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Telefonía celular




Enviado por Pablo Turmero



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    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.

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    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

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    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.

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    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.

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    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.

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    6 CUADRO COMPARATIVO Telefonias celulares actuales

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    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)

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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)

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    13 ¿Cómo funcionan los teléfonos celulares?
    El Espectro Electromagnético

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    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.

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    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

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    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

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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    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.

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