telecomunicaciones 4

1. FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
ELECTRÓNICA
ASIGNATURA:
TELECOMUNICACIONES IV
TITULO:
PROPAGACIÓN EN SISTEMAS CELULARES
INTEGRANTES:
• LEÓN HUACAL FRANKLIN ISAI
• PETROZZI PUSE RENZO
• VAZQUES VELASCO HEYSER
• GAMARRA VILCHEZ DANILO
• REGALADO CARHUAPOMA JUAN

2. 1.- PROPAGACIÓN PARA SISTEMAS MÓVILES
 Predecir el comportamiento del canal de propagación es una
tarea difícil. El canal de radio no sólo varía de acuerdo a las
particularidades del terreno sino también de acuerdo a la
velocidad del móvil.
 En particular la tasa de desvanecimientos se agudiza al aumentar
la velocidad del móvil.
 Su comportamiento es sumamente aleatorio, y por ende debe
estudiarse estadísticamente.
 En general los mecanismos tras la propagación de ondas son la
reflexión, la difracción y la dispersión.
1.1.- Los Tres Mecanismos de
Propagación Básicos
 Las Reflexiones ocurren cuando las
ondas electromagnéticas chocan contra
objetos de dimensiones muy grandes
comparadas con su longitud de onda.
Originan trayectos de propagación de diversas longitudes,
potencias diferentes y retardados unos respecto de otros,
produciendo el desvanecimiento (fading) de la señal.
 La Difracción aparece cuando el trayecto de propagación radio,
entre transmisor y receptor está obstruido por un obstáculo que
presenta irregularidades agudas (aristas, esquinas), tales como
montañas y edificios
 A altas frecuencias, la difracción y la reflexión dependen de la
geometría del objeto, además de la amplitud, fase y polarización
de la señal incidente

3.  La dispersión ocurre cuando el medio a través de la cual viaja la
señal consiste de objetos con dimensiones pequeñas comparadas
con la longitud de onda, y donde el número de obstáculos por
unidad de volumen es grande (arbustos, postes, señales de
tránsito, superficies rugosas, etc.).
 Los modelos que predicen en comportamiento de la intensidad
media de la señal entre el Tx-Rx para una distancia arbitraria,
generalmente grande (cientos o miles de metros) se denominan
modelos de propagación
 Relaciona la intensidad de la señal entre dos puntos entre los
cuales no existe ninguna obstrucción. La ecuación de espacio
libre de Friis se expresa así:
 λ: longitud de onda de la señal
 d: distancia entre Tx y Rx
 L: constante de pérdidas del sistema. No asociada a la
propagación. En general L≥1 se relaciona con pérdidas en
antenas, filtros y/o líneas de transmisión.
 Gt,Gr: ganancias de las antenas. Pt,Pr: potencias

4. 2.- CONCEPTO DE ZONA DE SERVICIO
2.1.- Cobertura:
La cobertura del sistema se refiere a las zonas geográficas en las que se
va a prestar el servicio. La tecnología más apropiada es aquella que
permita una máxima cobertura con un mínimo de estaciones base,
manteniendo los parámetros de calidad exigidos por las necesidades
de los usuarios. La tendencia en cuanto a cobertura de la red es
permitir al usuario acceso a los servicios en cualquier lugar, ya sea
local, regional, nacional e incluso mundial, lo que exige acuerdos de
interconexión entre diferentes operadoras para extender el servicio a
otras áreas de influencia diferentes a las áreas donde cada red ha sido
diseñada.
2.2.- Capacidad.
Se refiere a la cantidad de usuarios que se pueden atender
simultáneamente. Es un factor de elevada relevancia, pues del
adecuado dimensionamiento de la capacidad del sistema, según
demanda de servicio, depende la calidad del servicio que se preste al
usuario. Esta capacidad se puede incrementar mediante el uso de
técnicas tales como la reutilización de frecuencias, la asignación
adaptativa de canal, el control de potencia, saltos de frecuencia,
algoritmos de codificación, diversidad de antenas en la estación móvil,
etc.

5. 2.3.- Reutilización de frecuencias
Esta es la técnica que permite diferenciar a los sistemas de
concentración de canales frente al resto. Se trata de tomar todo el
grupo de frecuencias asignado a la red y, dividiendo el grupo en varios
subgrupos - celdas - y ordenándolo según una estructura celular -
racimo - se pueden construir- grandes redes con las mismas
frecuencias sin que estas interfieran entre sí
3.- DEFINICIÓN DE ENTORNOS CELULARES: PICO, MICRO Y
MACROCELDAS
3.1 Macroceldas
Características:
 A la estación base se le conoce como BS o BTS (Base Station o
Base Transceiver Station, por sus siglas en inglés) pero según sea
la tecnología de la red de la antena, se le conoce también con
diferentes nombres: NodeB (NB) en las redes 3G y Evolved
NodeB (eNB) en las redes LTE.
 Modelo de consumo de potencia
En las redes de telecomunicaciones móviles, son las radio-bases las
mayores consumidoras del recurso energético total del sistema.
En transmisiones discontinuas (DTX), la potencia requerida en la
entrada puede ser significativamente reducida en aquellas estaciones
base que traen incorporados un modo de suspensión (Sleep Mode).

6. • Aproximación lineal que relaciona la potencia de entrada y salida
en una radio base típica.
• En la siguiente figura se muestra una distribución típica del
consumo de potencia en una macro-estación base. Se puede
notar que gran parte de la potencia consumida corresponde al
amplificador de potencia de la radio-base debido a la
importancia de brindar cobertura adecuada a terminales
distantes. Sin embargo, la eficiencia del amplificador de poder es
muy pobre, y se degrada aún más ante situaciones de mediana o
baja carga. Esta es la razón principal del por qué el consumo de
potencia en las redes celulares, es hasta cierto punto,
independiente de la carga de tráfico.
• Introducir escalabilidad en componentes del hardware y dar
soporte mediante una gestión dinámica de potencia, permitiría
disminuir los valores en el consumo de energía, logrando
mejoras en eficiencia.

7. • Apagar componentes durante períodos de no operación como en
las DTX, es otra medida que debe tomarse en cuenta.
3.2.- Redes Heterogéneas
 Existe una necesidad de mejorar la densidad a nivel de nodos con
el fin de mejorar la capacidad de la red.
 En un despliegue escaso en macro estaciones base, añadir otro
nodo no incrementa severamente la interferencia entre celdas y
resulta sencillo densificar la zona. Sin embargo, en despliegues
que ya presenten alta densidad, densificar podría verse limitado
por una alta interferencia entre celdas.
 Muchos de los desafíos involucrados con la capacidad de la red y
la tasa de transferencia de datos, pueden ser solucionados con el
empleo de estaciones base con menor potencia de transmisión
que complemente una red actual macro, permitiendo seguir el
comportamiento oferta/demanda.
 Estos nodos de baja potencia se clasifican en femto y pico nodos,
y en despliegues en exteriores, la potencia de transmisión varía
entre 250 mW y aproximadamente los 2 W.

8.  Mientras que las radio bases tradicionales transmiten a una
potencia entre los 5 W y los 40 W, siendo necesario considerar
un equipo de aire acondicionado para el amplificador de
potencia en el caso de los macro nodos.
 Típicamente, la COBERTURA de una Microcelda es menos que 2
Km, de una Pico-celda es 200 metros y una Femtocelda es del
orden de 10 metros.
 La mezcla de diferentes tipos de tecnología de radio y el uso de
macroceldas junto a nodos de baja potencia, trabajando en
conjunto y sin problemas, se conoce como redes heterogéneas o
HetNet.
• Según Wim Sweldens, responsable de Alcatel-Lucent para
actividades Wireless, la femtocelda/microcelda suministra más
rápidas y más económicas ganancias de capacidad de red.
• A continuación se presenta una topología de redes heterogéneas
utilizando una mezcla de nodos de alta potencia (macronodos) y
nodos de baja potencia.

9. 4.- PARÁMETRO DE CALIDAD PORTADORA A
INTERFERENCIA C/I: SISTEMAS ANALÓGICO Y DIGITAL
¿Qué es la interferencia?
• Es cualquier señal no deseada presente en la entrada del
receptor o en su interior.
• Puede ser una copia retardada de la propia señal (multitrayecto).
• Una señal de un canal adyacente que viaja sobre el mismo enlace.
• Una señal de otro enlace o fuente de RF.
Causas de Interferencia
Internas:
• Se relacionan al propio equipamiento del sitio como osciladores
locales (LO), selectividad de los filtros, etc.
• Aspectos internos del diseño del sistema, tales como señales
reflejadas de la antena al TX, espaciamiento de frecuencias
TX/RX, relación frente/espalda (F/B) sí es repetidora,
interferencias co-canal y canal adyacente, desde el propio
sistema.
Externas:
• Incluyen las causadas por otros sistemas ya instalados y las
provenientes de otros servicios como los satélites.
• También las provenientes de un sitio distante que puede formar
parte de la misma ruta, este aspecto puede ser controlado por el
diseñador del sistema.
Tipos de Interferencia
• C/I Variable: La interferencia es constante pero el nivel de
portadora varía debido al desvanecimiento en el trayecto, el cual
debe ser independiente del desvanecimiento de la señal
interferente, provocando que el C/I varíe con el
desvanecimiento, los efectos se ven en el nivel de umbral del
receptor (el BER es alto).

10. • C/I Constante:
- Tanto la señal interferente como la portadora son afectadas por
la misma cantidad de desvanecimiento, este es el caso en que ambas
viajan sobre el mismo trayecto.
- Los niveles absolutos de la señal deseada y la interferente
pueden cambiar, pero la relación entre ambas se mantiene igual.
Efecto en los RX analógicos
• La interferencia disminuye la S/N teniendo un efecto directo
sobre la calidad.
Efecto en los RX analógicos
• Genera productos de Intermodulación (IMP) que degradan aún
más la señal.
• Estos productos interfieren con la portadora y sus bandas
laterales provocando la interferencia de batido de portadoras.
• Cuando las bandas laterales del canal adyacente se baten con las
bandas laterales del canal principal, resulta en batido de bandas
laterales.
Ruido en Sistemas Analógicos
• La figura muestra el efecto de incremento de ruido debido al
ruido térmico e intermodulación.

11. Ruido en Sistemas Analógicos
 El punto de cruce es el punto de operación deseado.
 La mayoría de los sistemas analógicos se diseñan para un
margen de desvanecimiento (FM: Fade Margin) usualmente de
40 dB sin importar las condiciones del enlace.
Efecto en los RX digitales
• En condición de no-desvanecimiento, son muy robustos a la
interferencia.
• Con desvanecimiento los niveles de RX se acercan a los valores
del umbral, cuando bajan más debajo de este nivel causan
problemas en el proceso de demodulación.
• El efecto de la interferencia está en términos de la relación entre
la señal deseada (portadora o Carrier) y la no deseada
(Interferencia) o C/I.

12. 5.- ESTRUCTURAS GEOMÉTRICAS EN COMUNICACIONES
CELULARES
5.1.- GEOMETRÍA CELULAR (I)
• Forma geométrica más conveniente.
 Estudio supone TX idénticos
 Terreno homogéneo
 Antenas omnidireccionales
 Esto supone cobertura circular
 Problema: solape o recubrimiento parcial
• Estructura geométrica de la agrupación
 Coberturas poligonales
 Polígonos: triángulo, cuadrado, hexágono
• Análisis de interferencia
 Hexágono tiene mayor relación área/radio
 Mínimo número de celdas necesario
• Ubicación de estaciones base
 Sistema de coordenadas oblicuas u-v.
 Cada vértice del triángulo es un nodo
 Las estaciones base se colocan en los nodos

13. GEOMETRÍA CELULAR (II)
6.- ÁREA DE COBERTURA DE UNA CELDA
La red celular ideal, mostrada en los libros, tiene celdas hexagonales.
En la práctica la cobertura de la celda varía considerablemente
dependiendo del terreno, la ubicación de la antena, las construcciones
que pudieran interferir, puntos de medición y barreras.
El otro factor que interviene considerablemente en la cobertura es la
frecuencia utilizada. Puesto simple, frecuencias bajas tienden a
penetrar bien obstáculos, frecuencias altas suelen ser detenidas por
objetos chicos. Por ejemplo, una pared de yeso de 5 milímetros
detendrá completamente la luz, pero no tendrá ningún efecto sobre
ondas de radio.
El efecto de la frecuencia en la cobertura significa que diferentes
frecuencias sirven mejor a diferentes usos. Frecuencias bajas, como la
de 450 MHz de NMT (en inglés), dan buena cobertura en áreas
campestres. La de 900 Mhz de GSM 900 es una solución apropiada para
áreas urbanas pequeñas. GSM 1800 usa la banda de 1.8 GHz que ya
comienza a ser limitada por paredes. Ésta es una desventaja cuando se
habla de cobertura, pero es una ventaja cuando se habla de capacidad.

14. Las pico celdas, por ejemplo, un piso de un edificio, son posibles y la
misma frecuencia puede ser usada por celdas que son prácticamente
vecinas. UMTS a 2.1 GHz es similar a GSM 1800 en cobertura. A 5 GHz
las redes inalámbricas 802.11a tienen ya una muy limitada capacidad
para penetrar paredes y suelen ser limitadas a una sola habitación en
un edificio. Al mismo tiempo 5 GHz puede penetrar fácilmente
ventanas y paredes finas, por lo que son usada en WLANs.
Si sobrepasamos estos rangos la capacidad general de la red
incrementa (más ancho de banda está disponible) pero la cobertura
comienza a ser limitada a la línea de visión. Los enlaces infrarrojos han
sido considerados para uso en redes celulares, pero su uso sigue
limitado a aplicaciones punto a punto.
El área de servicio de una celda puede también variar debido a la
interferencia de sistemas transmitiendo dentro y alrededor. Esto es así
especialmente en sistemas basados en CDMA. El receptor requiere
cierto nivel de señal/ruido. Cuando el receptor se aleja del transmisor
la señal transmitida se reduce. A medida que la interferencia (riudo)
crece sobre la señal recibida y no se puede aumentar más el nivel en el
transmisor, ésta se corrompe y eventualmente inusable. En los
sistemas basados en CDMA el efecto de la interferencia de otro
transmisor móvil en la misma celda es muy marcado y tiene un nombre
especial, respiro de celda.
Para ver ejemplos reales de coberturas de celdas pueden buscarse
mapas provistos por operadores reales en sus sitios webs; en ciertos
casos pueden marcar el sitio de los transmisores, en otros se pueden
notar los puntos más fuertes de cobertura.
6.1.- Tráfico en Telecomunicaciones
De acuerdo con la recomendación ITU-T B.18: en una red de
telecomunicaciones, la intensidad de tráfico instantánea A(t) en un
conjunto de elementos de red es el número de elementos ocupados en
un instante dado. Por lo general se considera 1 hora.
Pueden calcularse momentos estadísticos para un periodo de tiempo
dado; por ejemplo, la intensidad de tráfico media está relacionada con
la intensidad de tráfico instantánea A(t) por la siguiente expresión:

15. La intensidad de tráfico equivale al producto de la tasa de llegadas por
el tiempo medio de ocupación. La unidad de intensidad de tráfico
empleada habitualmente es el erlang cuyo símbolo es E.
6.2.- Erlang: Unidad de intensidad de tráfico, cuyo símbolo es E. Un
erlang es la intensidad de tráfico en un conjunto de órganos, cuando
sólo uno de ellos está ocupado de manera continua. Cuando el tráfico
es de un (1) erlang significa que el elemento de red está totalmente
ocupado durante el tiempo de medición, normalmente una hora.
A parte del erlang también se usa el CCS (Centi-Call Seconds) como
unidad de tráfico.
1 CCS equivale a 100 llamadas-segundos, por lo tanto el tráfico en una
línea ocupada totalmente durante una hora es de 36 CCS, por lo tanto:
1erlang =36CCS
7.-DEFINICIONES DE TRÁFICO EN TELECOMUNICACIONES
 Tráfico ofrecido
– Tráfico que podría cursar una cantidad muy grande de elementos de
red. Es el tráfico que se cursaría si no hubiese llamadas perdidas
 Tráfico cursado
– Es el tráfico atendido por un grupo de elementos de la red
 Tráfico de desbordamiento
– La parte del tráfico ofrecida a un conjunto de elementos de red que
no es cursada por dicho conjunto de órganos
 Tráfico Bloqueado
– La parte del tráfico de desbordamiento que no es cursada por
conjuntos subsiguientes de órganos
 Tráfico rechazado o perdido
– La parte de tráfico bloqueado que no da como resultado reintentos
de llamada. Es la diferencia entre el tráfico ofrecido y el tráfico cursado
y se puede reducir aumentando la capacidad del sistema
El tráfico ofrecido es un concepto teórico y se utiliza sólo para
propósitos de planificación teórica. Sólo el tráfico cursado es medido
en la práctica y por supuesto depende de la capacidad de la red o
sistema. Desde el punto de vista económico, la capacidad de la red

16. siempre será menor que el tráfico ofrecido, esto se debe al carácter
aleatorio de las comunicaciones lo que produce que en condiciones
normales de funcionamiento sólo un porcentaje de los usuarios de la
red solicitan recursos a la misma.
7.1.- Unidad de Tráfico
Si una línea está ocupada durante una hora entonces cursa un tráfico
de 3600 llamadas-segundos que a 36 llamadas de 100 seg de duración
cada una, o a cualquier otra combinación que resulte en 3600
llamadas-segundo. Si 100 usuarios solicitan una llamada con una
duración promedio de 3 minutos entonces el tráfico es:
Centi-Call Seconds – CCS
A parte del Erlang, también se usa el CCS (Centi-Call Seconds) como
unidad de tráfico.
1 CCS equivale a una llamada con duración de cien segundos, de esta
forma el tráfico en una línea ocupada totalmente durante una hora es
de 36 CCS, por lo tanto
De esta forma si tenemos el tráfico en CCS, lo dividimos por 36 para
obtener los Erlang respectivos. Si por el contrario, el tráfico está en
Erlang lo multiplicamos por 36 para llevarlo a CCS.
7.2.- CÁLCULO DE TRÁFICO
El tráfico ofrecido depende de dos factores importantes
1.- La tasa de llegada de sesiones de comunicaciones
Q [sesiones/s, sesión/min, sesión/hr]
2.- La duración promedio de cada sesión [s o min]
Esto se aplica por igual para llamadas de voz o para aplicaciones
de datos.

17. Si Q se expresa en sesión/min y μ en min, el tráfico promedio en erlang
viene dado por
Ejemplo: Si en una red llegan 10 llamadas por mín. y cada una dura en
promedio 3 min, entonces el tráfico promedio ofrecido a la red es de 30
erlang.
Si Q se expresa en sesión/hr y en segundos entonces el tráfico es
A pesar de que el erlang es la unidad de tráfico más usada, existen
otras unidades de tráfico.
El cálculo de tráfico en telecomunicaciones, también conocido como
teletráfico, es un compromiso entre la cantidad de recursos
disponibles pero no utilizados por los usurarios, y la misma cantidad
de recursos cuando todos los usuarios los soliciten, manteniendo al
mínimo la cantidad de sesiones perdidas.
La estimación de la cantidad de recursos no tiene una solución única ya
que depende mucho del planificar y del grado de servicio que esté
dispuesto a ofrecer a los clientes.
Un canal ocupado continuamente lleva un tráfico de un Erlang.
7.3.- REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL TRÁFICO

18. Los costos de una red de telecomunicaciones se pueden dividir en dos
grandes partes: los costos de la infraestructura que depende de la
cantidad de usuarios y los costos asociados al tráfico cursado por los
usuarios. La planificación tiene por objeto minimizar los costos
manteniendo un cierto grado en la calidad del servicio a los usuarios,
para ello a la red debe estar bien dimensionada y se deben medir
periódicamente una gran cantidad de indicadores que señalan el
estado de ocupación de la red.
Cuando un elemento se ocupa, las aproximas llamadas son
desbordadas a otros elementos, se produce entonces el tráfico
desbordado. Cuando todos los elementos están ocupados las siguientes
llamadas se bloquean. Una cierta cantidad de las llamadas bloqueadas
son reintentadas, las que no lo sean se consideran como rechazadas.
Dependiendo del modelo de tráfico que usemos se pueden o no
considerar reintento, si no aplica el reintento entonces todas la
llamadas bloqueadas se convierten en rechazadas o perdidas.
7.4.- VARIACIÓN DEL TRÁFICO EN EL TIEMPO
El tráfico varía en función de diversos factores como la ubicación
geográfica (urbano, suburbano, rural), si es residencial o comercial, y
también varía con el tiempo. En la gráfica se muestra la variación del
tráfico durante el día, la semana, un año y en varios años.

19. 7.4.-DIVISIÓN DE CELDAS (Cell Spliting)
Es el proceso por medio del cual la celda se divide en celdas más
pequeñas. Se realiza con el fin de tener más canales y poder así
soportar el tráfico creciente; al mismo tiempo hay que reducir la altura
de la antena de la BS y la potencia de transmisión. El radio de las
nuevas celdas es la mitad del radio original, y la celda original se divide
en 4 celdas. Una ubicada en el centro y seis medias celdas alrededor de
aquella.
7.8.-POTENCIA DE TRANSMISIÓN DESPUES DEL SPLITTING
Si la celda original transmitía con una potencia PTX1, en el borde de la
celda la potencia recibida es
Donde α una constante, n es el factor de pérdida con la distancia
considerado igual a 4 para ambientes móviles y R1 es el radio en el
borde de la celda.
Si el radio de la nueva celda es R1/2, entonces la potencia recibida por
el móvil será:

20. Independientemente del radio de la celda, los móviles deben seguir
recibiendo la misma potencia, así que Igualando ambas ecuaciones
podemos calcular la relación entre PTX1 y PTX2:
En general si una celda se ha subdividido N veces, el radio de las
nuevas celdas, con relación a la original, es R/2N, y la potencia de
transmisión es PTX2 (dBm)=PTX1 (dBm)- 12n (dB).
Handover
Handover o Handoff es el proceso que ocurre cuando el móvil, debido a
condiciones del canal o de tráfico, migra desde la interface de aire de la
BS que le está prestando servicios a otra interface de aire suministrada
por otra BS. El handover se puede clasificar en dos grandes categorías:
en función de la forma como el móvil deja los recursos que posee en la
BS actual, y en función de las características que posee la nueva BS con
relación a la actual.
El Handover se produce cuando:
 La MS se desplaza y debido a desvanecimiento y/o interferencia
debe cambiar de BS para obtener una señal de mejor calidad.
 La MS puede obtener una mayor QoS con otra BS

21. Si durante el proceso de HO se produce una interrupción de la
comunicación la MS tiene la opción de reintentar el ranging con la
nueva BS. Si esto también falla puede anular el HO con la BS actual, si
está dentro del lapso de los 100 ms, si esto también falla debe iniciar el
proceso de registro desde el principio.
7.9.- CLASIFICACIÓN DEL HANDOVER
HANDOVER EN FUNCIÓN DE CÓMO SE LIBERAN LOS
RECURSOS: Esta categoría se refiere a la decisión que toma el móvil
con relación a los recursos de radio que tiene asignados en el momento
de realizar el handover; y existen dos tipos: el
Handover suave (Soft Handover) y el Handover duro
(HardHandover)
– Hard Handover
– Soft Handover
HANDOVER EN FUNCIÓN DE LAS CARACTERISTICAS DE LA
NUEVA BS
– Handover inter frecuencia: Migración a otra celda con frecuencia
distinta a la de la BS que le está sirviendo.
– Handover intra frecuencia: Migración a otra celda que tiene la misma
frecuencia de la BS que le está sirviendo.
– Handover entre tecnologías de acceso distintas (Handover Vertical)
8.- REUTILIZACIÓN DE FRECUENCIAS Y DIVISIÓN
EN CELDAS.
En los sistemas celulares, el área de cobertura de un operador
es dividida en celdas. Una celda corresponde a una zona cubierta
por un transmisor o una pequeña colección de transmisores. El
tamaño de la celda depende de la potencia del transmisor, banda de
frecuencia utilizada, altura y posición de la torre de la antena, el tipo
de antena, la topografía del área y la sensibilidad del radio receptor.
Célula o celda es el área en el cual un sitio de transmisión
particular es el más probable de servir las llamadas telefónicas
móviles.
Un canal de radio consiste en un par de frecuencias, una en
cada dirección de transmisión, que son usadas para una operación
full-duplex. Un canal de radio en particular, F1, es usado en una zona
geográfica llamada celda, C1, con un radio de cobertura R. Este
mismo canal puede ser usado en otra celda con el mismo radio de
cobertura a una distancia D de separación (ver Figura).

22. Figura: La relación D/R.
Por lo anteriormente expuesto, el concepto de re-uso de
frecuencias (frequency reuse) se refiere al uso de las mismas
frecuencias portadoras para cubrir distintas áreas separadas por
una distancia suficientemente grande para evitar interferencia co-canal.
En lugar de cubrir un área desde un único sitio de transmisión
con alta potencia y alta elevación, el proveedor de servicios puede
subdividir el área en sub-áreas, zonas, células o celdas en donde
cada una un transmisor de menor potencia.
Las celdas con distintas letras van a ser servidas por un
juego de frecuencias diferentes. Así celdas que estén
suficientemente apartadas (A1 y A2) pueden usar el mismo juego
de frecuencias (Figura), de esta manera, el sistema móvil basado en
el concepto de celular puede atender simultáneamente una cantidad
mayor de llamadas que el número total de canales asignados.
8.1.-PROPIEDADES DE LA GEOMETRÍA CELULAR:
El principal propósito de definir células es delinear zonas en
las cuales cada canal es usado. Es necesario un grado de confinación
geográfica del canal para evitar la interferencia co-canal.
Las zonas amorfas mostradas en la Figura 1. 2 podrían ser
aceptables para sistemas que no se modifiquen. En la práctica, es
necesaria una estructura geométricamente que facilite la adaptación
al crecimiento del tráfico.
Si una celda está cubierta por una antena isotrópica ubicada en
el centro, se puede pensar la célula como de forma circular. A este
tipo de células se las conoce como células omnidireccionales En este
caso, existe solapamiento o bien zonas sin cobertura, tal como se
muestra en la Figura 1. 3.
Figura: Celdas formadas con
antenas isotrópicas.

23. Un sistema podría estar diseñado con células en forma de
cuadrados o triángulos equiláteros pero, por razones de dibujo y
relaciones geométricas los diseñadores de sistemas de los
Laboratorios Bell adoptaron la forma de hexágono. En este caso, en
una matriz de celdas no existe solapamiento ni espacios vacíos.
Al área formada por K celdas adyacentes que utilizan canales
diferentes, se lo llama cluster. Tal como se muestra en la Figura 1. 4.
Figura 1. 4: Ejemplo de
cluster con K = 7.
9.- TASA DE RE-USO CO-CANAL O FACTOR DE
REDUCCIÓN DE INTERFERENCIA CO-CANAL.
Dado que la misma frecuencia es usada en dos celdas diferentes
al mismo tiempo, un filtro no puede aislar la interferencia co-canal.
Sólo una separación geográfica puede reducir dicha interferencia. Se
define factor de reducción de interferencia co-canal o tasa de re-uso
co-canal q como: Q =D/R
Esta tasa tiene impacto en dos puntos importantes del sistema: la
calidad de transmisión y la cantidad de usuarios que pueden ser
atendidos por el sistema (capacidad del sistema)
Cuanto más grande es la relación D/R menor será la
interferencia co-canal, por ende habrá mejor calidad de transmisión.
Cuanto más pequeña sea la relación D/R más grande será la
capacidad del sistema, ya que la cantidad de canales (S=N/K)
asignados a una celda será mayor. Como se ve más adelante, el valor
de q puede ser determinado a partir de la relación señal ruido.
La mínima distancia que permite reusar la misma frecuencia
depende de muchos factores, tales como el número de celdas co-canales
en la vecindad de la celda central, la característica geográfica
del terreno circundante, la altura de la antena, y la potencia
transmitida en cada celda.

24. La distancia D de reusó de frecuencia puede ser determinada
mediante D =√3퐾 R
Donde K es el número de celdas por clúster o patrón de reusó de
frecuencia mostrado en la Figura
Si todas las estaciones bases transmiten con la misma potencia,
entonces un incremento de K, manteniendo el radio R de la celda
produce un incremento de la distancia D (distancia entre celdas co-canales).
Este incremento de D reduce la posibilidad de que se
produzca interferencia co-canal.
Teóricamente un valor elevado de K es deseado. No obstante el
número de canales asignados es fijo. Cuando K es demasiado grande,
el número de canales asignado a cada una de las K celdas se hace
pequeño, esto provoca una ineficiencia de trunking.

25. Esto se debe a que por celda es demasiado pequeño el número
de usuarios que pueden comunicarse simultáneamente. El mismo
principio se aplica a la ineficiencia de espectro: si el número total de
canales es dividido entre dos o más redes de operadores en la misma
área, se incrementa la ineficiencia de espectro ya que ahora se hace
en el mejor de los casos reuso de frecuencias de la mitad del espectro.
Por todo esto es necesario encontrar el mínimo valor de K con el
cual se pueden alcanzar los requerimientos de performance del
sistema. Esto involucra estimar la interferencia co-canal y
seleccionar la mínima distancia D de reúso de frecuencia para
reducir la interferencia co-canal.
UBICACIÓN DE CELDAS CON IGUALES CANALES
Para diagramar la asignación de canales en los distintos clúster, se
utilizan dos números enteros: i, j con i ≥ j
Desplazamiento.
Llamados parámetros de Método práctico: Tomando una celda como
referencia, en este caso A, se cuentan i celdas a lo largo de la cadena de
hexágono partiendo de uno de los lados de la celda referencia, luego
se gira en contra de las agujas del reloj 600 y se cuentan j celdas más.
La celda referencia y esta última son celdas co-canal.
Las celdas co-canales también
pueden encontrarse avanzando
primero j celdas, luego girando y
avanzando i celdas a favor de las
agujas del reloj.
El número K de celdas por
grupo (clúster) es un
parámetro de gran interés,
porque en un sistema práctico
determina cuantos conjuntos
de canales deben ser formados.

26. 10.- MÉTODOS PARA MEJORAR LA RELACIÓN C/I
Para definir la calidad de la señal recibida en términos de
interferencias se utiliza la relación portadora a interferencia (C/I).
C/I está influenciado por los siguientes factores:
• La ubicación del dispositivo móvil.
• La geografía local y el tipo de dispersión.
• El tipo de antena, la elevación y posición del sitio.
• C/I debe ser lo suficiente grande para tener una comunicación
inteligible.
Se requieren nuevos mecanismos para mejorar el desempeño celular y
la capacidad. Un nuevo mecanismo es el plan de rehúso de
frecuencias direccional.
Este mecanismo proporciona una ganancia adicional a la relación
portadora/interferencia (C/I).

27. SECTORIZACIÓN
• Mejorar la C/I del sistema.
• Reducir la interferencia de canal adyacente y la de co-canal.
• Uso de antenas direccionales en lugar de omnidireccionales.
• Sectores de 60, 120 o 180 grados.
Estas configuraciones son utilizadas en ambientes urbanos densos. La
sectorización de 60 grados es realizada dividiendo la célula en seis
sectores. La sectorización de 120° se realiza dividiendo la célula en tres
sectores

28. COMPARACIÓN DE C/I: CELDA OMNIDIRECCIONAL Y
SECTORIZADA
CELDA OMNIDIRECCIONAL
CELDA DE 3 SECTORES: Es 3 veces mejor que la celda
omnidireccional: +4.8dB

29. CELDA DE 6 SECTORES: 6 veces mejor que la celda omnidireccional:
+7.8dB.
RELACIÓN ENTRE C/I Y TAMAÑO DEL CLUSTER

30. 11.- CONCLUSIONES DE LA COMPARACIÓN
• A más celdas por clúster (K mayor), se tiene menos llamadas por
hora y mayor C/I.
• Para AMPS (analógico) el C/I mínimo era 16 dB; por tanto, se
usaba K = 7. Con K = 12 se perdía capacidad.
• Para GSM, el C/I mínimo es 9 dB, por tanto, se puede usar K = 3
o K = 4.
Bibliografía
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attachment&Signature=uwGiOAnfqvFniOpstvDLI7V
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