección de la altura del móvil (si es distinta de 1,5 m)Ciudad pequeñaGran ciudad

f ≤ 200 MHzf ≥ 400 MHz

Corrección para otras áreas no urbanasÁrea suburbana

Área abierta

No tiene en cuenta las características específicas del terreno.Distintas modificaciones. Akeyama, Ericcsson, etc

d)·logh·log55,69,44()h(ah·log82,13flog·16,2655,69A bmb%)50(b −+−−+=

)8,0flog·56,1(h)·7,0flog·1,1()h(a mm −−−=

[ ] 1,1)h·54,1(log·29,8)h(a 2mm −=

[ ] 97,4)h·75,11(log·2,3)h(a 2mm −=

( ) 4,528flog·2AA

2

bbs −−=

( ) ( ) 94,40flog·33,18flog·78,4AA 2bba −+−=


Modelo COST-231. (I)

Modelo empírico geométrico

Márgenes de aplicación800 ≤ f ≤ 2000 MHz4 ≤ hB ≤ 50 m1 ≤ hm ≤ 3 m0,02 ≤ d ≤ 5 Km

Valores por defecto medio urbanohR: 3·(nº de pisos) + ático (m)w: b/2b: 20 - 50 mϕ: 90º

d

ΔhBhB

hR

bw

ΔhR

hm

ESTACION BASE

MOVILα

hB: altura (suelo) antena EB (m)hm: altura (suelo) antena móvil (m)hR: altura media edificios (m)w: anchura de la calle del móvil (m)b: ancho entre centros de edificios (m)d: distancia EB-móvil (Km)α: ángulo de inclinación del rayo (º)ϕ: ángulo rayo / eje de la calle (º)ΔhB: hB - hR

ΔhR: hR - hm

móvil

Edificios

Onda incidente

ϕ


Modelo COST-231. (II)

Pérdida básica de propagaciónAel: Pérdida del espacio libreArts: Pérdida por difracción tejado calle

msdrtselb AAAA ++=d·log20flog·2045,32Ael ++=

0A0hSi)h1(log·18Ab·log9flog·kdlog·kkAA

bshbbbsh

fdabshmsd

=⇒<ΔΔ+−=−+++=

Aori: tiene en cuenta el ángulo ϕ

⎪⎩

⎪⎨⎧

<ϕ≤−ϕ−<ϕ≤−ϕ+

<ϕ<ϕ+−=

º9055)º55·(114,04º5535)º35·(075,05,2

º350·3571,010Aori

Amsd: Difracción multiobstáculo.

0A0ASiAh·log20flog·10wlog·109,16A rtsrtsoriRrts =⇒≤+Δ++−−=

⎪⎩

⎪⎨⎧

<<ΔΔ−≥<ΔΔ−

≥Δ=

5,0dy0h5,0/d·h·8,0545,0dy0hh·8,054

0h54k

BB

BB

B

a

⎪⎩

⎪⎨⎧

<ΔΔ

−

≥Δ= 0h

hh·1518

0h18k

BR

B

B

d

⎩⎨⎧

−+−−+−= densourbano)1925/f(5,14

mediourbano.sub)1925/f(7,04kf


Modelos de propagación para microceldas

Modelo de dos pendientes y punto de ruptura

Donde A0 es la atenuación a una distancia de referencia (normalmente 100 m).

n1 y n2 las pendientes antes y después del punto de ruptura (n1≈ 2 y n2 ≈ 4)

Xp : punto de ruptura (breakpoint).

[ ] pp2p102

p101

Xd)X(logdlogn·10)X(logn·10AA

Xddlogn·10AA

>−++=

≤+=

λπ

= mBp

hh2X

Modelo de bidimensionalDiamantes alargados en la calle principal

( ) 142 d·Cd·BA·log10A −++=


Modelos de propagación para interiores

Lo = pérdidas de referencia a 1 m. (consideradas como las del E.L.)n = pendiente de pérdidas con la distancia (normalmente cercano a 2).d = distancia entre el transmisor y el receptor.I = número de categorías de paredes.Kwi= número de paredes de la categoría i.Lwi= pérdidas de la pared tipo i.J = número de tipos de suelos.Kfj = número de suelos de tipo j.Lfj = pérdidas del suelo de tipo j.

Modelo de Pérdidas con Factores de Atenuación por Suelo y Pared.Modelo Motley-COST-231 para Indoor

∑∑==

++⋅+=J

1jfjfj

I

1iwiwio LKLKdlogn10LL

Material Pérdidas (dB)Ladrillo 2,5Yeso 1,3Hormigón 10,8Pared fina 2,31Pared gruesa 15,62Suelo 23,62


Modelos deterministas (I)

GO: ondas incidentes, reflejadas y transmitidas al incidir un rayo en un medio separador

Leyes de Snell y coeficientes de reflexión y transmisión.Reflexión difusapermitividad eléctrica, conductividad y grosor de la pared, permitividad compleja (εr’ + j εr’’).

Aplicar las leyes del electromagnetismo al cálculo de la propagación de las ondas radio mediante programas de simulación en ordenador.

Técnicas de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) Técnica de óptica geométrica (GO), y teoría uniforme de la difracción (UTD).

Material εr’ εr

’’ d (cm.)Pared gruesa 9 0,9 25-35Pared fina 2 0,5 10-15Pladur 6 0,6 2 x 1,3Panel de partículas 3 0,2 2 x 1,3Madera 2,5 0,03 3-5Cristal 6 0,05 2 x 0,3Librería 2,5 0,3 30

UTD: difracción aristasCoeficientes de difracción de Luebbers para aristas de conductividad finita

Permiten determinar no sólo las pérdidas de propagación, sino también las variaciones a corto y largo plazo y la respuesta impulsiva.


Modelos deterministas (II)

Trazado de Rayos (Ray Tracing) (RTM).Imágenes de la localización de la antena transmisora relativa a todas las superficies del entorno. Se trazan todos los rayos desde el receptor hacia las imágenes hasta que el rayo intercepte con la pared, y desde ese punto hasta el transmisor.La cantidad de operaciones crece exponencialmente cuando se aumenta el orden de las reflexiones.Nº caminos MI, reflexiones de orden k, nº de paredes NNecesidad de algoritmos más eficientes

( )∑=

−−+=k

1i

1iI 1NN1M

Lanzamiento de Rayos (RLM)Rayos lanzados desde la antena transmisora en direcciones específicas. Para 2D separación angular fija. Para 3D separación angular uniforme, dividiendo la superficie esférica en poliedros geodésicos o conos. Para cada rayo se determina su intersección con una pared y se divide el rayo en dos, uno transmitido y otro reflejado. Cada nuevo rayo es trazado hasta la próxima intersección y así sucesivamente hasta un umbral.Cuando un rayo pase cerca del receptor, (esfera centrada en el receptor de radio proporcional a la distancia que lo separa del transmisor), se supone que es una contribución a la señal. En caso contrario se rechaza ese rayo.


Cálculos de calidad (I)

Analógicos (SINAD), Digitales (BER)Sensibilidad en tensión (ej. S = 0,35 - 1,41 μV) Sensibilidad en potencia (ej. Pu= -116 a -104 dBm)Campo mínimo utilizable:

Ω=+=μ

50R)dBm(P107)VdB(S u

Ω=−++μ=μ 50R32)dB(G)MHz(f·log20)VdB(S)m/VdB(E du

LRun

LRun

PP

EE

Δ+Δ+=

Δ+Δ+=

( ) ( )2t

2LL )·t(k)·L(k σ+σ=Δ

Campo (Potencia) mediano necesarioΔ R: corrección por multitrayecto y ruido: 10-20 dB. Menor con técnicas de protección (cod. Canal, entrelazado,..)Δ L: corrección estadística por variabilidad en ubicaciones/tiempo (fading lento). σL= 4 - 10 dB; σT= 2 - 4 dB.Se considera un porcentaje para localizaciones (L) y tiempo (t) del 90- 95% para el borde de cobertura, sabiendo que para el interior es superior.

P % k (P)50 075 0,6790 1,2895 1,6499 2,32


Cálculos de calidad (II)

Balance del enlace.Cálculo de la cobertura o radio de la célula.

A partir del campo o de la potencia medianos necesarios se calcula la atenuación básica mediana de propagación:

)()(

)/()(·log20)(4,109

dBmPGdBmPIREA

mVdBEMHzfdBWPRAA

nRb

nb

−+=

−++= μ

Mediante alguno de los modelos de predicción de pérdidas se determina la distancia de cobertura para los parámetros utilizados.

Cálculo de la PRA (o de otro parámetro).Mediante el modelo de pérdidas se calcula la Atenuación básica para la distancia, frecuencia, altura de las antenas y el resto de parámetros necesarios.Con las fórmulas anteriores y para un nivel mínimo de señal necesario se determina la PRA.Cualquier otro parámetro se obtiene a partir de las mismas fórmulas despejando adecuadamente.


Sistemas celulares (I).

Aumento de la capacidad de servicio.Los sistemas clásicos no celulares pretenden cubrir el mayor área posible mediante potencias y alturas de las antenas elevadas. Un canal un usuario.Los sistemas celulares utilizan menos potencia y menor altura de antenas menor cobertura célula con determinados canales A determinada distancia se podrán reutilizar los mismos canales en otra célulaUtilización espectral mucho más eficiente. Los canales se pueden reutilizar muchas veces.Mejora de las prestaciones de servicio en capacidad y calidad.

Parámetros de los sistemas celulares.Reutilización de canales.Interferencia cocanal.

Parámetro que limita la calidad y cobertura del sistema celular.Utilización de cluster o racimo.

Conjunto de células adyacentes con diferentes frecuencias.Se repite para cubrir todo el área de servicio.

División celular. Transpaso entre células (Handover)


Sistemas celulares. (II)

Constitución del sistema básico:1. CCTM: Oficina central encargada de coordinar las BS.2. Estaciones base (BS) en cada célula. 3. Unidades móviles.4. Enlaces.5. Central de telefonía fija6. Abonado de la red fija/móvil

1

5

23

6

4


Geometría celular. (I)

Recubrir el espacio mediante una estructura repetitivaCélulas circulares.

Solapamiento.Células con polígonos regulares.

Triángulos. Cuadrados. Hexágonos.

R R R

R

2C RS π= 2

Cu R2S =4

R3·3S2

T =

No existe solapamiento. (Teselar)

Círculos

2R3·3S

2

H =


Geometría celular. (II)

Ejes oblicuos

u

v

60º

D

(i,j)

(2,1)

dR

22

H d23

2R3·3S ==

R3d =d: paso de red

S: superficie de una célulaR: radio de la célula

i,j: coodenada en ejes oblicuos a 60º

D: distancia a otra célula

j·ijid)j,i(D 22 ++=


Geometría celular. (III)

Número rómbicos

D

dR

2r D

23S =Sr: superficie de un rombo

i,j: cocanal, D: distancia a otra célula cocanal

Jj·ijiRD

31

dD 22

22

=++=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

DD

D

D

i 0 1 0 1 2 0 1j 1 1 2 2 2 3 3J 1 3 4 7 12 9 13

J: es un número rómbico

J: número de células por racimo

Jj·ijid

23

D23

SS 22

2

2

H

r =++==

J3RD

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛


Estructuras Celulares

J = 3; (i,j) = (1,1)

Geometría realJ = 7; (i,j) = (2,1)Asignación de frecuencias

J = 4; (i,j) = (2,0)

6 75 1 2

34

6 75 1 2

34

6 75 1 2

346 75 1 2

34

6 75 1 2

346 7

5 1 234

6 75 1 2

34

6 75 1 2

34


Interferencia

Interferencia cocanalSistemas limitados por interferencia

6 Células cocanal en la 1ª corona12 Células cocanal en la 2ª corona

Reutilización (D/R)Agrupamiento (Cluster) J

J3RD

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

α+

α−

α−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛≈=

∑ RD

61

KDKR

ic

iiT

Calidad relacionada con C/IModelo de propagación de una pendiente αSuma de potencias interferentesEjemplo simple: 1ª corona, todos los Tx con la misma potencia, en el peor punto:

Analógico: C/I = 17 dB, α = 3,8 D/R = 4,49; J = 6,7 7Digital: C/I = 9dB, α = 3,8 D/R = 2,76; J = 2,5 3


División de células

Para aumentar la capacidad de tráfico del sistema.Se disminuye el radio de la célulaVálido hasta un límite.

Precisión de ubicacionescambios continuos de célulasMayor número de emplazamientos.

R’ = R/2SH’ = SH/4Tráfico x 4

MicrocélulasZonas urbanas densaCobertura de callesCobertura 100m a 1KmSuperpuestas con células clásicas

Picocélulas /IndoorEdificios comerciales y de oficinasCélula: planta (s) o habitacionesDecenas de metros. Tridimensional

Microcélulas

Picocélulas


Sectorización de células

Para aumentar la capacidad de tráfico y mejorar la relación C/I.Se divide la célula en varios sectores.

Utilización de antenas direccionales 60, 120 ºVarios tipos de geometrías sectoriales

Hexagonal Rómbica Triangular

1ª corona sector interferente1ª corona sector no interferente2ª corona sector interferente

-30 -20 -10-10 -20 -30 0░

-10░

-20░

-30░

-40░

-50░

-60░

-70░-80░-90░-80░

-70░

-60░

-50░

-40░

-30░

-20░

-10░

0░

+10░

+20░

+30░

+40░

+50░

+60░

+70░+80░ +90░ +80░

+70░

+60░

+50░

+40░

+30░

+20░

+10░


Distribución de frecuencias

Estructura omnidireccional (7), (12)Racimos de 7 o 12 células

Células rurales

Estructura (7/21)racimos de 7 células 3 sectores 21 grupos de frecuencias

Estructuras (3/9), (4/12) Racimos de 3 o 4 células 3 sectores.9 o 12 grupos de frecuencias

Estructuras (3/18)Racimos de 3 células 6 sectores18 grupos de frecuencias

Celulas1-20 Km de radio25 - 75 canales

2

916

2

916

3

1017

1

8153

1017

2

916

4

1118

7

1421

5

1219

6

1320

7

1421

4

1118


Asignación de canales

Fija.Mediante estudios de tráfico y dimensionamiento de las celdasLos canales de una célula dentro de un racimo sólo los usa esa célula

Dinámica.Todos los canales pueden ser usados por todas las células en función de las necesidades de tráfico.Algoritmos complejos para controlar los niveles de interferencia y las pérdidas de llamadas por indisponibilidad de canales.

Hibrida.Cada célula tiene unos canales fijos y el resto se asignan dinámicamente.

Prestamo.Sistema de asiganción fija pero pérmite realizar prestamo de canales entre células adyacentes.


Traspaso de llamadas

Handoff (Handover)Conmutación automática de una llamada en curso, a otra célula

Mediante medidas de nivel y calidad se determina la necesidad de realizar un transpaso.Algoritmos para el control de traspasos.Margen (fluttering) para evitar efectos ping-pong en el borde de una célula.Se informa a la central de conmutación de telefonía móvil.Se asigna nueva estación base y nuevo canal de tráfico

También puede realizarse intracélulaEl control del traspaso puede ser:

Centralizado (CCTM; o EB)Distribuido (ayudado o decidido en el móvil.

RoamingTraspaso a otra central distinta

Del mismo operadorDiferente operador.Otro país. (Internacional)


Tráfico en sistemas con pérdida (I)

Si existe congestión. Llamada pérdida

Probabilidad de congestión Pt = B(N,A) N: nº de canales de tráfico en la célula.A: tráfico ofrecido por los móviles.B(N,A) distribución Erlang B:

∑=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

N

0k

k

N

!kA!·N

A)A,N(B

Probabilidad de perder una llamada: (congestión y cobertura 1-10% )p = 1 - (1 - pt) ·(1 - pc)

Nº de canales por célula: N = C / J (J = nº de células por racimo)Tráfico ofrecido a cada célula: A = a · m (Erlang)

a = tráfico / móvil: a= H·L/3600 (Erlang) ≈ 25-30 mEH= duración media llamada (sg)≈ 90-110 s.L = nº de llamadas por móvil en la hora cargada ≈ 1m = nº de móviles/celda.


Tráfico en sistemas con pérdida (II)

Erlang B:A partir de A y N obtener Pt: probabilidad de congestión por tráfico o GOS

Pt = B(N - NS ,A)A partir de N (A) y Pt obtener A ( N): tráfico total en la célula ( Nº de canales)

Pt = B-1(N - NS , Pt).NS : canales señalizaciónA partir de la densidad de tráfico (E/Km2) ----> A/Sc

Ejemplo: Células de 1 Km radio.Superficie total: 400 Km2.Cluster de 4 células, 3 sectores.C: 300 canales. GOS= Pt = 3%,Tráfico por móvil: 25 mE

N= 300/(4·3) = 25 canales, NS = 1A = 18 E/sector, ms= A/a= 720 mov./sectmc = 720·3 = 2160 móviles/célula.

10 20 30

A (Erlangs)

N: Número de canales

5 15 25

35

40

0 5 10 15 20 25 300

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

22C Km6,22/R3·3S ==

Densidad tráfico = 18·3/2,6 = 20,7 E/Km2

nº móviles totales = 400·2160/2,6 = 330.000


Tráfico en sistemas con espera

Si existe congestión. Llamada en cola FIFOGrado de servicio (GOS): probabilidad cualquier llamada de esperar>W0 s

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −−=

HWANANCANGOS 0)·(exp)·,(),(

3600HLMA ··

=M: nº de móviles.L: nº medio de llamadas/móvil, hora cargada.H: Duración media de la llamada (s) ≈ 20 s

C (N,A) distribución Erlang C: probabilidad de que cualquier llamada tenga que esperar ∑

−

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+

=1N

0k

kN

N

kA

NA1NA

AANC

!·!·

),(

Tiempo medio de espera

N: nº de canales de tráfico del sistema A: Intensidad de tráfico ofrecido al sistema (Erlangs)

velocidad de las llamadas (nº de llamadas por hora cargada) x su duración media

ANH)A,N(CW−

=


Sistemas celulares analógicos

TACS (Total Access Communication System)Sistema de telefonía móvil público analógico de primera generación en la banda de 900 MHz.Deriva del sistema americano APMS (Advanced Mobile Phone System)

La transmisión de voz utiliza modulación de FM Señalización digital: 40 bits (28 datos + 12 paridad). modulación FSK

Canales específicos SIG (descendentes y ascendentes)Asociada a una comunicación en curso, con una breve interrupción de la señal vocal (200 a 300 ms), apenas es percibida por el usuario.

Una serie de tonos.SAT: Uno de tres tonos (5970, 6000 y 6030), ST: Tono de señalización a 8 KHz enviado por el MS ocasionalmente.

Sistema AMPS TACS NMT HCATSBanda de frecuencias 800 MHz 900 MHz 450 MHz 900 MHzNº de canales 666 1000 180 1000Ancho de banda canal 30 KHz 25 KHz 25 KHz 25 KHzVelocidad señalización 10 Kb/s 8 Kb/s 1,2 Kb/s 300 b/s


Arquitectura de la red TACS (I)

OMC

PSTNMSCPSTN

BS

MSC

BSBS

BSC/BTS

RSU PSTN

PMS MS PS

AI: interfaz aire

Estaciones Móviles: Portable Móvil Portátil

Estaciones Base: BSBSC: ControladorBTS: Transceptor

Células: omnidireccional: 1; Sectorizadas: 3,6

Centro de Operación y Mantenimiento Centro de

Conmutaciónde Móviles

Unidad de c. remota

Enlaces de voz

Enlaces de datos(señalización y control)


GSM. Global System for Mobile communications

GSM (Global System for Mobile Communications)Sistema de telefonía móvil público digital de segunda generación en las bandas de 900 MHz, 1800 MHz (DCS) y 1900 MHz (PCS-USA).Creado como un sistema Paneuropeo, se ha convertido en estándar mundial.La transmisión de voz utiliza modulación digital GMSK y el empleo de técnicas digitales para mejora de la calidad.La señalización es compleja y se estructura en diferentes tipos de canales.

Evolución. www.gsmworld.com1982. Se crea el grupo de trabajo GSM (Groupe Special Mobile) en el CEPT cuyo objetivo era elaborar un estándar paneuropeo con roaming internacional.1987. Se firma un MOU (memorandum of understanding). entre administraciones y operadores de 12 países europeos.1991. Inicio de las operaciones en, permitiendo la entrada de países no europeos1993. Cobertura de las capitales Europeas, y de las principales rutas en 1995.(1991-93) Especificación e introducción del DCS-1800 (actualmente GSM-1800).1998. 256 redes comerciales GSM en 110 países, con 70 millones de usuarios.2003. 1000 millones de suscriptores GSM en 190 países. 30.000 millones de mensajes SMS mensuales.

http://www.gsmworld.com/


Arquitectura del sistema GSM.

Entidades funcionalesInterfaces

Centro de Operación y

MantenimientoOMC

RTC

BSC

Central deconmutación

móvilGMSC/MSC

BTS BTS

BSC

Subsistema Radio

BSC: ControladorBST: Transceptor

E

RDSI

RPCP

MSMS

HLR AUC

EIR

VLR

Centro de Explotación

de REDNMC

Subsistema de conmutación (SS)

BTS

Otras MSC Subsistema de operación y supervisión

Q3

MS

A-bis

D

D

C

B

Subsistema de Estaciones Base: BSSUm

UI

AA


Entidades del Subsistema de Conmutación.

Central de Conmutación Móvil (MSC). (GMSC)La MSC constituye el interfaz inteligente entre el sistema de estaciones base y las redes de conmutación y señalización.

Registro de Posición Base (HLR). Base de datos Almacena información de suscripción y localización de los abonadospermitiendo el seguimiento (roaming):El Identificativo Internacional de Abonado Móvil (IMSI). El Número RDSI Internacional de la Estación Móvil (número de abonado), (MSISDN)

Registro de Posición Visitado (VLR ). Se inscribe temporalmente un abonado cuando está fuera de la zona de servicio de su central. El VLR interrogará al HLR en el momento en que un nuevo abonado móvil aparece en su área.

Centro de Autenticación (AUC ). Datos necesarios para la autentificación de los usuarios que acceden al sistema.

Registro de Identificación de Equipos (EIR ). Identidades de los equipos móviles (IMEI)


Entidades del Subsistema Radio .

Sistema de Estación Base (BSS ). Entidad responsable del establecimiento de las comunicaciones con las estaciones móviles que se encuentran dentro de su área de influencia.

Controlador de Estación Base (BSC). Maneja todas las funciones radio de la red GSM. Gestión de canales en los enlaces BSC-MSC y de canales de radio.

Tranceptor de Estación Base (BTS ). Equipos de procesado, Radiofrecuencia y antenas.

Estación Móvil (MS). Entidad que establece la unión entre el usuario y el sistema fijo de la red GSM a través del interfaz Um

Módulo de identificación del usuario (SIM). Información necesaria para la función de autenticación del usuario


Estructura geográfica de la Red GSM.

Área de Servicio GSM: donde un subscriptor GSM puede tener acceso.

Área de Operador GSM: donde un operador ofrece cobertura y acceso a su red.

Área de MSC: Parte geográfica controlada por una MSC

Área de localización (LA): grupo de células en que el sistema tiene localizado a las MS.

Área de cobertura de una célula: Zona geográfica cubiera por una célula.

Área de Servicio GSM

Área de operador GSM

Área de MSC

Área de localización

Célula

MSC

LA1

LA2

LA3

LA4 Cel1Cel2 Cel3

Cel4Cel5

Cel7Cel6


Especificaciones GSM.

Bandas de frecuencias. TACS por debajo del canal 46 (899,2 MHz)

Canalización: 200 KHz (100 KHz de guarda en cada extremo)GSM-900: FMS (N) = 890,2 + 0,2·(n-1); n= 0,1,2,.... 124

FBS (N) = FMS + 45 MHz

Parámetro GSM-900 E-GSM GSM-1800 GSM-1900

Frecuencias (MHz) Móvil-BaseBase-Móvil

890-915935-960

880-915925-960

1710-17851805-1880

1850-19101930-1990

Distancia de Duplexado 45 MHz 45 MHz 95 MHz 80 MHz

Ancho de banda total (MHz) 25 + 25 35 + 35 75 + 75 60 + 60

Ancho de banda radiocanal 200 (KHz) 200(KHz) 200 (KHz) 200(KHz)

Número de portadoras 124 174 374 299


Características de transmisión.

Conversión A/D.Muestreo, Cuantificación y Codif.: 8 KHz/s x 13 bits m. (104 Kbits/s)

Codificación de vozVocoder RELP. (Regular Pulse Excited-Long Term PredictionVelocidad del canal vocal: 13 Kbit/s.

Codificación de Canal. Vb = 13·(456/260) = 22,8 kbit/s(C. Conv 1:2 (C. Bloque (50 Clase Ia, 53) + 132 Clase Ib+ 4 b. cola) + 78 Clase II) = 456 bits Interleaving (Entrelazado)

Modulación: GMSK. (Gaussian Minimum Shift Key). Velocidad 270,8 Kbit/s

Técnica de Acceso Múltiple:TDMA/FDMA. (8/16 canales temporales por portadora)SFH (217 saltos/s)

Planificación celular:Radio de la célula. 1 - 35 Km. (urbano - rural), extendido: 70 KmRelación C/I: 9 dB; Factor de reutilización: 3/9, (4/12)


Procesos de transmisión/recepción.

Micrófono Conversor A/D

Codificación Voz

Codificación Canal

Entrelazado

Cifrado

Ráfagas

TransmisorModulador

33,8 Kb/s

Antena

8 KHz

13 Kb/s

13 bits

Datos

Conversor D /A

Decodificación Voz

Decod. Canal

Desentrelazado

Descifrado

Ecualización Adaptativa

ReceptorDemodulador

Datos

Altavoz

22,8 Kb/s


Construcción de Ráfagas (burst)

0 1 2 3 4 5 6 7

1 TRAMA TDMA = 8 CANALES (120/26=4,615 ms)

1 CANAL = DURACION 156,25 Bits (0,577 ms)1 Bit, DURACION 3,69 µs

BS3

BS3

B G8,25

BITS ENCRIPTADOSBITS ENCRIPTADOS58 bits (57 de voz y 1 de bandera)

ENTRENAMIENTO26

RAFAGA NORMAL (DUMMY)

BS3

BS3

B G8,25

BITS FIJOS (todos a 0)142

RAFAGA DECORRECIÓN DE FRECUENCIA

BS3

BS3

B G8,25

BITS ENCRIPTADOS39

BITS ENCRIPTADOS39

ENTRENAMIENTO64

RAFAGA DE SINCRONIZACIÓN Información del número de Trama y el código de identificación de la BS

BS8

BS3

GUARDA EXTENDIDA68,25

SINCRONIZACION41

BITS ENCRIPTADOS36

RAFAGA DE ACCESO

BS: BITS DE INICIO PARADABG: BITS DE GUARDA

58 bits (57 de voz y 1 de bandera)


Canales Lógicos.

C. LÓGICOSC. LÓGICOS

C. CONTROLC. CONTROL C. TRÁFICOC. TRÁFICO

BCHBCH CCCHCCCH DCCHDCCH

PCHPCH AGCHAGCH RACHRACHSCHSCH FCCHFCCH BCCHBCCH SDCCHSDCCH SACCHSACCH FACCHFACCHFull rate& EFR

Full rate& EFR

Halfrate

Halfrate

Ráfaga deSincronizac.Ráfaga de

Sincronizac.Ráfaga decorrecciónfrecuencia

Ráfaga decorrecciónfrecuencia

RáfaganormalRáfaganormal

RáfagadummyRáfagadummy

RáfagaAccesoRáfagaAcceso

Slot temporal 0Portadora C0

Slot temporal 1Portadora C0


DECT.

Digital Enhanced (European) Cordless TelecommunicationServicios: vocales, datos. Acceso a la red conmutada, RDSI y datos.Tecnología de acceso a la red (requiere una red soporte: GSM. RTC)

Interfaz radioeléctrico:Subbanda de 1880 a 1900 MHzVoz codificada: ADPCM 32 Kb/s.Señalización: 6,4 Kbits/s Velocidad del radiocanal: 1152 Kbit/sModulación: GFSK. B·T = 0,5Separación de radiocanales: 1728 KHzTécnica de Acceso Múltiple: TDMA/FDMA/TDD. 10 portadoras, 24 intervalos/portadora (12 canales duplex)Selección dinámica de canal (DCS)HandoverCapacidad: 10000 erlangs/Km2

Seguridad:Autentificación, encriptado de voz

concentrador

Base de datos

A red (RTC, GSM)

concentrador

EB

EB

EB

EB

Sync SN Voz Dat

10 portadoras

12 slostBS ---> MS MS ---> BS

1 12 1 12

Sync SN Voz Dat


UMTS

Frecuencia mínima por operador 2x20 MHz• Año 2002 : 2x20 MHz• Año 2005 : 155MHz + 70 MHz GSM 900 + 150 MHZ

GSM 1800 + 20 MHz DECT = 395 MHz• Año 2010 : 395MHz + 185 MHz Adicionales = 580 MHz

Requisitos según servicios:V. Binaria 2005 2010

• MM alta interactividad 128 Kbits/s 22 MHz 82 MHz• MM media & alta interactividad 2.000 Kbits/s 113 MHz 241 MHz• Datos conmutados 14,4 Kbits/s 12 MHz 9 MHz• Mensajes sencillos 14,4 Kbits/s 2 MHz 2 MHz• Voz 16 Kbits/s 220 MHz 220 MHz• Total 369 MHz 554 MHz

• Total (contando con la división espectral) 406 MHz 582 MHz

Descripción de alto nivel: Max. Tasa Bit V. Max. CoberturaExterior rural: 44 Kbits/s 500 Km/h MacroExterior suburbano: 384 Kbits/s 120 Km/h Micro y MacroInterior/Exterior de bajo alcance: 2.048 Kbits/s 10 Km/h Pico y Macro

Terrestre UMTS

Terrestre

1880 1900 1980 2010 2025 2110 2170 2200

IMT-2000Sat.

Sat.


UMTS

Interfaz radioModulación de datos: QPSK.

Modo FDDTecnología de acceso múltiple : CDMA de banda ancha (WCDMA).Mínimo ancho de banda requerido: 2x5MHz. Separación duplex: 130 MHz.Protección del canal adyacente (ACP) entre 35 y 40 dB. Aislamiento entre Tx y Rx será de 50 dB.Ancho de banda bajo demanda posible.El nivel del suelo de ruido BER para servicios de voz debe ser menor de 10-3 y para servicios de datos deber ser menor de 10-6.El máximo desplazamiento doppler tolerable es de 1.000Hz, lo cual para una frecuencia de portadora de 2 GHz corresponde a una velocidad de unos 500Km/h.

Modo TDDTecnología de acceso multiple: TDMA/CDMA de banda ancha. Trama de 10ms con 16 slots de 625μs. Multitrama compuesta de 24 tramas.Ancho de banda requerida mínimo: 5 MHz.Ancho de banda bajo demanda posible por la asignación de mas de un código y varios slots de tiempo de transmisión.Control de potencia para limitar la interferencia entre células.

comunicaciones mÓviles - ocw...

Documents