Red celular
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Like this? Share it with your network

Share

Red celular

el

  • 1,820 reproducciones

como funcionan las redes celulares y cual fue su evolución y sus alcances...

como funcionan las redes celulares y cual fue su evolución y sus alcances...

Estadísticas

reproducciones

reproducciones totales
1,820
reproducciones en SlideShare
1,820
reproducciones incrustadas
0

Actions

Me gusta
1
Descargas
27
Comentarios
0

0 insertados 0

No embeds

Accesibilidad

Categorias

Detalles de carga

Uploaded via as Microsoft Word

Derechos de uso

© Todos los derechos reservados

Report content

Marcada como inapropiada Marcar como inapropiada
Marcar como inapropiada

Seleccione la razón para marcar esta presentación como inapropiada.

Cancelar
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    ¿Está seguro?
    Tu mensaje aparecerá aquí
    Processing...
Publicar comentario
Edite su comentario

Red celular Document Transcript

  • 1. Red celular Parte superior de una torre de radio celularUna red de telefonía móvil es un radio de red de distribución en las zonas terrestres llamadas células, cadauna atendida por al menos una ubicación fija receptor conocido como un sitio de la celda o estación base .Cuando se unen estas células proporcionan cobertura de radio sobre un área geográfica amplia. Estopermite que un gran número de transmisores-receptores portátiles (por ejemplo, teléfonos móviles ,buscapersonas , etc) para comunicarse entre sí y con los transmisores-receptores fijos y teléfonos encualquier lugar de la red, a través de estaciones de base, incluso si algunos de los transceptores se estánmoviendo a través de más de una célula durante la transmisión.Las redes celulares ofrecen una serie de ventajas sobre las soluciones alternativas: aumento de la capacidad reducido el uso de energía la cobertura de un área más grande reducción de la interferencia de otras señalesUn ejemplo de un simple y no del sistema telefónico celular es un viejo taxi, el sistema conductor de radio,donde la compañía de taxis tiene varios transmisores en torno a una ciudad que puede comunicarsedirectamente con cada taxi.El conceptoEn un radio celular del sistema, un área de tierra a un suministro de servicio de radio se divide en células enforma normal, que puede ser hexagonal, cuadradas, circulares o algunas formas irregulares otros, aunquelas células hexagonales son convencionales. Cada una de estas células se asigna múltiples frecuencias (f 1 -f 6), que tienen sus correspondientes estaciones base de radio . El grupo de frecuencias pueden serreutilizadas en otras células, siempre que las mismas frecuencias que no se reutilizan en celdas adyacentesvecinos, que podría causar la interferencia entre canales .El aumento de la capacidad en una red celular, en comparación con una red con un solo transmisor, vienedel hecho de que la misma frecuencia de radio se pueden reutilizar en un área diferente para unatransmisión completamente diferente. Si hay un transmisor llano único, sólo una transmisión puede serutilizado en cualquier frecuencia dada. Desgraciadamente, es inevitable un cierto nivel de interferencia dela señal de las otras células que utilizan la misma frecuencia. Esto significa que, en un sistema estándarFDMA, debe ser al menos una brecha de celular entre las células que volver a utilizar la misma frecuencia.En el caso simple de la empresa de taxis, cada uno tenía un canal de radio manual selector para ajustar adiferentes frecuencias. Ya que los pilotos se movían, que iba a cambiar de canal en canal. Loscontroladores sabían que la frecuencia cubiertos aproximadamente en qué área. Al no recibir una señal
  • 2. desde el transmisor, se trataría de otros canales, hasta que encontraron uno que trabajó. Los taxistas sólohablan de uno en uno, cuando sean invitados por el operador de la estación base (en un sentido TDMA ).codificación de la señal celularPara distinguir las señales de varios transmisores diferentes, el acceso múltiple por división de frecuencia(FDMA) y acceso múltiple por división de código (CDMA) se han desarrollado.Con FDMA, las frecuencias de transmisión y recepción en cada célula son diferentes de las frecuenciasutilizadas en cada celda vecina. En un sistema de taxis simple, el conductor del taxi manualmentesintonizado a una frecuencia de una célula de elección para obtener una señal fuerte y para evitarinterferencias de señales de otras células.El principio de CDMA es más complejo, pero consigue el mismo resultado, la distribución transceptorespuede seleccionar una celda y escucharla.Otros métodos disponibles de multiplexación como el acceso polarización múltiple por división (PDMA) yTime Division Multiple Access (TDMA), no se puede utilizar para señales separadas de una célula a lasiguiente, ya que los efectos de ambas varían con la posición y esto haría que la separación de la señalprácticamente imposible . Tiempo de acceso múltiple por división , sin embargo, se utiliza en combinacióncon FDMA o CDMA en una serie de sistemas para dar múltiples canales en el área de cobertura de unasola célula.reutilización de frecuenciasLa característica clave de una red celular es la capacidad de re-uso de frecuencias para incrementar lacobertura y capacidad. Como se describió anteriormente, las celdas adyacentes que utilizan diferentesfrecuencias, sin embargo no hay ningún problema con dos células lo suficientemente separadas que operanen la misma frecuencia. Los elementos que determinan la reutilización de frecuencias son la distancia dereutilización y el factor de reutilización.La distancia de la reutilización, el D se calcula comodonde R es el radio de la celda y N es el número de células por racimo. Las células pueden variar de radioen las gamas (1 km a 30 km). Los límites de las células también pueden solaparse entre las célulasadyacentes y células grandes se pueden dividir en células más pequeñas [1]El factor de reutilización de frecuencias es la velocidad a la que puede ser la misma frecuencia utilizada enla red. Que es 1 / K (o K de acuerdo con algunos libros), donde K es el número de células que no puedenutilizar las mismas frecuencias de transmisión. Valores comunes para el factor de reutilización defrecuencias son 1 / 3, 1 / 4, 1 / 7, 01/09 y 12/01 (o 3, 4, 7, 9 y 12 dependiendo de la notación).En el caso de las antenas de sector N en el sitio mismo de la estación base, cada uno con diferentedirección, la estación base puede servir N diferentes sectores. N suele ser 3. Un patrón de reutilización deN / K denota una mayor división en frecuencia entre las antenas de sector N por sitio. Algunos patrones dereutilización actuales e históricos son 3 / 7 (AMPS Norte América), 6.4 (Motorola NAMPS), y 3 / 4(GSM).
  • 3. Si el total disponible de ancho de banda es B, cada celda sólo se puede utilizar un número de canales defrecuencia que corresponde a un ancho de banda de B / K, y cada sector se puede utilizar un ancho debanda de B / NK.Código de acceso múltiple por división de sistemas basados en el uso de una banda de frecuencias másamplio para lograr la misma velocidad de transmisión que FDMA, pero esto se compensa con laposibilidad de utilizar un factor de reutilización de frecuencias de 1, por ejemplo, usando un patrón dereutilización de 1 / 1. En otras palabras, al lado de emplazamientos para estaciones base utilizan las mismasfrecuencias, y las estaciones base diferentes y los usuarios están separados por códigos en lugar de lasfrecuencias. Mientras que N se muestra como 1 en este ejemplo, eso no significa que la celda CDMA tieneun solo sector, sino que el ancho de banda de toda la celda también está disponible para cada sector porseparado.Dependiendo del tamaño de la ciudad, un sistema de taxis no tienen una frecuencia reutilización en supropia ciudad, pero sí en otras ciudades cercanas, la misma frecuencia se puede utilizar. En una granciudad, por el contrario, la frecuencia de reutilización sin duda podría estar en uso.Recientemente también división de frecuencia ortogonal de acceso múltiple basado en los sistemas, talescomo LTE se despliegan con una reutilización de frecuencias de 1. Dado que estos sistemas no transmitenla señal a través de la banda de frecuencia, entre las células de gestión de recursos de radio es importantepara la asignación de recursos entre las coordenadas de los sitios de células y de limitar la interferenciaentre celdas. Hay varios medios de coordinación de la interferencia entre celdas (ICIC) ya definidos en lanorma. [2] haz programación coordinada, multi-sitio MIMO o varios sitios de formación son otros ejemplosde inter-célula de gestión de recursos de radio que pueden ser estandarizados en el futuro.Las antenas direccionalesAunque el original 2-radio bidireccional, las torres de celulares se encontraban en los centros de las célulasy se omni-direccional, un mapa celular puede volver a dibujar con las torres de telefonía celular ubicadasen las esquinas de los hexágonos que las células tres convergen. [3] Cada torre tiene tres conjuntos deantenas direccionales dirigido en tres direcciones diferentes con 120 grados de cada celda (por un total de360 grados) y el receptor / transmisor en tres diferentes células en diferentes frecuencias. Esto proporcionaun mínimo de tres canales (de tres torres) para cada celda. Los números de la ilustración son los númerosde canal, que se repiten cada tres células. Células grandes se pueden subdividir en células más pequeñas delas zonas de alto volumen. [4]Los mensajes de difusión y paginaciónPrácticamente todos los sistemas celulares tiene algún tipo de mecanismo de difusión. Esto se puedeutilizar directamente para la distribución de información a móviles múltiples, comúnmente, por ejemplo, entelefonía móvil, los sistemas, el uso más importante de la emisión de información es la creación de canalesde uno a uno la comunicación entre el transceptor móvil y la estación base. Esto se llama paginación.Los detalles del proceso de paginación varían ligeramente de una red a otra, pero por lo general sabemosque un número limitado de células donde se encuentra el teléfono (este grupo de células se llama una zonade ubicación en el GSM o UMTS del sistema, o del área de enrutamiento si un sesión de paquetes de datosestá involucrado). Paginación se lleva a cabo mediante el envío de mensaje de difusión a todas las células.Mensajes de paginación se puede utilizar para la transferencia de información. Esto sucede en losbuscapersonas , en CDMA sistemas de envío de SMS de mensajes, y en el UMTS sistema en el que sepermite la baja latencia de bajada en las conexiones basadas en paquetes.
  • 4. Movimiento de celda a celda y traspasoEn un sistema de taxis primitivo, cuando el taxi se alejó de una torre primero y más cercano a una segundatorre, el conductor del taxi de conmutación manual de una frecuencia a otra, según sea necesario. Si lacomunicación se interrumpió debido a la pérdida de una señal, el conductor del taxi le preguntó el operadorde la estación base para repetir el mensaje en una frecuencia diferente.En un sistema celular, ya que los transceptores móviles distribuidos pasar de una célula a otra durante unacomunicación continua en curso, el cambio de la frecuencia de células a una frecuencia de célulasdiferentes se hace electrónicamente, sin interrupción y sin un operador de la estación base o el cambiomanual. Esto se conoce como la entrega o traspaso. Por lo general, un nuevo canal se seleccionaautomáticamente para la unidad móvil en la nueva estación base que va a servir. La unidad móvil cambiaautomáticamente a partir del canal actual al nuevo canal y continúa la comunicación.Los detalles exactos de mover el sistema móvil de una estación base a otra varía considerablemente de unsistema a otro (véase el siguiente ejemplo de cómo una red de telefonía móvil gestiona la entrega).Ejemplo de una red de telefonía móvil: la red de telefonía móvilGSM arquitectura de redEl ejemplo más común de una red de telefonía móvil es un teléfono móvil (celular) de la red. Un teléfonomóvil es un aparato portátil de teléfono que recibe o realiza llamadas a través de un sitio de celda (estaciónbase), o la transmisión de la torre. Las ondas de radio se utilizan para transferir señales hacia y desde elteléfono celular.Modernas redes de telefonía móvil utilizan las células porque las frecuencias de radio son un recursolimitado y compartido. Células sitios y la frecuencia de cambio de teléfonos bajo el control del ordenador yel uso de transmisores de baja potencia para que un número limitado de frecuencias de radio pueden serutilizados simultáneamente por muchas personas que llaman con menos interferencias.Una red de telefonía celular es utilizado por el operador de telefonía móvil para lograr la cobertura ycapacidad de sus suscriptores. Grandes áreas geográficas se dividen en células más pequeñas para evitar lalínea de visión directa la pérdida de señal y para apoyar un gran número de teléfonos activos en esa área.Todos los sitios de células están conectadas a centrales telefónicas (o switches), que a su vez se conectan ala red telefónica pública .En las ciudades, cada sitio puede tener un alcance de hasta aproximadamente ½ milla, mientras que en laszonas rurales, el rango puede ser de hasta 5 millas. Es posible que en la limpieza de las zonas abiertas, unusuario puede recibir señales de un sitio de la célula de 25 kilómetros de distancia.
  • 5. Dado que casi todos los teléfonos móviles utilizan tecnología celular, incluyendo GSM , CDMA y AMPS(analógico), el término "teléfono celular", en algunas regiones, especialmente en los EE.UU., se usaindistintamente con "teléfono móvil". Sin embargo, los teléfonos por satélite son los teléfonos móviles queno se comunican directamente con una torre celular con base en tierra, pero puede hacerlo indirectamente através de un satélite.Hay un número de diferentes tecnologías celulares digitales, incluyendo: Sistema Global paraComunicaciones Móviles (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Code Division Multiple Access(CDMA), Evolution-Data Optimized (EV-DO), Velocidades de Datos Mejoradas para GSM Evolution(EDGE), 3GSM , Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT), AMPS digital (IS-136/TDMA), y integrated Digital Enhanced Network (iDEN).Estructura de la red de telefonía móvil celularArtículo principal: GSMUna visión simple de la telefonía móvil celular, radio de la red consiste en lo siguiente: Una red de estaciones base de radio que forman el subsistema de estación base . El núcleo de red de conmutación de circuitos para el manejo de las llamadas de voz y texto Una red de conmutación de paquetes para el manejo de datos móviles La red telefónica pública conmutada para conectar los abonados a la red de telefonía más amplioEsta red es la base de la GSM red del sistema. Hay muchas funciones que son realizadas por esta red con elfin de asegurarse los clientes obtener el servicio deseado, incluyendo la gestión de la movilidad, el registro,establecimiento de llamadas, y la entrega .Cualquier teléfono se conecta a la red a través de una RBS ( Estación de Radio Base ) en una esquina de lacelda correspondiente que a su vez se conecta con el centro de conmutación móvil (MSC). El MSC ofreceuna conexión a la red telefónica pública conmutada (PSTN). El enlace de un teléfono a la RBS se llama unenlace ascendente, mientras que el otro se denomina enlace descendente.Canales de radio con eficacia el uso del medio de transmisión a través del uso de los siguientes esquemasde multiplexación: múltiple por división de frecuencia (FDM), múltiplex por división de tiempo (TDM),multiplexión por división de código (CDM), y la división de espacio múltiple (SDM). Correspondientes aestos esquemas de multiplexación son las técnicas de acceso: acceso múltiple por división de frecuencia(FDMA), acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), acceso múltiple por división de código(CDMA), y el acceso múltiple por división de espacio . (SDMA) [5]Celular entrega en redes de telefonía móvilArtículo principal: HandoffA medida que el usuario del teléfono se mueve de un área de la celda a otra celda, mientras una llamadaestá en progreso, la estación móvil será la búsqueda de un nuevo canal para insertarse en el fin de no dejarcaer la llamada. Una vez que un nuevo canal se encuentra, la red estará al mando de la unidad móvil paracambiar al nuevo canal y al mismo tiempo cambiar la llamada en el nuevo canal.Con CDMA , múltiples teléfonos CDMA comparten un canal de radio específico. Las señales se separanmediante un pseudonoise código (código PN) específicas para cada teléfono. A medida que el usuario semueve de una célula a otra, el teléfono establece enlaces de radio con varios sitios de la célula (o sectores
  • 6. de un mismo sitio) simultáneamente. Esto se conoce como "transferencia suave" porque, a diferencia de latecnología celular tradicional, no hay un punto definido en el teléfono cambia a la nueva celda.En IS-95 entre las entregas y mayor frecuencia de los sistemas analógicos, tales como NMT por lo generalno será posible poner a prueba el canal que va directamente al comunicarse. En este caso, de otras técnicasque se utilizan como balizas piloto de IS-95. Esto significa que casi siempre hay una breve pausa en lacomunicación en la búsqueda del nuevo canal seguido por el riesgo de un regreso inesperado a la delantiguo canal.Si no hay una comunicación constante y la comunicación puede ser interrumpido, es posible que la unidadmóvil de moverse espontáneamente a partir de una célula a otra y luego notificar a la estación base con laseñal más fuerte.elección de la frecuencia celular en redes de telefonía móvilArtículo principal: las bandas de frecuencia GSMEl efecto de la frecuencia en la cobertura de la celda significa que diferentes frecuencias sirven mejor paradiferentes usos. Las frecuencias bajas, como 450 MHz de NMT, sirven muy bien para la cobertura decampo. GSM 900 (900 MHz) es una solución adecuada para la cobertura urbana de luz. GSM 1800 (1,8GHz) comienza a ser limitada por muros estructurales. UMTS , de 2,1 GHz es muy similar en la coberturade GSM 1800.Las frecuencias más altas son una desventaja cuando se trata de la cobertura, pero es una ventaja decisivacuando se trata de la capacidad. Células Pico, referidas, por ejemplo un piso de un edificio, a ser posible, yla misma frecuencia se puede utilizar para las células que son prácticamente vecinos.Área de la celda de servicios también puede variar debido a la interferencia de los sistemas de transmisión,tanto dentro como alrededor de la celda. Esto es cierto especialmente en los sistemas basados en CDMA.El receptor se requiere una cierta relación señal-ruido . A medida que el receptor se aleja del transmisor, lapotencia transmitida se reduce. A medida que la interferencia (ruido) se eleva por encima de la potenciarecibida desde el transmisor, y la potencia del transmisor no se puede aumentar más, la señal se corrompe yeventualmente inservible. En los sistemas basados en CDMA, el efecto de la interferencia de otrostransmisores móviles en la misma celda en el área de cobertura es muy marcado y tiene un nombreespecial, la respiración celular .Se puede ver ejemplos de la cobertura celular mediante el estudio de algunos de los mapas de coberturaproporcionada por los operadores reales en sus sitios web. En algunos casos, pueden marcar el sitio de laemisora, en otros se puede calcular mediante la elaboración de los puntos fuertes de la cobertura.Comparación de cobertura de diferentes frecuenciasLa siguiente tabla muestra la dependencia de la frecuencia en el área de cobertura de una célula de unCDMA2000 red: [6]Frecuencia (MHz) Celular radio (km) Área de la celda (km2) Recuento de Células relativa450 48.9 7521 1950 26.9 2269 3.31800 14.0 618 12.22100 12.0 449 16.2