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Contenido
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Introducción
Mercado y Tendencias
Principios Básicos de Comunicaciones Móviles
Tecnologías Celulares
Tecnologías Inalámbricas
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Conceptos básicos de Comunicaciones
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Conceptos básicos de Comunicaciones
Cuál es el propósito de un Sistema de Comunicación?
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� Entregar la mayor cantidad de informaciónposible desde la fuente hacia el destino.
� Entregar la información en el menor tiempoposible.
� Reducir los errores en la entrega de información
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Conceptos básicos de Comunicaciones
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Elementos de un Sistema de Comunicación Básico
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TRASDUCTOR
TRANSMISOR
TRASDUCTOR
RECEPTOR
CANAL DE TX
INFORMACION
Ruido
Interferencia
Distorsión
Telecomunicaciones → Larga distancia
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Transmisión de señales digitales
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Técnicas de Transmisión
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Ventajas de la transmisión digital frente a la transmisión analógica
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1.- Inmunidad al ruido2.-Almacenamiento y procesamiento3.- Regeneración de señales4.-Más sencilla de medir y evaluar5.- Detección y corrección de errores6.- Menor consumo de potencia7.- Tamaño reducido8.- Más económicos
Desventajas de la transmisión digital frente a la transmisión analógica
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1.- Requieren mayor ancho de banda.2.- Conversión A/D y D/A. 3.- Problemas de sincronización precisa.
Señales de voz - Analógicas
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� Una persona habla alrededor de un 40 % deltiempo que dura una conversación. El resto deltiempo lo conforman pausas o silencios y eltiempo de escucha a la otra persona.
� La voz humana está entre 300 y 3400 Hzmientras que el oído humano puede detectarfrecuencias de hasta 20 kHz.
� En las generaciones 2 y 3 de comunicacionesinalámbricas, la voz es transformada en unaseñales digitales y son transmitidas sobre unaportadora.
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Conversores Analógicos / Digitales
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� El convertir la señal voz analógica a digital se utilizanbásicamente conversores A/D.
� La frecuencia mas alta de la voz humana en un canaltelefónico es de 4 kHz. Según Nyquist la frecuencia demuestreo será 8 kHz.
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Conversión analógica / digital
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Codificación de voz
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� PCM (Pulse Code Modulation), define 8 bits pormuestra, requiere una velocidad de 64 kbps, con locual se usaría un ancho de banda mayor que el queusualmente ofrecen los sistemas inalámbricos.
� ADPCM (Adaptive Differential Pulse CodeModulation) es utilizado en procesos de muestreosimilares, donde solo utiliza 4 bits por muestra,reduciendo la velocidad a 32 kbps.
� En sistemas celulares utiliza sus propios vocoders,comúnmente permiten tener velocidades de 13 kbps.
� Por ejemplo en CDMA One utiliza QCEPL (QualcommCode Excited Linear Prediction), en IS-136 (NA-TDMA) utiliza VSELP (Vector Sum Excitation LinearPrediction)
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Vocoders
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Otros Vocoders
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� GSM-AMR (AMR-NB)
� Estándar adaptado por la 3GPP (3rd Generation Partnership Project).Codificador de voz Adaptive Multi Rate-Narrow Band (AMR-NB).
� Utilizado en los dispositivos móviles de tercera generación para comprimircanales de voz con 8000 muestras/segundo.
� Define 8 velocidades de transmisión: 12.2, 10.2, 7.95, 7.40, 6.70, 5.90, 5.15 y4.75 Kbps.
� Utiliza Algebraic Code Excited Linear Prediction (ACELP).
� iLBC (Internet Low Bitrate Vocoder)
� Está diseñado para canales de voz de banda angosta.
� Soporta dos velocidades de transmisión: 13.33 kbps en tramas de 30 mseg y15.20 kbps con tramas de 20 mseg.
� iLBC utiliza el algoritmo block-independent linear-predictive coding (LPC).
� Es utilizado principalmente en sistemas de comunicación robustos de VoIP.
Canales Inalámbricos
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� Una definición característica de un canal inalámbricomóvil es la variación de la fuerza del canal sobre el tiempoy sobre la frecuencia.
� La variación puede ser aproximadamente dividida en dostipos:� Large-scale fading, debido a la pérdida de la ruta de la señal como
una función de la distancia y la presencia de obstáculos. Estoocurre principalmente cuando se tiene dispositivos en movimientoes típicamente independiente de la frecuencia.
� Small-scale fading, debido a la interferencia constructiva ydestructiva de los múltiples caminos de señal entre el transmisor yel receptor. Esto ocurre en la escala espacial del orden de lalongitud de onda portadora, y es dependiente de la frecuencia.
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Modelos de Propagación
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� Un modelo de propagación es una ecuación que describe elcomportamiento de una señal de radio que se propaga en un medio.Predice las pérdidas en decibeles de la potencia en un ambientedeterminado.
� Comportamiento de señales EM no pueden ser descritas a través demodelos determinísticos.
� Condicionantes del comportamiento de estas señales:� Presencia de obstáculos naturales y artificiales (difíciles de modelar).� Movimientos del móvil respecto a la red (radio base)
� Metodología estadística para estimar el éxito de la propagación en el áreade servicio.
� Basados casi siempre en medidas efectuadas en diferentes condicionesambientales.
� En el caso de una señal que se propaga a través del aire la potencia derecepción es directamente proporcional a la potencia de transmisión einversamente proporcional a dα.
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� Espacio Libre� Onda Terrestre. Difracción por la curvatura de la tierra. Reflexiones en la tierra. Efectos del terreno.
� Ionosférica� Troposférica� Difracción en borde filoso “knife edge” & borde suave “rounded edge”
Modos de Propagación
Modos de Propagación
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Difracción
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Antena i
Antena j
(α,β)
(γ,θ)
Gi ganancia de la antena i
Ai área efectiva de la
antena i
Modelo de Propagación en Espacio Libre
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� Área efectiva de una antena rx, se definecomo el área a través de la cual interceptatoda la potencia recibida que está en gradode convertir en señal eléctrica.
� Ganancia de la antena es la relación entrela densidad de potencia radiada por laantena en una dirección especifica y lapotencia radiada por una antena isotrópicaalimentada con la misma potencia.
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Modelo de Propagación en Espacio Libre
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� Densidad de potencia media generada por una fuente isotrópica en una distancia d
� Potencia recibida en la antena ubicada a la distancia d.
RR ApP ⋅=
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d
Pdp T
π=
2
4
⋅=
dPP TR
π
λ
Caso isotrópico G=1
Modelo de Propagación en Espacio Libre
Modelo de propagación en espacio libre (4)
� Atenuación en espacio libre: la relación entre PT yPR con antenas isotrópicas
� Potencia de Recepción con antenas no isotrópicas
� Relación de Potencia entre antenas no isotrópicas
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44/
⋅⋅⋅=⋅⋅=
dGGPdAGPP RTTRTTR
π
λπ
24
=
λ
πdL free
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+=
c
fddBLfree
.log204log.20)( π
)()()()( dBGdBGdBLdBL RTfree −−=
Propagación en espacio libre
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� EIRP (watts) a pfd (W/m2) = P/(4.π.D2)
� equivalent to (dBW –11 -20.log(D))� EIRP (watts) a E (V/m) = sqrt(30.P)/D
� EIRP (kW) to E (V/m) = 173*sqrt(P)/D(km)
� pfd (W/m2)=E2/Z0=E2/(120.π)
Ecuación de Friis
( )
2
0
4
10log 10log 10logTT R
R T R
r
PL L G G
P G G
π
λ
= = = −
0 34.44 20log( . )L r f= + r en km y f en MHz
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EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)
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� Esta definida como la potencia de entrada de unaantena isotrópica tal que las dos antenas tengan lasmismas densidades de potencia.
� Para el caso de una antena directiva que tiene unapotencia de entrada Pi y una ganancia G,
EIRP = PiG.
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Enlace punto a punto
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� Frecuencia� Pérdida por espacio libre� Atenuación por lluvia� Ganancia de antena� Ancho de haz� Zonas de Fresnel� Relaciones de fase de los distintos rayos� Multicaminos� Refracción atmosférica� Curvatura de la tierra
Modelo de Dos Rayos
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•Este modelo es muy útil para conocer la reflexión de las señales sobre latierra, se basa en óptica geométrica.•Toma en cuenta las alturas de la antena transmisora y receptora.
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Prd
hhGGP trtrt=
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Características de los istemas móviles
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Composición de un sistema de comunicación celular
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Composición de un sistema de comunicación celular
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Clasificación de los sistemas móviles
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Clasificación de los sistemas móviles
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Actores en el mundo de las telecomunicaciones
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Organismos de estandarización y normalización
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Organismos de estandarización y normalización
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Organismos de estandarización y normalización
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Organismos de estandarización y normalización
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