Tema 1 Introduccion

Tema 1Introducción

REDES DE ACCESO CELULAR

Redes de acceso celular - Introducción

IntroducciónDos hechos en el ámbito de las telecomunicaciones

• Crecimiento espectacular de Internet y servicios basados en IP.• Expansión de la telefonía móvil y nuevas tecnologías móviles de banda

ancha.

Se tiende a una convergencia de redes y servicios: incluso servicios proporcionados tradicionalmente a través de redes de conmutación de circuitos pasan a ser transportados por redes IP. Los servicios de datos, a corto plazo, no van a constituir el grueso de los ingresos del sector, pero van a concentrar los elementos de diferenciación entre competidores y esto los va a hacer fundamentales en la evolución del mercado.

Los distintos servicios presentan requisitos de calidad (QoS) diferentes, que deben ser garantizados por la red (extremo a extremo). La QoS puede entenderse a diversos niveles:

• QoS en términos de retardo, velocidad, fiabilidad.• QoS en términos de calidad percibida subjetiva.• QoS en términos de acceso al sistema.


Introducción

Objetivo del operador: Maximizar el número de usuarios con el mínimo número de infraestructuras. La reducción de infraestructuras (fundamentalmente estaciones base) implica menores costes fijos de instalación inicial (CAPEX: Capital Expenditures) y menores costes de operación (OPEX: Operational Expenditures).

Objetivo del usuario: Maximizar la calidad de servicio por la mínima cantidad de dinero.

Diseño de la red móvil: Ubicación de las estaciones base para maximizar la cobertura/capacidad con el mínimo número de estaciones base requeridas para garantizar una QoS fija al máximo numero de usuarios.

La tecnología IP permite la convergencia para la provisión de servicios sobre redes móviles con un coste reducido. Para ello, es necesario que nuevos actores (third-party service providers) se integren en la cadena de valor de los servicios móviles, puedan programar sus aplicaciones en los dispositivos de usuario y usar las redes de los operadores para las comunicaciones que tales servicios requieran.

Coste y prestaciones


Introducción

Clases de servicio

Errortolerant

Errorintolerant

Conversational Interactive Streaming Background

Conversationalvoice and video Voice messaging Streaming audio

and video Fax

E-mail arrivalnotificationFTP, still image,

paging

E-commerce,WWW browsing,Telnet,

interactive games


Introducción

Clase de tráfico

Conversacional Conversacional en tiempo real

Flujo (streaming) Flujo en tiempo real

Interactiva Interactiva sin garantías

Segundo plano Segundo plano sin garantías

Características Mantener la relación temporal entre las entidades de información del flujo.

Patrón conversacional (bajo retardo, muy crítico)

Mantener la relación temporal entre las entidades de información del flujo.

Patrón de petición / respuesta

Mantener la integridad del contenido.

No hay un límite estricto al tiempo de transferencia de los datos

Mantener la integridad del contenido.

Ejemplos - Voz - Difusión de vídeo - Navegar por www - Descarga de correo.

Clases de servicio


Servicios Móviles

mobile business

mobile telemetry & telematic

Control de terminales caseros Sistemas de seguridad personal Vigilancia por video Manejo de flotas y seguimiento de objetos Control remoto, alarmas Comunicación máquina a máquina otras …

mobile communication

mobile entertainment

mobile office

mobile info-services mobile business

Banca / Corretaje Compras Interactivas Pagos y cargos electrónicos Reservación multimedia Subasta móvil otras...

Servicios de localización a través de mapas(e.g. Restaurants)

Navegación y tráfico a través de mapas Servicios de información personal

Multimedia (e.g. notcias, citas, etc)

otras …

Agenda Personal Directorio Corporativo Acceso rápido a Internet / Intranet Video Conferencia otras …

Menus personalizados de aplicaciones Motores de búsqueda Banner y publicidad selectiva otras …

Mensajería Multimedia Mensajería instantanea, Chat Acceso rápido a internet otras …

Audio- Video-Clips Apuesta y loteria Multimedia Música “on demand” Juegos Interactivos otras …

mobile portalmobile business

mobile telemetry & telematic

Control de terminales caseros Sistemas de seguridad personal Vigilancia por vídeo Manejo de flotas y seguimiento de objetos Control remoto, alarmas Comunicación máquina a máquina otras …

mobile communication

mobile entertainment

mobile office

mobile info-services mobile business

Banca / Corretaje Compras Interactivas Pagos y cargos electrónicos Reserva multimedia Subasta móvil otras...

Servicios de localización a través de mapas(e.g. Restaurantes)

Navegación y tráfico a través de mapas Servicios de información personal

Multimedia (e.g. noticias, citas, etc)

otras …

Agenda Personal Directorio Corporativo Acceso rápido a Internet / Intranet Vídeo Conferencia otras …

Menús personalizados de aplicaciones Motores de búsqueda Banner y publicidad selectiva otras …

Mensajería Multimedia Mensajería instantánea, Chat Acceso rápido a internet otras …

Audio- Video-Clips Apuesta y loteria Multimedia Música “on demand” Juegos Interactivos otras …

mobile portal


FijoCon licencia y sin licencia Niveles de servicio E1/ T1

& DSL

PortátilCon licencia y sin licencia

Niveles de servicio DSL

MóvilLicencia

802.16HiperMAN

Empresa/ Red de

transporte

802.16HiperMAN

Acceso residencial

Nomadic Cellular Wideband

2.5G, 3G, 3.5G

Basado en la ubicación

802.11 Hot Spots

802.16e

Redes y tecnologías


IEEE 802.15 Bluetooth

WAN

MAN

LAN

PAN ETSI HiperPAN

IEEE 802.11 WirelessLAN

ETSI HiperLAN

IEEE 802.16 WirelessMAN

ETSI HiperMAN & HIPERACCESS

IEEE 802.20(propuesta)

3GPP, EDGE (GSM)

Las tecnologías



Las nuevas tecnologías facilitan la movilidad en todos los escenarios y facetas.Existe un amplio abanico de tecnologías de diferente índole, que actúan de manera complementaria y que favorecen diversos aspectos de la movilidad.La diferencia está fundamentalmente en la capacidad de movimiento que permiten y en el ancho de banda que proporcionan.Es el caso de las tecnologías celulares y las de acceso inalámbrico.Usos complementarios de tecnologías (base de los denominados sistemas 4G).






Wide Area Network

País/Global

GSM - GPRS -UMTS TETRA

Metropolitan Area Network

CiudadIEEE 802.16

WiMax

ResidentialResidentialFixed / PortableFixed / Portable

WDSL BB WDSL BB ACCESSACCESS

Business Business SME, SME, SOHOSOHOAccess Access

802.16a/d802.16a/d

HotspotHotspot

WiFiWiFi

802.

16a/

d80

2.16

a/d

Nomadic / MobileNomadic / MobilePCPC

802.1

6a/d

802.1

6a/d

802.16e802.16e

ResidentialResidentialFixed / PortableFixed / Portable

WDSL BB WDSL BB ACCESSACCESS


802.16a/d802.16a/d

HotspotHotspot

WiFiWiFi

802.

16a/

d80

2.16

a/d


802.1

6a/d

802.1

6a/d

802.16e802.16e


802.16a/d802.16a/d

HotspotHotspot

WiFiWiFi

802.

16a/

d80

2.16

a/d



802.1

6a/d

802.1

6a/d

802.16e802.16e

z

Local Area Network

Edificio

IEEE 802.11WiFiPersonal Area

NetworkLA

N

Personal

DECT

IEEE 802.15


Arquitectura celularCONCEPCIÓN INICIALMaximizar la zona de cobertura- Potencia de las estaciones base (BS) muy elevada.- Potencia de los móviles (MS) elevada. “handicap”: Eficiencia en términos de número de canales por unidad de superficie es pequeña.Un número de usuarios alto requiere un ancho debanda muy grande.

R

Solución :Arquitectura celular

PRINCIPIOS BÁSICOS:- Fragmentación en células de la zona a cubrir.- Potencia de las BS y los MS reducida.- Reúso de frecuencias. - Estructura pensada para reducir la interferencia cocanal.REQUIERE:-Asignación de frecuencias.-Gestión eficiente de los traspasos de llamadas(HANDOVERS)

Canal

Totalcanales BW

BWN

SuperficieNnEficiencia canales.

SuperficieNEficiencia canales


Arquitectura celular

“CLUSTER”: conjunto de célulasque emplean frecuencias diferentesEn este caso el cluster es de 7 células.

f3

f4f5

f6

f2f7f1

f1

f2f3

f4f5

f6

f7

f2f3

f4

f5

f6

f7f1

Limitación:Complica el control de la red

“Reúso de frecuencias”limitación:Interferencias

“Handover”


Arquitectura celular- Sectorización: división de la célula en sectores cada uno cubierto por una antena

321

omnidireccional Antenas sectoriales (120º)

- “Cell-spliting”:aumento del tráfico GoS insatisfactorio.

subdivisión de célula en células más pequeñas, con Tx de menor potencia.

- Handoff o handover: no todas las llamadas pueden ser completadas en una misma célula. Cuando el móvil cambia de una célula a otra adyacente, la comunicación debe transferirse a un canal distinto sin que se pierda la llamada.

Reducción de la interferencia



MS Mobile StationBS Base StationRNC Radio Network ControllerMSN Mobile Switching NodePSTN Public Switched Telephone Network

MSN“Conmutación”

“Pasarelas”

RNC RNC RNC

“Acceso Radio”

“Control”

BS

BS

MS

PSTN

Componentes básicos de un sistema celular

Internet



Las funciones lógicas dentro de cualquier sistema de comunicaciones móviles con conmutación de paquetes se pueden agrupar en varias categorías, cada una compuesta por un determinado número de funciones individuales:

• Funciones de Control de Acceso a Red (Network Control Access Functions).

• Funciones de enrutamiento y transporte de paquetes (Packet Routing and Transfer Functions).

• Funciones de Gestión de Movilidad (Mobility Management Functions).

• Funciones de Gestión de Recursos Radio (Radio Resource Management Functions).

• Funciones de Gestión de Red (Network Management Functions).



Funciones de Control de Acceso a Red (Network Control Access Functions). Incluye todas aquellas funciones que permiten a un usuario conectarse a la red:• Selección de la red de acceso y de la red de conmutación de

paquetes multimedia PLMN (Public Land Mobile Network).• Función de Autenticación y Autorización.

• Identifica y autentica al solicitante del servicio (usuario).• Valida la petición del servicio, asegurándose de que el usuario está

autorizado para usar esos servicios específicos. • Esta función se ejecuta en asociación con las funciones de Gestión

de Movilidad.• Función de Control de Admisión.• Función de Policía y Contabilidad.

• Detección del flujo de datos• Fija una política de control de admisión para cada flujo de datos y

una política de respuesta.• Contabilidad en función del flujo.


Arquitectura celularFunciones de enrutamiento y transporte de paquetes (Packet Routing andTransfer Functions). Permite el encaminamiento de paquetes dentro yentre PLMNs. Incluyen:• Compresión de Cabeceras IP. Su función es optimizar el uso de la

capacidad radio.• Función de Cifrado. Preserva la confidencialidad de los datos de

usuario y de la señalización en la interfaz radio.• Función de Protección e Integridad.

Funciones de Gestión de Movilidad (Mobility Management Functions). Incluyen:• Localización y seguimiento de los terminales.• Gestión de Handovers.

Funciones de Gestión de Recursos Radio (Radio Resource Management Functions). Relacionadas con las funciones de asignación de recursos y provisión de calidad en el acceso radio.

Funciones de Gestión de Red (Network Management Functions). Proporcionan mecanismos de soporte y mantenimiento.


El canal de transmisiónEs necesario conocer y comprender las características del medio de transmisión para seleccionar de forma adecuada la tecnología de transmisión y la arquitectura del sistema, dimensionar sus componentes y optimizar sus parámetros. Las técnicas de procesado de señal y tratamiento de la información implementadas en las capas inferiores del sistema (capas física y de enlace, fundamentalmente) deben ser diseñadas para combatir los efectos perniciosos del canal en las comunicaciones inalámbricas. Las principales características del canal móvil son:• Propagación multicamino: La señal transmitida llega al receptor a

través de múltiples trayectos de propagación (ecos), cada uno de ellos con una atenuación, un ángulo y un retardo diferentes.El resultado es que la señal recibida sufrevariaciones de la envolvente que ocasionandesvanecimientos profundos, generando ráfagas de errores. Asimismo, estos ecos pueden ocasionar interferenciaintersimbólica (ISI) (dispersión temporal =canal selectivo en frecuencia).


• Además, las pérdidas de propagación son, en general, mayores que en el espacio libre (la atenuación aumenta exponencialmente con la distancia con un exponente mayor que 2) y la presencia de obstáculos genera desvanecimientos lentos o shadowing.

• Por otra parte, el movimiento del transmisor y/o el receptor da lugar a que la respuesta impulsional del canal de propagación sea variante con el tiempo, lo que en el dominio frecuencial se convierte en la aparición del efecto Doppler. Cuando se transmite un tono, el efecto Doppler produce el desplazamiento frecuencial de dicho tono. Cuando lo que se transmite es una señal con un espectro continuo en frecuencia, el efecto Doppler ocasiona que cada una de las infinitas componentes frecuenciales de la señal sufra un desplazamiento aleatorio que origina la distorsión de la señal recibida.

El canal de transmisión


El medio de transmisión es el espectro radioeléctrico, que es un bien escaso y caro, por lo que es necesario hacer un uso eficiente del mismo.

La escasez del espectro, sobre todo a bajas frecuencias, hace generalmente necesaria la reutilización frecuencial; es decir, distintos usuarios pueden usar simultáneamente las mismas frecuencias, ocasionando interferencias que, añadidas al ruido inherente a cualquier sistema de comunicaciones, determinan la tasa de error en un enlace inalámbrico. El diseño del sistema de comunicaciones debe mantener bajo control estas interferencias.¿Cómo transmitir a una alta velocidad en el medio inalámbrico?:

• Utilizando un ancho de banda elevado. La velocidad de transmisión es directamente proporcional al ancho de banda de la señal transmitida. El problema es que la potencia de ruido que capta el receptor también aumenta con el ancho de banda, de modo que es necesario incrementar también la potencia de transmisión para tener el valor necesario de relación señal a ruido más interferencia (SINR) en el receptor para garantizar una determinada tasa de error en el bit (BER: Bit Error Rate).

Técnicas de transmisión


• Utilizando una modulación multinivel. Para un determinado ancho de banda (que viene fijado por la velocidad en baudios de la señal transmitida), es posible aumentar la velocidad de transmisión en bps. mediante la utilización de esquemas de modulación multinivel (p. ej. 16-QAM, 64-QAM, etc.). El problema de estas modulaciones es que a medida que aumenta el número de niveles, aumenta también el valor de SINR que se debe tener en el receptor para una determinada BER. Eso exige aumentar la potencia de transmisión.

La potencia de transmisión no puede aumentarse indefinidamente, pues está limitada tanto por la regulación existente en cada sistema o banda frecuencial, como por la interferencia que genera un transmisor en zonas en las que se estén utilizando las mismas bandas frecuenciales.

Como la potencia de transmisión está limitada, el aumento progresivo de la velocidad de transmisión conlleva una reducción de la distancia máxima del enlace (al aumentar la velocidad, aumenta el valor requerido de potencia recibida, por lo que la distancia permitida es menor).

Por ello, existe un compromiso entre máxima distancia de cobertura, máxima velocidad de transmisión y tasa de error.



• Técnicas potentes de control de errores. La utilización de turbocódigos, códigos LDPC, técnicas H-ARQ, etc. permiten obtener prestaciones en cuanto a velocidades de transmisión cercanas a la cota de Shannon.

• Técnicas multiantena MIMO (Multiple Input Multiple Output). La utilización de sistemas con múltiples antenas en transmisión y en recepción que crean diversos caminos de propagación que pueden combinarse de forma constructiva y mejorar la SINR en recepción.

• Técnicas de conformado de haz (beam-forming). La utilización de arrays de antenas permiten variar adaptativamente el diagrama de radiación para seguir al usuario. De ese modo, se reducen las interferencias generadas y sufridas, dando lugar a una mejora global de la SINR en el sistema.

En la actualidad, la tecnología permite mejorar las prestaciones mediante la aplicación de técnicas avanzadas de tratamiento de la información y procesado de señal:



Técnicas de transmisiónUno de los aspectos clave en los transmisores utilizados en los sistemas de comunicaciones móviles es obtener una buena eficiencia energética con la máxima linealidad posible.La eficiencia energética viene determinada por el consumo de energía (alimentación) necesario para radiar un determinado nivel de potencia.El elemento que más influye en el consumo es el amplificador de potencia. Para que resulten eficientes, los amplificadores deben trabajar lo más cerca posible de saturación, pero eso ocasiona una importante distorsión no lineal que aumenta cuanto mayores sean las variaciones de la envolvente de la señal de entrada.En los modernos sistemas de comunicaciones móviles, en los que se utilizan modulaciones multinivel, las variaciones de la envolvente (medidas generalmente como la relación entre la potencia de pico y la potencia media: PAPR - Peak-to-Average Power Ratio), son muy altas, lo que obliga a que el amplificador trabaje muy por debajo del punto de compresión a 1 dB (backoff), lo que conlleva una pérdida de la eficiencia energética (la reducción de la potencia radiada no se compensa por un menor consumo energético), o bien a la incorporación de técnicas de linealización, que suelen ser costosas y complejas, o a la introducción de técnicas de reducción del PAPR.


Técnicas de transmisiónPor lo tanto, la elección de la tecnología de capa física más apropiada para un sistema de comunicaciones móviles (modulación, codificación de canal, etc.) depende de muchos factores (velocidades de transmisión media y de pico deseadas, robustez frente a interferencias y a las perturbaciones del canal móvil, máxima distancia de cobertura, eficiencia energética del transmisor, coste, etc.).

Los sistemas que no necesitan tasas de transmisión elevadas utilizan técnicas de modulación de eficiencia espectral baja o moderada, pero robustas frente a interferencias y con buenas propiedades de eficiencia energética del transmisor. Se trata de sistemas de banda estrecha como GSM, GPRS, DECT y TETRA.

Los sistemas 3G y 3.5G (UMTS, CDMA-2000, HSPA) introdujeron técnicas de espectro ensanchado basadas en CDMA para alcanzar velocidades de transmisión moderadas-altas (<10-20 Mbps). Se trata de una tecnología robusta frente a interferencias que permite, en teoría, proporcionar servicio a un elevado número de usuarios por célula (alta capacidad). En la práctica la capacidad se ve degradada por las imperfecciones en los mecanismos de control de potencia, estimación de la respuesta impulsional del canal, etc.


Técnicas de transmisiónEn los últimos años se ha extendido el uso de técnicas basadas en OFDM para sustentar sistemas inalámbricos diversos, desde la transmisión (broadcast) de TV, como los sistemas DVB-T (TDT) y DVB-H (TV para terminales móviles), a las WPAN (IEEE 802.15.3a), WLAN (IEEE 802.11g/a/n), WMAN (IEEE 802.16d/e/m) y la evolución de las redes celulares 3G: LTE (Long Term Evolution).

La tecnología OFDM es robusta frente a la propagación multicamino y permite tasas de pico por usuario muy elevadas. Como desventajas, destacan la necesidad de incorporación de un tiempo de guarda en cada símbolo OFDM, la sensibilidad frente a errores en los sincronismos de fase, tiempo y frecuencia y el alto valor del PAPR, que disminuye la eficiencia energética de los transmisores al introducir backoff en el punto de trabajo de los amplificadores de potencia.

frecuencia

Den

sida

d es

pect

ral

de

pot

enci

a


Control de acceso al medioLos sistemas móviles se diseñan con el propósito de dar servicio al máximo número de usuarios y poder cursar el mayor volumen de tráfico posible en cada instante.

El medio de comunicación utilizado por los sistemas móviles, el medio radioeléctrico, es en sí mismo un medio compartido, por lo que es preciso establecer las reglas adecuadas para que los usuarios puedan comunicarse sin colisionar entre ellos. Estas reglas constituyen el control de acceso al medio.

Por otra parte, el espectro radioeléctrico es un recurso escaso y las técnicas de control de acceso al medio deben usarlo eficientemente. La eficiencia se mide en throughput (cantidad de información transmitida con éxito por unidad de tiempo) y retardo de las transmisiones.

Acceso multiple= Técnica de acceso (PHY)

Definición de recursos radio (frecuencia, slot, código), aplicación de principios de ortogonalidad (TDMA, CDMA, FDMA, OFDMA, ...)

+Protocolo de acceso (MAC)

Gestión de la política de transmisión de la información (Slotted Aloha, CSMA-CA, ....)


Control de acceso al medioEl diseño del MAC conlleva tres aspectos fundamentales:

• Flexibilidad para integrar diferentes tipos de servicios (voz, vídeo, datos).

• Calidad en cuanto a que debe satisfacer los diferentes requisitos de QoS de cada servicio, como retardo máximo y máxima pérdida de paquetes tolerada.

• Capacidad en cuanto a que debe maximizar el número de usuarios en un determinado ancho de banda.

La consideración de todos estos factores lleva a concluir que no hay una solución óptima única para el acceso múltiple, sino que la solución más adecuada depende en cada caso de las condiciones de contorno con las que se diseñe el sistema.

El factor clave a la hora de seleccionar un determinado protocolo de acceso es su capacidad para soportar distintas clases de servicios con unos niveles razonables de QoS manteniendo una alta eficiencia en la utilización del radiocanal.


Técnicas de acceso múltipleFunción : permitir a varios usuarios compartir el medio físico de transmisión

SeparabilidadFrecuencia (FDMA)Tiempo (TDMA)Código (CDMA)Tiempo-Frecuencia (OFDMA)

{

TIEMPOTIEMPO

FRE

CU

EN

CIA

FRE

CU

EN

CIA

USUARIO1

USUARIO2

USUARIO3

TIEMPOTIEMPO

FRE

CU

EN

CIA

FRE

CU

EN

CIA USUARIO 1

USUARIO 2

USUARIO 3

TIEMPOTIEMPO

FRE

CU

EN

CIA

FRE

CU

EN

CIA CÓDIG

O

CÓDIGO

USUARIO 1

USUARIO 2USUARIO 3

TDMA FDMA

CDMA TIEMPOTIEMPO

FRE

CU

EN

CIA

FRE

CU

EN

CIA US 1

US 2

US 3

US 1 US 1

US 1

US 1

US 2 US 2

US 2

US 2

US 3 US 3 US 3

US 3

OFDMA


Técnicas de acceso múltiple

FDMA: A cada usuario se le asigna un radiocanal

• Tecnología madura y experimentada Sencillez de realización de equipos.• Para sistemas de baja/mediana densidad de tráfico.• Banda estrecha: resistencia a perturbaciones.• Complejidad de estaciones base multicanal (equipos para cada radiocanal).• Escasa versatilidad para diferentes aplicaciones o flujos de tráfico.• Dificultad de inserción de señalización asociada a la llamada.• Limitaciones para la mejora de la calidad.

fuplink downlink

f1 f2 f3 f4 f’2 f’3 f’4f’1

f1 y f’1 conforman 1 radiocanal (duplex FDD)

Separación frecuencia fija entre los canales del uplink y del downlink

Acceso Múltiple por División en Frecuencia (FDMA)


Técnicas de acceso múltipleAcceso Múltiple por División en Tiempo (TDMA)

• Se utiliza con modulaciones digitales. Requiere digitalización de la información.• Requiere una estricta sincronización temporal para evitar colisiones entre ráfagas de distintos usuarios. Requieren la introducción de un tiempo de guarda entre slots.• Sencillez de implementación. Tecnología muy experimentada.• Simplicidad de las estaciones base multicanales. Un sólo equipo transceptor.• Muy versátiles. Permiten acomodar flujos de tráfico variables asignando varias ráfagas a un usuario. Inserta canales de señalización de modo simple.• Posibilidad de transmisión dúplex utilizando un único radiocanal (TDD).• Generalmente requieren el uso de ecualizadores de canal.• Un número fijo de n slots constituye una trama, que se repite periódicamente.• Normalmente, TDMA se combina con FDMA. Así, en una misma célula o en células vecinas se asignan radiocanales diferentes (portadoras) que constituyen una estructura FDMA. Cada radiocanal soporta varios usuarios multiplexados TDMA.

A cada usuario se le asigna un intervalo temporal

t10 t2 t3 t4

Frecuencia

Tiempo

Usuario 1 ...Usuario

2Usuario

3Usuario

4Usuario

nUsuario

1 ...


Técnicas de acceso múltipleAcceso Múltiple por División en Tiempo (TDMA)

GSM(Europa)

IS-54(USA)

PDC(Japón)

DECT(European Cordless)

Tasa de transmisión 270,8 kbps 48,6 kbps 42 kbps 1,152 Mbps

Ancho de banda 200 kHz 30 kHz 25 kHz 1,728 MHz

Time Slot 0,577 ms 6,7 ms 6,7 ms 0,417 ms

slots por trama en cada sentido del enlace

8 3 3 12

Duplexado FDD FDD FDD TDD

Eficiencia de los time slots

73 % 80 % 80 % 67 %

Modulación GMSK /4 DQPSK /4 DQPSK GFSK

Ecualizadoradaptativo

Obligatorio Obligatorio Opcional No


Técnicas de acceso múltipleAcceso Múltiple por División en Código (CDMA)CDMA: Los usuarios comparten la misma frecuencia y el tiempo. Un código por usuario.

• Gran anchura de banda (espectro ensanchado, SS:Spread Spectrum)• Técnica mejor adaptada al entorno móvil celular.• Gran capacidad de tráfico.• Requiere control de la potencia y sincronización.• Tecnología compleja con elevada integración para terminales reducidos.• Los usuarios diferenciados por un código, no por frecuencia o timeslot.• No requiere planificación de frecuencias.• Necesidad de digitalización de la información.• Elevada calidad.

- Técnicas para ensanchar el espectro:* FH-SS (Frequency Hopping):

la portadora cambia de modo pseudoaleatorio.* DS-SS (Direct Sequence):

Multiplicar por una secuencia pseudoaleatoria.

Señal codificadaen direct sequence

Señal deinformación


Técnicas de acceso múltipleDuplexado

frecuencia

tiempo

FDD: Frequency Division Duplexfrecuencia

tiempo

CANAL ASCENDENTE

CANAL DESCENDENTE

TDD: Time Division Duplex

- Se puede usar con TDMA, CDMA y OFDMA.

- Se asignan los recursos de forma asimétrica: más eficiente.

f

Guarda de Duplexado

EnlaceAscendente

Enlace Descendente

Enlace DescendenteEnlace

Ascendente

Trama


El espectro radioeléctricoEl espectro radioeléctrico es el recurso clave.

Los dispositivos inalámbricos deben operar en una banda de frecuencia determinada, que lleva asociada un determinado ancho de banda.

El uso del espectro radioeléctrico está fuertemente controlado por las autoridades locales competentes a través de licencias.

En España lo regula actualmente el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo a través de la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones y para la Sociedad de la Información (SETSI), mientras que la Comisión del Mercado de Telecomunicaciones (CMT) actúa como órgano consultor.

En Estados Unidos, la regulación la realiza la FCC (Federal Communications Commission).

La ITU (International Telecommunication Union) también tiene competencias en la regulación del espectro radioeléctrico.

Se trata de un bien muy preciado y escaso, por lo que en ocasiones, su uso supone el pago de un canon elevado.


El espectro radioeléctricoLas normas se fijan en las Conferencias Administrativas Mundiales de Radiocomunicaciones (CAMR) que se celebran periódicamente y que son más conocidas por sus siglas en inglés WRC: World Radiocomunication Conferences.

En España dichas normas se recogen en el CNAF: Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias.

Regiones ITU


El espectro radioeléctricoLas bandas ISM (Industrial, Scientific y Medical) se reservaron para equipamiento que se relacione con procesos industriales y/o científicos o aplicaciones médicas.Sin embargo, muchos elementos cotidianos trabajan en esa banda, como por ejemplo los hornos microondas.En principio el uso de dispositivos de comunicación en las bandas ISM está completamente abierto (no se requiere licencia administrativa), siempre que se respeten unos límites en lo referente a la potencia de transmisión.La totalidad de las tecnologías WLAN y WPAN comerciales se utilizan en las bandas ISM.Sin embargo hay ligeras diferencias en la legislación de algunos países, lo que da lugar a diversos problemas a la hora de emplear una tecnología en algunos territorios.

26MHz 83,5MHz Más de 300 MHz

2,400 a 2,4835GHz902 a 928MHz 5,150 a 5,875GHz


El espectro radioeléctricoPara el resto de bandas es necesario disponer de la licencia correspondiente.

MHz880915

925960

2200

GSMasc.

GSMdesc.

1710 17851805

18801900

2025 2110

GSM 1800asc.

GSM 1800desc.

DECT

UMTS(FDD-TDD)

UMTS(FDD)

2500 2690

LTE

3400 3600

LMDS

24500 26500

LMDS

MHz

Documents

Tema 1 Introduccion