Sistemas de Radiocomunicación - com.uvigo.es · Hay tres tipos de conos con sensibilidades máximas al rojo (580 nm), verde (540 nm) y azul (440 nm) respectivamente. ... – explotación

Sistemas de radiocomunicación 1

RADIACIONES ELECTROMÁGNETICAS:SALUD Y SOCIEDAD

Sistemas de Radiocomunicación

Miguel Calvo

Sistemas de Radiocomunicación 2

Contenido� Introducción.� Bloques de un Sistema de Radiocomunicaciones. � Fuentes de señal. Codificación de Voz y Vídeo.� Modulaciones analógicas: AM, BLU, FM, PM.� Modulaciones digitales: PAM, PSK, QAM, FSK.� Características de antenas: diagrama, ganancia.� Enlace: pire, pérdidas.� Tipos de Antenas: lineales, aperturas, agrupamientos.� Acceso Múltiple y Duplexión.� Espectro y gestión� Servicios y Sistemas de Radiocomunicaciones




Percepción� El progreso tecnológico está asociado a incertidumbres y riesgos� La exposición a campos EM de líneas de alta tensión, radares,

teléfonos móviles y estaciones base se percibe como riesgo para la salud, especialmente en niños.

� La construcción de nuevas líneas y estaciones base encuentra mucha oposición pública.

� La comunidad tiene derecho a conocer los planes de construcción de equipamientos EM que puedan afectar a la salud y tomar parte en la decisión.

� Los desarrollos de tecnologías EM deben coordinarse con la investigación de sus consecuencias potenciales para la salud


Clasificación del campo EM� Campos estáticos (constantes y de variación muy lenta

con el tiempo):– Atmosférico (12-150 V/m), geomagnético (0.07 mT)– Pantallas de TV y vídeo (20 kV/m), equipos industriales (50 mT)– Bajo líneas 500 kV (30 kV/m), resonancia magnética (2.5 T)

� Campos de baja frecuencia (hasta 300 Hz ELF)– Bajo líeas (12 kV/m, 10-30 µT)– Procesos industriales (soldadura) (130 mT)

� Radiofrecuencia (3 kHz a 300 GHz)� Campos ionizantes (por encima de 300 GHz)




Radiocomunicaciones� Comunicaciones a distancia mediante ondas

radioeléctricas– Ondas electromagnéticas que se propagan sin guía artificial

(líneas de transmisión, guiaondas, fibras,...)– Frecuencias inferiores a 3000 GHz (óptica)– No ionizantes (energía insuficiente para la ruptura de enlaces

moleculares)


Sistema Radiocomunicaciones.Diagrama de Bloques

FuenteDigital

FuenteAnalóg.

Codificadorde Fuente

Codificadorde Canal Modulador

Demodulador Decodificadorde Canal

Decodificadorde Fuente

Tasa de BitsRb

Tasa de BitsRc

Tasa de SímbolosRs

Tasa de Bits RcTasa de Error Pc

Tasa de Bits RbTasa de Error Pb

S/N, SINAD




Señales• Continuas / Discretas• Aperiódicas / Periódicas• Representación Tiempo /Frecuencia

Am

plitu

d

Frecuencia

Analizador de Espectros

Am

plitu

d

Tiempo

Osciloscopio

T

f=1/T


Fuentes de señal

MULTIMEDIA

AUDIO

VIDEO

DATOS




Codificación de voz� El objetivo de los algoritmos de codificación de voz es

transmitir, almacenar o sintetizar voz con una determinada calidad usando el menor número de bits.

� Los codificadores de voz se agrupan en dos categorías: codificadores de ondas y vocoders.– Los codificadores de ondas se dividen a su vez en codificadores

en el dominio del tiempo, como el PCM, DPCM y ADPCM, que aprovechan la periodicidad y variación lenta de la señal y codificadores en el dominio espectral, como los codificadores subbanda SB entre otros, que aprovechan las redundancias frecuenciales de la voz (suelen proporcionar mayor calidad pero requieren tasas mayores).

– Los vocoderes consideran un modelo de producción de voz para reproducirla..


En primer lugar se muestrea la señal siguiendo el criterio de Nyquist.

m(t)

s(t)

T

m(t)s(t)

T

fm

TEOREMA DE MUESTREOTEOREMA DE MUESTREO

Tf

f fs

s m==== ≥≥≥≥1 2

fs

Codificación de FuenteMuestreo PCM




Las muestras de la señal se cuantifican en niveles. A cada nivel le corresponde un código de bits a transmitir. Por ejemplo para 8 niveles hacen falta 3 bits.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Zona tiempoCódigo

Codificación de FuenteCuantificación y PCM


Generaciónde RuidoBlanco

Generaciónde RuidoBlanco

Generaciónde Tren deImpulsos

Generaciónde Tren deImpulsos

Generaciónde PulsosGuturales

Generaciónde PulsosGuturalesFrecuencia

Fundamentaldel Tono

Modelo deTracto Bucal(Filtro Digital)

Modelo deTracto Bucal(Filtro Digital)

Control periódico/aperiódico

VozSintetizada

Modelo de Generación de Voz




Señales de Vídeo� El ojo humano es sensible a las ondas electromagnéticas en la banda

visible (entre 400 y 700 nm)� La retina tiene dos tipos de receptores: bastones, responsables de la

visión monocroma a niveles bajos de luminancia, y los conos, responsables de la visión de los colores.

� Hay tres tipos de conos con sensibilidades máximas al rojo (580 nm), verde (540 nm) y azul (440 nm) respectivamente.

� Para reproducir las imágenes se utilizan tres radiadores monocromáticos en rojo (700 nm), verde (546.1 nm) y azul (435.8 nm), un poco separados de las frecuencias de máxima sensibilidad parapoder separar los espectros (en la práctica no son monocromáticos).


Televisión Monocroma� Una imagen bidimensional se descompone en elementos (pixeles)

mediante transductores fotoeléctricos.� Las salidas de estos transductores y la información necesaria para

reconstruir la imagen (señales de sincronismo) junto con el sonido forman la señal de TV.

� En el extremo transmisor la cámara explora la imagen línea a línea de izquierda a derecha y de arriba a abajo. Al finalizar cada línea un rápido retroceso permite comenzar la nueva línea. Al terminar una pantalla, un rápido retroceso del haz de exploración permite comenzar la exploración de la siguiente.

� En los sistemas de 625 líneas la pantalla se explora 50 veces por segundo, en dos campos entrelazados, con lo que se transmites 25 imágenes por segundo.




Estructura de trama 625/50

Líneas impares 287.5

Líneas pares 287.5

25 líneas

25 líneas

Duración de Línea = 64 µµµµs

12.45 µµµµs 51.55 µµµµs

1.5 µµµµs

18.5 µµµµs

20 µµµµs

40 µµµµs

(767 pixeles/línea) (aspecto 4:3)


Estructura de Línea

Sincr.

Luminancia

t

64 µµµµs

La resolución horizontal es de 767 pixeles por línea y se transmiten 625 líneas de imagen en 1/25 seg. El ancho de banda equivalente es de unos 7.4 MHz.

Teniendo en cuenta las dimensiones del haz de electrones y la distancia media entre el observador y la pantalla, se transmite entre 4.2 y 6 MHz.

El sonido utiliza una banda de 15 kHz. Se transmite en una subportadoramodulada en FM.

100 IRE

40 IRE

La modulación usada en sistemas terrenales es Banda Lateral Vestigial.




TV Color. Espectro Banda Base

Luminancia

Crominancia

fsc=3.579545 MHz

Audio

6.8 MHz

+x

x

M

R

GB

Osc. Subport.

-90

Sincr.Retornode línea

Y

I

Q


Codificador de vídeo� El régimen binario requerido por una señal RGB-HDTV de

estudio, con 1080 líneas activas, 1920 muestras por línea, 8 bits por muestra y 30 pantallas por segundo es de: 3x1080x1920x8x30 = 1.5 Gbps.

� Para difundir esta señal en canales de 6 MHz se requiere que la velocidad de transmisión se reduzca a unos 20 Mbps es decir por un factor de 75.

� Las técnicas de compresión utilizadas para ello son: – procesado adaptado a la fuente, – reducción de la redundancia temporal, – reducción de la redundancia espacial, – explotación del sistema visual humano y – mejoras de la eficiencia de codificación.




Bloques y Vectores de Movimiento

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 1615

12

3 4

56 7 8

9 10 12

1314

16

11

Bloques de la imagen previa usados para lapredicción de la nueva

Imagen previa después deusar los vectores de movimientopara ajustar su posición


Tramas I, P y B

Intra-coded picture

Predictivelly-coded picture

Bidirectionally-coded picture

B B B B B B B BI P P P P P I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Orden de Presentación

2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 12 11 14 13 16Orden de Transmisión

Predicciónhacia atrás

Predicciónhacia adelante




Modulaciones Analógicas

AM

� Si se varía la amplitud la modulación es AM

FM

� Si se varía la frecuencia: modulación FM

PM� Si se varía la fase: modulación PM

( )( )tsentAts θ)()( =

� En una representación polar del fasor tanto FM como AM cambian el ángulo y se denominan modulaciones angulares.

( ) ( )( )ttfsentAts φπ += 2)()(

Puede variarse la amplitud, frecuencia o fase de la portadora.


Modulación AMCon una señal moduladora sinusoidal de frecuencia fm

+

~

BFPAM

sen(ωct)

m x(t)x

~ Ec sen(ωct)

em+

AM~

sen(ωct) AM

Ec+em




Espectro AM

Requiere un ancho de banda doble del de información.Transmite potencia a la frecuencia de portadora que no transporta información.


Modulación BLU (SSB)Para mejorar la eficiencia de transmisión de AM se suprime laportadora y una de las bandas laterales

X

~

BFP

sen(ωct)

m(t) DSB-SC

USB

LSB

Modulador Balanceado




Modulación de Frecuencia� La desviación ∆∆∆∆f de la frecuencia instantánea respecto a la frecuencia

de portadora fc es proporcional a la amplitud instantánea de la tensión moduladora.

VCOm(t) s(t)

fc

s t A t k mc f

t

( ) cos ( )d==== ++++

∫∫∫∫ωωωω ππππ ττττ ττττ2

0

kf = cte de desviación de frecuencia

m t A tm m( ) cos==== ωωωω

s t A t k Af

sin t A t ff

sin tcf m

mm c

mm( ) cos cos==== ++++

==== ++++

ωωωω ωωωω ωωωω ωωωω

∆∆∆∆

∆∆∆∆f/fm es el índice de modulación mf


BW

Señales y espectros FM

0 20 40 60 80 100 120 14020

15

10

5

0

5

10

.10 log P j

j

fc

Portadora

Moduladora

Modulada

BW ancho de banda de Carson

( ) ( )mmf fffmB +∆=+= 212

Espectro infinito.




Demodulación FM

( )( )tAtnttAtx c θφω cos)())(cos()( =++=

El filtro de FI se supone ideal y su ancho de banda B permite el paso de s(t) con distorsión mínima

)()(])([21)( tntmk

dttdty outf +== θ

πEl demodulador deriva θθθθ(t) para obtener la señal moduladora

fm-fm

nout

fRuido parabólico

2

23

∆

=mm ff

fB

NC

NS

Intercambio C ↔ B


Modulación Digital

Para enviar información digital puede modularse la amplitud, la frecuencia o la fase de la portadora, en sistemas PAM, FSK y PSK respectivamente.

Cualquier tipo de modulación digital puede ser “directa” o “diferencial” según la amplitud/frecuencia/fase de la portadora se determine por el estado de la señal moduladora o por el cambio de estado de la señal moduladora.

La amplitud/frecuencia/fase de la portadora adopta un número finito M de valores.

Modulación digital es el proceso por el que los símbolos digitales se transforman en señales compatibles con el canal de comunicaciones.

En las modulaciones paso banda la información modula alguna característica de la portadora.

El tiempo de transición más el tiempo durante el que la fase se mantiene constante se denomina “periodo de símbolo” y la onda transmitida se denomina “símbolo”.




Señales moduladas digitalmente

Amplitud → PAM

Amplitud y Fase → QAM

Frecuencia → FSK

Fase → PSK


Representación fasorial

Fase

Amp.

0 grad

Cambio de Amplitud

Phase0 drad

Cambio de Fase

Cambio de Frec.Cambio de Amplitud y Fase

0 deg

0 deg

I

Q




Constelaciones

I

Q

I

Q

I

Q

2 PAM 4 PAM 8 PAM

I

BPSK

Q

IQPSK

Q

I8PSK

Q

I4QAM

I16 QAM

Q


Modulador IQ

ππππ/2Portadora

I:

Q:




Demodulación(((( )))) (((( ))))r t s t dt

Ts

10∫∫∫∫

(((( )))) (((( ))))r t s t dtTs

20∫∫∫∫

(((( )))) (((( ))))r t s t dtM

Ts

0∫∫∫∫

Elige el valormayor

señalrecibida

r(t)=s(t)+n(t)

Decisión

(((( )))) (((( )))) (((( ))))u t h t r dt

==== −−−−∫∫∫∫ ττττ ττττ ττττ0

El valor u(Ts) a la salida de un filtro será igual al de la salida de los correladores si h(Ts- ττττ) = s(ττττ) -> Filtro adaptado.

r(t) x0

Ts

∫∫∫∫ Salida

(((( ))))s t tc1 ==== cosωωωω ~

Demoduladorde máxima verosimilitud

Filtro adaptado

Demodulador coherente


Comparación entre esquemasEficiencia espectral:

Hzsegbits

WR

Probabilidad de error:

( )

−

−−

≈

QAMkM

erfc

PSKM

senkerfc

PAMkM

erfcM

M

P

b

b

b

M

,12

32

,

,1

312

γ

πγ

γ

MkbitpormediaSNRb

2log==γ




Antenas� Son los elementos transductores que convierten las

ondas de corrientes o tenciones de las líneas de transmisión y guiaondas en ondas de radio y viceversa.

� Los tipos principales de antenas son– Antenas de hilo (monopolos y dipolos)

• Usadas con coberturas omnidireccionales – Antenas de bocina

• Alimentadores para reflectores• Antenas de cobertura global desde satélites( BW ~ 17.4)

– Antenas reflectoras (simples y múltiples, centradas y descentradas -offset-)

• Haces estrechos, múltiples, haces contorneados.– Arrays de elementos impresos, ranuras o bocinas.


Antenas simples: Dipolo y monopolo

36

λ/2Línea bifilarbalanceada

Dipolo

Dipolo doblado

Monopolo




Diagrama de Radiación y GananciaRepresentación de la intensidad de radiación en cada dirección.

Una antena isótropa radia una onda esférica con una potencia uniformePt/4ππππen cualquier dirección ( θθθθ

,,,, ϕϕϕϕ

) del espacio. Pt es la potencia entregada a la antena.

θθθθ

====

ϕϕϕϕ

====

0000θθθθ

ϕϕϕϕ

((((θ,ϕθ,ϕθ,ϕθ,ϕ))))

ππππPmax

P

Pt/4

GANANCIA

G PP

G PP

t

m a xm a x

t

( , ) ( , )θθθθ ϕϕϕϕθθθθ ϕϕϕϕ

ππππ

ππππ

====

====

4

4En decibelios: G = 10 log(Gmax) dBi

Una antena direccional radia una potencia P( θθθθ

,,,, ϕϕϕϕ

) en la dirección ( θθθθ

,,,, ϕϕϕϕ

).


Características del Diagrama

0

50

FdB ( )θ

250 θ

θθθθ3dB//2 HPBW = θθθθ3dB

SLCP

XP

Ancho de haz a 3 dB

Nivel de lóbulos secundarios

Nivel de polarización cruzada




Diagrama de radiación del Dipolo

39


Diagramas de Antenas de Satélite

CoberturaGlobal

17.4

Global

Hemi-Global

Zonal

Zonal

SpotSpot




Área Efectiva y PIRE

AAe ⋅=η2

22max44

⋅===λ

πηλπη

λπ DAAG eθθθθ

====

ϕϕϕϕ

====

0000

Diámetro D

La antena capta la potencia contenida en su Área de Abertura Efectiva Ae.

Donde ηηηη es la eficiencia (entre 0.6 y 0.8).

Si la antena fuera perfecta y sin perdidas Ae = A = ππππD2/4 . En la práctica:

Distancia RPT PR

GRGT

AReff

eR AFP ⋅=

224 mW

RPF T

π= 22 44 R

PIRERPGF TT

ππ==

πλ

4

2R

eGA =

2

4

⋅⋅=R

GPIREP RR πλ 24

=λπRL p

dBW][][][][ pRR LGPIREP −+=


Reflectores de Estaciones




Reflector Parabólico Descentrado

� Diámetro: D� Altura Offset (“Clearance”): C� Ángulo Offset: ψψψψ0

� Semiángulo subtendido: ψψψψs� Sistema de Referencia

Alimentador: xf,yf,zf

D

C

z

y

F

2ψs

ψ0

n

ρ

zf

yf(Plano del papel)

ψ

xf

Intersección del Paraboloide de revolución con un cono de eje ψ0 y ángulo ψ s. La apertura es Circular. La figura presenta el corte por el plano vertical de simetría φ=90º.


Reflectores Dobles Descentrados

αβElipsoide

Más utilizado por ser más compacta

CassegrainOffset

Gregoriano Offset




Otras Configuraciones Reflectoras Utilizadas

Antena Periscópica

Bocina Reflector

Foco del paraboloide=Vértice de la bocina

Reflectores de Rejilla


E

Bocina Sectorial Plano H

E

Bocina Sectorial Plano E

E

Bocina Piramidal

Bocinas Rectangulares

Bocina Corrugada




Programa ASYRIOAlimentador y BFN Plana


Arrays (Yagui-Uda)Yagi de doble reflector

Yagi de cuernos




Espacio Radioeléctrico� Comprende los recursos de espacio, tiempo y frecuencia.

– Las radiocomunicaciones se separan en alguna de estas magnitudes dependiendo de la técnica de acceso múltiple utilizada

Tiempo

Frecuencia

EspacioSeparación en espacio

Separación en tiempo

Separación en frecuencia


Técnicas de Acceso Múltiple� FDMA: a cada usuario se le asigna exclusivamente una

porción del ancho de banda total durante todo el tiempo.� TDMA: a cada usuario se le asigna todo el ancho de banda

durante una fracción de tiempo de forma cíclica (p.e. una ranura en cada trama).

� CDMA: a cada usuario se le asigna un CODIGO y se le permite usar todo el ancho de banda todo el tiempo.

f

t

FDMA

t

fTDMA

t

fCDMA




Acceso Múltiple y Duplexión

45MHz

200kHz

4.6 ms 0.57 ms

FDD

30 kHz 45 MHz

FDM

ATD

MA

45 MHz

1.25 MHz

CD

MA

100 kHz

2 ms

300kHz

5 ms

0 1 2 3 0 1 2 3 0

AMPSTACSNMTCT0CT1

TDD

GSMDCS1800IS-54PDC

IS-95

PHSDECT

CT2

Frec

uenc

ia

Tiempo

5 MHz

Tx MS Rx MSW-CDMA


Transmisión DS-CDMA

X X X X

Canal

Generadorde Código Generador

de CódigoSincroniz.de Código

LPF Integ.m(t) p(t)

cos(ωωωωct) 2cos(ωωωωct)p(t)

s(t) r(t) u(t) x(t) v(t)Rb=1/Tb

Rc=1/Tc

m(t)= ±1 con Rb=1/Tb p(t)= ±1 con Rc=1/Tc

s(t)=m(t)p(t) cos(ωωωωct) r(t)= m(t)p(t) cos(ωωωωct)(2 cos(ωωωωct))= m(t)p(t) + m(t)p(t) cos(2ωωωωct)

x(t)=m(t)p(t) p(t)=m(t)p2(t)=m(t)u(t)=m(t)p(t)




Acceso DS-CDMALa estación receptora recibe la señal deseada s(t) superpuesta a las señales si(t)de los N-1 restantes usuarios. Por tanto:

La señal a la salida del multiplicador de código es por tanto

Con lo que se vuelve a ensanchar el espectro de las señales interferentes, queya había sido ensanchado en transmisión. Estas señales actúan por tanto comoruido con una densidad espectral de potencia muy baja.

Si J(t)cos ωωωωct es una señal interferente, a la salida del multiplicador se tendrásu espectro ensanchado actuando como ruido.

(((( )))) (((( )))) (((( ))))r t s t s tii

N

==== ++++====

−−−−

∑∑∑∑1

1

(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))x t m t p t m t p t p ti ii

N

==== ++++====

−−−−

∑∑∑∑2

1

1

(((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))x t m t p t J t p t==== ++++2


Espectro Radioeléctrico� Es el conjunto de bandas de frecuencia usadas para

radiocomunicaciones.� Comprende las frecuencias entre 3 KHz y 3000 GHz

– Es un recurso natural limitado– Su utilización cambia con la evolución de las tecnologías y la

introducción de nuevos servicios




Bandas de Frecuencia

300 a 3000 GHzOndas decimilimimétricas

30 a 300 GHzOndas milimétricas (EHF)

3 a 30 GHzOndas centimétricas (SHF)

300 a 3000 MHzOndas decimétricas (UHF)

30 a 300 MHzOndas métricas (VHF)

3 a 30 MHzOndas decamétricas (HF)

300 a 3000 KHzOndas hectométricas (MF)

30 a 300 KHzOndas kilométricas (LF)

3 a 30 KHzOndas miriamétricas (VLF)

Gama de frecuenciasBanda


Gestión del Espectro� Es un recurso natural reutilizable pero escaso -> debe

optimizarse su uso por el mayor número posible de usuarios

� Su gestión debe tener carácter internacional, a nivel de la UIT y se instrumenta en el Reglamento de Radiocomunicaciones (RR)

� Las bandas de frecuencia se atribuyen a servicios en las CMRs (Cuadro de Atribución de Frecuencias del RR)




Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias (CNAF)� Inspirado en el Cuadro Internacional del RR� Traslada al ámbito nacional las atribuciones de las

diferentes bandas a los servicios contenidos en el RR� Recoge modificaciones consecuencia de Decisiones y

Recomendaciones a nivel Europeo (Conferencia Europea de Administraciones Postales y de Telecomunicaciones CEPT)


Servicios de RadiocomunicacionesLos servicios radioeléctricos de mayor interés social son:

– Servicios Móviles (Terrestre, Marítimo, Aeronáutico)

– Servicios Fijos (Radioenlaces, WLL, LMDS)

– Servicios de Radiodifusión (Sonora y TV)

– Servicios por Satélite (Móviles y de Radiodifusión)




Servicios de Difusión

Para 36 millas de alcance: 4 KW

Radar Marítimo

UHF (470 a 862 MHz) hasta 1 KW (500 W en SFN)Digital

VHF (174-230 MHz) UHF (470 a 862 MHz) 1 a 100 kWAnalógica

Difusión de TV

1467,5 a 1492 MHz (ámbito local)

195 a 223 MHz (ámbito nacional y regional) hasta 1 KWDAB

Tipo C de hasta 50 W

Tipo B de hasta 150 W

Tipo A con PRA de hasta 500 WFM (87.5 a 108 MHz)

531 a 1602 KHz con PRA de 1 a 1000 KW (Arganda)AM en Onda Media

3 – 30 MHz PRA Megavatios (Radio Exterior de España)AM en Onda Corta

Difusión sonora

Potencias radiadasServicio


Balance de Enlace: Relación C/N

2

23

∆

=mm ff

fB

NC

NS

Ap

RR LL

GPIREP⋅⋅= IFkTBN =La potencia recibida es: El ruido total es:

Por tanto la C/N será:Ap

R

IFAp

R

LLTGPIRE

kTBLLGPIRE

NC 11)()(

)(⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅=

En sistemas digitales, p.e. BPSK:

En sistemas analógicos FM: )(2 mffB +∆=

RB

NC

BNCT

NE b

o

bb ===γ

=NCfBER




Objetivo de calidad

30

35

40

45

50

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

S/N b.e.S/N b.a.

C/N

S/N0.1

0.000001

PB ( )EbNo

120 EbNo

C/N

BER

Los demoduladores funcionan por encima de un umbral mínimo de C/N:•FM de banda estrecha: (C/N)min > 5 dB•FM de banda ancha : (C/N)min > 11 dB (umbral extendido 8.5 dB)•BPSK (BER 10-5): (C/N)min > 10 dB

La interferencia puede considerarse como ruido (caso peor): N=NoB + I


Cobertura contínua

EB

u

v

(u1,v1)

(u2,v2)

D

3R

R

Los ejes forman 60ºy la distancia unitariaes 3RLa distancia entre dos celdas es D i ij j2 2 2==== ++++ ++++

donde i = u2 - u1 y j= v2 - v1son enteros




Efectos de la Interferencia C/I

Deseado

R

Nivel relativo

Distancia relativa0.1 1 10 100

1010.10.010.001

R D

(D-R)/R

Nivel de portadora C

Nivel de interferente I

C/I

Interferente

RD


Distribución de canales

n

RD

IC

≈

NRD 3====

La relación C/I producida por las células interferentes puede aproximarse por:

La relación entre la separación mínima entre dos cocélulas D y el radio R de las células se relaciona con el número de células N que forman el racimo como

Los canales se reparten entre un conjunto de células que forman un racimo. Este racimo se extiende al resto de células formando un patrón de repetición celular.Dos células que tienen los mismos canales se llaman cocélulas y están separadas D.

====ICN

32

siendo n el exponente de pérdidas (2 en espacio libre, 4 en tierra plana

Por tanto, considerando 6 células interferentes y tierra plana (n=4), se obtiene:

Para un sistema analógico C/I =18 dB y Nmin=7 mientras que para un TDMA digital C/I = 9 dB y Nmin = 3. Para un CDMA con C/I = -15 dB el valor de N es 1.




Incremento de la CapacidadCuanto menor sea N más canales habrá por célula y mayor será la capacidad.

Cuando no se puedan distribuir más canales se pueden usar células más pequeñas aumentando la capacidad por km2. Se realiza mediante subdivisión celular.

La sectorización consiste en dividir la célula en un cierto número de sectores (3), cada uno de ellos con un conjunto diferente de canales e iluminado por una antena directiva. Cada sector puede considerarse como una nueva célula. Disminuye la Interferencia Cocanal => Pueden usarse racimos menores => Aumenta el número de canales por célula y la Capacidad


Evolución de las Redes Móviles

U

P

T

MOVILESTERRESTRES

MOVILES PORSATELITE

3ª generación

AMPS,TACS

HAZGLOBAL

(GEO)

ANALOGICO

1ª generación

1994 2000

2ª generación

DIGITAL

GSM, DECT, ...

HACESMULTIPLES

(GEO)

IMT2000

UMTS

HACESMULTIPLES(NO-GEO)




GSM, GPRS y UMTS

WMSC HLR/AuCEIR

PSTN

SS7

BSCBTS

INFRASTRUCTURA GPRS

Ruter

LAN

Servidor

Empresa 1

Ruter

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