posicionador satelital

Posicionador Satelital Comunicado Por Telefona Celular

Universidad Tecnolgica Nacional Facultad Regional Villa Mara

Ricardo Romitelli

Ctedra de Proyecto Final - 2006


Departamento de Ingeniera Electrnica Ctedra de Proyecto Final

Universidad Tecnolgica Nacional Facultad Regional Villa Mara

Ricardo Romitelli

2006

2006 Posicionador Satelital Comunicado Por Telefona Celular I

ndice de contenidos

1. PRLOGO................................................................................................................... 1 1.1. Objetivos generales................................................................................................................................................ 1

1.2. Esquema general del proyecto.............................................................................................................................. 2

2. SISTEMA GPS ............................................................................................................ 3

2.1. Introduccin........................................................................................................................................................... 3

2.2. Configuracin del sistema..................................................................................................................................... 4 2.2.1. Segmento espacial ........................................................................................................................................... 4 2.2.2. Segmento de control ........................................................................................................................................ 5 2.2.3. Segmento del usuario....................................................................................................................................... 5

2.3. Principio de funcionamiento................................................................................................................................. 6

2.4. Seales del sistema GPS........................................................................................................................................ 9 2.4.1. Frecuencias duales L1 y L2............................................................................................................................... 9 2.4.2. Tratamiento de la seal GPS. Proceso de adquisicin. .................................................................................. 10 2.4.3. Tratamiento de la seal GPS. Proceso de seguimiento. ................................................................................. 10 2.4.4. Fuentes de error en la seal............................................................................................................................ 10

2.5. Referencias bibliogrficas................................................................................................................................... 11

3. MDULO RECEPTOR GPS FV-12 ........................................................................... 12 3.1. Introduccin......................................................................................................................................................... 12

3.2. Receptores GPS ................................................................................................................................................... 12

3.3. Receptor FV-12.................................................................................................................................................... 14

3.4. Antena .................................................................................................................................................................. 17



2006 ndice de contenidos II

4. PROTOCOLO NMEA 0183........................................................................................ 19

4.1. Introduccin......................................................................................................................................................... 19

4.2. Interfaz Elctrica................................................................................................................................................. 20

4.3. Definiciones .......................................................................................................................................................... 22

4.4. Estructura general de las sentencias .................................................................................................................. 23

4.5. Sentencias ............................................................................................................................................................. 25 4.5.1 GGA ............................................................................................................................................................... 26 4.5.2 RMC ............................................................................................................................................................... 27 4.5.3 GSV ................................................................................................................................................................ 28 4.5.4 GSA ................................................................................................................................................................ 29 4.5.5 GLL ................................................................................................................................................................ 30 4.5.6 VTG................................................................................................................................................................ 30


5. TELEFONA CELULAR............................................................................................. 32 5.1. Introduccin......................................................................................................................................................... 32

5.2. Tecnologa celular................................................................................................................................................ 33 5.2.1. Red celular ..................................................................................................................................................... 33 5.2.2. Sistema GSM................................................................................................................................................. 34 5.2.3. SMS ............................................................................................................................................................... 35

5.3. La unidad telefnica mvil.................................................................................................................................. 37 5.3.1. Estructura general .......................................................................................................................................... 37 5.3.2. Conectividad .................................................................................................................................................. 38 5.3.3. Eleccin de la unidad telefnica .................................................................................................................... 39


6. PROTOCOLO F-BUS DE NOKIA.............................................................................. 40

6.1. Introduccin......................................................................................................................................................... 40 6.1.1. Estableciendo la comunicacin con el celular ............................................................................................... 41 6.1.2. Los comandos F-BUS...................................................................................................................................... 41

6.2. Versin de hardware y software......................................................................................................................... 42

6.3. Estructura general de las tramas F-BUS ............................................................................................................. 45

6.4. Estado de batera del telfono mvil .................................................................................................................. 47

6.5. Instrucciones SMS............................................................................................................................................... 48 6.5.1. Empaquetado de SMS.................................................................................................................................... 48 6.5.2. Envo de SMS................................................................................................................................................ 51 6.5.3. Lectura de los SMS guardados en el telfono................................................................................................ 53

6.6. Otras instrucciones.............................................................................................................................................. 57 6.6.1. IMEI .............................................................................................................................................................. 57 6.6.2. Operador de servicio...................................................................................................................................... 57 6.6.3. Agenda........................................................................................................................................................... 58


2006 ndice de contenidos III

6.7. Mtodo de determinacin de instrucciones ....................................................................................................... 59

6.8. Cable de datos F-BUS ........................................................................................................................................... 61

6.9. Referencias ........................................................................................................................................................... 62 6.9.1. Referencias bibliogrficas.............................................................................................................................. 62 6.9.2. Software......................................................................................................................................................... 62

7. UNIDAD MVIL ......................................................................................................... 63 7.1. Introduccin......................................................................................................................................................... 63

7.2. Bloque de control................................................................................................................................................. 64 7.2.1. PIC 16F877.................................................................................................................................................... 64 7.2.2. Configuracin inicial ..................................................................................................................................... 65 7.2.3. Comunicacin serial ...................................................................................................................................... 66 7.2.4. Base de tiempo............................................................................................................................................... 69

7.3. Bloque de visualizacin ....................................................................................................................................... 71

7.4. Software del microcontrolador........................................................................................................................... 74

7.5. Referencias ........................................................................................................................................................... 83 7.5.1. Referencias bibliogrficas.............................................................................................................................. 83 7.5.2. Software......................................................................................................................................................... 83

8. APLICACIN DE VISUALIZACIN EN PC .............................................................. 84 8.1. Introduccin......................................................................................................................................................... 84

8.2. Entorno de programacin y bases de datos....................................................................................................... 85 8.2.1. Principales caractersticas de DELPHI ............................................................................................................ 85 8.2.2. La estructura de un proyecto de aplicacin.................................................................................................... 85 8.2.3. Bases de datos Paradox.................................................................................................................................. 86

8.3. Descripcin de la aplicacin................................................................................................................................ 89 8.3.1. Formulario principal ...................................................................................................................................... 89 8.3.2. Conexin con el celular ................................................................................................................................. 91 8.3.3. Recepcin de SMS......................................................................................................................................... 95 8.3.4. Formulario secundario ................................................................................................................................... 98

8.4. Referencias ......................................................................................................................................................... 106 8.4.1. Referencias bibliogrficas............................................................................................................................ 106 8.4.2. Software....................................................................................................................................................... 106


2006 ndice de contenidos IV

9. ANLISIS DE COSTO............................................................................................. 107 9.1. Introduccin....................................................................................................................................................... 107

9.2. Costos de la telefona celular ............................................................................................................................ 107

9.3. Costo de la unidad mvil................................................................................................................................... 108

9.4. Costo de la unidad fija ...................................................................................................................................... 108

9.5. Clculo del costo total ....................................................................................................................................... 109

9.6. Referencias ......................................................................................................................................................... 109

10. CONCLUSIONES .................................................................................................. 110

10.1. Desempeo del equipo ..................................................................................................................................... 110

10.2. Tareas pendientes ............................................................................................................................................ 113

10.3. Conclusiones finales......................................................................................................................................... 115


2006 ndice de contenidos V

2006 Posicionador Satelital Comunicado Por Telefona Celular 1

1 Prlogo

1.1. Objetivos generales

El propsito del presente proyecto es desarrollar un sistema que permita la localizacin de un vehculo dentro del rea urbana local, esto es en el radio que abarcan las vecinas localidades de Villa Mara y Villa Nueva. Para ello se utilizan las seales brindadas por la red de satlites GPS (Global Positioning System) las cuales son tomadas por un pequeo mdulo desarrollado para captar y decodificar dichas seales. A su vez, se utiliza el sistema de mensajera de la red de telefona celular GSM para la transmisin de los datos recogidos por el mdulo GPS situado en el vehculo hacia un sitio fijo en donde dicha informacin de posicin es transformada en un punto sobre un plano de un programa informtico.

Figura 1: Plano e imagen satelital de las ciudades de Villa Mara y Villa Nueva.

El grueso del trabajo consiste entonces en la conversin de datos entre un bloque y otro del proyecto para lo que se utilizar un circuito basado en un microcontrolador para la unidad mvil, y una aplicacin desarrollada en lenguaje DELPHI para la unidad fija. Las motivaciones del desarrollo de este proyecto son las de poder brindarle a los pequeos y medianos comercios y empresas de servicios locales, una alternativa tecnolgica de aprovechamiento logstico de sus unidades, permitiendo una mejor distribucin geogrfica de los mviles lo que trae aparejado un ahorro de tiempo de las tareas que realizan y un ahorro de dinero por el menor kilometraje desarrollado ante una buena planificacin de los recorridos a seguir, por el conocimiento preciso de la posicin del vehculo a lo largo de la jornada laboral. Claro est que, con el uso de este tipo de aplicacin, los principales beneficiados son los clientes o usuarios


2006 Prlogo 2

finales del servicio, por las menores demoras en la llegada de su solicitud. Supongamos por ejemplo, que el sistema es aplicado a una compaa de taxis: el operador de la oficina central, ante la solicitud de un determinado cliente, puede optar rpidamente por el vehculo que se encuentra en el lugar ms cercano al usuario, con solo echar un vistazo a la pantalla de una computadora. De modo adicional, con un desarrollo un poco ms cuidadoso del proyecto (algo que en principio excede los alcances de este trabajo), el sistema puede ser utilizado como elemento de seguridad para aquellas empresas que transportan elementos valiosos o que desarrollan su actividad en condiciones de riesgo.

1.2. Esquema general del proyecto

Figura 2: Diagrama de bloques del trabajo.

Antes de la descripcin del trabajo en concreto, se expone en este informe las principales caractersticas de los sistemas GPS y de telefona celular, as como los correspondientes protocolos utilizados para el vnculo entre las partes.

Circuito con microcontrolador

Cable de datos

Mdulo GPS

Programa de visualizacin

Red GSM

Red GPS

Unidad mvil

Celular Celular


2 Sistema GPS

2.1. Introduccin

El Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System) es un mtodo de navegacin basado en satlites, adoptado a partir de una red de 24 satlites localizados en rbita por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Originalmente fue proyectado para aplicaciones militares, pero a principio de la dcada de 1980, el gobierno lo hizo disponible para usos civiles. El sistema trabaja bajo cualquier condicin climtica, en cualquier lugar del mundo, las 24 horas del da y no tiene tarifa de suscripcin ni cargos por establecimiento al uso del GPS. Los satlites GPS circundan la tierra dos veces al da en rbitas muy precisas, transmitiendo seales de informacin. Los receptores toman dicha informacin y triangulan los datos para calcular la localizacin exacta del usuario. Esencialmente, los receptores GPS comparan el tiempo

en que la seal fue transmitida por un satlite con el tiempo en que la seal fue recibida. La diferencia entre estos tiempos le informa al receptor cuan alejado del satlite est. Con la medida de distancia de algunos satlites ms, puede determinar la posicin del usuario. Un receptor GPS debe estar enlazado en la seal de al menos tres satlites para calcular la posicin en dos dimensiones (latitud y longitud) y la traza del movimiento. Con cuatro o ms satlites a la vista, el receptor puede determinar la posicin 3D (latitud, longitud y altitud) del usuario. Una vez obtenida la posicin, la unidad GPS puede calcular otra informacin tal como velocidad, curso, distancias, etctera. Hoy en da los receptores GPS son extremamente precisos, gracias a su diseo multi-canal en paralelo, enganchndose rpidamente al encenderse y manteniendo la recepcin de la seal an bajo denso follaje o edificaciones urbanas elevadas, aunque ciertos factores atmosfricos como la lluvia, y otras fuentes de error, pueden afectar su precisin.


2006 Sistema GPS 4

2.2. Configuracin del sistema

2.2.1. Segmento espacial

Los 24 satlites del sistema GPS orbitan la tierra a una altura aproximada de 20000 kilmetros. Tienen una inclinacin respecto al plano del ecuador de 55. Las rbitas de los satlites son casi circulares, con una excentricidad de 0,03 a 0,3. La separacin entre las rbitas es de 60. Estn constantemente en movimiento, su perodo es de 11 horas con 58 minutos, viajando a velocidades superiores a los 11000 kilmetros por hora. Al principio se pens que slo eran necesarios 18 satlites (ms 3 de emergencia por si acaso alguno fallaba). Sin embargo ms tarde se comprob que con este nmero la cobertura en algunos puntos de la superficie terrestre no era buena. As pues se pasaron a utilizar 21 satlites (ms 3 de reserva como antes) repartidos en 6 rbitas, de forma que hay 4 satlites por rbita. El sistema est diseado de tal forma que sobre cualquier punto de la superficie terrestre se ven al menos 4 satlites.

Figura 1: Constelacin GPS.

Estos satlites estn alimentados por energa solar, aunque tienen respaldo de batera para mantenerlos funcionando cuando estn eclipsados. Su potencia de transmisin es de solo 50 vatios, o menos. El peso de los satlites GPS es de 900 kilogramos y el largo, incluyendo los paneles solares, es de 5 metros. Tienen pequeos cohetes impulsores que los mantienen volando en el camino correcto. El primero fue lanzado en 1978 y tienen una vida cercana a los 10 aos. Cada satlite est equipado con receptores y emisores de ondas de radio que transmiten con una frecuencia de entre 1200-1500 MHz. Las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz (300.000.000 m/s) en el vaco, y disminuyen su velocidad cuando atraviesan la atmsfera terrestre. La antena de cada satlite es un array helicoidal con polarizacin derecha y ganancia de 15 dB. Los satlites tambin estn equipados con relojes atmicos, que mantienen el tiempo en base a vibraciones naturales peridicas dentro de los tomos. Estos relojes increblemente precisos son un componente crtico que hacen posible el uso de satlites para navegacin y mapeo. Cada satlite cuenta con cuatro relojes, dos de cesio y dos de rubidio, a pesar de que uno sera suficiente, de esta forma se evita el riesgo de rotura o prdida de precisin por alguno de los relojes.


2006 Sistema GPS 5

2.2.2. Segmento de control

Existe una estacin maestra de control sita en Colorado Spring (USA), que se encarga de calcular las efemrides de cada uno de los satlites. Hay tambin, tres estaciones de carga situadas en las islas Diego Garca (ocano ndico), Ascensin (ocano Atlntico) y Kwajalein (ocano Pacfico), las cuales transmiten mensajes de navegacin y reciben las seales que los satlites envan a estas estaciones, empleando la banda S (canal ascendente: 1783.74MHz, canal descendente: 2227.5 MHz)

Figura 2: Red de control del sistema GPS.

Adems hay cinco estaciones monitoras que se encuentran en Hawaii y Colorado Spring, y controlan el estado y posicin de los satlites. Reciben las seales transmitidas por los satlites y a partir de ellas obtienen informacin que es transmitida a la estacin maestra de control, la cual se encarga en calcular las efemrides y obtener as la posicin de los satlites.

2.2.3. Segmento del usuario

Este segmento est formado por los receptores GPS. Entre sus principales funciones se encuentran las de sintonizar las seales emitidas por los satlites, decodificar el mensaje de navegacin, medir el retardo de la seal, a partir de los cuales calculan la posicin, presentar la informacin de la posicin en la que se encuentra (en 3D o en 2D); adems de otras funciones complementarias como: presentacin ms sofisticada (sobre mapas), ayuda en la navegacin, almacenamiento de datos, etctera. Las principales caractersticas de estos dispositivos son:

Determinacin de la posicin en menos de tres minutos.

Actualizaciones de la posicin de 0,5 a 1 segundo.

Precisin en la posicin en torno a los 15 metros.

Medida de la velocidad del usuario con una precisin de 0,1 m/s aproximadamente.

Referencia temporal con precisin de 100 ns aproximadamente.


2006 Sistema GPS 6

2.3. Principio de funcionamiento

El sistema GPS se basa en la medida simultnea de la distancia entre el receptor y al menos cuatro satlites para el posicionamiento en tres dimensiones. Las distancias entre el receptor y el satlite se obtienen por medio del retardo temporal entre que el satlite enva la seal hasta que el receptor la recibe. Los satlites emiten dos portadoras a la misma frecuencia. Estas portadoras estn moduladas en fase (BPSK) por diferentes cdigos pseudo-aleatorios. El receptor GPS calcula la correlacin entre el cdigo recibido y el cdigo del satlite cuya seal pretende detectar, de esta forma se pueden separar las seales de los diferentes satlites, y finalmente se obtiene el retardo temporal. Cuando un receptor quiere averiguar su posicin se comunica con un satlite y deduce que la distancia que los separa es de 20400 km, por ejemplo. Esto significa que el receptor se encuentra en algn punto de la superficie de una esfera con centro en el satlite y un radio de 20400 km.

Figura 2: El receptor est en algn lugar sobre la superficie de la esfera.

Si simultneamente se conoce la distancia a un segundo satlite, de por ejemplo 22200 km se reduce la localizacin del receptor a un crculo en la interseccin de las 2 esferas.

Figura 3: Dos mediciones ubican al receptor en algn punto del crculo de intercepcin.


2006 Sistema GPS 7

Si se realiza la medicin de distancia desde un tercer satlite se reduce la ubicacin posible del receptor a dos puntos en el espacio, dnde la tercera esfera intercepta el crculo formado por la primera con la segunda. Para decidir cul de esos dos puntos es la ubicacin correcta hay dos opciones: o hacer una cuarta medicin desde otro satlite o hacer una suposicin.

Figura 4: Tres mediciones ubican al receptor en uno de dos puntos.

Generalmente uno de los dos puntos es una ubicacin ridcula, o no se encuentra sobre la superficie terrestre o tiene una velocidad imposiblemente alta. Los programas dentro de los receptores de GPS tienen varias tcnicas para distinguir el punto correcto del que no lo es. Aunque bastara con solo tres satlites para determinar la posicin, esto exigira una precisin muy buena y una gran estabilidad de los relojes, tanto del satlite como del receptor. Si bien los satlites cumplen estas dos condiciones, pues incorporan un reloj atmico (que son muy precisos y muy estables), este no es el caso de los receptores puesto que su precio sera desorbitado. La solucin a este problema es introducir una nueva incgnita en el sistema, debido a la deriva que existe entre el reloj del satlite y el reloj del usuario, por lo que se utilizan cuatro satlites. Si llamamos Ri a la distancia entre el satlite i, y el receptor; la distancia real es:

Ri = t c

Si Ri es la pseudo-distancia que mide el receptor, tenemos que:

Ri = tmedido c

Donde el tiempo medido es:

tmedido = t +

Como la pseudo-distancia es la distancia real ms la deriva entre relojes, tenemos: Ri = Ri +

Siendo el error producido por la deriva existente entre el reloj del satlite y el reloj del receptor: = c

As pues, la distancia real (que es la que nos interesa) es: Ri = Ri c


2006 Sistema GPS 8

Si las coordenadas (xi,yi,zi) para cuatro satlites son conocidas, tenemos un sistema de cuatro ecuaciones con cuatro incgnitas de la siguiente forma:

(x1 Ux)2 + (y1 Uy)2 + (z1 Uz)2 = (R1 c )2 (x2 Ux)2 + (y2 Uy)2 + (z2 Uz)2 = (R2 c )2 (x3 Ux)2 + (y3 Uy)2 + (z3 Uz)2 = (R3 c )2 (x4 Ux)2 + (y4 Uy)2 + (z4 Uz)2 = (R4 c )2

Siendo (Ux, Uy, Uz) las coordenadas de la posicin del receptor y la cuarta incgnita a determinar con los datos del cuarto satlite.

Figura 5: Coordenadas de posicionamiento.

Si hay ms de cuatro satlites visibles se calculan las pseudo-distancias respecto a todos los satlites visibles, obteniendo as un sistema con ms ecuaciones que incgnitas, lo que simplifica el clculo de la posicin. El sistema est diseado para que sobre cualquier punto de la superficie terrestre haya al menos cuatro satlites visibles. El sistema GPS adems de la posicin nos ofrece una referencia temporal muy exacta, esto permite:

Sincronizar los relojes locales (lo que tiene muchas aplicaciones, como la sincronizacin en transmisiones).

Medir la velocidad a la que se desplaza el usuario a travs del desplazamiento Doppler. En GPS, este trmino hace referencia al cambio aparente de la frecuencia de una seal por causa del movimiento relativo de la fuente de emisin con respecto al receptor. Si el emisor se desplaza hacia el receptor, la frecuencia aparenta ser menor; si el emisor se aleja del receptor, la frecuencia aparenta ser mayor.

Algunos detalles del sistema GPS:

El sistema GPS requiere sistemas de medidas de retardo muy precisos. El reloj del satlite tambin puede sufrir alguna deriva (al cabo de varios aos). El GPS

enva al receptor una serie de modelos para corregir estas derivas. Puede suceder que el receptor slo sea capaz de recibir las seales de 3 satlites. En este

caso se pide al usuario que introduzca la altura y se emplea el GPS en 2D. La seal tarda unas centsimas de segundo en llegar al receptor, la posicin del satlite

que hay que considerar para calcular la posicin del usuario es la que tena en el momento de transmitir la seal.

(x1,y1,z1) (x2,y2,z2)

(x3,y3,z3)

(x4,y4,z4)

(Ux,Uy,Uz)


2006 Sistema GPS 9

2.4. Seales del sistema GPS

2.4.1. Frecuencias duales L1 y L2.

Los satlites GPS transmiten dos seales radioelctricas de baja potencia, denominadas L1 y L2, en la banda UHF. Las seales viajan a travs de la lnea visual, pasando a travs de nubes, vidrios y plsticos, pero no a travs de objetos ms slidos como edificaciones y montaas. Una seal GPS contiene tres tipos diferentes de informacin binaria que son: un cdigo pseudo-aleatorio, datos de efemrides y datos de calendario. El cdigo pseudo-aleatorio es simplemente un cdigo de identificacin del satlite transmisor. Los datos de efemrides le informan al receptor GPS donde estar cada satlite en cualquier momento del da. Cada satlite transmite su propia informacin de efemrides y de todos los dems satlites del sistema. Los datos de calendario, transmitidos constantemente por cada satlite, contienen informacin importante acerca del estado del satlite, adems de la fecha y hora actuales. Esta es la parte esencial de la seal utilizada para determinar la posicin del receptor. Para poder calcular el tiempo de viaje de la seal de radio, tanto el satlite como el receptor generan cdigos sincronizados. Esto es que ambos generan el mismo cdigo al mismo tiempo. Entonces cuando llega una onda al receptor este determina el tiempo transcurrido desde que ste gener el mismo cdigo. La diferencia de tiempo es lo que tard la onda en llegar. Tanto el satlite como el receptor generan un juego de cdigos digitales que responden a un criterio binario. Ese juego de cdigos digitales llevan el nombre de pseudo-aleatorios y estn diseados de forma tal que puedan ser fcilmente comparados, en forma rpida y sin ambigedades. La secuencia pseudo-aleatoria se repite en el orden de los milisegundos. El elemento clave de la precisin del sistema, es el hecho de que los componentes de la seal estn controlados por relojes atmicos muy precisos. Estas normas de frecuencia altamente precisas, presentan su frecuencia fundamental en la banda L (10,23Mhz). A partir de esta frecuencia fundamental, se derivan coherentemente dos seales, las ondas de portadora L1 y L2, que se generan multiplicndolas por 154 y 120 respectivamente, con lo que producen:

L1 = 1.575,42 Mhz (19 cm)

L2 = 1.227,60 Mhz (24 cm)

Estas frecuencias duales son esenciales para eliminar el error causado por la refraccin ionosfrica. Las pseudo-distancias que se obtienen a partir del tiempo de viaje de la seal, medido desde cada satlite al receptor, emplean dos cdigos de ruido pseudo-aleatorios (PRN) modulados (sobrepuestos) sobre las frecuencias L1 y L2. Existen adems, dos cdigos que viajan a travs de dichas frecuencias. El primer cdigo es el C/A (cdigo de adquisicin imprecisa), designado tambin como servicio estndar de determinacin de la posicin (SPS: Standard Position Service); que se dispone para usos civiles. Este cdigo tiene una longitud de onda de 293,1 metros y est modulado solamente sobre L1, omitido a propsito de L2. El segundo es el cdigo P (cdigo de precisin), tambin designado como servicio preciso de determinacin de la posicin (PPS: Precise Position Service), reservado para uso militar estadounidense y para otros usuarios autorizados. Este cdigo tiene una longitud de onda de 29,31 metros y est modulado sobre ambas portadoras L1 y L2.


2006 Sistema GPS 10

2.4.2. Tratamiento de la seal GPS. Proceso de adquisicin.

Al encender el receptor GPS ste puede encontrarse en dos estados distintos: Perdido (el calendario tiene una fecha muy antigua). El aparato prueba con distintos

satlites hasta que reciba una seal con una relacin seal-ruido aceptable. Cuando logra engancharse con un satlite, de-modula el mensaje de navegacin y consigue as el calendario y la referencia temporal GPS. Esta fase de prueba y error puede durar hasta unas decenas de minutos.

Memorizado (hace poco que hemos usado el aparato GPS y el calendario almacenado sirve para saber la posicin de todos los satlites) El aparato se engancha con los cuatro satlites que tiene visibles.

Cuando el receptor ya est enganchado con un satlite se asigna el canal/es a los cdigos de los satlites que estn visibles y se inicia el proceso de enganche con cada satlite.

2.4.3. Tratamiento de la seal GPS. Proceso de seguimiento.

Cuando el receptor est sincronizado con dada uno de los satlites, tras realizar la correlacin, detecta los picos que superan un determinado umbral en cada seal y a partir de ellos obtiene el retardo temporal y con esto la ecuacin de un esferoide donde est el usuario. Repitiendo este proceso para cuatro satlites, el receptor obtiene la posicin del usuario. Luego, el dispositivo debe seguir los picos que superan el umbral para ver como vara esa distancia. A esto se le llama lazo de seguimiento al cdigo. Tambin hay un lazo de seguimiento a la portadora. Este tiene como misin estar continuamente enganchado a las portadoras que emite el satlite.

2.4.4. Fuentes de error en la seal

Los factores que pueden degradar la seal GPS y afectar la precisin del sistema son los siguientes:

Retardos en la ionosfera y en la troposfera. La seal satelital se desacelera en su paso por la atmsfera. El sistema GPS utiliza un modelo integrado que calcula una cantidad promedio de retardo para corregir parcialmente este tipo de error.

Seal de trayectoria mltiple. Este error ocurre cuando la seal GPS es reflejada por superficies naturales elevadas o edificaciones antes de llegar al receptor, incrementando el tiempo de viaje de la seal.

Errores en el reloj del receptor. El reloj integrado del receptor no es tan preciso como los relojes atmicos satelitales, en consecuencia puede haber ligeras diferencias temporales.

Errores orbitales o de efemrides. Son imprecisiones en la localizacin reportada por los satlites.

Cantidad de satlites visibles. Cuanto ms sean los satlites que un receptor pueda ver, mayor ser su precisin. El terreno, las edificaciones, interferencia electrnica o el follaje denso puede bloquear la recepcin de la seal, provocando errores en la posicin. Generalmente las unidades GPS no operan en interiores, debajo del agua o bajo tierra.


2006 Sistema GPS 11

Geometra satelital/oscurecimiento. Se refiere a la posicin relativa de los satlites en un momento dado. La geometra ideal ocurre cuando los satlites estn localizados en ngulos amplios en relacin a los dems. Se presenta una geometra pobre cuando los satlites estn localizados en lnea o en un agrupamiento estrecho.

Degradacin intencional de la seal satelital. La disponibilidad selectiva o selective availability (SA) es una degradacin intencional de la seal impuesta por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, proyectada para prevenir el uso militar de las seales altamente precisas por sus adversarios. El gobierno estadounidense desactiv la SA en mayo del 2000, lo que mejor significativamente la precisin de los receptores GPS de uso civil.

2.5. Referencias bibliogrficas

Jess ngel del Pozo Domnguez, Sistema NAVSTAR-GPS, http://www.tel.uva.es/personales/jpozdom/telecomunicaciones/portadagps.html, 1998.

Garmin International Inc., What is GPS?, www.garmin.com, 1996-2006.

Axel von Martn, Mario Bragachini, Agustn Bianchini, Sistemas de Posicionamiento, www.agriculturadeprecision.org, Proyecto Agricultura de Precisin INTA Manfredi, 2004.

Instituto Nacional de Estadstica Geogrfica e Informtica (Mxico), Sistema de Posicionamiento Global (GPS), http://www.inegi.gob.mx, 2006.

Gabriel Ortiz, Diccionario de Sistemas de Informacin Geogrfica, www.gabrielortiz.com, 2003-2006.

Ferrel G. Stremler, Introduccin a los Sistemas de Comunicacin, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, Tercera edicin 1993.


3 Mdulo Receptor GPS FV-12

3.1. Introduccin

Los avances recientes en la tecnologa del silicio y del software, han permitido el desarrollo de receptores GPS muy pequeos y de bajo costo. Uno de estos dispositivos es la placa GPS de doce canales modelo FV-12, de San Jose Navigation Inc. Este mdulo GPS de alto desempeo, incluye una sealizacin de tiempo real de un pulso por segundo, comunicacin serie de velocidad elegible, entrada para GPS diferencial, salida NMEA 0183 y memoria no voltil. Su forma de conectar es sumamente simple. Un conector de veinte pines contiene todas las conexiones elctricas necesarias para la interfase principal. Para obtener un correcto posicionamiento, solo se requiere conectar 0 VDC, 5 VDC, y la salida de informacin (TXA). Como todo GPS, requiere de una antena, que en este caso es pasiva, y algo ms pequea que el mismo GPS. Tiene en su parte inferior, un potente imn, el cual permite fijar la antena a la carrocera del vehculo, quedando a la intemperie sin ningn tipo de inconveniente.

3.2. Receptores GPS

Desde que se lanzaron los primeros satlites GPS, numerosas compaas han estado trabajando para reducir el tamao y el costo de estos complejos receptores, preparndolos para su eventual integracin en un gran nmero de aplicaciones en donde la posicin y/o el tiempo deban ser determinados. Desde los primeros dispositivos de principio de la dcada de 1980, la tecnologa ha progresado hasta el punto en que pueden obtenerse receptores multi-canales del tamao de una tarjeta de crdito a un precio relativamente bajo. La seal GPS C/A (descripta en el captulo anterior) es transmitida en los 1575,42 MHz y llega a la tierra con un nivel de potencia mnimo, de -10 dBm. Es una seal espectro ensanchado modulada con un cdigo pseudo-aleatorio de 1023 MHz, especfico de cada satlite. Adicionalmente, se le suma un flujo de datos de 50 bps para transmitir la posicin del satlite, el tiempo de transmisin, y todos los datos necesarios para que el receptor calcule su posicin. Los receptores GPS actuales incluyen entre ocho y doce canales. Generalmente estos canales estn dinmicamente asignados dependiendo del nmero de satlites a la vista, como as tambin de la funcin que est realizando el GPS. El diagrama de bloques de la figura 1, en la pgina siguiente, indica los componentes tpicos de los receptores GPS actuales.


2006 Mdulo Receptor GPS FV-12 13

Estos receptores estn basados en un juego de chips SiRFstarI/LX, compuesto de un reductor de frecuencia integrado (GRF1, figura 2) seguido de un ASIC DSP adaptado especficamente (GSP1/LX, figura 3). El DSP realiza la traduccin final a la banda base, la generacin de los cdigos PRN, la correlacin y diversos controles adicionales. El microprocesador corre el cdigo que le entrega el DSP e implementa el canal de rastreo, las funciones de de-modulacin de datos y los clculos de navegacin.

Figura 1: Diagrama de bloques de un receptor GPS.

Figura 2: GRF1. Figura 3: GSP1/LX.



El tiempo necesario para llegar al primer valor de posicin, luego de encendido el receptor, se denomina TTFF por Time To First Fix. Para llegar a un menor TTFF, los receptores GPS requieren la posicin de los satlites en funcin del tiempo (el calendario), la hora aproximada (para saber donde deberan estar los satlites en el momento del encendido), y una estimacin de la posicin del usuario (usada para saber que satlites deberan estar a la vista). En un receptor GPS tpico estos parmetros almacenados en la memoria RAM, junto con un reloj en tiempo real (RTC), permiten el TTFF ms corto. El juego de chips SiRFstar incluyen varias caractersticas que le permiten combatir las dificultades en la recepcin de las seales satelitales debidas a las caractersticas del entorno urbano.

3.3. Receptor FV-12

El modelo de diseo de este dispositivo implementado como receptor GPS independiente dentro de un simple paquete, solo requiere alimentacin externa, la conexin de la antena y la conexin de la salida de datos NMEA. Debido a que la tpica seal GPS de espectro ensanchado es de nivel bajo, el receptor es extremadamente sensible al ruido de conmutacin digital, ya sea en el sector de la seal de IF o en el oscilador de referencia. Para combatir los problemas de una potencial interferencia electromagntica, debe utilizarse un cuidadoso blindaje en las conexiones del circuito.

Figura 4: Receptor GPS FV-12.

Entre las principales caractersticas del juego de chips SiRFstar incluido en este modelo de receptor se encuentran las siguientes:

SnapLock Signal Acquisition: renueva la posicin satelital dentro de una dcima de segundo despus de emerger de una regin bloqueada. Esto es crtico en el reestablecimiento preciso de la posicin ante las interferencias del entorno urbano.

SingleSat Positioning: permite al receptor proveer informacin de posicin en intervalos en que solo un satlite es visible.

Dual Multipath Rejection: elimina efectivamente datos derivados de seales que han tomado un camino indirecto por reflexin en objetos cercanos y/o lejanos.



Las principales especificaciones del mdulo completo son: - Funcionamiento global:

Arquitectura: 12 canales. Frecuencia: banda L1, 1575,42 MHz. Cdigo C/A: 1,023 MHz.

- Construccin fsica: Tamao: 71 mm (L) x 41 mm (A) x 8 mm (P). Peso: 23 g. Conector de la antena: conector MCX incorporado. Conector de interfaz: 20 pines x 2 lneas, separacin 2 mm.

- TTFF: Tiempo de readquisicin: 100 ms. Encendido en caliente promedio: < 40 segundos. I Encendido en fro promedio: < 1 minuto.

- Precisin: Posicin: 25 metros. Velocidad: 0,1 m/s. Tiempo: 1 microsegundo, sincronizado al tiempo GPS.

- Condiciones dinmicas: Altitud: 18000 metros, mximo. Velocidad: 515 m/s (1000 nudos), mximo. Aceleracin: 4g., mximo.

- Caractersticas elctricas: Alimentacin: +5V DC, +/ 5%. Consumo: 180 mA, tpica. Alimentacin de respaldo: +2,5V DC a +4,5V DC. Corriente de respaldo: 10 A, tpica. Reset externo: activo a nivel bajo.

- Interfaz: Compatibilidad: TTL serial full-duplex. Frecuencia de datos: De 1200 a 38400 kbps. Formato: SiRF binario y NMEA 0183 versin 2.00. II Sentencias NMEA: CGA, GLL, GSA, GSV, RMC y VTG. Salida por defecto: todas las sentencias NMEA, a 4800 baudios.

I El comienzo en caliente hace referencia al encendido del mdulo despus de un tiempo tal en que el receptor posea en su memoria la informacin de efemrides lo suficientemente actualizada como para que estn presentes los datos orbitales de dicho momento de encendido. El lapso entre el apagado y el encendido en caliente puede llegar a varias horas, dependiendo da la cantidad de informacin almacenada. Cuando el lapso es mayor, estamos ante un encendido en fro. II Para el presente proyecto se utiliza el formato NMEA 0183.



- Salida de 1 pulso por segundo: Nivel: TTL. Duracin del pulso: 100 ms. Referencia de tiempo: en el flanco negativo del pulso. Medida: Alineado al tiempo GPS, +/ 1 ms.

- Especificaciones ambientales: Temperatura de operacin: de 40 C a +85 C. Temperatura de almacenamiento: de 55 C a +100 C.

Finalmente, el terminal de 20 pines presenta el siguiente conexionado: 1. +5 Antena PWR - Alimentacin para antenas activas. 2. +5 VCC PWR-IN - Tensin de alimentacin. 3. Battery PWR - Batera de respaldo. 4. +3 VCC PWR-IN (Opcin) - Alimentacin para modelos de 3vdc. 5. Board Reset-In - Reset externo para comenzar una bsqueda de satlites. Debe

conectarse a 5Vdc si no se usa. 6. Sin uso. 7. Sin uso. 8. Sin uso. 9. Sin uso. 10. GND 11. TXA (TTL SERIAL) - Salida de informacin y datos. 12. RXA (TTL SERIAL) - Entrada para recibir comandos de software. 13. GND 14. Sin uso. 15. DGPS Input (RTCM) - Entrada auxiliar para GPS diferencial. 16. GND 17. Sin uso. 18. GND 19. 1PPS Output - Marca de tiempo de 1 pulso por segundo. 20. Sin uso.

Figura 5: Conexionado bsico tpico.



3.4. Antena

En el presente proyecto se utiliz para el mdulo FV-12, el modelo de antena SM-66. Esta antena GPS de montaje externo, provee una seal continua en la banda L1 con alta ganancia y bajo consumo. Es una unidad integrada compuesta de una placa-antena y de un amplificador de bajo ruido en un conjunto compacto y sumergible.

Figura 6: Antena SM-66.

La unidad provee una excelente amplificacin de seal con una alimentacin de 3 a 5 voltios. Su pequeo tamao es una ventaja para las necesidades de mantenimiento de la estabilidad de la seal an en rudas condiciones ambientales para las aplicaciones actuales. Sus principales caractersticas son:

- Especificaciones globales: Frecuencia central: 1575,42 MHz, +/ 1,023 MHz. Polarizacin: R.H.C.P. (circular derecha). Ganancia absoluta en el cenit: +5 dBi, tpico. Ganancia a 10 de elevacin: 1 dBi, tpico. Radio axial: 3 dB, mximo. Impedancia de salida: 50 . Cable: RG174/U, 5 metros. Conector: MCX.

- Amplificador de bajo ruido: Frecuencia central: 1575,42 MHz, +/ 1,023 MHz. Ganancia: 30 dB, tpica. Ancho de banda: 2 MHz, mnimo. Figura de ruido: 2,0, mxima. Atenuacin de la banda externa: 20 dB mnimo, @ f0 +/ 50 MHz. Alimentacin: De + 4,5 a 5,5 V DC. Consumo: 28 mA +/ 3mA. Impedancia de salida: 50 .



- Construccin fsica: Arquitectura: cpula de poli-carbonato en la parte superior, carcasa de fundicin

imantada en la parte inferior, junta de goma intermedia para el aislamiento al agua. Montaje estndar: montaje magntico y/o con tornillos en los dos agujeros roscados

de la parte inferior. Dimensiones: 58 mm (L) x 48 mm (A) x 15 mm (P). Peso: 63 gramos (excluyendo al cable y al conector).

- Especificaciones ambientales: Temperatura de operacin: de 40 C a +85 C. Temperatura de almacenamiento: de 50 C a +90 C. Humedad relativa: 95%, no condensada. Resistencia al agua: 100% impermeable.


San Jose Navigation Inc., FV-12 GPS Engine Board Datasheet, www.sanav.com, 2001.

San Jose Navigation Inc., SM-66 Mobile GPS Antenna with LNA Datasheet, www.sanav.com, 2001.

Steven E. Moore, A Low Cost GPS Receiver for In-Vehicle Navigation, SiRF Technology, www.sirf.com, 2001.

Electrocomponentes S.A., FV-12 GPS Engine Board Gua de Usuario, www.electrocomponentes.com, 2001.


4 Protocolo NMEA 0183

4.1. Introduccin

El estndar NMEA es un estatuto para la interconexin de dispositivos electrnicos mayormente utilizado en equipos de navegacin y fue elaborado por la organizacin estadounidense National Marine Electronics Association. I La interfaz es un estndar industrial voluntario y fue desarrollada para permitir la rpida y satisfactoria comunicacin entre instrumentos electrnicos marinos, equipos de navegacin y equipamiento de comunicacin interconectado por medio de un sistema apropiado; minimizando la interpretacin incorrecta entre fabricantes y asistiendo a los compradores en la seleccin de equipamiento compatible. La comunicacin de los receptores GPS est definida dentro de esta especificacin. La mayora de los programas de computacin que proveen informacin de posicin en tiempo real son compatibles con el formato NMEA. La idea del protocolo es enviar una lnea de datos, denominada sentencia, la cual es totalmente autnoma e independiente de otras sentencias. Hay sentencias estndares para cada categora de dispositivo y se permite la definicin de sentencias propietarias para distintas compaas. El protocolo est proyectado para soportar transmisin de datos seriales en una va, desde un nico emisor hasta uno o ms receptores. Estos datos pueden incluir informacin como posicin, velocidad, profundidad, asignacin de frecuencia, etc. Un mensaje tpico puede tener una longitud de entre 20 y 80 caracteres y generalmente requiere una transmisin no ms frecuente de un mensaje por segundo. Los datos en s mismo, son cadenas de texto en formato ASCII y pueden extenderse a lo largo de mltiples sentencias en ciertas instancias especiales, aunque normalmente estn incluidos totalmente en una nica sentencia de longitud variable. La informacin puede variar de acuerdo a la precisin que contenga el mensaje. Se provee una suma de control o checksum en cada sentencia que puede o no ser controlada por la unidad que lee la informacin. Las definiciones elctricas del estndar no pretenden acomodarse a aplicaciones de alto ancho de banda como imgenes de radar o video, o aplicaciones de transferencia intensiva de archivos o bases de datos. Debido a que no provee garantas en la entrega de mensajes y que solo tiene una limitada capacidad de comprobacin de errores, el estatuto debe ser utilizado con precaucin en aplicaciones crticas.

I National Marine Electronics Association: Asociacin Nacional de Electrnica Marina (www.nmea.org).


2006 Protocolo NMEA 0183 20

4.2. Interfaz Elctrica

El estndar NMEA 0183, cuya primera versin data de marzo de 1983, ha sido actualizado regularmente con el paso del tiempo, siendo su versin ms reciente la 3.01 de enero de 2002. El estatuto define los requerimientos de la seal elctrica, el protocolo de transmisin de datos, los tiempos y los formatos de las sentencias especficas para un canal serial de 4800 baudios. Es compatible con la interfaz RS232 y presenta la siguiente configuracin:

Velocidad 4800 baudios Bits de datos 8 Bits de parada 1 Paridad No Handshake No

Debido a las diferencias de velocidades y otros parmetros de transmisin, los datos NMEA 0183 no son compatibles con estatutos anteriores como el NMEA 0182 o el 0180. La variacin 0183-HS introduce el uso de una interfaz de tres cables que permite una velocidad de hasta 38400 baudios. Este tipo de interfaz no ser discutida aqu. Ntese que a una velocidad de 4800 baudios, puede fcilmente enviarse una cantidad suficiente de informacin que llena un tiempo de un segundo. Por esta razn, algunas unidades solo envan actualizaciones cada dos segundos o envan cierta informacin en un determinado segundo, dejado otro tipo de informacin para el segundo siguiente. En suma, algunas sentencias pueden tener datos actuales, mientras que otras pueden tener datos de segundos anteriores. Generalmente se enva un campo con el tiempo, por lo que sencillo determinar que lo que est realizando un dispositivo en particular. A 4800 baudios pueden enviarse 480 caracteres en un segundo, y como una sentencia tiene una longitud de hasta 82 caracteres, pueden enviarse hasta seis sentencias diferentes en dicho lapso de tiempo, dependiendo del formato de cada sentencia. Los datos se transmiten asincrnicamente en serie de acuerdo con los estndares ANSI. II

El primer bit de la cadena es el de inicio o start bit, seguido por los bits de datos con el bit menos significativo primero, finalizando con el de parada o stop bit. Todos los datos transmitidos deben ser interpretados como caracteres ASCII. En consecuencia, el bit ms significativo del carcter de 8 bits es siempre nulo (D7 = 0).

II American National Standards Institute, referencias:

ANSI X 3.15 1976 ANSI Character Structure and Character Parity Sense for Serial-by-Bit Communication. ANSI X 3.16 1976 ANSI for Bit Sequencing of the ANS Code or Information Interchange in Serial-By-Bit Data

Transmission. ANSI X 3.14 1977 ANSI Code for Information Interchange.

start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 stop

bits de datos stop bit

start bit



El conjunto de caracteres ASCII vlidos consisten en aquellos imprimibles (del 0x20 al 0x7E) exceptuando aquellos definidos como reservados, consignados en rojo en la tabla 1.

D6 0 0 0 0 1 1 1 1

D5 0 0 1 1 0 0 1 1

D4 0 1 0 1 0 1 0 1 D3 D2 D1 D0 Hexa 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 0

SP 0 @ P ` p 0 0 0 1 1 ! 1 A Q a q 0 0 1 0 2

" 2 B R b r 0 0 1 1 3

# 3 C S c s 0 1 0 0 4

$ 4 D T d t 0 1 0 1 5

% 5 E U e u 0 1 1 0 6

& 6 F V f v 0 1 1 1 7

' 7 G W g w 1 0 0 0 8

( 8 H X h x 1 0 0 1 9

) 9 I Y i y 1 0 1 0 A LF

* : J Z j z 1 0 1 1 B + ; K [ k { 1 1 0 0 C , < L \ l | 1 1 0 1 D CR - = M ] m } 1 1 1 0 E . > N ^ n ~ 1 1 1 1 F / ? O _ o

Tabla 1: Conjunto de caracteres ASCII del protocolo NMEA 0183.

Los caracteres reservados son utilizados para propsitos especficos en el formato de las sentencias y no deben ser usados en los campos de datos. La definicin de cada uno de ellos es la que sigue:

0x0D Delimitador de fin de sentencia (Retorno de carro) 0x0A Delimitador de fin de sentencia (Avance de lnea) $ 0x24 Delimitador de comienzo de sentencia * 0x2A Delimitador de campo Checksum , 0x2C Delimitador de campo ! 0x21 Reservado para uso futuro \ 0x5C Reservado para uso futuro ^ 0x5E Reservado para uso futuro ~

0x7E Reservado para uso futuro Tabla 2: Caracteres ASCII reservados.

Los valores ASCII no especificados dentro de los caracteres vlidos y reservados se excluyen y no deben ser transmitidos en ningn momento.



4.3. Definiciones

Un EMISOR es cualquier dispositivo que enva informacin a otros dispositivos dentro de esta especificacin. El tipo de EMISOR est identificado por dos caracteres como se indica en la tabla 3 de la pgina 24.

Un RECEPTOR es cualquier dispositivo que recibe datos de otro dispositivo dentro de esta especificacin.

Un campo consiste en una cadena de caracteres vlidos, o en su defecto la ausencia de caracteres (campo nulo), localizada entre dos apropiados delimitadores de caracteres.

El campo de direccin es el primero de la cadena, est precedido del delimitador $ y se utiliza para definir la sentencia. El campo de direccin no puede ser nulo y los caracteres dentro de el, se limitan a dgitos y letras en mayscula. Solo pueden ser transmitidas sentencias con los siguientes tres tipos de campo de direccin:

Campo de direccin aprobado: consta de cinco caracteres definidos por el estndar. Los primeros dos son los identificadores del EMISOR, listados tabla 3. Los otros tres caracteres crean el formador de sentencia, usado para definir el formato y el tipo de datos. En la tabla 4 de la pgina 25, se enumeran los formadores de sentencia aprobados.

Campo de direccin de bsqueda: consta de cinco caracteres y se usa para transmitir el requerimiento de una sentencia especfica en un canal separado desde un EMISOR identificado. Los dos primeros caracteres son los identificadores del EMISOR del dispositivo que requiere la informacin, los dos siguientes son los identificadores del EMISOR del dispositivo que est siendo diseccionado y el ltimo es el carcter de bsqueda Q.

Campo de direccin propietario: consta del carcter propietario P seguido de un cdigo de tres caracteres pertenecientes al fabricante, utilizado para identificar al EMISOR que publica una sentencia propietaria.

Los campos de datos en las sentencias aprobadas estn precedidas del delimitador , y contiene caracteres vlidos de acuerdo a la tabla 1 de la pgina anterior. Debido a la presencia de campos de datos variables y campos nulos, un campo de datos especfico solo puede ser localizado dentro de una sentencia, observando el delimitador de campo ,. En consecuencia es esencial para el RECEPTOR localizar los campos contando los delimitadores en lugar de contar el nmero total de caracteres recibidos desde el comienzo de la sentencia. As como algunos campos de datos son de tamao fijo, muchos otros son de longitud variable para permitirle a los dispositivos proveer informacin con mayor o menor precisin, de acuerdo a la capacidad o requerimientos del equipamiento en particular. Los campos de datos pueden ser alfanumricos o numricos y estos ltimos pueden tener separador de decimales, que en todos los casos ser el carcter . (0x2E).

Un campo nulo es un campo de longitud cero, no se transmite ningn carcter en el campo y es usado cuando no hay valores disponibles o son poco confiables. Los campos nulos con sus delimitadores pueden tener la siguiente apariencia, dependiendo en donde se encuentren en la sentencia: ,,, ,* o ,.



Un campo checksum puede transmitirse opcionalmente en cualquier sentencia. Sin embargo, algunas sentencias aprobadas requieren especficamente el campo checksum. Este campo es el ltimo en una sentencia y est precedido de su correspondiente carcter delimitador *. El checksum se obtiene realizando la operacin O exclusiva (XOR) de los 8 bits (sin los bits de start o stop) de todos los caracteres en la sentencia, incluyendo el delimitador ,, pero sin incluir los delimitadores $ y *. El valor hexadecimal de los 4 bits ms significativos y de los 4 bits menos significativos del resultado se convierten en dos caracteres ASCII (0..9, A..F), transmitindose el carcter ms significativo primero.

El cableado de interconexin recomendado por el protocolo NMEA 0183, es el de par trenzado blindado, con el blindaje conectado solamente al chasis del EMISOR. Se recomienda una salida del EMISOR de acuerdo con la norma EIA RS-422, esto es, un sistema diferencial con dos lneas de seales A y B, el cual no tiene referencia a tierra y es ms inmune al ruido. Sin embargo, una lnea con niveles TTL referida a masa (single-ended) es igualmente aceptada. En la prctica, la mayora de los productos ms recientes en el mercado, como los receptores GPS, no tienen salida diferencial RS-422, sino que presentan una salida convencional compatible con niveles TTL o CMOS de 5 voltios.

4.4. Estructura general de las sentencias

Una sentencia debe tener hasta 82 caracteres, con un mximo de 79 caracteres entre el delimitador de comienzo $ y los de fin de sentencia . Cada sentencia debe tener al menos un campo, siendo el primero el de direccin, conteniendo el identificador del EMISOR y el formador de sentencia que especifica la cantidad de campos de datos, el tipo de informacin que contiene y el orden en que son transmitidos los datos. La cantidad mxima de campos en una sentencia nica solo est limitada por el mximo de 82 caracteres. Si la informacin de algn campo no est disponible, debe utilizarse un campo nulo. Las sentencias aprobadas, las de bsqueda y las propietarias son las nicas vlidas. Sentencias en cualquier otra forma no son vlidas y no deben transmitirse por el canal. Las sentencias aprobadas diseadas para uso general y detalladas por el estndar 0183, contienen los siguientes elementos:

$ 0x24, comienzo de sentencia Identificador del EMISOR y formador de sentencia , 0x2C + campo de datos M

, 0x2C + campo de datos * 0x24 + campo checksum opcional 0x0D + 0x0A, fin de sentencia

Como se rese anteriormente, el identificador del EMISOR en el campo de direccin tiene dos caracteres y en la tabla 3 de la pgina siguiente, se consignan sus posibles valores junto a los EMISORES (en ingls) a que corresponde cada par de letras.



EMISOR Identificador AUTOPILOT: General AG Magnetic AP COMMUNICATIONS: Digital Selective Calling (DSC) CD Receiver / Beacon Receiver CR Satellite CS Radio-Telephone (MF/HF) CT Radio-Telephone (VHF) CV Scanning Receiver CX DECCA Navigation DE Direction Finder DF Electronic Chart Display & Information System (ECDIS) EC Emergency Position Indicating Beacon (EPIRB) EP Engine Room Monitoring Systems ER Global Positioning System (GPS) GP HEADING SENSORS: Compass, Magnetic HC Gyro, North Seeking HE Gyro, Non-North Seeking HN Integrated Instrumentation II Integrated Navigation IN LORAN: Loran-A LA Loran-C LC OMEGA Navigation System OM Proprietary Code P Radar and/or ARPA RA Sounder, depth SD Electronic positioning system, other/general SN Sounder, scanning SS Turn Rate Indicator TI TRANSIT Navigation System TR VELOCITY SENSORS: Doppler, other/general VD Speed Log, Water, Magnetic VM Speed Log, Water, Mechanical VW Weather Instruments WI TRANSDUCER YX TIMEKEEPERS, TIME/DATE: Atomic Clock ZA Chronometer ZC Quartz ZQ Radio Update ZV

Tabla 3: Identificadores de EMISOR.

Para el presente proyecto en que utilizamos un mdulo receptor GPS, todas las sentencias NMEA 0183 a usar tendrn el identificador GP.



4.5. Sentencias

El protocolo ha cambiado levemente con el correr de las versiones y la cantidad y los tipos de sentencia pueden ser diferentes dependiendo de la revisin. La mayora de los receptores GPS convencionales entienden la versin 2 del estndar NMEA 0183, por lo que se describirn las sentencias en particular en base a dicha versin. Los tres caracteres de los formadores de sentencia aprobados en el campo de direccin, se presentan en la tabla 4, junto a la definicin en ingles de los tipos de datos a que hacen referencia cada uno de ellos, todo esto de acuerdo a la revisin NMEA 0183 versin 2.00 de enero de 1992. En negrita se resaltan los formadores de sentencia utilizados por el mdulo receptor GPS del presente proyecto.

Form. Tipo de datos Form. Tipo de datos AAM Waypoint Arrival Alarm RMA Recommend Minimum Specific Loran-C Data ALM GPS Almanac Data RMB Recommend Minimum Navigation Information APB Autopilot Sentence "B" RMC Recommend Minimum Specific GPS Data ASD Autopilot System Data ROT Rate of Turn BEC Bearing & Distance to Waypoint, Dead Reckoning RPM Revolutions BOD Bearing, Origin to Destination RSA Rudder Sensor Angle BWC Bearing & Distance to Waypoint, Great Circle RSD RADAR System Data BWR Bearing & Distance to Waypoint, Rhumb Line RTE Routes BWW Bearing, Waypoint to Waypoint SFI Scanning Frequency Information DBT Depth Below Transducer STN Multiple Data ID DCN Decca Position TRF TRANSIT Fix Data DPT Depth TTM Tracked Target Message FSI Frequency Set Information VBW Dual Ground/Water Speed GGA Global Positioning System Fix Data VDR Set and Drift GLC Geographic Position, Loran-C VHW Water Speed and Heading GLL Geographic Position, Latitude/Longitude VLW Distance Traveled through the Water GSA GPS DOP and Active Satellites VPW Speed, Measured Parallel to Wind GSV GPS Satellites in View VTG Track Made Good and Ground Speed GXA TRANSIT Position WCV Waypoint Closure Velocity HDG Heading, Deviation & Variation WNC Distance, Waypoint to Waypoint HDT Heading, True WPL Waypoint Location HSC Heading Steering Command XDR Transducer Measurements LCD Loran-C Signal Data XTE Cross-Track Error, Measured MTW Water Temperature XTR Cross-Track Error, Dead Reckoning MWV Wind Speed and Angle ZDA Time & Date OLN Omega Lane Numbers ZFO UTC & Time from Origin Waypoint OSD Own Ship Data ZTG UTC & Time to Destination Waypoint

Tabla 4: Formadores de sentencia aprobados.

Se describen ahora las sentencias utilizadas en el presente proyecto, con su correspondiente formato completo.



4.5.1 GGA

La sentencia GGA, Global Positioning System Fix Data o datos GPS de posicin, indica la hora y los datos esenciales relativos a la ubicacin en tres dimensiones de un receptor GPS. La que sigue es su estructura:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

{ $GPGGA,hhmmss.sss,ggmm.mmmm,a,gggmm.mmmm,a,x,xx,x.x,x.x,M,x.x,M,ss,xxxx*hh }

Donde el significado de cada campo de datos es:

1. Hora en formato UTC III, brindada de modo tal que los dos primeros caracteres presentan la hora, los dos siguientes los minutos y los seis ltimos los segundos, con precisin de milsimas (hhmmss.sss).

2. Latitud de la posicin. Los dos primeros caracteres corresponden a los grados y los siete restantes indican los minutos en la forma mm.mmmm.

3. N o S. Indica si la latitud del valor del campo 2 corresponde al hemisferio Norte o Sur. 4. Longitud de la posicin. Los tres primeros caracteres corresponden a los grados y los siete

restantes indican los minutos en la forma mm.mmmm. 5. E o W. Indica si la longitud del campo 4 es Este u Oeste (West). 6. Indicador de calidad de posicionamiento GPS, sus valores posibles son:

0 - localizacin no disponible. 1 - GPS posicionado normalmente. 2 - posicionamiento por el sistema diferencial. 3 - localizacin por el sistema de posicionamiento preciso. 4 - posicionamiento cintico en tiempo real. 5 - posicionamiento cintico en tiempo real con coma flotante. 6 - ubicacin por clculo estimado. 7 - modo de entrada manual. 8 - modo simulacin.

7. Nmero de satlites a la vista. Valores posibles, de 00 a 12. 8. Disolucin de precisin horizontal, de 1.0 a 99.9. 9. Altitud de la antena sobre el nivel del mar. 10. Unidad de la altitud. Siempre es M por metro. 11. Separacin geoidal. Diferencia entre el elipsoide terrestre WGS-84 y el nivel del mar. -

significa que el nivel del mar est por debajo del elipsoide. 12. Unidad de la separacin geoidal. M por metro.

III Universal Time Coordinated: Tiempo Universal Coordinado. Base horaria uniforme mundial de uso civil que

reemplaza al GMT. Es mantenida por varios laboratorios alrededor del mundo y determinada utilizando relojes atmicos de altsima precisin. Cuando es 0 UTC, es medianoche en Greenwich (Inglaterra), en la lnea meridiana de la longitud cero. Aqu en Argentina el huso horario oficial es UTC 3 horas.



13. Tiempo en segundos desde la ltima actualizacin de datos GPS diferenciales. Es un campo nulo si no se utiliza GPS diferencial.

14. Identificador de la estacin diferencial de referencia, de 0000 a 1023. 15. Checksum opcional.

Esta sentencia es la nica que reporta la altitud. Si el sistema no encuentra el nivel del mar, la altitud no es ofrecida. Se ofrece ahora una muestra particular de la sentencia:

$GPGGA,143953.999,3225.3381,S,06315.0254,W,1,06,1.3,217.8,M,,,,0000*05

Se observa en el ejemplo, que el dispositivo se encuentra posicionado por medio del sistema normal de funcionamiento a las 14:39:54, en la latitud 322520 Sur y en la longitud 63151,5 Oeste. Hay 6 satlites visibles, la disolucin de precisin horizontal es 1,3 y la altitud es de 217,8 metros sobre el nivel del mar.

4.5.2 RMC

La sentencia RMC, Recommend Minimum Specific GPS Data o datos GPS especficos mnimos recomendados, provee fecha, hora, posicin, velocidad y curso del receptor. El campo checksum es obligatorio en esta sentencia que es transmitida en intervalos no mayores a dos segundos. Se proveen todos los datos posibles, utilizndose campos nulos solamente cuando la informacin no est disponible. Su formato es el siguiente:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

{ $GPRMC,hhmmss.sss,a,ggmm.mmmm,a,gggmm.mmmm,a,x.x,x.x,ddmmaa,x.x,a*hh }

Donde el significado de cada campo de datos es: 1. Hora en formato UTC. 2. Advertencia de posicin de navegacin. Puede tener la letra A (active) para una posicin

vlida, o la letra V (void) que indica que el dato de posicin es nulo o muy poco preciso. 3. Latitud de la posicin en grados y minutos. 4. N o S. Indica si la latitud del valor del campo 3 corresponde al hemisferio Norte o Sur. 5. Longitud de la posicin en grados y minutos. 6. E o W. Indica si la longitud del campo 5 es Este u Oeste (West). 7. Velocidad sobre la superficie, indicada en nudos (1 nudo = 1,852 km/h). IV 8. ngulo de la direccin verdadera de navegacin (curso), en grados. El curso verdadero es el

ngulo que se mide en sentido de las agujas del reloj, desde el norte geogrfico hasta la lnea que conecta dos sitios, sin tener en cuenta la declinacin magntica.

IV La unidad de velocidad conocida como nudo o knot, que deriva de un antiguo proceso de medicin de velocidad en

una nave, es utilizada tanto para navegacin martima como area y tambin en meteorologa para medir la velocidad de los vientos. Equivale a una milla nutica por hora o a 1,852 kilmetros por hora.



9. Fecha. Los dos primeros caracteres brindan el da; los dos que siguen, el mes; y los dos finales, otorgan los dos ltimos dgitos del ao.

10. Variacin magntica en grados. 11. E o W. Variacin magntica Este u Oeste (West). Si es E, los grados del campo 10 se

restan al curso verdadero para obtener el curso magntico; si es W, se suman. 12. Checksum obligatorio.

Se brinda aqu un ejemplo:

$GPRMC,144001.999,A,3225.3382,S,06315.0255,W,0.02,2.22,050106,,*08

La informacin fue registrada el 5 de enero de 2006 a las 14:40:02, en la posicin 322520,3 de latitud Sur y 63151,5 de longitud Oeste. El receptor est en una ubicacin fija, dado que indica una velocidad de 0,02 nudos y un curso verdadero de 2,2. No hay datos de la variacin magntica y el checksum de la sentencia es 0x08.

____________________

Ahora se describen el resto de las sentencias brindadas por el mdulo GPS, pero no utilizadas en el presente trabajo.

4.5.3 GSV

La sentencia GSV, GPS Satellites in View o satlites GPS a la vista, indica la elevacin, el azimut, el valor de la relacin seal-ruido y los nmeros PRN de los satlites visibles. Por cada sentencia se envan datos de cuatro satlites como mximo; si es necesario, se enva una segunda o tercera sentencia con la informacin de los hasta doce satlites que puede tomar un receptor. La cantidad total de mensajes a ser transmitidos y el nmero de mensaje que se est transmitiendo se indican en los dos primeros campos, tal como se muestra en la siguiente forma general:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

{ $GPGSV,x,x,xx,xx,xx,xxx,xx,xx,xx,xxx,xx,xx,xx,xxx,xx,xx,xx,xxx,xx*hh }

El significado de cada campo es:

1. Cantidad total de mensajes, 3 como mximo. 2. Nmero de mensaje (1 a 3). 3. Cantidad total de satlites a la vista (00 a 12). 4. Nmero PRN de satlite. V 5. Elevacin en grados del satlite identificado en el campo 4, 90 grados como mximo.

V PRN, Pseudo Random Noise o ruido pseudo-aleatorio: Cdigo que tiene una distribucin aleatoria como una

interferencia que se pueden reproducir exactamente. La propiedad importante de los cdigos PRN es que tienen un valor bajo de autocorrelacin para todos los retrasos. Cada satlite GPS tiene sus propios y nicos cdigos de ruido pseudos-aleatorio.



6. Azimut en grados verdaderos del satlite identificado en el campo 4, 000 a 359. 7. SNR (relacin seal-ruido), de 00 a 99 dB, del satlite identificado en el campo 4. Es un

campo nulo cuando no hay seguimiento de la seal. Este nmero es indicativo de la fortaleza de la seal y el rango de valores prcticos en un GPS dado, puede variar de 25 a 35 dB entre el valor ms bajo y el ms alto.

8. Si es necesario, se repiten los campos 4, 5, 6 y 7; para los probables canales satelitales segundo, tercero y cuarto.

9. Checksum opcional.

Por ejemplo:

$GPGSV,3,1,10,23,69,228,47,24,54,236,47,13,41,281,46,11,41,005,33*72 $GPGSV,3,2,10,08,40,316,,02,36,281,,27,34,308,,17,16,271,39*7B $GPGSV,3,3,10,28,11,004,,01,08,128,38*7F

En las tres sentencias se aprecian los datos correspondientes a 10 satlites.

4.5.4 GSA

La sentencia GSA, GPS DOP and Active Satellites o disolucin de precisin y satlites GPS activos, indica el modo de operacin del receptor, los satlites utilizados en la navegacin y la disolucin de precisin, que es una indicacin de los efectos de la geometra satelital en la precisin del posicionamiento. Este nmero sin unidades, cuanto menor sea, mejor es la disolucin. Para posicionamiento 3D usando 4 satlites, un nmero 1.0 puede considerarse como un valor perfecto, aunque para resoluciones sobredeterminadas es posible encontrar nmeros menores. La estructura de la sentencia es:

1 2 3 4 5 6 7 8

{ $GPGSA,a,x,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,x.x,x.x,x.x*hh }

Cada campo de datos es:

1. Seleccin de posicionamiento en 2D o 3D. A para automtico, M para manual. 2. Modo de funcionamiento. Valores posibles: 1 para posicionamiento no disponible, 2

para 2D, o 3 para 3D. 3. Nmero PRN del satlite utilizado para el posicionamiento en el canal 1. Es un campo nulo

si el satlite correspondiente no es usado. 4. Lo mismo que el campo 3 para los canales 2 al 12. 5. Disolucin de precisin de posicionamiento. 6. Disolucin horizontal de precisin. 7. Disolucin vertical de precisin. 8. Checksum opcional.



Ejemplo:

$GPGSA,A,3,17,11,24,23,01,13,,,,,,,2.0,1.3,1.6*37

Se observa que hay un posicionamiento en tres dimensiones gracias a la visualizacin de seis satlites, con un valor de disolucin de precisin de 2,0 (1,3 horizontal; 1,6 vertical).

4.5.5 GLL

La sentencia GLL, Geographic Position, Latitude/Longitude, provee como su nombre lo indica, los datos bsicos de posicin. Su formato es el siguiente:

1 2 3 4 5 6 7

{ $GPGLL,ggmm.mmmm,a,gggmm.mmmm,a,hhmmss.sss,a*hh }

El significado de cada campo de datos es: 1. Latitud de la posicin en grados y minutos. 2. N o S. Indica si la latitud del valor del campo 1 corresponde al hemisferio Norte o Sur. 3. Longitud de la posicin en grados y minutos. 4. E o W. Indica si la longitud del campo 5 es Este u Oeste (West). 5. Hora en formato UTC. 6. Advertencia de posicin de navegacin. Puede tener la letra A (active) para una posicin

vlida, o la letra V (void) que indica que el dato de posicin es nulo o muy poco preciso. 7. Checksum opcional.

Ejemplo:

$GPGLL,3225.3382,S,06315.0255,W,144002.999,A*2C

4.5.6 VTG

La sentencia VTG, Track Made Good and Ground Speed o cumplimiento de trazado y velocidad sobre superficie, brinda los datos de curso y velocidad del receptor. Esta sentencia, que aparece solamente cuando el dispositivo est sobre un vehculo en movimiento, presenta la siguiente estructura:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

{ $GPVTG,x.x,T,x.x,M,x.x,N,x.x,K*hh }

Donde el significado de cada campo de datos es: 1. Curso en grados.



2. T, indica que el valor del campo 1 es de curso verdadero (true). 3. Curso en grados. 4. M, indica que el valor del campo 3 es de curso magntico. 5. Velocidad sobre superficie. 6. N, indica que el valor de velocidad del campo 5 est expresado en nudos. 7. Velocidad sobre superficie. 8. K, indica que el valor de velocidad del campo 7 est expresado en kilmetros por hora. 9. Checksum opcional.

Ejemplo:

$GPVTG,309.62,T,,M,0.13,N,0.2,K*08

Se observa que el mvil se dirige al noroeste a una velocidad de 0,2 km/h (o 0,13 nudos).


Klaus Betke, The NMEA 0183 Protocol, www.longwave.de, 2001.

Dale DePriest, NMEA data, www.gpsinformation.org/dale/nmea.htm, 2005.

Glenn Baddeley, GPS - NMEA sentence information, http://home.pacific.net.au/~gnb/gps/nmea.html, 2006.

Peter Bennett, The NMEA FAQ Version 6.5, http://vancouver-webpages.com/peter, 2006.

Wayne Simpson, Understanding Marine Electronics Interfacing: The Promise, The Problems, MAINSHEET - The Catalina and Capri Owners association magazine, May 1991.

National Marine Electronics Association, NMEA 0183 - Standard For Interfacing Marine Electronic Devices Version 2.00, www.nmea.org, 1992.

Electrocomponentes S.A., FV-12 GPS Engine Board Gua de Usuario, www.electrocomponentes.com, 2001.


5 Telefona Celular

5.1. Introduccin

El concepto celular es aplicable a diversos tipos de redes, sin embargo, es en la telefona mvil donde alcanza su mayor desarrollo. Este concepto est ntimamente ligado a dos caractersticas fundamentales de las redes celulares, que son: la reutilizacin de frecuencias y la divisin celular. El mayor condicionante en el diseo de una red celular es el espectro radioelctrico disponible. Los sistemas celulares tratan de aprovechar al mximo el nmero de radiocanales disponibles, restringiendo el rea de cobertura de una estacin base, para poder utilizar la misma frecuencia a una cierta distancia, mediante la altura y potencia de transmisin de las antenas. El trmino celular se utiliza ampliamente para describir a los dispositivos de comunicacin inalmbrica. Una clula o celda se define como un rea o zona geogrfica que rodea a un transmisor en un sistema telefnico. Podemos pensar en una celda como en una especie de rea de difusin predeterminada dentro de la cual puede transmitirse una seal sin producir

interferencias en otras celdas. Con las tecnologas de ms alta frecuencia, los requisitos de consumo de potencia para que una seal una cierta distancia se reducen proporcionalmente. Los propios telfonos celulares tienen la capacidad de transmitir a distancias de unos pocos miles de metros, como mucho. Gracias al esquema de celdas y a la tecnologa celular de conmutacin subyacente, millones de usuarios pueden mantener conversaciones desde una celda a otra. Bell Telephone concibi el diseo celular en 1947, implantando una disposicin de numerosas antenas de transmisin y recepcin de baja potencia, de manera tal que se incrementaron las reas efectivas de cobertura. Al reducir el tamao de la celda, se puede disminuir la distancia de reutilizacin, lo que permite incrementar la complejidad del sistema, y lleva a un aumento de su capacidad, lo cual significa un aumento de usuarios. La consecuencia inmediata de una organizacin celular es la necesidad de traspasar las comunicaciones en curso de una clula a otra, cuando el mvil as lo requiera.


2006 Telefona Celular 33

5.2. Tecnologa celular

5.2.1. Red celular

El diseo basado en celdas permite reutilizar cada frecuencia en celdas que no sean adyacentes. Las celdas se pueden clasificar en: macroceldas, microceldas y picoceldas. A medida que se reduce el tamao de las celdas, las ventajas de reutilizacin de frecuencia se incrementan, aunque su costo se incrementa enormemente, y la dificultad de conmutar el trfico entre los usuarios mviles y sus telfonos tambin se incrementa de forma considerable. Sin embargo, las mejoras en la capacidad de tratamiento de trfico y en la seguridad del sistema pueden ser muy significativas, incrementando los ingresos proporcionalmente.

Figura 1: Topologa celular.

Las macroceldas cubren las reas de servicio ms grandes y pueden solo soportar por s mismas doce canales y doce conversaciones simultneas, utilizando un patrn tpico de siete celdas, cubriendo cada una de ellas quince kilmetros aproximadamente, de manera tal que en el solapamiento de celdas no se superponen canales en celdas adyacentes (figura 2).

Figura 2: Patrn de reutilizacin de siete celdas.

Microceldas

Picoceldas

Macrocelda

2 3 7

4 6 5

1

2 3 7

4 6 5

1

2 3 7

4 6 5

1

2 3 7

4 6 5

1

2 3 7

4 6 5

1

7

6 5

1

2 3 7

1 2

3 7

3

4


2006 Telefona Celular 34

Las microceldas cubren un radio algo ms pequeo, de unos cuantos kilmetros. Si se divide la macrocelda en siete microceldas, se consigue un factor de reutilizacin de 27 = 128; soportando el esquema hasta 1536 conversaciones simultneas (128 x 12). Las picoceldas cubren un rea bastante limitada, de solo unas cuantas manzanas, un estadio o una pequea zona suburbana. Con el esquema de siete celdas, si cada una cubre un radio de un kilmetro, el factor de reutilizacin llega a 512, soportndose miles de conversaciones simultneas a partir de los doce canales iniciales. Debido al rpido agotamiento de los recursos de las tecnologas analgicas (o de primera generacin) por la saturacin de su infraestructura, se busc la solucin a travs de sistemas digitales mejorados, los cuales resuelven este agotamiento de recursos, dividiendo la informacin segn la frecuencia, el tiempo o el cdigo. Estas tecnologas de acceso, TDMAI y CDMAII, forman la infraestructura de la mayora de los sistemas de comunicaciones inalmbricas de hoy en da, tambin denominados de segunda generacin. Los sistemas digitales celulares pueden, normalmente, dar servicio a varios usuarios inalmbricos simultneamente, utilizando el equivalente de un canal analgico monousuario. La cantidad concreta de usuarios, entre tres y veinte, est determinada por la tecnologa de acceso utilizada, que puede ser por divisin del tiempo o por expansin de espectro. Este significativo incremento en la capacidad de usuarios se consigue comprimiendo y digitalizando la informacin de voz en paquetes que se multiplexan mediante asignaciones temporales o de cdigo, lo que permite dividir el canal de comunicaciones en subcanales, cada uno de los cuales da servicio a un usuario individual; con ello se consigue un uso ms eficiente de la red. La primera implantacin con xito de las tecnologas inalmbricas de segunda generacin fue la de GSM (Global Systems for Mobile Communications, sistemas globales para comunicaciones mviles), basado en TDMA. Los pases europeos fueron los primeros en apoyar GSM y en hacer que esta tecnologa fuera adoptada como estndar, producindose la primera implantacin con xito de la infraestructura en 1991. GSM comparte el tiempo disponible de canal y el ancho de banda disponible, lo que permite tener hasta ocho usuarios por cada banda de 200 kHz. En los Estados Unidos se opt por la tecnologa CDMA, porque tena un potencial de crecimiento mayor al GSM, y porque mantena la compatibilidad con las redes analgicas existentes.

5.2.2. Sistema GSM

GSM slo permite la transmisin digital y no fue diseado pensando en que fuera compatible con los sistemas analgicos existentes. El

posicionador satelital

Documents