El documento proporciona información sobre la telefonía celular. Explica que es un sistema de comunicación inalámbrico donde las señales de voz se convierten en señales electromagnéticas que viajan a través del aire. También describe conceptos clave como célula, cobertura, capacidad y handover. Además, compara las tecnologías de acceso celular TDMA y CDMA. Finalmente, resume brevemente los sistemas celulares analógicos TACS y digital GSM.

1. TELEFONÍA MÓVIL CELULAR SOAD ELENA ARIAS RIDER HOYOS FANG DAVID ARTEAGA DIAZ CARMELO VILLADIEGO UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

2. TELEFONIA CELULAR La telefonía celular es un sistema de comunicación telefónica totalmente inalámbrica, en este caso los sonidos se convierten en señales electromagnéticas, que viajan a través del aire, siendo recibidas y transformadas nuevamente en mensaje a través de antenas repetidoras o vía satélite. La telefonía celular presenta las siguientes características: Gran capacidad de usuarios. Utilización eficiente del espectro Amplia cobertura.

3. CONCEPTOS BÁSICOS Célula o celda: Célula es cada una de las unidades básicas de cobertura en que se divide un sistema celular Cobertura: En sentido genérico, se entiende por cobertura la zona desde la cual un terminal móvil puede comunicarse con las estaciones de base y viceversa Capacidad : Es la cantidad de tráfico que puede soportar este tipo de sistemas Hand-over" o "Traspaso ": Es como se denomina al proceso de pasar una comunicación de un mismo móvil de un canal a otro. Es lo que diferencia a un sistema celular de otro tipo de sistemas de radiocomunicaciones de concentración de enlaces

4. CONCEPTOS BÁSICOS HLR: Son las siglas de "Home Location Register" o base de datos donde se contiene toda la información del usuario pertinente para la provisión del servicio de telefonía móvil VLR : Corresponde a las siglas "Visitor Location Register" o base de datos donde se contiene toda la información del usuario necesaria para la provisión de los servicios durante la utilización de los mismos Registro: Es el proceso mediante el cual un móvil comunica a la red que está disponible para realizar y recibir llamadas Roaming: Es la capacidad que ofrece una red móvil para poder registrarse en cualquier VLR de la red. Actualmente, este concepto está comúnmente asociado al registro de un móvil en una red distinta de la propia.

5. Sistema celular se forma al dividir el territorio en áreas pequeñas o células estas se agrupan en racimos y el número de canales disponibles se distribuye en el grupo de células. Para la escogencia de la célula se tiene en cuenta: se debe procurar que no existan huecos o solapes en los bordes. debe buscar una forma que para el radio R contenga la superficie posible Por tal razón se implemento para las Células la forma del polígono regular. De los polígonos regulares, escoger un triángulo equilátero, rectángulo y hexágono, elimina el problema de cobertura múltiple o huecos en el área de cobertura. FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA CELULAR

6. El hexágono tiene la máxima área de cobertura. El 30-100 por ciento más de área es cubierta por el hexágono comparado con un rectángulo o triángulo equilátero. Una capa hexagonal requiere menos células, y por lo tanto son necesarias menos Radio Bases

7. Las células llamadas con diferentes letras pueden ser asignadas a un único grupo de canales de frecuencia para evitar que haya interferencia A hasta la I. El total de número de canales es igual a la suma de canales en las células A1 hasta la I1. A través del reutilización de canales usados en las células A1 y D1 y las células A2 y D2, más llamadas pueden ser procesadas en el área dada al mismo tiempo

8. Cell Splitting Cuando el número de usuarios se incrementa y se acerca al máximo número al que se puede dar servicio por célula a un punto tal que la calidad del servicio es afectada, las células pueden ser subdivididas en células más pequeñas, esto es conocido como Cell-Splitting . Si esto no se ha hecho, la “obstrucción” se puede incrementar

9. Estación móvil MS Estación transceptora base BST Centro conmutador móvil MSC Controlador de estación base BSC Red de telefonía pública conmutada PSTN Todas las MSC disponen de dos tipos de base de datos: HLR (Home Location Register) abonados locales VLR (Visitor Location Register) abonados de paso

10. Una proporción S/I del usuario del móvil es monitoreada en el área de la célula cada pocos segundos Si se establece la llamada, el móvil localiza el área de la célula adecuada, donde S/I mayor. El móvil puede salirse del área original de servicio, manda nuevamente la llamada con nueva célula.(HAND-OFF) Localizando el móvil

11. El sistema celular tiene las siguientes características para el diseño de un plan de localización móvil: Poco grado muy alto de exactitud en la localización del móvil. Un móvil (Célula A) esta en conversación con un teléfono frecuencia FA. Si se mueve a Célula B, RSL de célula A disminuye. Cuando RLC cae de un limite, MSC recibe esto y pregunta a bases adyacentes señal móvil, recibiendo señales de las bases. Cuando la señal del móvil se hace más fuerte en una base adyacente, el MSC dispone de un nuevo canal (fb) de la célula candidata e informa a la base de servicio de esta acción Duración 200 mS

12. Las llamadas en móviles tiene las siguientes características: · La estación base transmite el número de canal al móvil sobre el canal de control y enciende el canal de voz asignado en un tono SAT. · La unidad móvil recibe el número de canal, computariza la frecuencia correspondiente, entona a la frecuencia y transmite de vuelta el tono SAT. · Un 10-Khz. ST (intervalo »0.8-sec) es enviado por el móvil sobre el canal de voz de inversión para indicar que la llamada está en progreso. PROCESAMIENTO DE LLAMADAS

13. El suscriptor del teléfono de tierra marca el número móvil El MSC verifica el número y transmite el mensaje a todas las estaciones bases Las estaciones bases transmiten señales de paginación sobre el canal de control de transmisión. Los móviles en el área de servicio reciben la señal de paginación El móvil requerido responde a la página. La estación base informa al MSC que el móvil está disponible. El MSC asigna un canal de voz libre e informa a la estación base. Realiza conversación. Llamada de tierra a móvil

14. La siguiente información es transmitida a la estación de base sobre el canal de control de reversa: MIN1 MIN2 ESN La base transmite la información al MSC. · El MSC coordina la conectividad asignando un canal libre y un SAT al móvil y enviando el número telefónico al PSTN. El PSTN proporciona la conectividad de tierra. La estación base proporciona el canal y el SAT tono al móvil. El móvil sintoniza la frecuencia, intercala de nuevo el SAT sobre el canal de voz y la comunicación empieza Llamada de móvil a tierra

15. La siguiente información es transmitida a la estación base sobre el canal de control de reversa. MIN1 ·MIN2 ·ESN: ·La base transmite la información al MSC. El MSC encuentra dos canales vacío informa a la base su descubrimiento. La estación base en turno informa a los móviles sobre los canales de control de transmisión, y luego enciende los canales y SAT. El móvil sintoniza la frecuencia asignada intercala de nuevo el tono SAT sobre el canal de voz y la comunicación empieza Llamada de móvil a móvil

16. En la actualidad existen tres tecnologías comúnmente usadas para transmitir información en las redes: Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) Acceso múltiple por división de código (CDMA) Acceso múltiple significa que más de un usuario (múltiple) puede usar o acceder a cada celda. En la telefonía celular se emplea con frecuencia la tecnología TDMA y la CDMA. TECNOLOGIA DE ACCESO CELULAR

17. La tecnología TDMA comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente La tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales, En algunos sistemas celulares los paquetes digitales de información son mandados durante cada time slot y reensamblados por el receptor en varios componentes originales de voz. TDMA es un Estándar Digital que tiene un ancho de banda de 30 Khz., usa Decodificadores Digitales de voz, más 6 canales en el mismo ancho de banda, mientras que el AMPS usa únicamente un solo canal. (TDMA) ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE TIEMPO

18. En CDMA los usuarios están aislados por código y pueden compartir la misma portadora de frecuencia eliminando el problema del re-uso de la frecuencia CDMA puede usar la misma banda de 1.25 Mhz La 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, es posible comprimir entre 8 y 10 llamadas digitales. (CDMA) ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE CÓDIGO

19. TMC ANÁLOGA A nivel mundial existen actualmente tres sistemas analógicos: Norma Nórdica: NMT-450, NMT-900. Norma Americana: AMPS, TACS (900MHz). Norma Japonesa: NTT, NAMT.

20. TACS (Total Access Communications System) Es un sistema de comunicaciones para telefonía móvil celular dúplex en la banda de 900 MHz. Cada MHz del ancho de banda se divide en 40 semicanales de 25 KHz cada uno, dando un total de 1320 canales. El estándar TACS define tan sólo el protocolo de acceso radio entre una estación móvil y su correspondiente estación base.

21. TACS (Total Access Communications System) Centrales: electrónicas automáticas, de control por programa almacenado. Interfaz con la red telefónica básica: con centrales de tránsito, a 4 hilos. Seguimiento automático. CARACTERÍSTICAS LIMITACIONES Transmisión de datos a 1200bps. Peor calidad frente a los sistemas digitales No se puede proteger la información. Terminales de mayor tamaño que los digitales

22. Arquitectura de una TACS Cada BSC controla una sola célula. Una EMX se conecta, a través de líneas de voz y de datos a varias estaciones de base o células. BSC RADIO EMX Hacia otras EMX Hacia otras EMX Hacia RTC

23. Procesos Básicos de la red TACS Registro : cada teléfono móvil posee su propia identidad y está asignado a un área de localización, esto permite que los mensajes de control sean enviados a un solo móvil a través de los canales de control del área de localización. Roaming: el móvil visitante se registra en la EMX/VLR visitada, para lo cual dicha EMX/VLR debe solicitar los datos de la suscripción de dicho cliente a su EMX/HLR. Hand-over: durante la conversación, la estación base comprueba el nivel de señal recibida y se envían mensajes al móvil

24. SERVICIOS Conversaciones telefónicas entre dos usuarios. Transmisión de datos, equipando al teléfono móvil con un módem adecuado. Correo electrónico, recibiéndose los mensajes por pantalla o impresora. Tratamiento de mensajes. Los teléfonos móviles TACS indican si hay una llamada en espera o si se ha recibido una llamada en ausencia del abonado.

25. TELEFONÍA MÓVIL DIGITAL Mejorar la calidad de la comunicación Contrarrestar las limitaciones en cuanto a capacidad del número de usuarios que soportan los sistemas analógicos Ofrecer una amplia gama de servicios Implantación de protocolos de señalización más rápidos, potentes y seguros Uso de la TDMA

26. El GSM Sistema Global para Comunicaciones Móviles, es el intento europeo de unificar los distintos sistemas móviles digitales y sustituir a los análogos en uso. LA RED GSM (Groupe Speciale Mobile) La GSM es apta para aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos. Los protocolos empleados en el sistema GSM soportan altas velocidades y están enfocados para aplicaciones más allá de la voz como audio mp3, video en movimiento, videoconferencia y acceso rápido a Internet.

27. Arquitectura de la red GSM MSC (centro de conmutacion de servicios moviles) :interconecta los usuarios de la red fija con la movil y de estos entre si, mantiene las bases de datos para tratar las peticiones de llamadas de los abonados HLR (Registro de localización local), es el que almacena los datos estadísticos más significativos relativos al abonado móvil cuando este se registra en ella, así como los datos variables asociados a su movilidad. VLR (Registro de posiciones de visitantes), es el que almacena toda la información sobre el abonado móvil que entra en su zona de cobertura temporalmente, lo que permite al MSC establecer llamadas tanto terminales como salientes. OMC (Centro de operación y mantenimiento), es para realizar las funciones de operación y mantenimiento propias del sistema, estableciendo correctamente los parámetros que controlan los procedimientos de comunicación. MS (Estación móvil), es el terminal del usuario, que se comunica con la red a través de una interface de radio. BTS (Estación transceptora base), contiene los transmisores y receptores para cubrir una determinada área geográfica. BSC (Controlador de estación base), es para coordinar la transferencia de llamadas entre distintas BTS, con el objetivo de mantener la continuidad y la potencia con que estas emiten, para evitar interferencias y ahorrar baterías. AUC ( centro de autentificación), asociado al HLR para proteger la comunicación contra la intrusión y el fraude. EIR (registro de identificación) encargado de controlar el acceso a la red, evitando el empleo de equipos móviles no autorizados. OMC EIR HLR VLR Otros VLR AUC MSC Otros MSC BTS BSC Protocolo GSM Interface UM Interface A-bis Protocolo SS7 Interface A MS RTB RDSI IBERPAC

28. Características Técnicas Banda de recepción: 935 – 960 MHz (descendiente de la base al móvil) Banda de emisión: 890 – 915 MHz (Ascendente del móvil a la base) Canales por portadora: 8 siendo 1 de control Número total de portadoras: 124 radiocanales Separación entre portadoras: 200KHz Ancho de banda del canal radio: 25 KHz Capacidad de 200 Erlangs/km2 (500 para GSM 1800)

29. Técnica de Transmisión: TDMA Voz codificacion: RPE – LPT (Regular Pulse Exitation - Long Term Prediction) a 13 Kbps Posee un total de 992 canales dúplex. La potencia nominal de las estaciones móviles: 20, 8, 5, 2 y 0.8W La velocidad máxima admisible del móvil es 200Km/h Características Técnicas

30. Servicios Llamadas entre la red pública (RTPC/RDSI) y la red móvil Llamadas de emergencia Servicio de datos soporta velocidades de transmisión que va desde los 300bps a los 9.6Kbps Llamada restringida, desvío de llamadas, y la identificación de llamadas Servicio de mensajes cortos (SMS - Short Message Service) aplicaciones más allá de la voz como audio mp3, video en movimiento, videoconferencia y acceso rápido a Internet

31. UTMS (Universal Mobile Telecommunications Service) IMT-2000 IMT es un conjunto de requerimientos definidos por la Unión Internacional de Telecomunicaciones. ITM significa International Mobile Telecommunications (Telecomunicaciones Móviles Internacionales), 2000 representa la banda de frecuencia utilizada, que es la de 2000MHz Las propuestas más importantes de IMT-2000 son: UMTS llamada W-CDMA, que se presenta como sucesora de GSM CDMA2000 TD-CDMA (Time Division Syncronous CDMA)

32. Posibilidad de usarlos mundialmente Posibilidad de usarlos en cualquier aplicación móvil. Soporte de transmisión de datos usando tanto conmutación de paquetes como conmutación de circuitos. Tasas altas de transmisión, llegando a 2Mbps Utilización altamente eficiente del espectro UTMS Caracteristicas Trabaja en 1885–2025 MHz y 2110–2200 MHz

33. PLANEACIÓN DE FRECUENCIAS Tiene como objeto optimizar el uso del espectro, incrementar la capacidad del canal y reducir la interferencia Existen varias técnicas de reutilización de frecuencia conocidas como técnicas de "Planeación de frecuencias" o "Asignación de canales". las más utilizadas a nivel mundial son las siguientes: Plan de reutilización de frecuencia N=7. Plan de reutilización de frecuencia N=9. Plan de reutilización de frecuencia N=4. Plan de reutilización de frecuencia N=3.

34. Plan de frecuencia N=7 omnidireccional Los canales disponibles son distribuidos de manera equitativa en las siete células las cuales forman un clúster.

35. Dimensionamiento d=2Rcos30º= √3R D 2 =d 2 (i 2 +j 2 +ij) 120º D 60º d R (i , d) (j , d) P1 P2 V W A celda = 3√3R 2 2

36. La celda hexagonal es solo una herramienta de diseño y planificación La cobertura real de una estación base asociada a cada celda queda determinada por las condiciones reales de propagación (relieve del terreno) y las características de potencia y sensibilidad del enlace entre la estación base y el móvil. Dimensionamiento

37. Telefonía Celular en Colombia Hasta los años 1990 la telefonía estaba a cargo del estado  Telecom. En 1994 se adjudicó la telefonía móvil celular. El país se dividió en tres zonas. En la región oriental Bellsouth en la banda B y COMCEL en la banda A. En la región occidente Cocelco en la banda B y Occel en la banda A. En la costa atlántica Bellsouth en la banda B y Celcaribe en la banda A En nuestros días se encuentran distribuídos así: En la banda “A” COMCEL En la banda “B” MOVISTAR Colombia Móvil como operador de PCS

38. NORMATIVIDAD CONGRESO DE LA REPUBLICA LEY 37 DE 1993 Por la cual se regula la prestación del Servicio de Telefonía Móvil Celular, la celebración de Contratos de Sociedad y de Asociación en el ámbito de las Telecomunicaciones y se dictan otras disposiciones. El congreso de la república decreta 16 artículos donde se consigna la normatividad en telefonía celular.