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Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Capitulo 5: Sistemas Móviles Celulares Introducción • Gran desarrollo de los sistemas PMR en los 60s → origen a los primeros sistemas PMT. • Características de la telefonía básica & PMR. • Los primeros sistemas PMT (urbanos) estaban constituidos por una BS multicanal, con considerable potencia y altura de antena para asegurar cobertura en el DL y una serie de receptores satélite multicanal para el UL (FDMA). VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Introducción (2) Introducción (3) • Los primeros limitaciones. – – – – sistemas tienen considerables Un sistema PMT para una gran ciudad. Zona circular de radio 10 Km. Probabilidad de bloqueo: 1%. Un único sistema radiante con 40 transceptores (y 40 receptores satélite): 40 radiocanales. – Suponiendo que todos los radiocanales se utilizan para comunicación de voz, y cumpliendo el objetivo de bloqueo del 1%, la intensidad de tráfico es de 29 Erlang. – La superficie de cobertura: π102=314km2. – Densidad de tráfico es 29/314≈0.1Erlang/km 2. – Suponiendo un tráfico por terminal de 25 miliErlang, lo que equivale a una densidad de 4 móviles/km 2. – Densidad de usuarios bastante baja. – Un análisis de mercado pronostica valores cinco veces mayores. (20 móviles/km 2, 0.5 Erlang/km 2). – Intensidad de tráfico será: 157 Erlangs. – Con 40 radiocanales, la probabilidad de bloqueo será: 75%. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Introducción (4) Fundamentos de los Sistemas celulares – Si se mantiene la probabilidad de bloqueo de 1% y el tráfico = 157E → se necesitan 177 radiocanales. (177>40) • 1947, D. H. Ring, ideó el concepto teórico celular para resolver el problema de capacidad. – Limitaciones de crecimiento. – Saturación rápida (EEUU años 60). – En algunos países se contuvo la demanda mediante la imposición de tarifas elevadas. – División de la zona de cobertura en regiones pequeñas, denominadas celdas, de tamaño variable en función de la demanda de tráfico. – Reutilización de frecuencias en celdas separadas por una distancia suficiente para que la interferencia cocanal sea tolerable. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 1 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Fundamentos de los Sistemas celulares(2) Fundamentos de los Sistemas celulares (3) • Considerando el ejemplo anterior. – La zona de cobertura se divide en celdas de 1.5 Km de radio. – La superficie de cada celda supuesta circular: 7.1 Km2. – Número de celdas: 45. – La demanda de tráfico por celda (para una densidad de 0.5E/Km2): 3.55E. – 9 canales por celda (9 transceptores). UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Fundamentos de los Sistemas celulares (4) Fundamentos de los Sistemas celulares (5) – Si fuera posible la reutilización de frecuencias en celdas adyacentes del sistema, se necesitarian 9 (9<<177). – La mejora es sustancial. – Problema: interferencia cocanal. – Distancia de reutilización. – Una celda utilizará un conjunto de 9 canales. – La celda cocanal utilizará el mismo conjunto de canales. – Agrupación celular (cluster): Conjunto de celdas que emplean grupos diferentes de 9 canales. – Suponiendo una agrupación celular de 12 celdas, el número de radiocanales necesarios será 12*9=108 (108<177). – Ahorro de 69 canales (39%). – Índice de reutilización=(9*45)/108=3.75. Indice _ de _ reutilización Número _ de _ radiocanales número _ de _ frecuencias _ disponibles UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Fundamentos de los Sistemas celulares (6) Fundamentos de los Sistemas celulares (7) – Se utilizan 4 agrupaciones de 12 celdas cada una para el establecimiento de las 45 celdas necesarias. – Cada frecuencia se reutiliza 4 veces. – A menor tamaño de agrupación menor será el número de frecuencias necesarias. • Se debe determinar el tamaño optimo de la agrupación. • Compromiso entre capacidad, eficiencia espectral e interferencia. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 2 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Fundamentos de los Sistemas celulares (8) Fundamentos de los Sistemas celulares (9) • La estructura celular únicamente asegura la función de acceso con movilidad a una red telefónica. • Todas las BS han de estar conectadas a esa red por enlaces punto a punto, cuyo conjunto se denomina red fija asociada al sistema PMT celular. • Para el funcionamiento del sistema celular se requiere de funciones de localización (localization) de móviles. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Fundamentos de los Sistemas celulares(10) Características de los Sistemas Celulares • Traspaso (handover): en el curso de una comunicación la MS sale de la cobertura de una celda y accede a otra, el sistema debe efectuar la conmutación de la llamada a algún canal de la celda en la que ingresa la MS. • La localización y el traspaso se denominan funciones de Gestión de Movilidad y son competencia de la red móvil y la interfaz de radio respectivamente. • Itinerancia (Roaming) capacidad de enviar y recibir llamadas en redes móviles fuera del área de servicio local de su compañía, es decir, dentro de la zona de servicio de otra empresa del mismo país, o en un país diferente. • • • • • • Gran capacidad. Uso eficiente del espectro radioeléctrico. Gran cobertura. Adaptación a la densidad de tráfico. Prestación de servicios con teléfonos portátiles. Amplia gama de servicios suplementarios al de telefonía básica. • Calidad de explotación (fidelidad, disponibilidad) similar al de la telefonía fija. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características de los Sistemas Celulares (2) Características de los Sistemas Celulares (3) • Aspectos de la calidad global. –Cobertura. –Capacidad. –Fidelidad. –Movilidad. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES • Calidad de cobertura. – Porcentaje de superficie y de población. • Rural. • Urbano. – Porcentaje de zona en la que se supera un determinado umbral de señal (porcentaje de cobertura zonal) y el porcentaje en que la relación señal deseada/señal interferencia supera cierto valor de referencia. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 3 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características de los Sistemas Celulares (4) Características de los Sistemas Celulares (5) • Calidad de capacidad. – Aptitud de la red celular para cursar la demanda de tráfico en cada zona con un grado de servicio (GOS) o probabilidad de bloqueo determinada. – Capacidad limitada por el número de frecuencias. – Para atender una demanda de tráfico determinada se debe acotar el tamaño de la celda. – Llamadas perdidas o fallos en los traspasos. • Cobertura y capacidad. – Factores determinantes del tamaño de las celdas. Tipo de celda Cobertura Macroceldas 1-30 Km Rural, carreteras, poblaciones cercanas Aplicación Microceldas 0.2-2 Km Ciudades con elevada densidad de tráfico y penetración en interiores de edificios Picoceldas 4-200 m Interiores: aeropuertos, bancos, teatros, centros comerciales. Femtoceldas <100m Interiores: Hogar y oficina. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características de los Sistemas Celulares (6) Características de los Sistemas Celulares (7) • Calidad de fidelidad. – Calidad de portador: BER. – Calidad final: (S/N), índice de nitidez de la señal percibida por el usuario. BER si es datos. • Función de la calidad de portador. • Función de los códec de voz y datos (estándares). UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características de los Sistemas PMT Celulares (8) Planificación celular • Calidad de movilidad. – Grado de dificultad que experimenta el móvil para registrarse o ser localizado. – Desempeño de los algoritmos de traspaso (velocidad de señalización). UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES • Diseño de un sistema celular es una actividad compleja. – Cobertura radioeléctrica. – Limitación de las frecuencias. – Movilidad de los usuarios. – Distribución del tráfico. – Introducción de nuevos servicios. – Factor económico UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 4 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Planificación celular(2) Planificación celular(3) • Planificación comprende las siguientes tareas: 1. Desarrollo de un modelo de tráfico (voz y otros servicios) y un modelo de movilidad de los usuarios (en función del tipo de zona). 2. Elección del tamaño y tipo de celdas en función de la distribución de tráfico y de usuarios. 3. Diseño de la red o malla celular. 4. Elección de los sistemas radiantes. • • Plano horizontal (omnidireccional/sectorizado). Plano vertical (inclinación del haz (downtilt)). 5. Ajuste de las ubicaciones de BS a los emplazamientos disponibles. • Tareas de la planificación (2): 6. Determinación de la cobertura básica y celdas mejor servidas. Detección y tratamiento de puntos de cobertura dudosa y entornos especiales (tuneles, interiores, etc.). 7. Utilización de medidas radioeléctricas para apoyo de la fase 5. 8. Asignación de frecuencias a las BS. 9. Evaluación de la relación señal deseada a señal interferente para interferencia de la propia red y otros sistemas. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Planificación celular(4) Geometría de las redes celulares • Tareas de la planificación(3): 10. Definición de los planos de interconexión y transmisión entre estaciones base y los controladores de estaciones y centros de conmutación. – La planificación parte de hipótesis sencillas y hace uso de un modelo geométrico simple, por lo que es un instrumento puramente teórico, que brinda información preliminar acerca del sistema celular, permite sistematizar el diseño de la red y tener una idea general de las prestaciones de la red en cuanto a cobertura y capacidad . • Antenas omnidireccionales. – Zona de cobertura aproximadamente circular. – Las coberturas circulares no recubren el plano o producen traslapes (reducción de la eficiencia espectral). • Para la planificación se coberturas de tipo poligonal. consideran – Recubren el plano sin traslapes. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (2) Geometría de las redes celulares (3) • Modelo geométrico. (Retícula de planificación). • Polígono. – Triangulo. S 3 3R 2 4 – Cuadrado. S 2R2 – Hexágono. 3 3R 2 S 2 • La geometría celular proporciona ubicaciones de las BS y los datos necesarios para los cálculos de interferencia, tamaño de la agrupación y distancia de reutilización. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Sc 3 3R 2 2 3d 2 2 dR 3 http://www.wolframalpha.com/input/?i=hexagon UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 5 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (4) Geometría de las redes celulares (5) • Dadas dos estaciones situadas en P(m,n) y Q(k,l) la distancia entre ellas es: – Por sencillez, situando la celda de referencia en el origen de coordenadas (k=l=0) y siendo (m,n) las coordenadas del nodo donde se ubica la celda cocanal . D2 ( P, Q) i 2 j 2 i j d 2 – Donde i mk • Distancia de reutilización (D) • El cuadrado de la distancia de reutilización normalizada por el paso de la retícula (d) es un número entero N (número rómbico): D 2 m2 n 2 m n d 2 2 D 2 2 m n m n N d j n l UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (6) Geometría de las redes celulares (7) • El área del rombo cocanal es: 3d 2 3D 2 S RC N 2 2 – – – Luego el área del rombo cocanal equivale al área de N rombos elementales de lado d asociados. El área del rombo cocanal es equivalente al de N celdas. El rombo cocanal genera por traslación la distribución repetitiva y sistemática de BSs en el plano. • De conformidad con la geometría celular, únicamente son posibles tamaños de agrupación de valor N, siendo N un número rómbico. m n N 0 1 1 1 -1 -1 2 0 2 1 2 3 2 3 2 3 4 3 7 13 3 7 12 9 UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (8) Geometría de las redes celulares (9) • En la planificación se suele tomar como referencia el radio celular R. Expresando la distancia de reutilización D en función de R: – Por ejemplo para una agrupación de 7 celdas, la distancia de reutilización normalizada es: dR 3 D 2 Nd 2 D 2 3 NR 2 – Luego D 21R 4.6R D 3N R 1 D N 3 R 2 UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 6 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (10) Geometría de las redes celulares (11) – Si el área de cobertura total es ST, y si el área de una agrupación es igual a SRC, el número de agrupaciones será: S S Q E T 1 E T 1 S RC NSC S Q E T 2 1 3D 2 – Q es también el índice de reutilización, por lo que si el número de canales por celda es K, la red dispondrá de QKN canales en total. • Al considerar sectores, se debe disponer en el centro de la celda de conjuntos de transceptores y asignar cada conjunto a una antena con la directividad adecuada. • Vector de directividad: vector situado en el eje del lóbulo principal de radiación. • Generalmente una celda se divide en tres sectores, con los vectores de directividad separados 120° (N, SE y SO). • El área de cada sector será un tercio del área de la celda origen o celda madre. 1 1 3 3R 2 3R 2 Ssec tor 3 SC 3 2 2 UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (12) Geometría de las redes celulares (13) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (14) Geometría de las redes celulares (15) • “N/M” – N: número de emplazamientos (A,B,C,…). – M: el número total de celdas por agrupación (1,2,3,…) (sentido horario desde el norte). – M/N: número de celdas por emplazamiento. • Ejemplo – Disposición celdas cada – Disposición celdas cada UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 7/21: 21 celdas y 7 emplazamientos de 3 uno. B-3, celda SO emplazamiento B. 4/24: 24 celdas y 4 emplazamientos de 6 uno. D-4, celda S emplazamiento D. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 7 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (16) Geometría de las redes celulares (17) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Geometría de las redes celulares (18) División celular • Fase inicial → baja demanda de tráfico → pocas celdas, de gran tamaño. • Si el número de celdas no supera el de una agrupación → la calidad del sistema solo es afectada por ruido (no interferencia del sistema). • Compromiso entre costo y calidad. • C/N=18dB en el 90% de las ubicaciones → celdas radio máximo 15Km. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (2) División celular (3) • Evolución del sistema → incremento de tráfico en algunas celdas (centros urbanos) → saturación → Probabilidad de bloqueo (GOS) crece. • Se deben dotar a esas celdas de un mayor número de radiocanales y/o efectuar una subdivisión de una celda grande en otras de tamaño más reducido. • En las nuevas celdas el tráfico a cursar es menor, por lo que manteniendo los mismos recursos de canales se reduce la probabilidad de bloqueo. • Considerando una celda de área Sc, que dispone de K canales. Si la probabilidad de bloqueo es p y la densidad de tráfico ρ(Erlang/Km 2) . UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES p B Sc , K • Si K permanece fijo, todo incremento de ρ, se traduce en un aumento de p (degradación de la calidad). • Si no es posible aumentar K, se debe compensar el crecimiento de la densidad de tráfico con una disminución de Sc, mediante de la subdivisión celular. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 8 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (4) División celular (5) • La división celular, junto con el reuso de frecuencias, permiten que las redes celulares se adapten al crecimiento de la demanda. • La sectorización de una celda omnidireccional, es de por sí ya una forma de subdivisión celular. • Cada fase de división celular se realiza por mitades: – Reduce a la mitad el radio de la celda, con lo que su área se divide por cuatro. – Multiplica por cuatro, aproximadamente, el número de celdas necesarias para la cobertura de la zona donde se aplica. – Multiplica por cuatro la capacidad de tráfico. – Requiere mayor precisión en la ubicación de las BS. – Aumenta la probabilidad de traspasos entre celdas. – Genera un mayor volumen de tráfico de señalización y de procesamiento de datos en el centro de control. – Aumenta los costos, al ser necesarias un mayor número de BS. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (6) División celular (7) • Ejemplo en la agrupación de 7 celdas. – Se inicia con 7 celdas grandes omnidireccionales, de 500 Km2 de superficie cada una y un radio aproximado de 14 Km. – Primera fase sectorización, estableciendo 3 celdas por emplazamiento original con antenas directivas. (modelo celular 7/21). – Segunda fase, subdivisión celular por mitades desde el modelo 7/21 para llegar a un número de ubicaciones cuatro veces mayor y celdas de la cuarta parte de área. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (8) División celular (9) • Ejemplo en la agrupación de 7 celdas(2). – Suponiendo que se dispone de 294 radiocanales de tráfico, que el tráfico por abonado es 25mE y la probabilidad de bloqueo del 1%. 294 Número _ de _ canales _ por _ celda 42 7 Ac B1 (42;0.01) 30.77 Erlangs • Ejemplo en la agrupación de 7 celdas(3). Número _ de _ abonados _ por _ Km2 0.025 usuarios 2.4616 2 Km Número _ total _ abonados Número _ de _ abonados _ por _ Km2 * S Número _ total _ abonados 2.4616*3500 8615.6 usuarios Ac 30.77 Erlangs 0.06154 2 Sc 500 Km UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 9 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (10) División celular (11) • Ejemplo en la agrupación de 7 celdas(4). Etapa Radio celular [Km] Número de celdas Área Celular [Km2] 1 2 3 4 14 8 4 2 7 21 84 336 500 166 41.6 10.4 Canales/ Tráfico/ Densidad celda celda de Tráfico ρ [E/km2] 42 14 14 14 30.77 7.35 7.35 7.35 0.06 0.04 0.17 0.70 Número total de abonados 8615 6174 24696 98784 UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (12) División celular (13) • Control de interferencia cocanal con la división celular : – Control de potencia – Inclinación de antena (downtilt) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (13) División celular (14) • Efecto de la inclinación mecánica en los patrones de radiación de una antena tipo sectorizada. • Efecto de la inclinación mecánica en los patrones de radiación de una antena tipo sectorizada(2). – No inclinación mecánica. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES – Inclinación mecánica =7°. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 10 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (15) División celular (16) • Efecto de la inclinación mecánica en los patrones de radiación de una antena tipo sectorizada(3). • Traspaso (handoff, handover) – Inclinación mecánica =15°. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas División celular (17) Interferencia en los Sistemas Celulares • Traspaso (handoff, handover) (2) • El calculo de interferencia constituye la tarea básica de la planificación celular. • C/I • I=potencia global de interferencia. Se supone que todas las señales interferentes son no correlacionadas (trayectos de propagación diferente) y por lo tanto la potencia de interferencia es la suma de todas las potencias. • Dos situaciones de interferencia: – Interferencia en el enlace de bajada: de estaciones base sobre una estación móvil. – Interferencia en el enlace de subida: de estaciones móviles sobre estación base. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Interferencia en los Sistemas Celulares Interferencia en los Sistemas Celulares (2) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 11 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Interferencia en los Sistemas Celulares (3) Interferencia en los Sistemas Celulares (4) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Interferencia en los Sistemas Celulares (5) Asignación de frecuencias en sistemas celulares • La teoría celular busca optimizar el uso de frecuencias. • Existen nuevas estrategias (tema abierto). • Objetivo: asignar a cada celda un conjunto de frecuencias adecuado al volumen de tráfico que debe atender, teniendo en cuenta márgenes de crecimiento. • El conjunto de frecuencias deben coordinarse de forma que satisfagan los requisitos de relación de protección cocanal e interferencia de canal adyacente. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Asignación de frecuencias en sistemas celulares(2) Asignación de frecuencias en sistemas celulares(3) • La protección cocanal queda controlada con la elección del tamaño y tipo de agrupación celular y el control de cobertura de estaciones base. • La interferencia de canal adyacente impone ciertas restricciones en las asignaciones de canal: • Para garantizar valores adecuados de protección contra interferencia de canal adyacente se exige la separación entre frecuencias asignadas a la celda: – Celdas vecinas: sectores de una misma BS. – Celdas colindantes: Frontera común pertenecientes a diferentes BS. pero UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES – Mayor o igual que tres canales dentro de una misma celda. – Mayor que dos canales en celdas vecinas. – Mayor que un canal en celdas colindantes. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 12 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Asignación de frecuencias en sistemas celulares(4) Asignación de frecuencias en sistemas celulares(5) • Las BS de las redes celulares tienen sus transceptores conectados a una antena común, a través de combinadores → aislamiento adecuado → no se genera interferencia de intermodulación significativa. • Redes celulares cobertura nacional → Se debe coordinar la asignación de frecuencias en fronteras con otros países. • Se deben coordinar la asignación de frecuencias entre operadores. • Métodos de asignación de frecuencias – Asignación fija. • Método geométrico. • Método heurístico. – Asignación dinámica. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura de redes celulares. Arquitectura de redes celulares (2). • Los sistemas completas. PMT son redes telefónicas – Elementos de transmisión. – Elementos de conmutación. • Redes Terrestres Móviles Publicas (PLMN, Public Mobile Land Networks). – BS. Interfaz aérea (air interface) o radioeléctrica. – Las BS se conectan a dispositivos de control: el Controlador de Estación Base (BSC, Base Station Controller), y los Centros de Conmutación del Servicio Móvil (MSC, Mobile Switching Centers). – Los MSC ejecutan funciones de señalización, transporte y conmutación (enrutamiento) necesarios para el establecimiento de llamadas originadas o terminadas en las MS. – Para la cobertura de un país, una PLMN utiliza varios MSC interconectados entre si. – Aunque PLMN es una red autonoma, debe estar conectada con redes fijas convencionales: Red Telefónica Conmutada Pública (PSTN, Public Switched Telephone Network), la Red Digital de Servicios Integrados-RDSI (ISDN, Integrated Digital Services Network). Para ello existen MSC especializados (gateway MSC) con las interfaces necesarias para la interconexión. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura de redes celulares (3). Arquitectura de redes celulares (4). – Red fija o infraestructura: conjuntos de medios y dispositivos para interconexión de las BS con sus controladores (BSC, MSC). – Los enlaces de red fija transportan tráfico de voz y datos, así como información de señalización. – La PLMN debe asegurar la función de movilidad de los abonados. – Un usuario puede efectuar, recibir o mantener una llamada en todo momento y desde cualquier lugar de la zona de cobertura establecida, con una determinada calidad. – El usuario al encender su móvil se registra en el sistema como usuario activo. – La red debe efectuar un seguimiento de los usuarios activos manteniendo registro de situación de los mismos. – La red debe disponer de los medios para mantener una comunicación en traspaso de una celda a otra. – La red debe disponer de protección para asegurar que solo acceden a la red usuarios de la misma. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 13 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura de redes celulares (4). Arquitectura de redes celulares (5). – El funcionamiento de un sistema celular requiere de las siguientes facilidades: – Para la realización de las funciones mencionadas, se debe disponer de un sistema de señalización avanzado, soportado sobre los canales de control y que cumple con los tres primeros niveles del modelo de referencia OSI. – Área de servicio (Service Area): zona en la que una MS puede ser alcanzada por un abonado de la red telefónica fija sin que tenga que conocer la situación actual del móvil dentro del área. • Registro del móvil y su actualización: itinerancia (roaming). • Aviso o notificación al móvil de llamadas entrantes (paging). • Traspaso (handover). • Seguridad de las comunicaciones: autenticación y encriptación. • Sintonización automática y rápida por parte del móvil de las frecuencias y canales. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura de redes celulares (6). Arquitectura de redes celulares (7). UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura de redes celulares (8). Arquitectura de redes celulares (9). UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 14 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Esquema de un Sistema Celular (10) Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura de redes celulares (11). PSTN, ISDN ATM, Internet... RNC 1 RNC 2 6 5 7 1 4 6 5 2 3 7 1 2 4 3 UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura de redes celulares (12). Canales en Sistemas Celulares UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Canales en Sistemas Celulares Tipo de llamadas UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 15 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Tipo de llamadas Tipo de llamadas UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Control de Potencia Estructura en Bloques de una MS • En sistemas celulares es necesario el control dinámico de potencia – Minimizar la potencia en transmitida desde el móvil la señal Reducir la interferencia cocanal, disminuir la exposición, y conservar la energía de la batería. – Control en lazo abierto y cerrado. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Patrón de radiación antena sectorizada BS. Perdidas cable coaxial • Apertura horizontal=120° • Apertura vertical=11° UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 16 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Múltiples niveles de cobertura Múltiples niveles de cobertura (2) • Multicapas. • Traslape en el área de cobertura de las estaciones base. • Celda superior (overlay). • Celda subordinada (Underlay). UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Múltiples niveles de cobertura (3) Múltiples niveles de cobertura (4) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Múltiples niveles de cobertura (5) La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas Satellite Regional Area Low-tier High-tier Local Area Wide Area High Mobility Low Mobility UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 17 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas (2) La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas (3) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas (4) La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas (5) UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas (6) La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas (8) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 18 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas La Revolución de las Comunicaciones Móviles e Inalámbricas (9) Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Desarrollo Cronológico Año Estados Unidos 1934 Creación FCC 1946 Primer sistema comercial ATT y Bell Labs 1947 Concepto de sistemas celulares Bell-Labs 1969 Primer Sistema Celular Disponible – Sistema Bell 1975 Ciudad de Nueva York. Sistema Móvil Bell 1979 Red de prueba de AMPS NTT-Japón 1981 C-Netz (Alemania), NMT 450 (Suecia) 1982 1983 Europa y Japón Desarrollo de GSM (Groupe Speciale Mobile) AMPS Comercial TACS, Radiocom.(Francia) 1986 NMT 900 1987 Búsqueda nuevas alternativas a AMPS 1988 Se crea CTIA. Se publica el estándar IS-41 1991 TIA. Estándar IS-54 telefonía celular Digital 1992 ETACS(UK) GSM Comercial operando en 1800 MHz, PDC en Japón en 800 y 1500 MHz 1994 Qualcomm Introduce CDMA. FCC licita PCS (1900 MHz). Colombia introduce AMPS. Norma IS-136. 1995 PCS Comercial utilizando IS-136 y IS-95 en 1900. GSM también hace su arribo. PHS en Japón UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Desarrollo Cronológico (2) 1996 Desarrollo Cronológico (3) Definición de 3G – Nombre oficial IMT-2000. NTT-DoCoMo en laboratorio CDMA de Banda Ancha Especificación WCDMA (Release 99) 2007 Especificación inicial 3GPP Release 7. (HSPA+). 2008 W-CDMA. HSDPA en Colombia (3.5G) Especificación inicial 3GPP Release 9. (LTE). 1999 IS-95B 2000 GSM-GPRS. Ley 555 PCS en Colombia 2001 3G-1X EDGE IMT 2000 1X MC Asia 2008 2002 3G-1X-EVDO, Licitación PCS en Colombia W-CDMA (Japón) 2009 2002 Visión ITU-4G. IMT-Avanzado 2009 2002 Especificación Inicial 3GPP Release 5. (HSDPA, IMS) 2003 GSM/GPRS en Colombia 2005 Especificación inicial 3GPP Release 6. (HSUPA, MBMS). 2005 OFDMA para LTE (High Speed OFDM Packet Access (HSOPA) = Evolved UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA)) 2005 Redes Pre-WiMAX Móvil (4G). (IEEE 802.16e-2005) Mobile Wireless Broadband Access (MWBA) Redes Pre-LTE Wimax Móvil. UMB (Ultra Mobile Broadband) Lanzamiento redes LTE en Estocolomo y Oslo. 2009 Especificaciones iniciales sobre LTE avanzado (finalizar 2011) 2011 Subasta espectro Colombia en 2500 MHz LTE comercialmente en Colombia 2013 Subasta espectro en Colombia 2500 MHz, 1700/2100 MHz. EDGE en Colombia. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Generaciones de Sistemas Comunicaciones móviles e Inalámbricos Generaciones de Sistemas de Comunicaciones móviles e inalámbricos http://information-technology-topics.blogspot.com/2011/09/cellular-generations-0g-1g-2g-3g-4g-5g.html UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 19 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Generaciones de Sistemas de Comunicaciones móviles e inalámbricos Generaciones de Sistemas de Comunicaciones móviles e inalámbricos UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Generaciones Sistemas de Comunicaciones Móviles e Inalámbricos Generaciones Sistemas de Comunicaciones Móviles e Inalámbricos Características 1G 2G 3G 4G (450 y 900)MHz (900 y 1800/1900)MHz 2 GHz 700 MHz, 1700/2100 MHz 2500 MHz Espectro Método de acceso múltiple 1G 2G 3G 4G No Conmutación de circuitos, (Conmutación por paquetes 2.5G) Conmutación de paquetes IPv6 No 14.4 Kbps (115 kbps en 2.5G) 2 Mbps (10 Mbps en 3.5G) 100 Mbps FDMA Analógico FDMA/TDMA CDMA OFDM Telefonía básica identificador de llamada, correo de voz. Conferencia, video de baja calidad. video de alta definición Tasa de datos objetivo No Solo Texto Gráficas y texto formateado Mensajería Unificada Tasa de datos real No 9.6 Kbps (40 kbps en 2.5G) 64 kbps 2 Mbps Interfaz con otros dispositivos Acoplador acustico RS232, IrDA IEEE 802.11, Bluetooth IEEE 802.11, Bluetooth NFC Soporte de voz Característica mensajeria Características La telefonía celular mundial tiene tres generaciones bien definidas, con una cuarta en vía. Las tecnologías 2.5G y 3.5G incrementan las velocidades de transmisión de datos de sus respectivos sistemas utilizando agregación de canales, mayores anchos de banda, reduciendo latencias, utilizando esquemas de modulación de alto orden junto con técnicas avanzadas de codificación de canal.. Soporte a datos UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Generaciones Sistemas de Comunicaciones Móviles e Inalámbricos AMPS (Advanced Mobile Phone System) Características 1G 2G 3G 4G AMPS, TACS, NMT TDMA, GSM, CDMA, PDC, (GPRS) CDMA 20001X EV DV, UMTS, EDGE LTE, WiMAX Analógico, Macroceldas Digital Macro y Micro celdas. Digital Macro, Micro, Nano y Pico celdas. Pico y femtoceldas Telefonía Móvil Telefonía móvil CDPD SMS Datos a baja velocidad (14.4-64 Kbps) Videoconferencia (2.5G). Internet Inalámbrico (WAP, i-mode) (2.5G) Telefonía móvil de alta capacidad. Internet Móvil (WAP, i-mode) 144 Kbps-2Mbps. Multimedia. MMS Localización remota, Realidad virtual móvil, el verdadero Internet Inalámbrico 1980-1994 (aun se utiliza) 1995-2001 (Presente) 2002-2010 (Parcialmente) 2010-2020 Tecnología Tipo Servicio Disponible • Desarrollado por AT&T Bell Labs a finales de los setenta. Comercialmente por primera vez en 1983 en Chicago. • Opera en la banda de 800 MHz. Utiliza modulación en FM y cada canal ocupa un ancho de banda de 30 KHz. • NAMPS (Narrowband AMPS): Motorola desarrolló este sistema con el fin de aumentar la capacidad de AMPS. Utiliza canales de 10 KHz de ancho de banda. Sacrifica calidad del audio. • El canal de control a 10 Kbps es modulado con FSK UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 20 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas TACS (Total Access Communication System) • Muy similar al AMPS, pero el ancho de banda del canal de RF es de 25 KHz. Se utilizó principalmente en Inglaterra. • Opera en la banda de 890-915 MHz y 935960 MHz • El canal de control a 8 Kbps es modulado con FSK. Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas NMT Nordic Mobile Telephone • 400 MHz y 900 MHz • Se utilizó principalmente en Suiza, Suecia y España. • Empleaba modulación FM y el ancho de banda del canal de RF era de 12.5 KHz. • Se utilizó en Colombia por parte de algunas empresas de servicios, particularmente EEPPM y EDA. Todavía existen algunos de estos sistemas operando. • Señalización FFSK a 1200bps UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Otros Sistemas Diferencias entre los sistemas de primera y segunda generación • CNetz-450: Utilizado principalmente en Alemania y Portugal. Modulación FM, ancho de banda del canal RF de 10 KHz. • Radiocom 2000: Desarrollado en Francia, utiliza modulación FM, el ancho de banda del canal RF es de 12.5 KHz. • Canales de tráfico – 1G: analógicos; 2G: digital • Encriptación – 2G • Detección y corrección de errores – 2G. • RMTS: Desarrollado en Italia, el ancho de banda del canal es de 25 KHz. • NTT: Desarrollado en Japon. Opera en la banda de 800 MHz. Señalización a 300 bps UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas TDMA/IS-136 Bandas de Frecuencia para TDMA/IS-136 • La especificación TDMA fue definida en 1988 por TIA. • Desarrollo de los estándares TDMA: D-AMPS/IS-54. TDMA/IS-136. TDMA/IS-136+. TDMA/IS-136HS. UWC-136. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 21 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características principales de TDMA/IS-136 Características principales de TDMA/IS-136(2) http://www.privateline.com/PCS/Framesandlayers.htm UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características Principales de TDMA/IS-136 (3) Características Principales de TDMA/IS-136 (4) • Sistema Digital. • FDMA/TDMA. • FDD. • Brinda una velocidad de 48.6 Kbps por portadora radio. • La eficiencia espectral es de 1.62 bps/Hz • Utiliza modulación π/4 DQPSK. • Emplea un CRC de 7 bits y codificación convolucional de tasa ½, con entrelazado (interleaving). • Los canales de control se basan en los de AMPS. • Plan de reuso de frecuencias N=7. • VSELP: Vector Sum excited linear prediction. • Soporta estructura jerarquica de celdas (HCS). Rango de frecuencia Rx: 869-894 MHz; Tx: 824-849 MHz Técnica de acceso múltiple TDMA/FDMA Método de duplexación FDD Número de canales 832 (3 users per channel) espaciamiento entre canales / ancho de banda 30 kHz Modulación π/4 DQPSK Velocidad de transmisión de datos 48.6 kbps Eficiencia espectral 1.62 bps/Hz UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Transmisión de Datos en TDMA/IS-136 Arquitectura del sistema TDMA/IS-136 •TDMA/IS-136 utiliza la tecnología CDPD (Cellular Digital Packet Data – Servicio Celular Digital de Paquetes de Datos) para la transmisión de datos. HLR •Velocidad de 19.2 Kbps. •La red CDPD se superpone a la red TDMA/IS-136. •También utiliza la tecnología SMS (Short Message Service – Servicio de Mensajería Corta). UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ BS A MSC/ VLR GMSC MS ISDN PSTN PLMN UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 22 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas GSM – Global System for Mobile Communications Características Principales de GSM •Definido en 1989 por ETSI. Norma Paneuropea •En 1991 se instaló la primera red GSM precomercial, dando inicio a la operación comercial en el año 1992. •GSM es la principal norma global de 2G en términos de número de subscriptores y área de cobertura. Además, es la tecnología base para evolucionar hacia UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles) de IMT 2000. • Tecnología de transmisión digital (Digitaliza y comprime voz y datos). • FDMA/TDMA. • FDD. • Espaciamiento entre portadoras de 200 KHz. • 8 TS. • Servicios de voz y datos por conmutación de circuitos. • Velocidad de transmisión de 9.6 Kbps por canal. • Utiliza modulación GMSK. • Plan de reuso de frecuencia N=4. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Bandas de Frecuencia para GSM Características Principales de GSM (2) • • • • • • • Soporta estructura jerárquica de celdas (HCS). Provee algoritmos de encriptación. Uso de SIM (Subscriber Identity Module) Control de potencia. Roaming global. Generación de economías de escala. Utiliza un codificador de fuente RELP (Residually Excited Linear Predictive Coder). UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características Principales de GSM (3) Transmisión de Datos en GSM • SMS • HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). • Servicio portador de GSM. • • Conexión con redes TCP/IP. Provee baja latencia. • Mejor desempeño para flujo continuo de datos. • Aplicaciones: correo electrónico, descarga de archivos, WWW y transferencia de vídeo en tiempo real. • Prioridad a las llamadas de un solo canal (1TS) sobre las multicanal (máximo 4TS). • Velocidad de transmisión de datos 57 Kbps • GPRS (General Packet Radio Service) 114 Kbps UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 23 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura del Sistema GSM Arquitectura del Sistema GSM (2) PDSN SS MS BTS Abis BSC A GIWU EIR MSC/ VLR GMSC BSS OSS PSTN ISDN PLMN HLR MNS AUC MXE UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Arquitectura del Sistema GSM (3) CDMA/IS-95 • Qualcomm. • La especificación del estándar norteamericano CDMA/IS-95 empezó a definirse por TIA en 1991. • Compatibilidad con AMPS • Desarrollo de los estándares CDMA: • CDMA/IS-95. • CDMA/IS-95A. • CDMA/IS-95B. • cdmaOne. • Su lanzamiento comercial: Septiembre de 1995. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Características Principales de CDMA/IS-95 • CDMA/IS-95: Tecnología de transmisión digital que utiliza como técnica de acceso FDMA/CDMA. • Espaciamiento de portadora de 1.25 MHz para servicios de voz y datos. • Se basa en la técnica de espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS – Direct Sequence Spread Spectrum). • Asigna un código ortogonal único a cada usuario (código Walsh). UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Características Principales de CDMA/IS-95 (2) • Cada portadora soporta (teóricamente) 64 códigos Walsh (64 usuarios). • Resistencia a multitrayectoria. • Privacidad. • La velocidad de la secuencia de Pseudo Ruido (PN) es de 1.25 Mcps. • Velocidad de transmisión de 9.6 – 14.4 Kbps por canal. • Utiliza modulación OQPSK. • Alta Eficiencia espectral debido a la reutilización de N=1. • Control de potencia. • CDMA proporciona traspaso suave (soft handover). • El codificador es QCELP (Qualcomm Code Excited Linear Predictive), de tasa variable, con un mínimo de 1200 bps. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 24 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Bandas de frecuencia para CDMA/IS-95 Características Principales de CDMA/IS-95 (3) UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Transmisión de Datos en CDMA/IS-95 Arquitectura del sistema CDMA/IS-95 • CDMA/IS-95 maneja una velocidad de transmisión de datos por conmutación de circuitos de 9.6 – 14.4 Kbps por canal. • El módulo IWF permite que la red CDMA/IS-95 se conecte con redes de datos públicas o privadas. Otras redes PSTN MS BTS IOS BSC MSC/ VLR ATM / IP IWF Red ATM / IP del operador HLR/ AUC Servidor HDML UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Tecnologías 2G Tecnologías Celulares AMPS D-AMPS GSM CDMA Frecuencia de operación 800 MHz 800 & 1900 MHz 900 y 1800 MHz (Eu) 800 y 1900 MHz (EU) 800 & 1900 MHz Ancho de canal 30 KHz 30 KHz 200 KHz 1.25 MHz Usuarios por Canal 1 3 8 20 Separación de Canal Frecuencia Frecuencia Y tiempo Frecuencia y tiempo Frecuencia Y código Arquitectura de red IS-41 IS-41 GSM-MAP IS-41 UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 25 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Capacidad de los Sistemas Capacidad UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Velocidades de Acceso Servicios en las Generaciones Analógica Primera generación 2G Servicio principal voz Solo servicios de voz SMS Mensajeria de texto Capacidades de modem para conexión de PC (7-14)Kbps 2.5G 3G Servicio principal voz Servicio voz SMS SMS/MMS/EMS Servicios avanzados de Video MPEG4 datos(WAP, Ringtones Servicios basados en y logos) localización (habilita PDA GPS) Despliegues de color Bluetooth & WLAN Computación Móvil con Acceso a Internet de alta Velocidad Comercio Móvil UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas 2000 Velocidad transmisión de datos - Kbps 1G 144 3G Motivos para 3G Video Streaming e Internet de alta velocidad Convergencia de las redes móviles y las redes de datos, y la Oferta/Demanda avanzada de servicios y aplicaciones. 2G 384 Mensajeria de texto y Audio Streaming Voz 128 Comercio móvil 64 Periódico Electrónico Videoconferencia (alta calidad) Correo de voz 32 Radio móvil E-mail 9.6 0 Teléfono-Voz TV móvil Fax Datos, clima, tráfico, Noticias, Deportes, acciones Servicio Médico Remoto (Imágenes Medicas) Publicidad electrónica Video vigilancia, Video Mail, viajes, clima, Trafico, Noticias. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 26 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Promotor Desarrollo 3G Tercera Generación Evolución de los sistemas de comunicación inalámbrica que sigue a los sistemas de segunda generación. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Principales Características 3G Principales Características 3G (2) • Calidad voz comparable a la PSTN. • Soporte de servicios de datos por conmutación de circuitos y paquetes. • Alta velocidad en transmisión de datos (144 Kbps, 384 Kbps, 2 Mbps). • Transmisión de datos asimétrica y simétrica. • Interoperabilidad entre estándares. • Roaming global. • Geo-Localización. • Velocidades de transmisión de datos variables y fijas, ancho de banda por demanda. • Uso eficiente del espectro. • Mayor capacidad y eficiencia espectral, comparado con los sistemas de 2G. • Interconexión con sistemas celulares de 2G y servicios móviles por satélite. • Roaming global entre distintos operadores IMT 2000. • Economías de escala y normas globales que cumplan con las necesidades del mercado en masa. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Ideal 3G-IMT2000 La Realidad…Mucha Variedad UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 27 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Estandarización de los Sistemas 3G Estandarización de los Sistemas 3G El trabajo está basado en las recomendaciones de la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) para IMT 2000 (Telecomunicaciones Móviles Internacionales 2000). En la actualidad, las cinco interfaces de radio terrestres estandarizadas para IMT 2000 son: • IMT DS / UTRA FDD (WCDMA FDD). • IMT TC / UTRA TDD (WCDMA TDD). • IMT MC / CDMA2000. • IMT SC / UWC-136. • IMT FT / DECT. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Normalización de IMT 2000 Bandas IMT2000 ITU IMT 2000 MARCO IMT 2000 Tecnologías Radio IMT 2000 UTRA FDD / TDD CDMA2000 UWC-136 Organizaciones de Especificaciones Técnicas 3GPP 3GPP2 UWCC EE.UU. Europa China Japón Corea EE.UU. China Japón Corea EE.UU. Europa DECT Proyecto ETSI / DECT Europa UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Camino de evolución de 2G hacia 3G Evolución de los Sistemas Móviles Inalámbricos TDMA/IS-136 GSM CDMA/IS-95 GPRS CDMA 2000 1X EDGE CDMA 2000 1X EV-DO GERAN UMTS UWC-136 CDMA 2000 1X EV-DV Caminos TDM A/IS-136 Caminos GSM Camino CDM A/IS-95 UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 28 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Evolución de GSM Evolución GSM (2) 20022000 1999 1998 1997 GSM básico EDGE GPRS HSCSD WCDMA Datos: 2 Mbps Datos: 384 kbps Voz: AMR (Adaptative Multi-Rate) Datos: Conmutación Paquetes (153Kbps) Conmutación Circuitos Hasta 57 kbps Voz Datos: 9.6 kbps y SMS UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Evolución GSM (3) Evolución GSM (4) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Evolución CDMA Evolución CDMA Camino evolutivo planteado por el CDG (CDMA Development Group) UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 29 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas 2G 2.5G 3G Telefonía Celular CS GSM 07.07 (9.6 – 28.8 Kbps) GSM Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas HSCSD (28.8 – 56 Kbps) GPRS (115 Kbps) EDGE/WCDMA (384 Kbps)e TDMA Ley 37 de 1993 la Telefonía Movil Celular es un servicio público de telecomunicaciones: CS IS-135 (9.6 Kbps) EDGE (384 Kbps) CS IS-707 (9.6 or 14.4 Kbps) CDMA IS-95B (64 Kbps) CDMA2000 - 1XRTT (144 Kbps) CDMA2000 - 3XRTT (384 Kbps) Data networks • No domiciliario • Ambito y cubrimiento nacional • Comunicación telefónica entre usuarios móviles, PSTN. CDPD (19.2Kbps), Mobitex (8Kbps), ARDIS (19.2 Kbps) Metricom (28 Kbps), HDR (1.5 Mbps) Metricom (128 Kbps – 1 Mbps) 2001 2002 2003 UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Telefonía Celular Telefonía Celular Cada vez más es mayor el número de personas en el mundo utilizan teléfonos móviles. 1990 11 millones 1999 400 millones 1998 100 millones 2000 500 millones 2002 1000 millones 2005 2000 millones 2007 3300 millones 2009 4000 millones • Ingresos Generados • UIT cálculos estimados proyectados a año 2004 telefonía móvil sobrepasan telefonía local + larga distancia nacional e internacional • Internet, líneas arrendadas, redes de datos privadas y telexmitad de los ingresos de la telefonía móvil. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Telefonía Celular en Colombia Telefonía Celular en Colombia • Colombia 7.5 Millones Líneas Fijas http://www.mintic.gov.co/images/documentos/cifras_del_sector/boletin_4t_banda_ ancha_vive_digital_2012.pdf UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 30 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Telefonía Celular en Colombia (2) Telefonía Celular en Colombia (3) http://www.asomovil.org/images/investigaciones/telefonia-movil/1.%20Telefona%20Mvil.pdf UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Telefonía Celular en Colombia (4) Telefonía Celular en Colombia (5) UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Telefonía Celular en Colombia (6) Telefonía Celular en Colombia (7) UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 31 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Telefonía Celular en Colombia (8) Telefonía Celular en Colombia (9) • Tigo-Millicom – Tecnología: UMTS-HSPA, HSPA+. Planeado LTE. – Fecha de inicio GSM: Nov-03 – Frecuencia: 1900 • Comcel-Claro-America Movil – Tecnología : UMTS-HSPA, HSPA+. Planeado LTE – Fecha de inicio GSM: Jul-03 – Frecuencia: 850/1900 • Movistar Colombia – Tecnología : UMTS-HSPA, HSPA+. Planeado LTE – Fecha de inicio GSM: Jul-05 – Frecuencia: 850/1900 • UNE-EPM Telecomunicaciones – Tecnología : LTE – Fecha de inicio: Dic-11 – Frecuencia: 2.6 GHz, 2500/2690 MHz UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas PCS-Personal Communication Services Ley 555 de 2000 articulo 2 PCS • • • • • • • Servicios públicos de telecomunicaciones. No domiciliarios. Móviles o fijos De ámbito y cubrimiento nacional Red terrestre de telecomunicaciones. Espectro radioeléctrico asignado. Capacidad completa para la comunicación entre usuarios PCS y, a través de la interconexión con otras redes de telecomunicaciones. • • • • • • • Movilidad personal y movilidad de terminal. Servicios multimedia de calidad. Servicio de Roaming global. Único numero. Alta capacidad. Terminal universal. Seguridad. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas PCS en Colombia PCS en Colombia A diferencia de la mayoría de países, PCS no entró al mercado como una concepción innovadora que superará las limitaciones de las tecnologías existentes. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Los operadores celulares del momento en Colombia contaban con ventajas significativas frente a nuevos proveedores para servicios PCS, pues varios de los obstáculos ante los cuales se enfrentan estos últimos ya habian sido superados por los primeros. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 32 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Las Caras del Negocio Las Caras del Negocio Colombia celebró una subasta pública para las licencias de telefonía móvil PCS en banda C. • Los operadores celulares no pudieron participar en la primera licitación. Gobierno mencionaba que los usuarios serian los más beneficiados • Las autoridades planearon vender tres licencias PCS de 30MHz que cubrieran las regiones del occidente, oriente y costa atlántica del país. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Usuarios PCS Frecuencias ¿Esta tecnología mejoro el servicio y redujo las tarifas? Asignación de frecuencias de PCS según la FCC. En Colombia se asignó la banda C (18951910MHz y 19751990MHz). UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Propuestas de PCS Diferencias entre celular y PCS UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 33 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Diferencias entre celular y PCS Diferencias entre celular y PCS • Frecuencia de operación: – Celular: 800 MHz – PCS: 1900MHz • Esto implica – Menor cobertura por estación base – Mayor presencia de fenómenos físicos que afectan la cobertura como la difracción y la dispersión. • Mayor ancho de banda – Celular: 12.5 MHz (416 canales de 30 KHz) – PCS: 15 MHz (449 canales de 30 KHz) • Esto implica: – Menos de un 8% adicional de capacidad – Que en la práctica se compensa con la menor cobertura. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Diferencias entre celular y PCS - Servicios Servicios 3G • Depende de la tecnología. • Los operadores actuales (Comcel, Telefónica Móviles y Tigo) cuentan con HSPA+. • UNE cuenta con LTE. • Mensajería corta punto a punto (SMS) • Mensajería corta punto multipunto broadcast). • Multimedia Messaging Services (MMS) • Internet (E-mail, web, ftp, chat) • Video conferencia. • Entretenimiento (Juegos, videos, MP3) • Servicios basados en localización (LBS) • M-Commerce, VPN, e-cash. • Streaming audio/video. (SMS UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas MMS LBS Es un servicio de mensajería del tipo store and forward, que le permite al usuario intercambiar mensajes de audio, video, imágenes y texto con otros usuarios. Los servicios basados en localización se valen de la posibilidad de localizar geográficamente un dispositivo móvil para ofrecer ayudas a la navegación, mercadeo, servicios de emergencia, entre otras. Nokia 3650 Frecuencia de operación: 900 / 1800 / 1900 UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 34 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Tecnologías de Datos – Comparación Cx Paquetes (CDPD/GPRS) Datos Interesantes CX Circuitos (HSCSD) • Eficiente para mensajes cortos y en ráfagas. • No retardos por establecimiento de llamada. • Capacidad puntomultipunto. • Altos niveles de potencia en cortos intervalos de tiempo. • Radioenlace seguro. Eficiente en transmisión continua de datos. Requiere establecimiento (call SetUp) y terminación de llamada (Clear Call). Solo conexión punto a punto. Registro para cada llamada. Alta potencia por todo el tiempo de conexión. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes • En América UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 35 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes • Penetración LTE UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes • Tendencias tecnológicas UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 36 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes • Infografia banda ancha móvil. – http://www.4gamericas.org/index.cfm?fuseaction=page& pageid=2210 UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Datos Interesantes Datos Interesantes UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 37 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Tendencias y perspectivas Tendencias y perspectivas (2) UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Espectro para IMT-Avanzado Espectro IMT en Colombia • Reporte ITU-R M.2079 – – – – – – – – – – (410-430) MHz. (450-470) MHz. (470-960) MHz. (1710-2025) MHz. (2110-2200) MHz. (2300-2400) MHz. (2500-2690) MHz. (2700-2900) MHz. (3400-4200) MHz. (4400-4990) MHz. • Decreto 4722 de diciembre 2 de 2009. – Otorgamiento espectro. Banda 1850-1990 MHz. – Tope máximo por operador 55 MHz. • Subasta de 2011. • Decreto 2980 de 2011 de agosto 19 de 2011. – Tope máximo por operador 85 MHz. • 85 MHz para las bandas altas. (Entre 1710 MHz y 2690 MHz). • 30 MHz para las bandas bajas (Entre 698 MHz y 960 MHz). UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Espectro IMT en Colombia Espectro IMT en Colombia • Asignación espectro – previo subasta 2013. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 38 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Espectro IMT en Colombia Espectro IMT en Colombia • Decreto 2980 de agosto 19 de 2011. – (450 – 470) MHz. – (698 – 790) MHz. – (790 – 960) MHz. – (1710 – 2025) MHz. – (2110 – 2200) MHz. – (2300 – 2400) MHz. – (2500 – 2690) MHz. • Espectro asignado por operador – Alemania: 157 MHz. – España: 116 MHz. – Francia: 117 MHz. – China: 165 MHz. – Brasil: 85 MHz. – México: 70 MHz. – Perú, Uruguay, Chile: 60 MHz. – Colombia: 50 MHz. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Dividendo Digital Dividendo Digital • 698 – 806 MHz. • Buena Cobertura. • Espectro Disponible a mediano plazo. • WRC-2007. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Dividendo Digital Banda de Servicios Inalámbricos Avanzados (AWS, Advanced Wireless Services) • Cuadro Nacional de Atribución de Bandas del Espectro Radioeléctrico UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES • (1710 – 1755) MHz y (2110 – 2155) MHz. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 39 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Banda de Servicios Inalámbricos Avanzados (AWS, Advanced Wireless Services) Banda (2500-2690) MHz • Cuadro Nacional de Atribución de Bandas del Espectro Radioeléctrico • • • • Servicios de radiocomunicación fijo y móvil. 2011. 50 MHz. UNE-EPM. 80 MHz. FDD. 50 MHz. TDD. UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Bandas de espectro a subastar en 2012 Bandas de espectro a subastar en 2012 UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Resultados subasta 2012 Articulo • ―The realities of spectrum—Challenges, regulation, T&M and exploratory band searching‖. Oct 11-2012. – ―Consumer demand for faster-performing advanced services is driving a war in not only between the broadcast and broadband industries, but also between commercial providers and government users for space on the nation's airwaves. ” UNIVERSIDAD DEL CAUCA – DEPARTAMENTO DE TELECOMUNICACIONES 40 Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Énfasis II: Radiocomunicaciones Móviles e Inalámbricas Fuentes • • • • • • • ITU. CDG – CDMA Development Group. 4G Americas. UMTS-Forum. CRT. ANE. MinTIC. UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ UNIVERSIDAD DEL CAUCA - VICTOR MANUEL QUINTERO FLOREZ 41