Telefonia Celular Cap 3 y 4_principios y Fundamentos

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APTULO

APTULO

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TELEFONA Y TELFONOS CELULARES

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TELEFONIA CELULAR

Funcionamiento, Caractersticas

TELEFONIA CELULAR

En la dcada del 70 comenz a emplearse el sistema IMTS en los Estados Unidos de Norte Am-

rica, que permita la comunicacin entre abonados movilizados a bordo de diferentes automviles,

quienes tambin podan establecer comunicacin entre abonados fijos de la red telefnica convencio-

nal (con tendido de cables).

Para una mejor definicin ITMS significa "Sistema de Telefona Mvil Mejorado" y es bastante si-

milar al sistema de telefona celular que hoy es ampliamente utilizado tanto en nuestro pas como en

el resto del mundo.

Damos a continuacin algunos trminos bsicos referentes a la telefona mvil:

Trunking

Se llama "trunking" a un conjunto de varios canales combinados, que ofrece automticamente la

estacin mvil de cualquier canal que est libre, para que origine o reciba llamadas. Con esta tcni-

ca se aprovech mucho mejor el espectro de frecuencias y as aument la eficiencia del trfico tele-

fnico. El sistema funcion bien en la dcada del setenta, tras la construccin de sintetizadores de

frecuencia que sintonizaban varias frecuencias al mismo tiempo.

SMC: Sistema Mvil Celular

La solucin para todos los problemas presentados en el sistema mvil convencional residen en la

creacin estructural de las celdas, que contienen transceptores que operan en potencia baja, en que

poseen frecuencias distintas y consiguen capturar la seal de un abonado que est dentro de su ra-

dio de accin. Surgi entonces el SMC (Sistema Mvil Celular), en el que son distribuidas celdas que

contienen, cada una, un equipo de radio transmisor/receptor denominado EBRF (Estacin Base de

Radiofrecuencia).

Celdas

Una celda es una rea determinada que recibe la cobertura

de una EBRF y que mantiene la calidad de transmisin y recep-

cin dentro de los estndares establecidos por el sistema. Para

entender mejor el tema, imaginemos que el terreno que rodea la

antena de la EBRF es todo plano y que no hay obstculo alguno,

el rea abarcada por el transmisor ser circular. Sin embargo,

en la prctica, no es as, porque tenemos edificios, desniveles,

rboles, etc. y la situacin se presenta diferente. Aparecen regio-

nes donde la EM (Estacin Mvil) no consigue captar la seal

Figura 1

proveniente de la EBRF, llamadas Regiones de Sombra. Como representacin grfica se adopt el for-

mato de un hexgono y los hexgonos agrupados uno al lado del otro tal como podemos observar

en la figura 1.

Existen celdas sectorizadas en las cuales, las antenas se montan de tal forma que tengan 3 secto-

res de actuacin, o sea, la torre posee 3 grupos de antenas, cada una cubre 120 grados. De esta

forma, un grupo de antenas ser responsable por el primer grupo de canales, otro lo ser por el se-

gundo y el ltimo por el tercer grupo de canales, queda la EBRF como responsable por 3 sectores.

Pero no siempre funciona de esa forma, puede ocurrir que se quiera cubrir solamente una determina-

da rea, ah se utilizar, por ejemplo, un solo sector. Para cubrir una ciudad, por ejemplo, se aglo-

meran varias celdas.

Cluster

La cantidad total de los canales que la banda de frecuencias requiere se distribuye entre varias

celdas.

A ese aglomerado de celdas se le da el nombre de cluster, que puede ser de distintos tipos o pa-

trones de reutilizacin, a saber: K = 3, K = 4, K = 7 (figura 2), etc.

Hand-off

Trmino usado cuando el canal de voz de una EM es desviado hacia otro canal, mientras dura el

movimiento de esa EM, efecto controlado por la CCC. Esto ocurre en el momento en que hay degra-

dacin en la seal enviada por la EM a EBRF, en las siguientes situaciones:

1 - Cuando la EM sale de los lmites de la celda/sector, o la seal queda debajo de la CCC, co-

mo constantemente est midiendo esa seal, conmuta la EM hacia otro canal perteneciente a la nue-

va celda/sector, con niveles ms altos para la comunicacin.

2 - Cuando hay degradacin en la RSR (Relacin Seal/Ruido); o sea: el ruido continuo en el ca-

nal de voz es mayor que la seal de referencia emitida.

Roaming

Trmino que significa desplazarse e indica la utilizacin de una llamada telefnica celular mvil,

en una CCC que no es la original del abonado celular mvil.

En otras palabras, es cuando un abonado mvil utiliza una CCC que no es la propia, en la que

est debidamente registrado para efectuar y para recibir una llamada telefnica.

Es como si el abonado alquilara un canal de la CCC visitada y se lo llama "visitante". La CCC vi-

sitada recibir el anuncio

de llegada del visitante a

travs del roaming auto-

mtico; es decir: el apara-

to celular manda una se-

al hacia la CCC de al-

quiler y sta le devuelve,

a travs del canal de con-

trol, la identificacin del

TELEFONA CELULAR: FUNCIONAMIENTO, CARACTERSTICAS

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Figura 2

rea visitada y en el display del ROAM aparece el mensaje. Ya reconocido el visitante, al solicitar o

recibir una llamada, la CCC visitada entra en contacto con la CCC de registro del abonado y obtie-

ne su archivo de abonado, que contiene informaciones personales, como ESN (Electronic Serial Num-

ber), el nmero de serie del aparato celular, que fue grabado por el fabricante, la categora del abo-

nado, etc. Ese reconocimiento se hace con el nmero telefnico del visitante, y las dos CCC son co-

nectadas mediante un canal apropiado para el intercambio de informaciones.

EL SISTEMA MOVIL CELULAR

Un sistema mvil celular (SMC) bsicamente est formado por 3 partes:

1) Estacin Base de Radiofrecuencia (EBRF),

2) Central de Conmutacin y Control (CCC) y

3) Estacin Mvil (EM)

La EBRF es una interface entre la CCC y las EMs; sus funciones bsicas son:

- Para datos: convierte la sealizacin propietaria que la une a CCC en el protocolo AMPS entre

EBRF y EMs.

- Para voz: convierte las seales digitalizadas de voz que transitan en los enlaces entre CCC y

EBRF, en seales analgicas para la transmisin FM entre EBRF y EMs.

- Para supervisin de canal de radio: monitorea los canales de voz en conversacin para compa-

rar la intensidad RF de la seal y la RSR de la seal de voz, que indica a la CCC cuando los valores

medidos estn fuera de las especificaciones, para que sta aplique los procedimientos de Handoff.

En la figura 3 se puede observar un diagrama en bloques de los principales componentes de una

red de telefona celular.

* El Mobile Switching Cen-

ter (MSC) es quien realiza las

funciones telefnicas en la red.

Controla las llamadas de y ha-

cia otros sistemas telefnicos y

de datos tales como la red de

telefona fija (PSTN), la red de

servicio integrados (ISDN). Es

quien coordina la comunica-

cin entre los Media Gateways.

Cuando se intenta estable-

cer una llamada hacia un tel-

fono celular, un MSC acta co-

mo GATEWAY-MSC. El GATE-

WAY-MSC.



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Figura 3Figura 3

* El Radio Network Controller (RNC) Maneja todas las funciones relacionadas con las ondas de ra-

dio del sistema, es quien asigna los canales de radio y quien se encarga de que la llamada siga esta-

blecida aunque el telfono se cambie de celda

* El Base Transciever Station (BTS) es la Interface de radio, aqu residen las antenas de comunica-

cin. El rango de cobertura de las antenas es comnmente llamado celda. En un BTS generalmente se

montan 3 celdas.

* El Home Location Register (HLR) es una base de datos centralizada donde se almacenan y se ma-

nejan las subscripciones de los telfonos de la red. Aqu se almacena la informacin referente al subs-

criptor hasta que su subscripcin es cancelada. Dentro de los datos almacenados aqu se encuentran:

La identidad del subscriptor.

La ltima localizacin del subscriptor.

Los servicios a los cuales tiene acceso.

* El Media Gateway es quien administra y conecta los recursos para medios de comunicacin.

Existen Media Gateway para Voz, Datos y Video. Las conexiones

son requeridas y liberadas por el MSC.

COMO SABE LA RED LA UBICACION DE UN MOVIL

Las celdas siempre transmiten la identificacin de cada telfono

(figura 4) de manera tal que en la medida que el telfono se mue-

ve, ste es identificado por la celda que corresponde a la zona de

ubicacin (figura 5).

La identificacin del telfono por una celda se hace a travs de un

controlador de Radio Enlace (RMC) y por el correspondiente

Switch (MSC) (figura 6). Dicho de otra manera, cuando el telfo-

no entra en zona de cobertura de una celda, se piden los datos

del subscriptor a la base de datos HLR a travs de un RMC y de

un MSC (figura 7). Cuando la base de datos reconoce la identifi-

cacin del mvil, de inmediato le da de baja a la ltima ubicacin

que tena en memoria y fija los datos de la nueva ubicacin.

Luego, el HLR manda al swicht MSC los datos del abonado (servi-

cios contratados, tipos de controladores, crdito disponible, etc.)

de manera tal que ahora el telfono est en condiciones de reali-

zar llamadas desde una nueva ubicacin (bajo el control de una

nueva celda).

ESTABLECIMIENTO DE UNA LLAMADA

Cuando se recibe una solicitud de llamada a un mvil, los datos

se envan a un swicht concentrador llamado Gateway MSC. Es-


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Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7

te concentrador va buscar a la base de datos (HLR) toda la infor-

macin del telfono al que se est llamando (figura 8) para saber

la posicin del celular buscado. Como el HLR tiene informacin de

todos los celulares, le pide a otro swicht (MSC) que proporcione

un enrutamiento temporal para establecer la comunicacin en ba-

se a los datos almacenados (sobre la posicin tanto del mvil, que

llama como del telfono buscado, figura 9). De esta manera se

encuentra al MSC que tiene el enlace del telfono buscado y, por

medio del HLR se establece una comunicacin entre el MSC que

pide la comunicacin y el MSC del telfono al que se est llaman-

do. (figura 10).

Tenga en cuenta que aqu han intervenido dos tipos de MSC,

por un lado el Gateway MSC que es el que tiene los datos de los

telfonos y por otro lado un Media Gateway que es el que dice

qu tipo de enrutamiento se realiza, es decir, si es un canal de da-

tos, de voz, de video, etc. (figura 11). Es decir que, una vez que

se encontraron todos los datos de los dos telfonos, el Gateway

MSC selecciona un Media Gateway especfico (de voz, datos o vi-

deo) y enruta la llamada mediante un enlace temporal.

Al recibir la llamada, el MSC enva al celular llamado la seal

de alerta para que sepa que es requerida una comunicacin (figu-

ra 12) por medio de un RNC.

Una vez que el celular responde, se establece la comunicacin

a travs de un canal de radio (figura 13)

TELEFONOS CELULARES

Poder hablar mientras se viaja siempre ha sido un lujo codi-

ciado para muchos usuarios, la comunicacin porttil ofreca con-

veniencia y eficiencia. La comunicacin mvil ha existido por es-

pacio de 60 aos en la forma de tecnologa de radio, finalmen-

te se ide un equipo de radiotelefona que permitir enlazarse en

forma directa mediante radio con la RTPC desde radiotelfonos

que se encontraban en automviles. La tecnologa de radiotelefo-

na estaba limitada por dos factores muy importantes:

En primer lugar slo hay un nmero limitado de canales en la

RF (gama de frecuencias), la banda normal de telefona poda dar

servicio hasta 2000 canales.

En segundo lugar la radiotelefona era un servicio centralizado, uno se suscriba a un servicio lo-

cal y slo se reciba servicio de ese proveedor, el alcance estaba limitado por las instalaciones del

radioproveedor.



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Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11

Figura 12

Figura 13

La compaa estadounidense de telefona y telegrafa (AT&T) fue la primera que se dedic al re-

diseo de la telefona mvil desarrollando el servicio avanzado de telefona mvil (o AMPS) hoy co-

nocido simplemente como sistema celular.

ESTRUCTURA CELULAR

En vez de establecer una sola trayectoria de comunicacin de alta potencia entre dos puntos, el

sistema celular divide una regin geogrfica en reas relativamente pequeas (celdas). Cada celda

cuenta con una estacin que est equipada con un sistema de radio de baja potencia y equipo con-

trolado por computadora para enlazar cada celda con una oficina mvil de conmutacin telefnica

(OMCT) centralizada. Los usuarios finales no se comunican directamente con la OMCT sino con su

estacin de celda ms cercana, posteriormente cada estacin de celda se comunica con la OMCT re-

gional. De esta manera se puede crear una red de muchas estaciones de radio independientes en un

rea muy grande.

FUNCIONAMIENTO DEL TELEFONO CELULAR

Los telfonos celulares pueden descomponerse en tres mdulos bien definidos como se muestra en

la figura 14, que son: el mdulo de radio (RF = radio frecuencia), el mdulo de audio (AF audiofre-

cuencias) y el mdulo lgico de control (CPU).

Mdulo de RF

El mdulo de RF tiene a su cargo todas las seales que entran o salen del telfono celular, como

se muestra en la figura 15.

El circuito receptor de RF filtra y demodula las seales recibidas. La salida del mdulo de RF se

aplica al mdulo de AF. A diferencia de los radiorreceptores tradicionales en los que se usa sintoni-

zacin manual para definir el canal deseado, el telfono celular usa un circuito sintetizador de fre-

cuencia de precisin que puede ajustarse a cualquiera de los 666 canales celulares asignados. El ca-

nal seleccionado en un momento dado est

determinado por el mdulo lgico de control.

Conforme su telfono celular se mueve de

una celda a otra, las frecuencias de transmi-

sin y recepcin se cambian tomando en

cuenta los canales disponibles de la nueva

celda. Las instrucciones que indican qu fre-

cuencias cambiar son recibidas como sea-

les de informacin y son procesados por un

mdem en el mdulo lgico de control del te-

lfono celular.

Las seales de voz provienen del mdulo de

AF y las seales de informacin provenientes


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Figura 14

de la unidad lgica de control

se envan al circuito transmisor

de RF que las coloca sobre la

portadora de RF apropiada, las

filtra, las amplifica y las aplica

a la antena. La frecuencia por-

tadora de RF est determinada

por la celda particular en que

se encuentre.

El circuito sintetizador de fre-

cuencia de canal por lo general

consta de un oscilador de base

que trabaja conjuntamente con

un sintetizador de frecuencia de recepcin y un oscilador de frecuencia de transmisin. El sintetiza-

dor de frecuencia de recepcin recibe una seal digital de control de mdulo lgico de control y pro-

duce un voltaje proporcional a la frecuencia deseada. Un oscilador controlado por voltaje, o Vco,

convierte el voltaje proporcional en la seal del oscilador. El circuito de portadora de transmisin es

similar. Las seales digitales de control del mdulo lgico de control establecen un voltaje que es pro-

porcional a la frecuencia deseada. El voltaje proporcional excita a un Vco que produce la frecuen-

cia del oscilador.

Mdulo de AF

El mdulo de AF es responsable de la conversin de las seales de FI (frecuencia intermedia) pro-

venientes del mdulo de RF en seales de voz que se puedan or en el receptor del telfono celular,

como se muestra en la figura 16.

Generalmente se incluye un segundo elemento receptor para producir seales de advertencia, ta-

les como las seales de llamada. Los tonos de DTMF y la voz provenientes de un micrfono se filtran,

se mezclan y se aplican al mdulo de RF para ser modulados, junto con las seales de control pro-

venientes de un m-

dem en el mdulo l-

gico de control.

Una porcin de la

voz transmitida regre-

sa al receptor como

tono local. Las funcio-

nes de transmisin y

recepcin de AF estn

bajo control directo

del mdulo lgico de control.

Mdulo lgico de control

Como puede verse en el diagrama a bloques de la figura 17, el mdulo lgico de control es ba-

se de un telfono celular. El mdulo lgico de control tiene una estructura similar a la de una compu-



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Figura 15

Figura 16Figura 16

tadora personal. La CPU principal

controla el telfono celular con base

en un conjunto de instrucciones per-

manentes (su programa) grabadas

en una memoria permanente (ROM).

Se incluye una memoria temporal

(RAM) que almacena variables tales

como el canal de uso, el valor selec-

cionado de potencia del transmisor,

etc, as como los resultados de cual-

quier comparacin lgica u opera-

cin matemtica requeridos cuando

el programa del telfono no est co-

rriendo. Se usa una memoria borra-

ble (EPROM) para almacenar infor-

macin que es exclusiva de cada te-

lfono, tal como el nmero asignado

al telfono celular. A este tipo de me-

moria algunas veces se le denomina MAN, o mdulo de asignacin de nmero. La CPU tiene el con-

trol directo de los mdulos AF y de RF, as como el generador de DTMF. Puesto que un telfono celu-

lar es una parte activa de la red celular, debe estar en contacto constante con la red. Adems de las

seales de voz y de DTMF, el telfono celular debe transmitir y recibir informacin de la estacin de

celda en uso. Un CI de mdem se usa para aadir informacin a la seal transmitida e interpretar las

rdenes e informacin provenientes de la red celular. La CPU tambin se hace cargo del funciona-

miento del CI del controlador celular. El controlador celular generalmente es un ASIC sofisticado que

es responsable de interconexin con el sistema de presentacin visual y de teclado del telfono celu-

lar. El controlador celular realiza los ajustes de los sintetizadores de frecuencia de transmisin y recep-

cin en el mdulo de RF.

PROBLEMAS EN LOS TELFONOS CELULARES

Los problemas de los celulares tienen que ver entre el telfono celular y una estacin de celda, por

ejemplo las prdidas de seal, que se debe a que las seales de radio en la gama de 800 a 900MHz

tienen los problemas del debilitamiento por obstculos como los edificios y superficies lisas y pueden

ser bloqueadas completamente por obstculos geogrficos grandes tales como colinas o montaas.

Las reas muertas como colinas, reas montaosas o urbanas densas a menudo experimentan zonas

muertas. Las seales son absorbidas o reflejadas evitando que las ondas de radio se propaguen, al-

gunas zonas muertas pueden eliminarse cambiando la localizacin de la estacin de celda o divi-

diendo la celda para aadir estaciones adicionales que cubran adecuadamente el rea afectada.

Tambin se puede tener problemas con las bateras que son alimentadas. Y tambin se tiene el pro-

blema que las personas con radios comunes puedan escuchar la conversacin pero como la transmi-

sin se realiza a diferente frecuencia que la recepcin slo se podra escuchar una parte. ******


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Figura 17

CC

APTULO

APTULO

4

4


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SISTEMAS PARA TELEFONIA CELULAR

GSM, UMTS Y GPRS

COMO FUNCIONAN

La utilizacin de las ondas radioelctricas es el medio ms eficaz para establecer comunicaciones

con puntos mviles. Sin embargo, el espectro radioelctrico es limitado y su utilizacin slo es posi-

ble mediante una reglamentacin muy estricta que permite la optimizacin de la asignacin de fre-

cuencias para cada pas. Los primeros sistemas diseados en los aos 20 para uso de la polica en

EE.UU asignaban a cada vehculo un canal de radio permanente que quedaba totalmente inactivo

durante los perodos de silencio. En la dcada del 60, con la proliferacin de las cadenas de radio,

televisin, el uso cada vez ms frecuente de los radioenlaces de microondas, los enlaces de satlite,

etc, la ocupacin del espectro era tan grande que hubo que pensar en la forma de hacer ms eficien-

te el uso del espectro radioelctrico, permitiendo la evolucin de la telefona mvil. El primer avance

significativo fue la introduccin del trunking automtico.

El sistema trunking consiste en la asignacin de un canal libre existente dentro de un conjunto de

canales disponibles, y que se mantiene solamente durante el tiempo que el canal se est usando en

la conversacin, pasando al estado de disponible para otro usuario cuando haya terminado la con-

versacin que se desarrollaba a travs de l. De este modo el nmero de canales que hay que insta-

lar y que ocuparn el espectro se reduce notablemente ya que, por ms que haya millones de usua-

rios, slo algunos estn hablando al mismo tiempo. El trunking automtico es la asignacin de canal

totalmente automtica, sin la intervencin de una persona.

El paso siguiente en el aprovechamiento del espectro radioelctrico es el concepto celular, pro-

puesto por la "Bell South" a principios de los aos setenta.

La telefona celular se basa en la reutilizacin de los canales mediante la divisin del espacio en

celdas continuas que se controlan desde una estacin base con unos determinados canales.

La reutilizacin de frecuencias no es posible en

clulas contiguas, pero s en otras ms alejadas. El

nmero de veces que un canal puede ser reutilizado

es mayor cuanto ms pequeas sean las clulas.

La red celular se compone as de un conjunto de

estaciones base desplegadas por el territorio a cubrir

por el servicio y que estn conectadas entre s o con

centro de conmutacin con acceso a la red telefni-

ca publica, a la RDSI (red de servicios integrados) o

a otra red celular mvil. La estacin base que recibe

al mvil con un mayor nivel de potencia es la que

queda asignada al mismo.

Ahora bien, como el telfono celular puede mo-

verse, si otra estacin base recibe la seal procedente de la estacin mvil con un nivel de potencia

superior a 3db al que est recibiendo la estacin que lo est controlando se produce la conmutacin

del canal y de la estacin base a la que est conectada el terminal mvil, ms adelante volveremos

sobre este concepto. Este procedimiento se llama "handover" de potencia. Asimismo existe un han-

dover de calidad que se realiza de manera similar al anterior pero que en vez de considerar el nivel

de seal para decidir sobre la conmutacin de la estacin base a la que est conectado un terminal

mvil considera la calidad de la seal radioelctrica.

Tal como vimos en el captulo 3, y como describiremos ms adelante, a los fines prcticos sole-

mos decir que las celdas de estos sistemas son hexgonos puros regulares, formando retculas que se

agregan unas a otras sin limitacin. La realidad es otra, el objetivo de un sistema celular es reutilizar

canales, pero al estar estos canales asociados a estaciones base, lo que se hace es repetir estacio-

nes base. Se dice que una estacin se repite cuando tiene la misma tabla de frecuencias que otra

determinada.

Con tres tipos de estaciones base se puede cubrir un territorio extenso sin que queden enfrenta-

das dos estaciones del mismo tipo, es decir que tengan un mismo grupo de frecuencias.

En condiciones tericas de terreno llano, las estaciones formaran retculos formando tringulos

equilteros, no obstante la teora sobre celdas perfectamente hexagonales no se da en la realidad.

Las bases se despliegan de forma irregular segn el terreno, buscando un mnimo de zonas de som-

bra. El problema de la red est en determinar la ubicacin idnea de las estaciones base para con-

seguir una mayor cobertura y minimizar las zonas de sombra. Lo habitual de las estaciones base es

que tengan un diagrama de radiacin omnidireccional, es decir, que transmitan en todas las direc-

ciones con la misma potencia y frecuencias. Si bien y para el mejor aprovechamiento del espectro y

de la potencia radiada por las antenas, se puede sectorizar la radiacin concentrando la potencia

hacia un determinado sector. Se trata as de aprovechar la potencia enviada al celular, dado que s-

te solo puede estar en un lugar determinado y la potencia enviada en otras direcciones se perdera.

Se trata de que cada base alimente a tres antenas que radian cada una para un determinado sec-

tor en principio de 120. Este es el caso ms comn de sectorizacin, si bien se utilizan adems, otras

configuraciones. El diagrama de radiacin de estas antenas no son uniformes siendo ms intensa en

la bisectriz del sector y diminuyendo en los extremos. En la prctica, en zonas muy congestionadas

por la demanda de comunicaciones mviles los sectores de 120 no son operativos. Normalmente se

instalan seis antenas en cada estacin base que suponen seis sectores de 60 cada uno en cuyo cen-

tro est la estacin base de modo que si un mvil sale de un sector y entra en otro que pertenece a

la misma estacin no se produce -handover- concebido ste como cambio de la estacin base a la

que est conectado un equipo mvil, sino que cambia de asignacin de antena.

BREVE HISTORIA DEL TELEFONO CELULAR

Hasta hace unos 25 aos, antes de la invencin de las clulas (o al menos de su puesta en mar-

cha en forma masiva), las personas usaban radiotelfonos que transmitan para una antena central

en cada ciudad con 25 canales disponibles. Una antena aislada de esta manera exiga un transmi-

sor potente, o suficiente para transmitir a 60 o 80 kilmetros. Todo esto significaba que no todos po-

dan usar radiotelfonos: no slo era caro como simplemente no existan frecuencias suficientes.

SISTEMAS PARA TELEFONA CELULAR

50


Cuando se invent el sistema de clulas, se tuvo en cuenta que las ciudades podran ser divididas

en espacios ms reducidos, crculos de transmisin llamados clulas, lo que permita el uso extensivo

de las frecuencias en todas las ciudades, sin problemas, a travs de la reutilizacin.

El funcionamiento es el siguiente: la operadora reparte el rea en varios espacios, en varias c-

lulas, normalmente hexagonales (forma geomtrica que permite ocupar todo el espacio y se aproxi-

ma mucho a la circunferencia, vea el captulo 3). En cada clula existe una estacin base transmiso-

ra, tpicamente, una simple antena. Cada clula consigue utilizar varias decenas de canales, lo que

da la posibilidad de que varias decenas de personas se puedan comunicar simultneamente en ca-

da clula. Cuando una persona se mueve de una clula para otra, pasa a utilizar la frecuencia de la

nueva clula, dejando libre la clula anterior para ser usada por otra persona.

Como las distancias de transmisin no son muy grandes debido a la cercana entre clulas, los te-

lfonos mviles pueden transmitir con poca energa permitiendo el uso de pequeas bateras que per-

miten un tamao y un peso reducido. Son, por tanto, las clulas, que tornan posibles los telfonos m-

viles como los conocemos hoy.

Cuando el operador recibe una llamada, intentar encontrar el telfono mvil de destino. Antes

del enrutamiento de la seal, el operador intenta localizar al telfono de destino a travs de una se-

al masiva enviada a todas las clulas, de la regin que opera, hasta encontrar el telfono apropia-

do, e informa el telfono mvil y la estacin base de la clula de la frecuencia en que opera. Cuan-

do el aparato mvil se aproxima al lmite de cobertura de la clula, la estacin se da cuenta que la

seal est ms dbil, mientras la estacin de la clula siguiente descubre que la seal de ese telfo-

no se est fortaleciendo. De esta manera el telfono mvil recibe la orden de pasar de la frecuencia

de la primera clula para otra frecuencia en la clula siguiente. A esta operacin se llama el handoff.

Cabe aclarar que en los sistemas modernos, el telfono mvil recibe una identificacin del siste-

ma del operador cuando se enciende. Si, en ese momento, el telfono mvil detecta que la Identifi-

cacin del Sistema no es la de su operador, es porque est en roaming, o sea, est usando los ser-

vicios prestados por otro operador, un sistema que permite usar el mismo telfono mvil en diferentes

regiones (y hasta en diferentes pases).

Cuando es encendido, el celular tambin transmite un pedido de registro. A partir de ah, la red

se mantendr el contacto y tendr siempre presente que en esa clula est el telfono celular regis-

trado y no tendr problemas en encontrarlo en caso de recibir una llamada. A medida que el telfo-

no pasa de una clula para otra, la red har un registro. Si el mvil descubre que no est registra-

do, es porque est fuera del alcance de la red y dir que no tiene red o que est apagado.

EL TELEFONO CELULAR DIGITAL

Como es lgico suponer, la cap[acidad de un sistema analgico es limitada. A pesar de que va-

rias decenas de personas puedan utilizar la misma clula, hay un lmite para el nmero de personas

que pueden usar una celda, conforme a la cantidad de frecuencias asignadas.

Los telfonos digitales, pese a usar la misma tecnologa de radio que acabamos de describir, con-

vierten la voz en cdigos digitales y la comprimen, de forma que cada llamada telefnica ocupa 3

a 10 veces menos espacio que una llamada analgica, adems de permitir una mayor manipulacin

de datos para colocarlos en espacios adecuados, lo que aumenta significativamente su capacidad.



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Ahora bien, mientras que los telfonos de 1 generacin (Analgicos) y de 2 generacin (Digitales)

transmiten a travs de un flujo continuo de ondas de radio, los mviles del futuro transmitirn en mi-

nsculos ciclos de informacin. Con esta tecnologa, los mviles operarn como si transmitiesen en

cdigo morse a alta velocidad, donde cada ciclo corresponder a un trazo o un punto con una velo-

cidad de 40 millones de trazos y puntos por segundo. De esta manera, los telfonos mviles conse-

guirn transmitir enormes cantidades de informacin usando poca energa para obtener mejor cali-

dad de transmisin. Los mviles modulares asumen un flujo constante de informacin, de modo que

la seal tiene que sobreponerse al ruido, exigiendo ms energa. Con la transmisin de impulsos, el

sistema se hace casi inmune al ruido y asi puede usar menos energa, adems permite la manipula-

cin de seales con mayor facilidad que que ampla el espacio de transmisin, ya que las antenas

no interfieren unas con las otras, pudiendo ignorar las seales unas de las otras como si se tratase

de ruido.

QUE PRECISA UN TELEFONO CELULAR PARA FUNCIONAR?

Si bien en el captulo anterior hemos descripto cmo funciona un celular, digamos que para com-

primir y descomprimir seales digitales codificadas, tienen que procesar millones de clculos por se-

gundo. No obstante, como aparatos, son compuestos apenas de algunos partes a saber:

* Un micrfono;

* Un parlante;

* Una pantalla de cristal lquidos o plasma;

* Un teclado;

* Una antena;

* Una batera;

* Una placa de circuitos electrnicos.

El telfono posee un microprocesador que realiza clculos a gran velocidad, llamado DSP, o Di-

gital Signal Processor (Procesador Digital de Seales). Este procesador har toda la compresin y

descompresin de los datos a la velocidad de 40 MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo). El

microprocesador reconoce las tareas del teclado y procesa la seal mostrada en la pantalla, gestio-

na los comandos y controla las seales de la estacin base, adems de coordinar las dems funcio-

nes. Sin embargo, no debemos olvidar que los telfonos mviles son aparatos sofisticados que pade-

cen de varios problemas, algunos son:

* Corrosin interna de algunos componentes por humedad excesiva o mvil mojado;

* Daos por calor extremo, en un coche, por ejemplo, puede daar la batera o los componen-

tes electrnicos;

* Daos por fro extremo que puede causar la prdida momentnea de la seal;

* Clonaje; etc.

El clonaje ocurre cuando los impulsos de identificacin del telfono mvil son tomados por un scan-

ner ajeno. Los cdigos de identificacin as captados pueden entonces ser usados para hacer llama-

das que son contadas en la cuenta del mvil original.


52


EL IMEI

Los telfonos mviles GSM poseen un cdigo denominado de IMEI (International Mobile Equip-

ment Identity), el cual permite la identificacin del terminal dentro de la red. El IMEI consiste de un

cdigo de 15 nmeros que se transmite cuando el telfono celular se conecta a la red. Con este n-

mero, la operadora identifica el estado del terminal, dentro de una base de datos, denominada EIR

(Equipment ID Register), dentro de la cual existen dos listas especiales. El EIR determina si el telfono

mvil se puede conectar a la red para hacer / recibir llamadas.

Si el IMEI es vlido (se encuentra en la lista dentro del EIR) la operadora puede hacer dos cosas:

* Coloca el cdigo del terminal en la lista "gris". Todava es posible utilizar el telfono mvil,

pero ste puede ser monitoreado para descubrir la identidad del operador (a travs de la informa-

cin de las tarjetas SIM)

* Bloquea completamente el uso del telfono mvil en la red (la denominada lista "negra"). El

terminal no puede ser utilizado en cualquier red donde est listado en el EIR.

Para conocer el IMEI de un celular debemos consultar la parte de atrs del terminal, o digitar el

cdigo: *#06#

Un cdigo IMEI se encuentra dividido en cuatro partes.

En el ejemplo de un IMEI n 544905 33 095674 0 sera:

544905 Type Approval Code (TAC). Los primeros dos nmeros indican el pas.

33 Final Assembly Code (FAC). Indica el fabricante.

095674 Nmero de serie del telfono mvil.

0 Nmero adicional, de reserva.

Los nmeros que indican el fabricante son los siguientes

01, 02 AEG

07, 40 Motorola

10, 20 Nokia

35 Mitsubishi Trium

30 Ericsson

40, 41, 44, 52 Siemens

47 Option International

50 Bosch

51 Sony, Siemens, Ericsson

60 Alcatel

70 Sagem

75 Dancall

80 Phillips

85 Panasonic

SERVICIOS GSM: (Global System for Mobile Communication)

Hasta hace un tiempo, se poda mantener una comunicacin nicamente dentro del territorio don-

de se haba efectuado la suscripcin. Los standards tcnicos, diferentes de nacin a nacin, incom-

patibles entre s, impedan recibir llamadas o hacerlas fuera de la propia nacin. Hoy, las barreras



53

de comunicacin han sido abatidas: adems del notable Servicio

Radiomvil Etacs (Extended Total Access Cellular System), est a

disposicin el Servicio Radiomvil Internacional GSM, basado en

una tecnologa digital de absoluta vanguardia.

El sistema de comunicacin GSM, introducido en Italia a princi-

pios de octubre de 1992, permite, en particular, efectuar Roaming

Internacional o bien hacer o recibir, en el extranjero, llamadas co-

mo si se hicieran desde Italia. De hecho, se han firmado acuerdos

bilaterales que permiten a los Clientes de Telefona Mvil GSM tras-

ladarse con el propio mvil y continuar disfrutando del servicio en

diferentes pases europeos y no europeos. En un primer momento

el servicio GSM se concibi como el standard europeo para las co-

municaciones mviles digitales, pero se est convirtiendo, de he-

cho, en standard mundial. Otras 100 redes GSM se hicieron ope-

rativos en junio de 1996; cada da en todo el mundo se realizan

cerca de 30.000 contratos y se efectan cerca de 40 millones de

llamadas. En el 2000 los expertos prevn que estarn en circula-

cin por el mundo alrededor de 100 millones de abonados. El as-

pecto "ms espectacular" del sistema es que gracias a una tecno-

loga de absoluta vanguardia, con el GSM no es el mvil el que

contiene los datos del abonado, sino ms bien "una tarjeta inteli-

gente" denominada SIM Card (Subscriber Identity Module), para

insertar en el aparato desde el que se desea llamar: la suscripcin

est en la tarjeta, no en el mvil. En otras palabras, se puede lla-

mar tambin, aunque no se tenga a mano el propio aparato GSM,

o bien en aquellos pases que adoptan el standard GSM con fre-

cuencias diferentes (DCS 1800-PCS 1900): es suficiente con tener

uno predispuesto para recibir la tarjeta compatible, es decir, con el

standard GSM. Existen dos tipos de SIM Card, una de las dimen-

siones de una tarjeta de crdito (ISO), preparada principalmente

para los radiotelfonos vehiculares; otra pequea como un sello

preparada para los telfonos palmarios (Plug In). Existe en todo ca-

so un adaptador que permite transformar una tarjeta SIM desde el

formato Plug In al formato ISO. En la tarjeta SIM se pueden memo-

rizar nmeros telefnicos asociados a nombres, adems de aque-

llos que se pueden memorizar en la memoria del mvil. Aquella dis-

pone, adems, de dos cdigos de seguridad el PIN y el PUK. El

PIN es un cdigo de cuatro cifras, modificable por el abonado, sin

el cual es imposible efectuar la llamada. Si el cdigo PIN (Personal

Identity Number), se introduce errneamente tres veces consecuti-

vas, la tarjeta se bloquea. En este caso es necesario utilizar el c-

digo PUK (Personal Unblocking Key). Si tambin ste se escribiera errneamente diez veces consecu-

tivas, la tarjeta se bloquea totalmente y ser imprescindible sustituirla. Otro elemento fundamental en


54


HISTORIA DEL GSM

Desde el principio de los 80, despus de que el

NMT (Nordic Mobile Telephone, sistema de telefo-

na mvil analgico de cobertura escandinava) fun-

cionara con xito, fue obvio para varios pases eu-

ropeos que los sistemas analgicos existentes, tenan

limitaciones. Primero, la potencial demanda de ser-

vicios mviles fue mayor de la capacidad esperada

de las existentes redes analgicas. Segundo, las di-

ferentes formas de operacin no ofrecan compatibi-

lidad para los usuarios de mviles: un terminal TACS

(servicio de telefona mvil analgico puesto en fun-

cionamiento en el Reino Unido en 1985) no poda

acceder dentro de una red NMT, y viceversa. Ade-

ms, el diseo de un nuevo sistema de telefona ce-

lular requiere tal cantidad de investigacin que nin-

gn pas poda afrontarlo de forma individual. Todas

estas circunstancias apuntaron hacia el diseo de un

nuevo sistema, hecho en comn entre varios pases.

El principal requisito previo para un sistema de

radio comn, es el ancho de banda de radio. Esta

condicin haba sido ya prevista unos pocos aos

antes, en 1978, cuando se decidi reservar la ban-

da de frecuencia de 900 25MHz para comunica-

ciones mviles. Este problema fue el mayor obstcu-

lo solucionado. Quedaba organizar el trabajo. El

mundo de la telecomunicacin siempre haba estado

regido por la estandarizacin. Diversos factores, lle-

varon a la creacin en 1982 de un nuevo cuerpo de

estandarizacin, cuya tarea era especificar un nico

sistema de radiocomunicaciones a 900MHz. El

Groupe Special Mobile (GSM) tuvo su primer en-

cuentro en diciembre de 1982 en Estocolmo, bajo la

presidencia de Thomas Haug de la administracin

sueca. Treinta y una personas de once pases estu-

vieron presentes en este primer encuentro. En 1990,

por requerimiento del Reino Unido, se aadi al

grupo de estandarizacin la especificacin de una

versin de GSM a la banda de frecuencia de 1800

75MHz. A esta variante se le llam DCS1800

(Digital Cellular System 1800). El significado ac-

tual de las siglas GSM se ha cambiado y en la ac-

tualidad se hacen corresponder con Global System

for Mobile Communications.

La elaboracin del estndar GSM llev casi una

dcada. Las principales metas alcanzadas a lo largo

de esta dcada, se muestran en la siguiente tabla:

Fecha Logro

1982 Se crea el Grupo Especial Mvil.

1968 Se crea un Ncleo Permanente.

1987 Se escogen las principales tcnicas de

transmisin de radio basadas en la evaluacin de un

prototipo.

1989 GSM se convierte en un comit tcnico

del ETSI.

1990 Fase 1 de las especificaciones del

GSM900 finalizada. Se comienza con el estndar

DCS1800.

1991 Comienzan a funcionar los primeros

sistemas (Telecom 91 de exhibicin). La mayora del

los operadores europeos de GSM900 comienzan las

operaciones comerciales.

el GSM es el uso de tecnologas criptogrficas a escala militar

que ofrecen una absoluta seguridad, desde la autentificacin de

la tarjeta, hasta la conversacin: nadie puede simular va radio

ser otro abonado ni descifrar las conversaciones va radio.

EL FUNCIONAMIENTO DE LA RED GSM

La red GSM est compuesta por varias entidades interconecta-

das, pero puede reducirse principalmente a tres niveles: la Esta-

cin Mvil, en esencia el terminal del usuario; la Estacin Base,

que controla las comunicaciones de radio del terminal; y el Siste-

ma de Red, que se encarga de realizar las conexiones entre los

usuarios.

1. Estacin mvil. Est formada por el terminal telefnico y

una tarjeta inteligente denominada SIM (Subscriber Identity Mo-

dule -Mdulo de Identificacin del Abonado-). La tarjeta SIM al-

macena los datos del usuario, lo que permite a ste comunicarse

independientemente del terminal que emplee.

Hasta hace muy poco tiempo, el concepto de movilidad estaba

asociado exclusivamente al terminal telefnico, pero actualmente

se relaciona al usuario que utiliza sus servicios.

Movilidad del terminal: El usuario dispone de un telfono asocia-

do a un nmero de la red y puede utilizarlo en cualquier lugar

con cobertura.

Movilidad personal: El usuario, y no el terminal, est asociado a

un nmero de telfono de la red que, de forma 'inteligente', le si-

gue en sus desplazamientos, pudiendo hacer uso de l desde

cualquier telfono, sea ste fijo o mvil.

2. Estacin base. Est dividida en dos unidades, la estacin de

transmisin y el controlador, conectadas por un interfaz denomi-

nado Abis.

Estacin de transmisin. Son las encargadas de gestionar las co-

municaciones por radio con las estaciones mviles.

Controlador de la estacin. Su misin es gestionar los recursos de

radio de una o varias estaciones de transmisin, enlazndolas con el centro de conmutacin de ser-

vicios mviles.

3. Sistema de red. Su componente principal es el centro de conmutacin de servicios mviles,

que se encarga de todas las tareas informticas:

Registrar y verificar las comunicaciones y actualizar la localizacin del usuario.

Gestionar los problemas de saturacin.

Direccionar llamadas.

Interconectar a los usuarios entre s y con la red telefnica fija.



55

LA EVOLUCIN DEL SISTEMA GSM

(Global System for Mobile Communications)

El GSM es un estndar internacional de comuni-

caciones digitales mviles, creado en 1987 tras la fir-

ma por 13 pases del Memorandum de Comprensin

(MoU, en sus siglas inglesas). Con este tratado se

acord la construccin de un sistema de comunicacio-

nes estandarizado que operara en una banda de

900MHz. El funcionamiento es sencillo: la voz se con-

vierte en una seal digital codificada, que es transmi-

tida hasta un terminal encargado de descodificarla.

En 1994, el sistema GSM tena poco ms de un

milln de usuarios. Tres aos despus esta cifra haba

rebasado ya el nivel de los 55 millones, y en 2000 su-

peraba ya los 100 millones.

Hasta ese momento, cada pas haba desarro-

llado sistemas de telefona celular y terminales incom-

patibles entre s, lo que imposibilitaba la creacin de

una industria comn capaz de aprovechar el desarro-

llo tecnolgico de cada pas. Adems, los mtodos

empleados para la transmisin eran convencionales:

se limitaban a utilizar la radio para enviar la voz hu-

mana como una seal analgica, que estaba por tan-

to sujeta a numerosas interferencias.

Las primeras especificaciones del sistema GSM

fueron publicadas en el ao 1990. Aunque en un

principio se pens como un sistema paneuropeo, en

la actualidad es usado en ms de 100 pases de todo

el mundo. En 1994 tena poco ms de un milln de

usuarios. Tres aos despus est cifra haba rebasa-

do ya el nivel de los 55 millones, y en 2000 supera-

ba ya los 100 millones.

La familia de sistemas GSM incluye el GSM 900

y el GSM 1800, dependiendo de la banda de radio

que use. El primero es el estndar utilizado en Euro-

pa y Asia, mientras el segundo es el usado en Estados

Unidos. En la actualidad est en experimentacin un

sistema GSM (GSM 1800), compatible con los dos

anteriores.

Aunque en un principio estaba previsto que el

sistema GSM contara con una transmisin de datos

RDSI a 64kbps, las limitaciones de costo y ancho de

banda no lo permitieron. La velocidad mxima de

transmisin de datos con GSM es en la actualidad de

9.600 bps.

ESTRUCTURA DEL SISTEMA GSM

En lo que se refiere a la estructura bsica del GSM, el sistema se orga-

niza como una red de clulas radioelctricas continuas que proporcio-

nan cobertura completa al rea de servicio. Cada clula pertenece a

una estacin base (BTS) que opera en un conjunto de canales de radio

diferentes a los usados en las clulas adyacentes y que se encuentran

distribuidas segn un plan celular. Un grupo de BTS's se encuentran co-

nectado a un controlador de estaciones base (BSC), encargado de aspectos como el handover (tras-

paso del mvil de una clula a otra) o el control de potencia de las BTS's y de los mviles. En conse-

cuencia el BSC se encarga del manejo de toda la red de radio y supone una autentica novedad res-

pecto a los anteriores sistemas celulares. Una o varias BSC's se conectan a una central de conmuta-

cin de mviles (MSC). Este es el corazn del GSM como responsable de la inicializacin, enruta-

miento, control y finalizacin de las llamadas, as como de la informacin sobre la tarificacin. Es

tambin el interface entre diversas redes GSM o entre una de ellas y las redes publicas de telefona

o datos. La informacin referente a los abonados se encuentra almacenada en dos bases de datos

que se conocen como registro de posiciones base (HLR) y registro de posiciones de visitantes (VLR).

El primero analiza los niveles de subscripcin, servicios suplementarios y localizacin actual, o ms

reciente de los mviles que pertenecen a la red local. Asociado al HLR trabaja el centro de autentifi-

cacin (AUC), que contiene la informacin por la que se comprueba la autenticidad de las llamadas

con el fin de evitar los posibles fraudes, la utilizacin de tarjetas de abonado (SIM's) robadas o el

disfrute del servicio por parte de impagados. El VLR contiene la informacin sobre los niveles de subs-

cripcin, servicios suplementarios y rea de localizacin para un abonado que se encuentra o al me-

nos se encontraba recientemente en otra zona visitada. Esta base de datos dispone tambin de infor-

macin relativa a si el abonado se encuentra activo o no, lo que evita el uso improductivo de la red

(envo de seales a una localizacin que se encuentra desconectada) El registro de identidad de los

equipos (EIR) almacena informacin sobre el tipo de estacin mvil en uso y puede eludir que se rea-

lice una llamada cuando se detecte que ha sido robada, pertenece a algn modelo no homologado

o sufre de algn fallo susceptible de afectar negativamente a la red. En cuanto a las comunicaciones

en la red, se ha desarrollado un nuevo esquema de sealizacin digital. Para la comunicacin entre

MSC's y registros de posicin se utiliza la parte de aplicacin para mviles del Sistema de Sealiza-

cin numero 7 del CCITT, frmula casi imprescindible para la operacin de redes GSM a nivel inter-

nacional. Entre las diversas entidades de la red se encuentran definidos interfaces estndar que ase-

guren un mtodo comn de acceso para todos los mviles, tanto los de diferentes pases como los de

diferentes suministradores. Cabe aclarar que en varios pases de Amrica Latina este sistema est en

experimentacin y que en Argentina, CTI mvil est ensayando esta estructura a nivel nacional y que

ya se est utilizando con xito en la regin AMBA (Crdoba, Rosario y Mendoza).

LA ARQUITECTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA GSM

La norma GSM nicamente especifica entidades funcionales e interfaces normalizados. Con ello

se consigue la utilizacin de cualquier sistema por cualquier estacin mvil, aunque no pertenezcan


56


al mismo suministrador, y la interconexin de equipos de distintos suministradores a travs de los in-

terfaces normalizados, evitando influir de forma excesiva sobre los desarrollos particulares de cada

uno de los fabricantes de equipos. Vamos a describir en primer lugar las entidades funcionales e in-

terfaces que constituyen el sistema GSM, describiendo su funcionalidad y las relaciones entre ellas. Y

por ltimo para poder tener una idea de la estructura fsica del sistema.

ELEMENTOS DE UN SISTEMA GSM

Estacin Mvil (MS): Una estacin mvil se compone funcionalmente de dos partes:

-El equipo terminal (ET) y la terminacin mvil (TM)

Equipo Terminal: realiza funciones semejantes a las de un terminal RDSI y realiza las siguien-

tes funciones: transmisin radio, gestin de canales de transmisin radio, capacidad del terminal, in-

cluyendo la interfaz hombre-mquina, codificacin de voz, proteccin de errores, control del flujo de

datos de usuario, adaptacin de velocidad de datos de usuario y velocidad del canal, soporte de ter-

minales mltiples, gestin de movilidad.

Terminal Mvil: hay tres tipos de TM: TMO Realiza las funciones anteriormente mencionadas,

sin incluir ningn interfaz; TM1 Incluye adems una interfaz RDSI; TM2 Incluye adems interfaces

CCITT series X y V Utilizando estos tres tipos de TM se pueden establecer las configuraciones nece-

sarias para acceder al sistema GSM.

Una estacin mvil puede adems clasificarse en distintos tipos segn varias ca-

ractersticas: por su utilizacin; equipo mvil; equipo porttil, equipo transportable.

Por la potencia de salida: clase 1: 20W - Mvil y transportable, clase 2: 8W - Vehculo y

transportable, clase 3: 5W - Porttil, clase 4: 2W - Porttil, clase 5: 0.8W - Porttil.

Las caractersticas de las estaciones mviles se clasifican en tres tipos:

-Bsicas; suplementarias; adicionales.

Las caractersticas bsicas obligatorias de la estacin mvil son: visualizacin del n-

mero llamado; indicacin de seales de progreso de la llamada; indicacin de pas/sistema; gestin

de la identidad de suscripcin (SIM), indicador de PIN (clave de acceso) no vlido, identidad inter-

nacional de equipo de estacin mvil (IMEI); indicador de servicio.

Las caractersticas bsicas opcionales son: indicacin y reconocimiento de mensajes cor-

tos; indicacin de saturacin de memoria para mensajes cortos; interfaz para equipo terminal de da-

tos; interfaz para terminal RDSI, funcin de acceso internacional (tecla + ); conmutador encendido/a-

pagado; interfaz analgica; auto prueba.

Las caractersticas suplementarias son las siguientes: aviso de tarificacin; control de

servicios suplementarios.

Las caractersticas adicionales son: marcacin abreviada, limitacin de llamada a nmeros

fijos, repeticin del ltimo nmero marcado; operacin manos libres; restriccin de todas las llama-

das salientes; bloqueo electrnico del terminal; indicador de calidad de recepcin; indicador de uni-

dades de tarificacin; estacin mvil multi-usuario.

Mdulo de identificacin del usuario (SIM): para que una estacin mvil GSM pueda fun-

cionar necesita tener introducido el mdulo de identificacin del usuario. Existen dos tipos distintos

de mdulo de identificacin del usuario: una tarjeta inteligente que puede ser retirada de la estacin



57

mvil cuando el usuario termina de utilizarla; un mdulo que es incorporado dentro de la estacin

mvil, con el fin de estar instalado permanentemente, aunque siempre sera posible retirarlo abrien-

do la carcaza de la estacin mvil. Este mdulo es el que contiene toda la informacin necesaria pa-

ra realizar la funcin de autentificacin del usuario, adems de otras informaciones necesarias para

el sistema.

El SIM debe contener la siguiente informacin: nmero de serie; estado del SIM (bloquea-

do o desbloqueado); clave del algoritmo de autentificacin; algoritmo de Autentificacin (A3); iden-

tificacin internacional del usuario mvil (MSI); identificacin temporal del usuario mvil (TMSI); algo-

ritmo de generacin de claves de cifrado (A8); clave del algoritmo de cifrado de sealizacin y da-

tos (A5); nmero de secuencia de la clave del algoritmo de cifrado; clase de control de acceso del

usuario.

GPRS: Servicio General de Radio por Paquetes

GPRS son las siglas de General Packet Radio Service, o Servicio General de Radio por Paquetes.

Este sistema, que permite estar siempre conectado, se integra en la estructura de la red GSM mejo-

rndola y aumentando la velocidad de transmisin de 64 a 115 kilobits por segundo, entre 5 y 11

veces superior a la de WAP. GPRS elimina el costo por conexin, facturndose por informacin des-

cargados. En una primera fase, la velocidad slo alcanzar los 50 kilobits, mientras que la capaci-

dad del terminal ser de 20 kilobits por ahora.

Esta tecnologa permite desdoblar la transmisin de voz y datos en diferentes canales que trans-

miten de forma paralela, permitiendo mantener conversaciones sin cortar la transmisin de datos.

Cuando se trata de datos se establece una comunicacin permanente mientras el terminal est conec-

tado, lo que permite la transmisin contina de la informacin a mayor velocidad. La informacin via-

ja por paquetes en lugar de circuitos conmutados como sucede en GSM, donde la voz se enva por

un canal siempre abierto. En GPRS se puede elegir entre varios canales, de forma similar a como se

realiza en Internet. El aumento de la velocidad se produce porque los datos se comprimen y se en-

van a intervalos regulares, llamado conmutacin por paquetes, lo que aprovecha mejor la banda de

frecuencia.

La mayor ventaja de GPRS no es la tecnologa en s misma, sino los servicios que facilita. Los ter-

minales de este nuevo sistema permiten personalizar funciones, desarro-

llar juegos interactivos, e incorporan aplicaciones para el intercambio

de mensajes y correos electrnicos, a los cuales se podr acceder direc-

tamente sin la necesidad de conectarse a Internet. Las pantallas, que se-

rn de un tamao mayor, sern tctiles, de alta resolucin, con zoom e

conos que se activen de manera intuitiva pulsando sobre elllos con un

puntero. Incorporan adems una ranura para introducir la tarjeta de

crdito con chip que facilitar las transacciones electrnicas ms segu-

ras. Con la tecnologa GPRS se da un paso hacia la localizacin geo-

grfica, en funcin de donde se encuentre el usuario, la operadora le

puede ofrecer mayor informacin de la zona.

Los terminales sern de cinco tipos a corto plazo, en funcin del uso que


58


le vaya a dar el usuario. Mviles similares a los actuales, con visor y resolucin cada vez mayor, per-

mitirn el uso de informacin escrita o grfica de forma resumida. Terminales tipo agenda electrni-

ca, con funciones mixtas de voz y datos, y pantallas de mayor tamao y capacidad grfica. Termi-

nales tipo ordenador personal de mano (PDA) con pantalla plana de mayor formato y gran capaci-

dad grfica. Ordenadores porttiles que utilicen para la conexin inalmbrica un telfono mvil

GPRS. Y por ltimo, dispositivos diversos con comunicacin mvil y funciones especiales como siste-

mas de navegacin para coches y tarjetas de comunicacin inalmbrica en mquinas autoservicio.

UMTS: Sistema Universal de Telecomunicaciones Mviles

UMTS corresponde a las siglas de Universal Mobile Telecommunications System, es decir, Sistema

Universal de Telecomunicaciones Mviles, y es el primer estndar mundial para la comunicacin des-

de dispositivos mviles, que representa una evolucin respecto a los actuales sistemas. Tambin se le

denomina Sistema de Comunicaciones de tercera generacin (3G), respecto a GSM que representa

la segunda generacin (2G) y GPRS la segunda y media (2.5G).

UMTS aventaja a los sistemas mviles de segunda generacin (2G) en su potencial para soportar

altas velocidades de transmisin de datos, que permitirn prestar servicios multimedia interactivos y

nuevas aplicaciones como servicios de video telefona.

El terminal UMTS se convertir en un potente dispositivo de comunicaciones con capacidades

avanzadas, de imagen y sonido. Un usuario UMTS podr, por ejemplo, moverse por una ciudad que

desconoce consultando un callejero en su terminal. Podr localizar, sin necesidad de teclear la direc-

cin donde se encuentra, los sitios de inters que desee, desde un hospital o una farmacia, a un ca-

jero o un restaurante. Podra obtener informacin sobre cines, la pelcula que se emite (conseguir in-

cluso un pase promocional de la misma), reservar y pagar las entradas para ese espectculo, eligien-

do butaca en una representacin grfica de la sala.

El UMTS emplea el Acceso Mltiple de Divisin de Cdigo (CDMA, Code Division Multiple Ac-

cess), una tecnologa digital que distribuye las llamadas segn su cdigo entre las distintas frecuen-

cias. Es una tcnica inventada durante la Segunda Guerra Mundial para evitar la intercepcin de lla-

madas. La comunicacin se divide en paquetes de informacin, que viajan mezclados por la red. Al

llegar a la torre de distribucin, el anlisis del cdigo que 'marca' los paquetes permite reunir los da-

tos de cada llamada. La divisin en paquetes hace posible adems otra de las grandes ventajas del

UMTS: la tarificacin de las llamadas por el volmen de trfico, en lugar de por el tiempo de cone-

xin. Este esquema de pago ya funciona con el sistema GPRS, una evolucin de GSM, a medio ca-

mino entre ste y el UMTS.

EVOLUCION DEL SISTEMA UMTS

El estndar UMTS nace gracias al impulso de la ITU (International Telecommunications Union) y la

Comisin Europea para unificar los distintos sistemas de telefona mvil empleados en todo el mun-

do. Se le denomina sistema de tercera generacin porque mejora las funcionalidades de los sistemas

actuales, ofreciendo mayor ancho de banda de transmisin de datos, capacidades multimedia, etc-



59

tera. Es previsible adems que introduzca un nuevo modo de tarificacin, basado en tarifas mensua-

les fijas o en el volumen de datos transmitidos, en lugar de en el tiempo de conexin. Hasta la im-

plantacin del estndar digital GSM (Global System for Mobile Communications) las comunicaciones

celulares se realizaban a travs de sistemas analgicos, susceptibles de sufrir continuas interferencias.

De hecho, en Estados Unidos sigue predominando el sistema analgico AMPS (Advanced Mobile Pho-

ne System), aunque conviva ya con otros digitales.

En la actualidad hay ms de 340 redes GSM en todo el mundo, operando en bandas de frecuen-

cia diferentes, lo que las convierte en incompatibles. El sistema GSM sirve a ms de 165 millones de

usuarios, repartidos en 133 pases. Sin embargo, la necesidad de crear un estndar que funcionase

a nivel mundial, la falta de capacidad del GSM ante el crecimiento del nmero de usuarios, y las po-

sibilidades de los ltimos desarrollos tecnolgicos en materia de transmisin de datos, impulsaron a

la ETSI (Instituto Europeo de Estndares de Telecomunicaciones) a desarrollar un sistema que unifica-

ra todos los existentes. Esta organizacin, presente en 58 pases y formada por gobiernos, empresas

de telecomunicaciones, etctera, desarroll el UMTS.

Ventajas del Sistema UMTS

Frente a la tres bandas del GSM, el UMTS operar en frecuencias estndar unificadas. Adems,

mientras que la velocidad mxima de transmisin de datos del sistema GSM es de 9.800 bps, el

UMTS permitir alcanzar tasas de transferencia de hasta 2 Mbps.

Con el sistema GSM slo es posible transmitir voz y datos ligeros (texto, no imgenes, videos).

El acceso a Internet debe realizarse mediante el protocolo WAP, que slo permite descargar peque-

as cantidades de datos en el terminal telefnico.

Con la velocidad de transmisin del UMTS ser posible una conexin a Internet como la que se

realiza a travs del PC pero a mucha mayor velocidad. Adems, el UMTS permitir realizar video-

conferencias y otras aplicaciones multimedia (escuchar canciones a travs de la red, ver vdeos).

Est previsto que el desarrollo del UMTS se lleve a cabo en distintas fases. Tras la concesin de

licencias que se est realizando paulatinamente en todo el mundo, las compaas operadoras ten-

drn que desarrollar las redes, mientras los fabricantes lanzan al mercado terminales capaces de

aprovechar las funcionalidades del nuevo sistema.

El sistema GSM permite la conexin con la red conmutada (Telefnica) y con la RDSI (Red de ser-

vicios integrados) y permite ofrecer al usuario telefona, transmisin de datos (hasta 9.600 bit/s), fac-

smil del grupo III, conexin a sistemas de correo electrnico (X-400) y envo de mensajes cortos (al-

fanumricos) que permite tanto su envo como su recepcin desde un terminal mvil, leyndolos en

este ltimo caso en el visor correspondiente.

El tema de la seguridad ofrece en este servicio novedades importantes respecto a los actuales

(TMA), el uso de tarjeta de usuario para la autentificacin de la validez de la llamada; encriptado,

que facilita una confidencialidad total (voz, datos e identidad del abonado) e imposibilidad de utili-

zacin de equipos robados mediante la asignacin previa de un nmero de serie a cada estacin

mvil. En su componente radio se utiliza la banda de frecuencias de 900MHz con el mtodo TDMA

(Acceso por multiplexacin en el tiempo), que proporciona ocho canales telefnicos en una misma

portadora y una codificacin de voz a 13kbps, destinndose un octavo de tiempo a cada canal.

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Documents

Telefonia Celular Cap 3 y 4_principios y Fundamentos