Universidad Fermín Toro
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Para nadie es un secreto que el servicio de transporte público en la zona norte de
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Sub-sistema de cobertura en las estaciones bases: El enlace se lleva a cabo a
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Esquema de Transmisor del Móvil
La potencia máxima en la toma de antena no debe superar 1W. Consideramos un
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Autopista Circunvalación Norte hasta El Cují Centro

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2. Creación de un Plan de Numeración:
Se debe crear un plan de numeración que garantice la cobertura de cada entidad
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Capaz de establecer conexión con el dispositivo de monitoreo y gestión (PIC o
MIC).

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Varios niveles de protocolo par...
Frecuencias:
La interfaz de radio de GSM se ha implementado en diferentes bandas de frecuencia.

Banda
GSM 850

Nombre

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División en Celdas
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EstacionesBase o BS:

Esquema general de una Red GSM

El sistema debe ser capaz de soportar una gran...
una potencia nominal de 320 W como máximo y de hecho siempre emiten al menor
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  1. 1. Universidad Fermín Toro Vice-Rectorado Académico Facultad de Ingeniería Webquest Integrantes: David Barrientos Eduardo Camacaro Estephanie Gallardo Luis G. Valera Sección: SAIA A Comunicaciones Móviles Cabudare, Marzo 2014
  2. 2. Concepción de la Investigación Para nadie es un secreto que el servicio de transporte público en la zona norte de Barquisimeto no es el más eficiente. En pro de una mejora social en estas comunidades y cumpliendo con los objetivos establecidos por la asignatura de comunicaciones móviles se ha ideado una propuesta con la intención de mejorar las problemáticas en cuanto a este servicio. Esta investigación tiene como principal objetivo presentar una propuesta para el diseño de una red de servicio para el monitoreo de la velocidad en la que se desplazan las unidades de transporte público, así como también campaña de concientización ciudadana en cuanto a la conducción de cualquier otro tipo de vehículo en horario nocturno, y en condiciones climáticas poco favorables, todo esto basado en una plataforma de telefonía celular bajo la tecnología GSM. Cuya finalidad es la de enlazar los componentes de telecomunicaciones con la condición de mejorar este medio de transporte público a través de alguna aplicación aprovechando la existencia de plataformas que prestan servicios en el área de tecnología. ¿En qué consiste el sistema? El sistema está constituido por:  Un sub-sistema móvil colocado en la unidades de transporte y a su vez la unidad de monitoreo y trasmisión (celulares dedicados). La alimentación a la unidad de monitoreo se realizará a través de sensores de pesos colocados en sitios estratégicos en las unidades de transporte.
  3. 3.  Sub-sistema de cobertura en las estaciones bases: El enlace se lleva a cabo a través de un rastreo constante a los móviles mediante un protocolo predefinido. Una vez localizado el móvil se establece el canal de comunicación para acusar a las estaciones de control su información interna (sensores) mientras se encuentra en su área de cobertura luego de abandonar esta área. El rastreo lo realiza otra estación de control. Dispositivo Terminal Unidad de Transporte Software de Estación Red GSM Tecnología a utilizar: Se trabajara bajo la siguiente suposición para el sistema móvil y considerando lo establecido para ese estándar para el caso GSM.      Bandas de operación: De 1710 a 1880 MHz. Banda de transmisión: 1805 y 1880 MHz (portadoras en 1805.1, 1805.3). Banda de recepción: 1710 y 1785 MHz (portadoras en 1710.1, 1710). Canales: De 375 posibles canales. Ancho de Banda: Señal modulada de 180 kHz. Diseño de un Transmisor en Tecnología GSM L=5 dB P1dB=28 dBm G1 Banda Base P1dB=27 dBm B=20 MHz B=180 KHz Modulador P1dB=35 dBm G2 Pmedia=-15 dBm Ppico=-5 dBm f1 fOL (i) Ppico1W
  4. 4. Esquema de Transmisor del Móvil La potencia máxima en la toma de antena no debe superar 1W. Consideramos un valor de frecuencia del modulador f1, teniendo en cuenta los anchos de banda de los filtros por lo que f1 debe permitir que el diseño del filtro del modulador sea sencillo y que el filtro de la etapa final elimine correctamente la mezcla no deseada del conversor superior. Para ello: Brel  previo al conversor  180KHz  0.01 f 1  18MHz f1 La banda no deseada está a 2f1 de la banda deseada. Para eliminar correctamente esta banda no deseada, el filtro posterior al conversor debe tener una banda menor o igual a 2f1: B posterior al conversor   2 * f 1  f 1  20 MHz  10 MHz 2 Seleccionando un valor de f1=15MHz se cumplen ambos requisitos. Para los filtros a la salida de la cadena se debe considerar lo siguiente: Dado que la banda que cubre el servicio es de 75 MHz (1880-1805) debe emplearse un filtro sintonizable. Si se usan filtros fijos conmutados habría que emplear 4 para cubrir toda la banda (3*20 MHz=60MHz<75 MHz<4*20 MHz=80 MHz). Para llevar a cabo esta propuesta es necesario realizar un conjunto de procesos los cuales vienen asociadas al proveedor de servicio escogido: 1. Estimación de Área de Cobertura: La zona a implementar la propuesta tecnológica se encuentra ubicada al norte de la ciudad de Barquisimeto, sin embargo en una primera fase para determinar el tamaño de celdas y localización de estaciones bases se realizo el estudio específicamente en la Avenida Intercomunal Barquisimeto-Duaca, cubriendo desde la Autopista Circunvalación Norte hasta El Cují Centro y desde La Chata hasta Tamaca (Autopista Cuji-Tamaca). ¿Por qué el estudio por zona? Porque debemos evaluar y determinar específicamente las características de la zona en cuanto a la velocidad usada por los transportistas y las rutas establecidas.
  5. 5. Autopista Circunvalación Norte hasta El Cují Centro La Chata hasta Tamaca (Autopista Cuji-Tamaca)
  6. 6. 2. Creación de un Plan de Numeración: Se debe crear un plan de numeración que garantice la cobertura de cada entidad (Unidades de Transporte). Llevando a cabo elementos o pautas que deben ser trabajadas sobre la plataforma móvil. Partiendo del supuesto de tener 10000 potenciales móviles (unidades de transporte) y cada unidad debe poseer un teléfono móvil. Considerando la potestad de que “el sistema pueda ser implementando a nivel regional, nacional y porque no a instancias internacionales” usando otras tecnologías de comunicaciones, como por ejemplo satelitales. Es necesario crear 5 dígitos que será establecido por la operadora (proveedor de servicio) respetando las pautas de los planes de numeración existente e impuestos por los entes reguladores o protocolos, como por ejemplo la mensajería del uso del cinturón de seguridad. 3. Servicio por Hardware para la Mensajería de Texto: Se requiere el servicio de mensajería bajo el esquema de un servicio automático software de gestión sobre la plataforma y debe estar compartido en dos líneas: a) Formar al usuario concientización en cuanto al uso de las unidades de transporte. Los mensajes son colocados en la unidad MSC para ser transmitidos a determinada cantidad de usuarios. b) Destinada al usuario final capaz de enviar mensajes a las unidades encargadas de realizar el transporte público, y debe existir dos tipos de mensajes:   Acusando si la unidad realizo el recorrido o no. Acuse de la unidad a la estación base sobre el exceso de velocidad. 4. Gestión del proceso de monitoreo desde la unidad móvil a la estación base: Se debe gestionar la forma como realizar el proceso de monitoreo hacia la unidad móvil y hacia la estación base protocolizando que cada vehículo debe contener un equipo dedicado que debe ser un radio con los siguientes atributos:
  7. 7.  Capaz de establecer conexión con el dispositivo de monitoreo y gestión (PIC o MIC).  Varios niveles de protocolo para la administración de la unidad de transporte. 5. Seguridad: Con el objeto de garantizar la integridad del sistema se enfocara la seguridad en tres escenarios: a) Salvaguardar la integridad física del dispositivo (acceso al dispositivo limitado) evitar alteraciones al dispositivo. b) Integridad de la información utilizando adecuadas técnicas de encriptamiento y control de errores al radio por medio de software. c) Integridad y la unicidad de todos los elementos involucrados que debe ser única para cada unidad, esto se logra mediante la formación de una tira o trama de la información a trasmitir constituido por bits de control, identificación, caracteres de inicio y fin entre otros. 6. Estimaciones de campo: Se debe tener en cuenta consideraciones y estimaciones de los niveles de perdida, basado en el modelo de balance de energía (potencia) dado que existe gran cantidad de espacio abierto cerrado y semi cerrado los cuales pueden ser estimados con modelos de propagación en los cuales pueden manejarse el modelo de Ocumura Hata dado que se está planificando sobre una plataforma móvil cuyo requerimiento estaría fundamentado en parámetros tales como c/i Carrier/noise, radio de cobertura de la celda, calidad de servicio, disponibilidad del sistema, técnicas de modulación para acceso, tasa de error, ancho de banda 1900 Mhz. 7. Administrativa: Elementos de conformación entre las líneas de transporte y cooperativas, y de esta manera establecer los recaudos necesarios para que estas unidades de transporte establezcan los procedimientos de gestión y control con el ente o empresa que servirá la plataforma. Más sobre la Tecnología GSM GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un estándar de segunda generación (2G). La ubicuidad del estándar GSM ha sido una ventaja tanto para consumidores como para los operadores de red (que pueden elegir entre múltiples proveedores de sistemas GSM, al ser un estándar abierto que no necesita pago de licencias). En GSM se implementó por primera vez el servicio de mensajes cortos de texto (SMS), que posteriormente fue extendido a otros estándares.
  8. 8. Frecuencias: La interfaz de radio de GSM se ha implementado en diferentes bandas de frecuencia. Banda GSM 850 Nombre GSM 850 128 – 251 P-GSM 900 E-GSM 900 R-GSM 900 GSM1800 GSM 1800 GSM1900 GSM 1900 GSM 900 Canales Uplink (MHz) Downlink (MHz) 824,0 - 849,0 869,0 - 894,0 0-124 890,0 - 915,0 935,0 - 960,0 974 – 1023 880,0 - 890,0 925,0 - 935,0 n/a 876,0 - 880,0 921,0 - 925,0 512 – 885 1710,0 - 1785,0 1805,0 - 1880,0 512 – 810 1850,0 - 1910,0 1930,0 - 1990,0 Arquitectura de Red En la arquitectura GSM cada "conversación" (o cada cliente de tráfico de datos) requiere un mínimo de ancho de banda para que pueda transmitirse correctamente. El sistema GSM basa su división de acceso al canal en combinar los siguientes modelos de reparto del espectro disponible. El primero es determinante a la hora de especificar la arquitectura de red, mientras que el resto se resuelve con circuitería en los terminales y antenas del operador: La BSS, capa inferior de la arquitectura (terminal de usuario – BS – BSC), resuelve el problema del acceso del terminal al canal. La siguiente capa (NSS) se encargará, por un lado, del enrutamiento (MSC) y por otro de la identificación del abonado, tarificación y control de acceso (HLR, VLR y demás bases de datos del operador). En GSM hay definidos una serie de canales lógicos para el tráfico de llamadas, datos, señalización y demás propósitos. Capa de Radio y Control de Radio  Subsistema de Estaciones Base o BSS: Esta capa de red se ocupa de proporcionar y controlar el acceso de los terminales al espectro disponible, así como del envío y recepción de los datos.
  9. 9. División en Celdas  EstacionesBase o BS: Esquema general de una Red GSM El sistema debe ser capaz de soportar una gran carga de usuarios, con muchos de ellos utilizando la red al mismo tiempo. Si sólo hubiera una antena para todos los usuarios, el espacio radioeléctrico disponible se saturaría rápidamente por falta de ancho de banda. Una solución es reutilizar las frecuencias disponibles. En lugar de poner una sola antena para toda una ciudad, se colocan varias, y se programa el sistema de manera que cada antena emplee frecuencias distintas a las de sus vecinas, pero las mismas que otras antenas fuera de su rango. A cada antena se le reserva cierto rango de frecuencias, que se corresponde con un cierto número de canales radioeléctricos (cada uno de los rangos de frecuencia en que envía datos una antena). Así, los canales asignados a cada antena de la red del operador son diferentes a los de las antenas contiguas, pero pueden repetirse entre antenas no contiguas. Además, se dota a las antenas de la electrónica de red necesaria para comunicarse con un sistema central de control (y la siguiente capa lógica de la red) y para que puedan encargarse de la gestión del interfaz radio: El conjunto de la antena con su electrónica y su enlace con el resto de la red se llama Estación Base (BS, Base Station). El área geográfica a la que proporciona cobertura a una estación base se llama celda o célula (motivo por el cual a estos sistemas se les llama zonas celulares). Una estación base GSM puede alcanzar un radio de cobertura a su alrededor desde varios cientos de metros (en estaciones urbanas) hasta un máximo práctico de 35 km (en zonas rurales), según su potencia y la geografía del entorno. Sin embargo, el número de usuarios que puede atender cada BS está limitado por el ancho de banda (subdividido en canales) que el BSC asigna a cada estación, y aunque podría pensarse que las estaciones base deberían tener una gran potencia para cubrir mayor área, tienen
  10. 10. una potencia nominal de 320 W como máximo y de hecho siempre emiten al menor nivel de potencia posible para evitar interferir con celdas lejanas que pudieran emplear el mismo rango de frecuencias, motivo por el cual es raro que se instalen modelos de más de 40 W. Registros de Ubicación Base y Visitante (HLR y VLR) El HLR (home location register, o registro de ubicación base) es una base de datos que almacena la posición del usuario dentro de la red, si está conectado o no y las características de su abono (servicios que puede y no puede usar, tipo de terminal ). Es de carácter más bien permanente; cada número de teléfono móvil está adscrito a un HLR determinado y único, que administra su operador móvil. Al recibir una llamada, el MSC pregunta al HLR correspondiente al número llamado si está disponible y dónde está, es decir, a qué BSC hay que pedir que le avise y enruta la llamada o da un mensaje de error. El VLR (visitor location register o registro de ubicación de visitante) es una base de datos más volátil que almacena, para el área cubierta por un MSC, los identificativos, permisos, tipos de abono y localizaciones en la red de todos los usuarios activos en ese momento y en ese tramo de la red. Cuando un usuario se registra en la red, el VLR del tramo al que está conectado el usuario se pone en contacto con el HLR de origen del usuario y verifica si puede o no hacer llamadas.

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