Comunicaciones móviles

1. Universidad Fermín Toro
Vicerrectorado Académico
Facultad de Ingeniería
Escuela de Telecomunicaciones
Comunicaciones móviles
Proyecto de Comunicaciones Móviles
Alumnos:
Adriana Requena C.I. 20241344
Andrés Silva C.I. 21168287
Alexis Suarez C.I. 20219400
Javier Becerra C.I. 20189599
Wilmer Chirinos C.I. 21502394
Profesora: Silcar Pérez
Cabudare, diciembre del 2014

2. Problemática
Se tiene la necesidad de diseñar un sistema capaz de orientar y proporcionar una
serie de recomendaciones a los viajeros, determinando su posición global, los datos de su
destino y la forma de transportarse de la manera más eficiente. Dicho sistema debe tener
la capacidad de dar información acerca del trafico tanto vehicular como peatonal en tiempo
real, dar a conocer información variada acerca del lugar en que se encuentra, haciendo
énfasis en temas de cultura, economía y resaltando puntos de interés importantes que
puedan ser visitados por dichas personas.
Resumen
Para conseguir una solución a dicha necesidad, se implementara una red basada en
LTE, debido a que la misma al ser una tecnología novedosa, nos proporciona un acceso de
banda ancha con tasas de transmisión de datos muy eficientes, asegurando una
comunicación en línea entre el viajero y la base. Se desarrollara una aplicación para
teléfonos inteligentes (iOS, Android y Windows Phone) que permita dar la información
necesaria a los clientes, en dicha aplicación los usuarios podrán conocer información acerca
del entorno que los rodea, observando fotos y reseñas propias del lugar así como reseñas
escritas por personas que han visitado dichos puntos de interés anteriormente, podrán
observar el tráfico en tiempo real y las distintas vías para llegar a su destino. Los usuarios
que utilicen la aplicación podrán observarse entre sí en el mapa (si ellos lo desean), es decir
podrán decidir si comparten su ubicación, para esto la aplicación estará en constante
comunicación con el servidor a través de la red LTE, mandando información acerca de la
ubicación exacta en tiempo real de cada uno de los usuarios, esto con el fin de calcular
estadísticamente los niveles de tráfico (tanto vehicular como peatonal) sin dar información
acerca de los mismo para que exista una mayor seguridad.

3. Objetivo general
Diseñar un proyecto de sistemas de comunicaciones móviles celulares que permita
la orientación de personas durante el tránsito por un sector y que otorgue la posición del
usuario y en tiempo real, información variada del lugar y sus adyacencias, por ejemplo:
datos del tráfico vehicular/peatonal para indicar la vía más despejada, información
económica, social, gubernamental, cultural del área y las opciones de esparcimiento
disponibles para visitar.
Objetivos específicos
 Diseñar una red de transmisión y recepción de información.
 Describir los requerimientos de la red a realizar.
 Evaluar los beneficios que producirá la red.
 Informar al usuario sobre el tráfico, vehicular y peatonal, en la zona de ubicación
actual del usuario.
Requerimientos para el sistema planteado
 Estaciones de radio base: Las ondas electromagnéticas a utilizar en estas estaciones
son las utilizadas en la telefonía móvil LTE, en Venezuela la única banda habilitada
para esta tecnología la tiene asignada la operadora móvil Digitel que trabaja en una
banda de frecuencia de 1800 Mhz.
 Informadores de tráfico: Serán sensores colocados en las zonas consideradas
importantes para viajeros que lleguen a la ciudad (Entrada Cardenalito del este,
intersección Av. Los Leones con Av. Venezuela, Av. intercomunal semáforo entrada
a Cabudare, CC Sambil, Av. Corpahuaico con Av. Rotaria, Av. Lara con Av. Los Leones,
redoma de Divina Pastora, Puente Macuto, Estadio Metropolitano, Av. Ribereña en
el Garabatal, redoma El Obelisco, Av. Venezuela con calle 42 y Av. Libertador con Av.
Carabobo) que transmitirán información actualizada del tráfico en los puntos a un
servidor único ubicado en la central, ubicada en la carrera 19 con calle 23.

4.  Directividad de la antena: Debido a la proximidad de algunas de las intersecciones
más importantes de la ciudad, las antenas operarán con una baja potencia para
evitar interferencias.
Bases Teóricas
LTE
Long Term Evolution, o lo que es lo mismo en español, Evolución a Largo Plazo. Es
una tecnología de banda ancha inalámbrica que está principalmente diseñada para poder
dar soporte al constante acceso de teléfonos móviles y de dispositivos portátiles a internet.
Técnicamente hablando, LTE hace referencia a un estándar de comunicación móvil,
conectividad LTE, desarrollado por la organización 3GGP (3rd Generation Partnership
Project) que detectaron una gran necesidad en asegurar la competitividad del sistema 3G
para el futuro ya que se estaba viendo amenazada por la tecnología 4G, y así poder
complacer a los usuarios que demandaban más calidad y mayor rapidez de servicio.
Lo novedoso de LTE es la interfaz radioeléctrica basada en OFDMA para el enlace
descendente (DL) y SC-FDMA para el enlace ascendente (UL). La modulación elegida por el
estándar 3GPP hace que las diferentes tecnologías de antenas (MIMO) tengan una mayor
facilidad de implementación.
OFDMA
Se utiliza para conseguir que un conjunto de usuarios de un sistema de
telecomunicaciones puedan compartir el espectro de un cierto canal para aplicaciones de
baja velocidad. El acceso múltiple se consigue dividiendo el canal en un conjunto de
subportadoras (subcarriers) que se reparten en grupos en función de la necesidad de cada
uno de los usuarios.
Para conseguir una mayor eficiencia, el sistema se realimenta con las condiciones
del canal, adaptando continuamente el número de subportadoras asignadas al usuario en

5. función de la velocidad que éste necesita y de las condiciones del canal. Si la asignación se
hace rápidamente, se consigue cancelar de forma eficiente las interferencias co-canal y los
desvanecimientos rápidos, proporcionando una mejor eficiencia espectral del sistema que
OFDM.
Características y Principios de Orientación
Este método de acceso permite asignar un número diferente de subportadores a
cada uno de los usuarios garantizando así, una diferente calidad de servicio (QoS) en función
del ancho de banda asignado. Es decir, OFDMA permite establecer una velocidad de
conexión y una probabilidad de error individualmente para cada usuario.
OFDMA se parece al CDMA (acceso del múltiplo de la división de códigos) por
emplear la tecnología del espectro separado, donde a cada transmisor se le asigna un
código. Los usuarios pueden alcanzar diferentes velocidades de conexión gracias a un
asignado factor que separa un código o un diverso número de códigos que se separan a
cada usuario.
Podemos entenderlo como una combinación del OFDM con TDMA (acceso múltiple
de división de tiempo), multiplicándonos diferentes usuarios mediante un acceso por
división en tiempo. Los usuarios con poco volumen de información pueden enviar
continuamente a baja velocidad de transmisión en vez de usar un portador de alta potencia
pulsado.
OFDMA se puede también describir como un acceso donde repartimos los recursos
en el espacio formado por el eje temporal y el eje frecuencial. Se asigna la información a lo
largo de las subportadoras en la combinación del dominio frecuencial y el acceso múltiple
en el dominio temporal (espacio tiempo-frecuencia).

6. Puntos Fuertes y Débiles
Ventajas sobre CDMA
 OFDM puede combatir las interferencias de un modo más simple.
 OFDMA puede alcanzar una mejor eficacia espectral.
Ventajas sobre OFDM con multiplexación en el dominio temporal
 Permite múltiples usuarios de forma simultánea si estos operan a baja velocidad.
 La potencia transmitida de los usuarios de baja velocidad también es pequeña.
 Consigue un retardo pequeño y constante.
 Se simplifica el acceso múltiple al canal, reduciendo la probabilidad de colisión.
 Mejora la robustez ante las interferencias.
Ventajas de OFDMA
 Hace un promedio de las interferencias de las celdas vecinas, mediante el uso de
diferentes combinaciones del portador entre los usuarios de otras celdas.
 Las interferencias dentro de la celda se promedian con la asignación de
permutaciones cíclicas.
 Permite asociar la cobertura de una frecuencia a la red, dando una buena cobertura
donde antes existía problemas.
 Ofrece una diversidad de frecuencias mediante la difusión de los portadores por
todo el espectro utilizado.

7.  Permite la modulación adaptable para cada usuario QPSK, 16QAM, 64QAM y
256QAM.
SC-FDMA
Portadora única FDMA (SC-FDMA) es un esquema de acceso múltiple que utiliza
modulación de portadora única, multiplexación frecuencial ortogonal y ecualización en el
dominio frecuencial. Se ocupa al igual que otros esquemas de acceso múltiple (TDMA,
FDMA, CDMA, OFDMA) de la asignación de varios usuarios a un recurso de comunicación
compartido. Se utiliza para la comunicación de datos de alta velocidad de enlace ascendente
del nuevo estándar de telefonía móvil Long-Term Evolution (LTE) del 3rd Generation
Partnership Project (3GPP).
El proceso de transmisión del esquema SC-FDMA es muy parecido al de OFDMA.
Para un usuario determinado se mapea la secuencia de bits transmitidos a una constelación
de símbolos complejos (BPSK o M-QAM). La secuencia compleja resultante es transformada
por un bloque de precodificación que consiste en una DFT. La DFT es la que permite realizar
la ecualización en el dominio frecuencial, como el tamaño de la DFT no crece linealmente
con la longitud de la respuesta del canal la complejidad de la ecualización en el dominio
frecuencial es menor que la de los ecualizadores en dominio temporal de canales de banda
ancha.
El mapeo de subportadoras asigna los valores complejos de la salida de la DFT en las
amplitudes de las subportadoras seleccionadas. Se pueden clasificar en dos tipos: mapeo
adyacente o entrelazado. En el mapeo adyacente LFDMA las salidas de la DFT se asignan a
un subconjunto de subportadoras consecutivas utilizando una fracción del ancho de banda
del sistema. En el mapeo distribuido o entrelazado (IFDMA), las salidas de la DFT se asignan
a subportadoras no continuas dentro del ancho de banda del sistema. Las subportadoras
no utilizadas serán forzadas a amplitud cero.

8. Comparación a OFDMA
 Bajo PAPR (factor de cresta).
 Más robusto ante los valores nulos del espectro.
 Sensibilidad menor al offset de la frecuencia portadora.
 Complejidad menor del transmisor.
MIMO
MIMO es el acrónimo en inglés de Multiple-input Multiple-output (en español,
Múltiple entrada múltiple salida).
MIMO es una técnica muy potente para aumentar la capacidad en redes LTE y
WiMAX sin visibilidad directa entre las antenas. Y la funcionalidad MIMO LoS de visibilidad
directa puede ser muy útil para aumentar la capacidad en determinados escenarios de
enlaces de microondas punto a punto. Aquellos proveedores de servicios que entiendan
cuándo y dónde tiene sentido utilizar MIMO, estarán en mejor posición para sacar el
máximo partido de la tecnología MIMO.
Ventaja de MIMO
MIMO utiliza al menos dos antenas, a veces varias, en el lado de transmisión (Tx) y
en el lado de recepción (Rx) para transmitir un único canal. Esta configuración aumenta la
velocidad de datos y la eficiencia espectral. Por ejemplo, añadir 6 antenas en cada lado
produce el mismo aumento de capacidad que aumentar 100 veces la potencia de un canal
SISO (Single Input Single Output: Una Entrada y Una salida).
Las técnicas utilizadas en MIMO aumentan la capacidad linealmente con el número
de antenas. Por el contrario, los planteamientos utilizados en los sistemas SISO, SIMO
(Single Input Multiple Output: Una Entrada y Múltiples Salidas) y MISO (Multiple Input
Single Output: Múltiples Entradas y Una Salida) aumentan la capacidad de forma

9. logarítmica. Un aumento lineal de la capacidad proporciona una evolución hacia altas
capacidades mucho más eficiente que el aumento logarítmico.
Los transmisores y receptores utilizados en MIMO son más complejos que los
utilizados en SISO, SIMO y MISO, pero no consumen más energía.
La ventaja de MIMO es tan evidente que ya son numerosos los estándares que han
incorporado esta tecnología. Entre otros cabe destacar:
 El estándar HSPDA (High Speed Downlink Packet Access: Acceso de Paquetes en el
Cana Descendente de Alta Velocidad) de la UIT (Unión Internacional de
Telecomunicaciones), que a su vez forma parte del estándar UMTS (Sistema
Universal de Telecomunicaciones Móviles).
 El estándar 802.11n del IEEE (Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica) utilizado
en los routers inalámbricos de los hogares.
 El estándar 802.16 del IEEE para la tecnología WiMAX utilizada en los teléfonos
móviles.
 El estándar LTE de la UIT.

10. Puntos a ubicar los sensores de tráfico
Estos puntos están ubicados estratégicamente en los lugares más concurridos por el
tráfico a las horas pico del día y a su vez en las entradas principales hacia la ciudad de
Barquisimeto, esto con el fin de conocer la cantidad de vehículos aproximada que ingresa a
dicha ciudad. Dichos sensores se encargaran de enviar la información necesaria en tiempo
real acerca del tráfico vehicular que circula por la ciudad, trabajando en conjunto con los
datos enviados por la aplicación para Smartphones para tener un resultado más exacto.
En las siguientes imágenes se puede observar el funcionamiento de la aplicación,
aportando al usuario (tanto vehicular como peatonal) información acerca del tráfico en
tiempo real de la vía por la que circula y de su entorno:

11. Vehicular
Peatonal

12. Publicidad
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