1 Introducción Con el presente trabajo nos hemos podido
dar cuenta que para poder estudiar bien lo que es un sistema de
telefonía celular debíamos primero tener claro lo
que es una señal de radio, luego se logro recopilar
información de lo que realiza y ofrece un sistema de
telefonía celular, tanto en sus tecnologías TDMA,
CDMA, GSM, modo de operación, características de
uso, un poco de la historia de los celulares, nuevas tendencias y
así como demás características del sistema
de telefonía celular.
2 Temas Historia del teléfono celular Las generaciones de
telefonía inalámbrica Telefonías celulares
actuales : . Sistema análogo . Sistema digital
Tecnologías de acceso celular ¿Cómo
funcionan los teléfonos celulares? Sistema de
telefonía celular básica Elementos de un radio
enlace Conclusiones Bibliografía
3 Historia del telefono celular Alexander Graham Bell invento el
teléfono en 1876. Nikolai Tesla inventor de la
comunicación inalámbrica en 1880 (formalmente
presentado en 1894 por un joven italiano llamado Guglielmo
Marconi). Martín Cooper unio estas dos tecnologías
al inventar el primer radioteléfono en 1973. Es
considerado “Padre de la telefonía celular”.
El primer sistema de telefonía celular nació en
1979 en Suecia, y fue puesto en marcha por la empresa Ericcson.
Su comercialización se expandió en los años
ochenta.
4 Generaciones de la telefonia inhalambrica PRIMERA
GENERACIÓN (1G)La 1G de la telefonía móvil
hizo su aparición en 1979 y se caracterizó por ser
analógica y estrictamente para voz. SEGUNDA
GENERACIÓN (2G) La 2G arribó hasta 1990 y a
diferencia de la primera se caracterizó por ser digital.
TERCERA GENERACIÓN (3G) La 3G se caracteriza por contener
a la convergencia de voz y datos con acceso inalámbrico a
Internet; en otras palabras, es apta para aplicaciones multimedia
y altas transmisiones de datos.
5 Telefonías celulares actuales TRANSMISION ANALOGA Onda
radial por la cual se transmite, es una señal
frágil, transmitida a baja potencia. La llamada es
convertida en impulsos eléctricos que viajan en forma de
ondas de radio "Análogas" al sonido de la voz original.
TRANSMISION DIGITAL Toma las señales análogas
(sonidos), y las traduce a códigos binarios que pueden ser
transmitidos a alta velocidad, para después ser
reconvertidos en el sonido de la voz original.
6 CUADRO COMPARATIVO Telefonias celulares actuales
7 Tecnologías de acceso celular Las tecnologias de acceso
celular esta dividida en 2 grandes grupos : 1. Sistema Celular
Analógico AMPS (Servicio avanzado de telefonia movil) FDMA
(Acceso multiple por division de frecuencia ) 2. Sistema Celular
Digital TDMA (Acceso multiple por division de tiempo) CDMA
(Acceso multiple por division de codigo) GSM (Sistema global para
comunicaciones moviles)
8 Tecnologías de acceso celular 1. Sistema Celular
Analógico Servicio avanzado de telefonia movil (AMPS)
Introducido por AT&T liberado en 1983 usando frecuencias de
800-900 MHZ y con un ancho de banda de 30 KHZ para cada canal.
Acceso multiple por division de frecuencia ( FDMA) Separa el
espectro en distintos canales de voz, al separar el ancho de
banda en pedazos (frecuencias) uniformes.
9 Tecnologías de acceso celular 2. Sistema Celular Digital
Acceso multiple por division de tiempo ( TDMA) Comprime las
conversaciones (digitales), y las envía cada una
utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo
solamente. Emplea intervalos de frecuencia entre los 800 y los
1900 MHZ por division de tiempo.
10 Tecnologías de acceso celular Acceso multiple por
division de codigos ( CDMA) Después de digitalizar la
información, la transmite a través de todo el ancho
de banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el
canal, y cada una tiene un código de secuencia
único. Posee un ancho de banda de 1.25 MHZ con intervalos
de frecuencia de 800 y 1900 MHZ por división de
códigos.
11 Tecnologías de acceso celular Sistema global para
comunicaciones moviles ( GSM) La tecnología GSM es el
sistema de comunicación más seguro puesto que toda
la información que usted transmite viaja encriptada por el
aire, con nuevos códigos en cada llamada, y no se han dado
nunca casos de ser interceptada y/o reconstruida. Posee un ancho
de banda de 200 KHZ. El GSM es la tecnología líder
a nivel mundial, con más de 380 millones de usuarios en
más de 150 países. Cada vez más avanza en el
camino de convertirse en el estándar mundial.
12 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
Señal de radio La señal de radio existe dentro del
espectro electromagnético y sirven como un medio para
llevar información de un lugar otro. ¿ Qué
es un dBm ? Para las mediciones de intensidad de señal en
los sistemas de teléfono celular, se utiliza la unidad de
medición dBm, que sirve de las mediciones de decibel. dBm=
10 log ( Potencia(W)/1mW)
13 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
El Espectro Electromagnético
14 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
Las ondas de radio Las ondas de radio es una forma de
energía electromagnética el cual es propagada a
través del espacio a la velocidad de la luz. Esta
energía puede ser visualizada como una onda senosoidal.
Portadoras La mayoría de las transmisiones de radio se
iniciaron con una onda continua de frecuencia y amplitud fija,
llamada portadora. Esta información, tal como una
señal de reloj, es sobre puesto usando la técnica
de la modulación. La frecuencia portadora usualmente en
teléfono celular esta en el rango de 800 MHZ y 1900
MHZ.
15 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
MODULACION Modulacion Analogica Variación continua de
amplitud, frecuencia o fase. Las 2 formas mas comunes de
modulación en analógica son:
Modulación de Amplitud (AM)
Modulación de frecuencias (FM) Modulacion Digital Son
variaciones que toman en forma discreta los cambios en pasos,
niveles o pulsos de la señal original
16 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
Ruido e Interferencia Las señales de radio están
sujetos a 2 factores de distorsión: ruido e interferencia,
factores ambientales tales como tormentas eléctricas,
vibraciones mecánicas, motores , etc. Estas
energías pueden producir distorsión a la
señal de radio creando ruido. Interferencia causadas por
radio emisiones, pueden degradar la señal de radio y
resultará en una perdida de la calidad de voz. Hay 2 tipos
de interferencia que son usualmente tomados en cuenta.
Interferencia por Canal Adyacente Interferencia por co-
canal
17 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
Interferencia por Canal Adyacente Si 2 frecuencias estan siendo
transmitidas en un mismo lugar existe interferencia por canal
adyacente. En la figura siguiente, se nota que la
intersección de las 2 frecuencias tienen
interferencia.
18 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
Interferencia por co- canal Ocurre cuando 2 señales
están siendo transmitidos con la misma frecuencia y ambos
son recibidos por un mismo receptor. Las 2 señales
están superpuestos, interfiriéndose el uno al otro
y creando una señal que no pueda reconocerse.
19 Sistema de telefonia celular basica Un sistema de
telefonía celular básico consiste de 3 partes: Una
unidad móvil, una estación base y una central de
conmutación y control.
20 Sistema de telefonia celular basica Unidad Móvil Una
unidad móvil contiene una unidad de control, una radio de
transmisión y una antena. Representa el interfaz entre el
usuario y el sistema. Estación Base Celular (celda o EBC)
Es responsable por atender a las llamadas originadas o destinados
a su área de cobertura. Control de conmutación y
control (CCC) La central de conmutación coordina los
elementos para todos las celdas, contiene procesados del celular
y la conmutación de facturación también
sirve de acceso entre el abonado celular y la red fija y otras
áreas de servicio celular.
21 Sistema de telefonía celular basica Conceptos
Fundamentales Re-uso de Frecuencia Reduciendo la potencia de
transmisión y el área de cobertura de cada
estación base se puede crear un gran numero de estaciones
bases con área de cobertura pequeña. Es posible
reutilizar la misma agrupar por grupos (cluster) los mas
utilizados son Nº 4,7 ó 12 de estos 3 el mejor es
Nº 7 (7 estaciones bases). En el Perú se utiliza
cluster de 7 celdas.
22 Sistema de telefonía celular basica Esta idea permite
la re-utilización de frecuencias a través de la
ciudad, con lo que miles de personas pueden usar los
teléfonos al mismo tiempo. Cada celda generalmente tiene
un tamaño de 26 kilómetros cuadrados. Las celdas
son normalmente diseñadas como hexágonos (figuras
de seis lados), en una gran rejilla de hexágonos.
23 Sistema de telefonía celular basica Cada celda tiene
una estación base que consiste de una torre y un
pequeño edificio que contiene el equipo de radio. En
cualquier celda, pueden hablar 56 personas en sus
teléfonos celulares al mismo tiempo.
24 Sistema de telefonía celular basica Sub-división
de celdas Esto significa que una o mas celdas deberán ser
adicionadas en las cercanía de la celda sobrecargada.
Teóricamente la localización de la nueva celda
será en el límite de cobertura de la celda antigua
la potencia deberá ser reducida, para una división
de celda, pues el área geográfica que ella
tendrá que cubrir será menor.
25 Sistema de telefonía celular basica
Sectorización de Celdas La sectorización de una
celda es obtenido por la división de una celda en
sectores, para Nº7 las celdas se dividen en 3 sectores de
120º utilizando antenas direccionales. Los principios con lo
cual se utilizo este método son: §
Reducción del factor de re-uso N, y
§ Incrementar la flexibilidad para la
distribución del control de tráfico Como cada
sector tienen un canal de control especifico, podemos considerar
cada sector como una celda distinta.
26 Sistema de telefonía celular basica Hand –offs
Este toma lugar cuando una unidad móvil deja una celda y
entra a otra. Esto quiere decir que la llamada cambio de una
celda a otro sin perder el servicio (una conversación o
sin conversación). El proceso de hand-off envuelve 4
pasos: A. Triggering : cuando la medición de señal
recibida en la estación base o en una móvil
expresada en dBm es demasiado bajo. B. Screen : En este paso las
celdas candidatas y la servidora realizaron las mediciones del
nivel de la señal y reportaron los resultados a la central
de conmutación, el móvil además esta
habilitado en tomar mediciones de señal y reportar a la
central, para así tomar una mejor decisión de que
celda va ha ser mejor candidata. C. Select: Antes de seleccionar
la celda destino, la central debe decidir que celda es el mejor
candidato ( en otras palabras el móvil, con que celda
tienen un mejor nivel de señal). D. Ejecución :
Después de haber escogido la celda destino el móvil
es ordenado a realizar el Hand-off, la unidad móvil
reconoce el nuevo camino y salta a un nuevo canal de voz sin
interrumpir la conversación.
27 Elementos de un radio enlace El radio enlace es el medio por
el cual una información puede ser enviada de un lugar a
otro, sin la necesidad de una conexión por cable.
TRANSMISOR : Cuando la información ingresa al transmisor
genera una energía de radiofrecuencia (RF) como una onda
portadora a una frecuencia deseada, y modula la
información en la onda portadora así puede ser
transportada a el receptor. ANTENAS : El propósito de las
antenas es convertir la energía de radiofrecuencia en
energía electromagnética (EM) que será
irradiada por el espacio. RECEPTOR : Es el acto de recibir con un
filtro que extrae solamente la señal de frecuencia deseada
mientras ignora las señales de frecuencia
indeseadas.
28 Conclusiones Millones de personas en Perú y en el mundo
utilizan los teléfonos celulares en su vida diaria. Son
unos aparatos maravillosos. Los teléfonos celulares
digitales utilizan la misma tecnología de radio que los
teléfonos analógicos, pero de una manera diferente.
Los sistemas analógicos no utilizan al máximo la
señal entre el teléfono y la red celular. Las
señales analógicas no pueden ser comprimidas y
manipuladas tan fácilmente como las señales
puramente digitales. Las tecnologías digitales tales como
TDMA y CDMA son importantes en el presente ya que ofrecen muchos
ventajas que son requisitos y demandados por los usuarios y
operadores o la ventaja importante es incrementar la capacidad
del sistema. El siguiente avance del teléfono móvil
posibilita la conexión a Internet y su utilización
como terminal de transmisión de datos. Para ello
dispondrán de pantallas más amplias y de un teclado
con menús para acceder a la información o
transmitirla.