Red de telefonía 3G

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SEMINARIO DE TITULACIÓN

“PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES”

RED DE TELEFONÍA 3G

T E S I N A

Que para obtener el grado de:

INGENIERO EN

COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA.

Presentan:

Alicia Miranda Velázquez Ana Laura Luna Álvarez

ASESORES:

M. en C. ORLANDO BELTRÁN NAVARRO.

M. en C. BRAULIO SANCHEZ ZAMORA

México, D. F. Noviembre de 2009.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN

TESINA

Que para obtener el título de: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

Por la opción de titulación: SEMINARIO DE TITULACIÓN

“PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES”

Deberán desarrollar: Alicia Miranda Velázquez Ana Laura Luna Álvarez

INTRODUCCION

En este trabajo presentaremos la estructura general de la telefonía 3G, en donde por medio de tres capítulos explicaremos sus características, arquitectura, funcionalidad y las ventajas que han hecho de esta generación el auge y la evolución de las comunicaciones, no solo de voz sino también de datos, teniendo como resultado una comunicación más rápida y fácil de usar.

CAPITULO I:

ANTECEDENTES, CONCEPTOS GENERALES Y CONSECUENCIAS DE LA TELEFONÍA MOVIL

CAPITULO II:

INICIO DE LA TELEFONIA 3G

CAPITULO III:

TELEFONIA 3G, APORTACIONES EN MÉXICO Y EL MUNDO

_______________________________ _____________________________

M. en C. Orlando Beltrán Navarro M. en C. Braulio Sánchez Zamora

Coordinador del seminario Asesor

________________________________

Ing. Ignacio Monroy Ostria Jefe de carrera de ICE

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RED DE TELEFONÍA 3G

Vuelo del alma...

Cuando el camino se hace cuesta arriba, NO LO DEJES.

Cuando las cosas andan mal - como a veces sucede - NO ABANDONES.

Cuando no consigas resultados, y se sumen los problemas, NO TE RINDAS.

Cuando quieras sonreír y sólo puedas suspirar NO TE CAIGAS.

Cuando la suerte, te sea adversa, y no encuentres fuerzas para seguir NO RENUNCIES.

Cuando no encuentres compañeros de lucha, NO TE APURES.

Hay manos que sostienen las tuyas!

Cree y Siente en cada minuto de tu vida, deja que tu alma " vuele libre " por los jardines hermosos de la confianza en algo superior que llega donde nuestra visión no puede alcanzar, pero sí nuestro corazón puede sentir.

INTENTA!

Cierra los ojos por algunos minutos y deja tus pensamientos volar por sitios de amor.

No podemos cambiar el mundo, ni quitar todo el dolor de la tierra, ni tener ya resueltos todos nuestros problemas, pero podemos a cada minuto mirar con ojos del amor a cada cosa.

Si pensamos que todo es pasajero, miraremos con cariño lo negativo que te encamina a la elevación y perfección, y luego observaremos con felicidad el cambio del mal en bien, de tristezas en alegrías.

Lo que hoy nos hace sonreír fueron las cosas que nos hicieron llorar ayer.

Nuestras faltas de hoy también son las alegrías de mañana.

Las personas se van, los amores se pierden en el tiempo, los problemas se solucionan, hasta el mismo sol se va cada noche para renacer al día siguiente...

No te quedes en el medio del camino porque allá... algo te espera

Naylé de Alicante EspañaNaylé de Alicante EspañaNaylé de Alicante EspañaNaylé de Alicante España

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AGRADECIMIENTOS AGRADECIMIENTOSAGRADECIMIENTOS AGRADECIMIENTOS

A mis padres A mis padres A mis padres A mis padres....

Por todo el apoyo, comprensión y dedicación que tuvieron conmigo sin importar los tropiezos y malos Por todo el apoyo, comprensión y dedicación que tuvieron conmigo sin importar los tropiezos y malos Por todo el apoyo, comprensión y dedicación que tuvieron conmigo sin importar los tropiezos y malos Por todo el apoyo, comprensión y dedicación que tuvieron conmigo sin importar los tropiezos y malos ratos, siempre estuvieron ahí motivándome y ayudándome pa

ratos, siempre estuvieron ahí motivándome y ayudándome pa ratos, siempre estuvieron ahí motivándome y ayudándome pa

ratos, siempre estuvieron ahí motivándome y ayudándome para que yo lograra mi sueño de ser ingeniero.ra que yo lograra mi sueño de ser ingeniero.ra que yo lograra mi sueño de ser ingeniero.ra que yo lograra mi sueño de ser ingeniero.

Por todas las veces que se desvelaron conmigo ayudándome y estando al pendiente de que no me faltara Por todas las veces que se desvelaron conmigo ayudándome y estando al pendiente de que no me faltara Por todas las veces que se desvelaron conmigo ayudándome y estando al pendiente de que no me faltara Por todas las veces que se desvelaron conmigo ayudándome y estando al pendiente de que no me faltara algo.

algo.

Ustedes son los mejores padres del mundo, por tal motivo q Ustedes son los mejores padres del mundo, por tal motivo q Ustedes son los mejores padres del mundo, por tal motivo q

Ustedes son los mejores padres del mundo, por tal motivo quiero agradecerles y dedicarles mi trabajo, muiero agradecerles y dedicarles mi trabajo, muiero agradecerles y dedicarles mi trabajo, muiero agradecerles y dedicarles mi trabajo, mi i i i esfuerzo y todo lo que soy

esfuerzo y todo lo que soy esfuerzo y todo lo que soy esfuerzo y todo lo que soy....

A mis amigos A mis amigos A mis amigos A mis amigos

Por todo el trabajo en equipo que realizamos durante toda la etapa Por todo el trabajo en equipo que realizamos durante toda la etapa Por todo el trabajo en equipo que realizamos durante toda la etapa

Por todo el trabajo en equipo que realizamos durante toda la etapa escolar, por los desvelos y muy buenos escolar, por los desvelos y muy buenos escolar, por los desvelos y muy buenos escolar, por los desvelos y muy buenos ratos que pas

ratos que pas ratos que pas

ratos que pasaaaamos juntos.mos juntos.mos juntos.mos juntos.

Por los consejos y palabras de aliento que me dieron cuando estaba triste.

A A A

A todos ustedes mil gracias por a ver estado presente en mi vida y ser los mejores amigos que haya tenido.todos ustedes mil gracias por a ver estado presente en mi vida y ser los mejores amigos que haya tenido.todos ustedes mil gracias por a ver estado presente en mi vida y ser los mejores amigos que haya tenido.todos ustedes mil gracias por a ver estado presente en mi vida y ser los mejores amigos que haya tenido.

A mis profesores A mis profesores A mis profesores A mis profesores

Por todo lo que me enseñaron todo este tiempo, no solo fueron ecuaciones y prácticas, sino muchas Por todo lo que me enseñaron todo este tiempo, no solo fueron ecuaciones y prácticas, sino muchas Por todo lo que me enseñaron todo este tiempo, no solo fueron ecuaciones y prácticas, sino muchas Por todo lo que me enseñaron todo este tiempo, no solo fueron ecuaciones y prácticas, sino muchas lecciones de vida que hoy hacen

lecciones de vida que hoy hacen lecciones de vida que hoy hacen

lecciones de vida que hoy hacen que sea una persona capaz de enfrentarme al mundo laboral con toda la que sea una persona capaz de enfrentarme al mundo laboral con toda la que sea una persona capaz de enfrentarme al mundo laboral con toda la que sea una persona capaz de enfrentarme al mundo laboral con toda la seguridad de lo que soy y puedo aportar a la sociedad.

seguridad de lo que soy y puedo aportar a la sociedad.

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AGRADECIMIENTOS:

A mis padres:

Agradezco de todo corazón a mis padres Alicia Álvarez Verona Y Silvestre Luna Quirino por su apoyo incondicional a lo largo de la carrera, por esos grandes consejos, por esas enormes lecciones y por esos importantes regaños que hacían que enderezara mi camino, porque sin ellos no estaría aquí ni sería quien soy ahora. Y Con la preparación que he obtenido a lo largo de mi carrera profesional que hoy finaliza, el día de mañana les recompensaré el esfuerzo el amor y el sacrificio que me han brindado,

También agradezco a mis hermanas Flor, Cynthia y Fanny por estar conmigo y apoyándome, dándome aliento para seguir adelante.

A alguien especial:

Agradesco a Juan Carlos Muñoz Gomez por estar en esos momentos tan dificiles, en los cuales mas necesitaba, por todo su apoyo y comprension, es y sera alguien muy importante en mi vida, por que gracias a sus consejos y regaños, he logrado salir adelante y terminar la tesis. Gracias por todo lo que me has brindado.

A mis profesores:

Agradezco a mis profesores por su disposición, Que participaron en mi desarrollo profesional durante mi carrera, sin su ayuda y conocimientos no estaría en donde me encuentro ahora.

Por regañarnos y ser duros cuando no hicimos las cosas bien, por limpiar nuestras lágrimas y aconsejarnos, por los reconocimientos...

Por motivarnos a salir adelante, por enseñarnos el hábito del estudio, y por enseñarnos a no sólo pensar en grande, ¡sino ser grandes!

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CONTENIDO

Pagina

IIIINTRODUCCIÓN 1111

OBJETIVO 2222

CAPITULO I ANTECEDENTES, CONCEPTOS GENERALES Y CONSECUENCIAS DE LA TELEFONÍA MOVIL 3

1.1 COMO FUNCIONA UNA RED TELEFONICA 4

1.1.1 CELULAS 4

1.1.2 HANDOFF 5

1.1.3 PROCESO 8

1.1.4 ROAMING 9

1.2 MODO DE ACCCESO A LA RED 10

1.2.1 AMPS 10

1.2.1.1 Arquitectura del Sistema 10

1.2.1.2 Cell-Sites 10

1.2.1.3 Mobile TelecommunicationsSwitching Office (MTSO) 11

1.2.1.4 Frecuencia de Operación 12

1.2.1.4 Frecuencia de Reuso 13

1.2.1.6 División de Célula 13

1.2.1.7 Canales de Control 14

1.2.1.8 Capacidad del Sistema 14

1.2.2 GSM 15

1.2.3 TDMA 16

1.2.4 CDMA 16

1.3 INICIOS DE LA TELEFONÍA CELULAR 17

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1.3.1 PRIMERA GENERACION 20

1.3.2 SEGUNDA GENERACIÓN 25

1.3.2.1 Generacion 2.5G 27

1.3.2.2 Sistema GSM. 27

1.3.2.3 Cobertura en los sistemas 2G. 28

1.3.3 TERCERA GENERACIÓN 28

1. 4 CONSECUENCIAS E INFLUENCIA DE LA TELEFONIA CELULAR 28

1.4.1 INFLUENCIA EN LE SOCIEDAD 29

1.4.2 ¿ES IMPORTANTE UTILIZAR CELULAR? 29

1.4.3 ADICCION A LOS CELULARES 30

1.4.4 DAÑOS FISICOS Y PSIQUICOS 31

1.4.5 ¿PERSONALIDAD,MOVIL Y TECNOLOGIA 32

1.4.6 MARKETING 32

1.5 IMPACTO EN LA SALUD 34

1.5.1 EFECTOS DE LAS RADIACIONES EMITIDAS POR LOS TELEFONOS CELULARES 34

1.5.1.1 ¿Los teléfonos celulares causan cáncer? 35

1.5.1.2 Malos efectos en lugares cerrados 35

1.5.1.3 Los telefonos moviles pueden provocar problemas de transito 36

CAPITULO 2 INICIO DE LA TELEFONIA 3G 37

INTRODUCCIÓN 38

2. SEÑAL ANALOGICA 39

2.1.1 LA VOZ 40

2.1.2 ANCHO DE BANDA 41

2.1.3 RUIDO 42

2.1.4 ECO 43

2.1.5TRANSMISION ANALOGICA 44

2.1.6 SEÑAL DIGITAL 45

2.1.7TRANSMISION DIGITAL 46

2.2¿QUÉ ES LA TECNOLOGÍA UMTS/3G? 47

2.2.1 CARACTERÍSTICAS DE UNA RED 3G/UMTS. 49

2.2.1.1Transmisión de paquetes de datos y velocidad de transferencia de datos ha pedido. 50

(8)

2.2.1.2 Entorno de servicios amigable y consistente. 50

2.2.1.3 Movilidad y cobertura. 51

2.2.1.4 Radio tecnología para todos los entornos. 51

2.2.1.5 Servicios UTMS disponibles globalmente por satélite. 51

2.2.1.6 Fases en el desarrollo de UTMS. 52

2.2.2 ESTRUCTURA DE LA RED UTMS. 52

2.2.3 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS QUE FORMAN LA RED DEL SISTEMA UMTS. 55

2.2.3.1 Equipo de usuario (UE). 55

2.2.3.2 Interfaz Uu. 55

2.2.3.3 Red de acceso de radio UMTS. 55

2.2.3.4 RNC (Radio Network Controller). 56

2.2.4 Espectro para UTMS. 56

2.2.5 Tipos de celdas en UTMS 57

2.2.6 Seguridad. 58

2.2.7 Servicios UMTS. 60

2.2.7.1 Servicios Portadores. 60

2.2.7.2 Teleservicios. 61

2.2.7.3 Servicio suplementarios. 61

2.2.7.4 Servicios de valor añadido 62

2.2.8 Ventajas 62

2.2.9 Desventajas 62

2.2.10 Crecimiento anual de UTMS frente a otras Tecnologías 64

CAPITULO 3 3. TELEFONIA 3G, APORTACIONES EN MÉXICO Y EL MUNDO 65

INTRODUCCION 66

3.1 HISTORIA DE LA TELEFONÍA CELULAR MÉXICO 67

3.1.1 LA TELEDENSIDAD EN MEXICO 68

3.1.2 TELEFONIA 3G EN MEXICO 69

3.1.3 QUIENES EMPLEAN LA TELEFONIA 3G 72

3.2 LA TELEFONIA 3G EN EL MUNDO Y A UN FUTURO 74

3.2.1 ANTECEDENTES DE LA TELEFONÍA CELULAR EN EL MUNDO 74

3.2.2 LA SUPREMACÍA POR LA TELEFONIA MOVIL 75

3.2.3 EL ESTADO ACTUAL DE LA TELEFONIA CELULAR 77

3.3 EL FUTURO DE LA TELEFONIA MOVIL 79

(9)

3.3.1 ALGUNAS REFERENCIAS EN LA TELEFONIA MOVIL 79

3.2.2 TELEFONÍA MÓVIL 3.9G 80

3.4 PERSPECTIVAS DE LAS COMUNICACIONES MÓVILES (4G Y 5G) 80

3.4.1 LA CUARTA GENERACIÓN 4G 82

3.4.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CUARTA GENERACIÓN (4G). 83

3.4.3 SISTEMAS DE LA 4G. 84

3.4.4 RETOS TECNOLÓGICOS DE LA 4G 85

3.4.5 NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA LA TELEFONÍA 4G 86

3.4.6 APLICACIONES MÓVILES 91

3.5 FABRICANTES 92

CONCLUSIONES 94

BIBLIOGRAFIA 95

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INTRODUCCIÓN.

La necesidad del hombre por comunicarse a grandes distancias sin utilizar un teléfono fijo, hizo que se pensara en crear en un teléfono que no importando donde estuviera pudiera comunicarse; por ejemplo, en otro país, en movimiento, etc. De aquí que haya nacido el teléfono celular.

Debido a esta necesidad, las empresas han invertido incalculables cifras para el desarrollo e investigación de nuevas tecnologías que les permitan diferenciarse en un entorno cada vez más complejo y competitivo.

Como resultado del desarrollo e investigación de dichas tecnologías se han creado herramientas inalámbricas las cuales han permitido la creación de la telefonía celular teniendo una gran demanda en los últimos años.

La nueva tecnología móvil proveerá, a través de un nuevo terminal, no sólo la comunicación por voz, sino el intercambio de datos e imágenes y otras características que en el trabajo mostramos.

Cabe mencionar que al o largo de todo este proceso de comunicación han surgido avances en la tecnología permitiendo el desarrollo de generaciones que han ido evolucionando, para satisfacer y adaptar la comunicación dentro de la sociedad que hoy en día vivimos

En el presente trabajo desarrollaremos un estudio sobre la tecnología 3G o UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) después del sistema analógico y el GSM, es la tercera generación de servicios móviles.

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OBJETIVOS:

1. Describir los elementos para una red 3G, arquitectura, funcionamiento y servicios, así como los avances que ha tenido en México y en otros países.

2. Estudiar el desarrollo y los alcances que han tenido las generaciones de telefonía celular en los últimos años.

3. Analizar y comparar las tendencias tecnológicas futuras con respecto a lo ya establecido en cuanto a telefonía móvil.

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CAPÍTULO 1

ANTECEDENTES Y CONCEPTOS GENERALES DE LA TELEFONÍA

CELULAR

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1.1 COMO FUNCIONA UNA RED TELEFONICA

Tal como otros aparatos en nuestra vida cotidiana, un teléfono móvil es un verdadero misterio para la mayoría de las personas.

Un teléfono móvil utiliza dos frecuencias diferentes: una para transmitir y otra para recibir, permitiendo una conversación normal.

1.1.1 CELULAS

Antes de la invención de las células, se usaban radioteléfonos que transmitían hacia una antena central en cada ciudad con 25 canales disponibles. Las desventajas de este sistema eran que exigían transmisores muy potentes, o al menos, lo suficiente para transmitir a 60 o a 80 km. Esto implicaba un sistema muy caro y frecuencias insuficientes.

En las décadas de los 70´s y los 80´s fue inventado el sistema de células. Una célula es un área determinada, pequeña, que tiene las ventajas de requerir transmisores mucho menos potentes que uno del sistema anterior y el uso extensivo de frecuencias en todas las ciudades, a través de la reutilización.

Esto se realiza a través del reparto de una zona en varias células (áreas más pequeñas), de forma hexagonal, para poder abarcar todo el espacio. En cada célula existe una estación base transmisora, con lo cual, se pueden tener múltiples canales para el uso de decenas de celulares de manera simultánea. Cuando un usuario pasa de una célula a otra deja la frecuencia que estaba utilizando, para el uso de otro celular, y toma la frecuencia libre de la célula a la que pasó como se muestra en la Figura 1.

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Figura 1. Conjunto de células.

Como las distancias de transmisión no son muy grandes, los teléfonos móviles pueden transmitir con poca energía; por lo tanto, con pequeñas baterías que permiten un tamaño y peso reducido. Por lo anterior, es que son usadas las células en la telefonía celular.

1.1.2 HANDOFF.

La transición del enlace de comunicación de una estación base a otra, aledaña, se conoce como “handoff” (Figura 2.)

Figura 2.Handoff.

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El sistema CDMA define diferentes procesos de “handoff”, que se explican a continuación.

El primero es el “soft handoff” o “handoff de software”. Durante el “handoff”, un móvil mantiene, simultáneamente, conexión con dos o tres estaciones base. Cuando el móvil se mueve de su célula actual (fuente) a la siguiente célula (objetivo), siempre se mantiene una conexión de canal de tráfico con ambas células. En el enlace de bajada, el móvil usa el receptor múltiple o “rake receiver” para demodular dos señales separadas de dos estaciones base diferentes. Las dos señales se combinan para obtener una señal compuesta de mejor calidad. En el enlace de subida, la señal que transmite el móvil se recibe por ambas estaciones base. Las dos células demodulan la señal por separado y envían las tramas demoduladas al centro de conmutación móvil (MSC, “mobile switching center”). El MSC contiene un selector que obtiene la mejor trama de las dos.

El segundo es el “softer handoff”. Este tipo de “handoff” ocurre cuando un móvil hace una transición entre dos sectores de la misma célula. En el enlace de bajada, el móvil mejora la misma clase de combinación de proceso que el “soft handoff”. En este caso, el móvil usa su receptor múltiple para combinar las señales recibidas de los dos sectores. En el enlace de subida, sin embargo, dos sectores de la misma célula reciben simultáneamente las dos señales del móvil. Estas señales son demoduladas y combinadas dentro de la célula, de tal forma que únicamente se envía una trama al MSC.

El tercero es el “hard handoff” o “handoff de hardware”. El sistema CDMA hace dos tipos de “hard handoffs”. Un “handoff CDMA-a-CDMA” ocurre cuando el móvil hace una transición entre dos portadoras CDMA (por ejemplo, dos canales de espectro esparcido que están centrados en diferentes frecuencias). Este “hard handoff” ocurre también cuando el móvil hace una transición entre dos sistemas diferentes de operadores. Al “handoff CDMA-a- CDMA” también se le llama “D-a-D handoff”. Y el “handoff CDMA-a-analógico” ocurre cuando una llamada CDMA se guía a una red analógica. Esto puede ocurrir cuando el móvil viaja en un área donde hay servicio analógico pero no hay servicio CDMA. El “handoff CDMA-a-analógico” se le llama “handoff D-a-A”.

Antes de describir el proceso de “soft handoff” en detalle, es importante notar que cada sector en un sistema CDMA se distingue de cualquier otro por su canal piloto. El canal piloto es uno de los cuatro canales -piloto, ‘paging’, ‘sync’ y canales de tráfico- en el enlace de bajada. El canal piloto sirve como un "faro" para el sector y ayuda al móvil a adquirir otros canales lógicos del sector. El piloto no contiene información más que en el código corto PN (“Pseudo Noise” o de pseudo ruido).

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Se usa un término especial para describir la SNR del canal de piloto: energía por chip por densidad de interferencia, o Ec/I0. La energía por chip Ec/I0 es diferente de la energía por bit Eb en que "chips" se refiere a los bits en las secuencias esparcidas PN. Dado que no hay información en banda base contenida en el canal de piloto, el piloto no pasa por el proceso opuesto al esparcimiento y estos bits no se recobran.

El móvil constantemente notifica a la estación base las condiciones de la propagación local; la estación base hace uso de esta información para tomar decisiones sobre el “handoff”.

Este “handoff” asistido del móvil (MAHO, “mobile-assisted handoff”) actúa cuando el móvil toma una medida del Ec/I0 del enlace de bajada y reporta el resultado de la medida a la estación base. Dado que cada estación base transmite su propio piloto en un diferente “offset”

PN, el Ec/I0 de un piloto da una buena indicación de sí un sector en particular puede o no ser el sector más apropiado para servir al móvil.

En el manejo del proceso de “handoff”, el móvil mantiene en su memoria cuatro listas que se excluyen entre sí compuestas por los sectores de las estaciones base. A estas listas también se les llama conjuntos. Los cuatro conjuntos son conjunto activo (“active”), conjunto candidato (“candidate”), conjunto vecino (“neighbor”), y conjunto residuo (“remaining”).

El conjunto activo contiene los pilotos de aquellos sectores que se están comunicando con el móvil en los canales de tráfico. Si el conjunto activo contiene únicamente un piloto, entonces el móvil no está en “soft handoff”. Si el conjunto activo contiene más de un piloto, entonces el móvil mantiene la conexión con todos esos sectores en canales de tráfico separados. La estación base controla esencialmente el proceso de “handoff” porque se puede agregar únicamente un piloto al conjunto activo si la estación base envía un “mensaje de dirección de handoff” (“handoff direction message”) al móvil y el mensaje contiene el piloto en particular que se va a agregar al conjunto activo. El conjunto activo puede contener a lo más seis pilotos.

El conjunto candidato contiene aquellos pilotos cuyos Ec/I0 son suficientes para hacerlos candidatos de handoff. Esto significa que si el Ec/I0 de un piloto en particular es más grande que el umbral de detección de piloto (“pilot detection threshold”) “T_ADD”, entonces ese piloto se agrega al conjunto candidato. El conjunto candidato solo puede contener seis pilotos.

El conjunto vecino contiene aquellos pilotos que están en la lista vecino del actual sector servidor del móvil. El conjunto vecino contiene a lo más 20 pilotos.

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El conjunto residuo contiene todos los posibles pilotos en el sistema para esta frecuencia portadora, excluyendo a los pilotos que están en los conjuntos activo, candidato y vecino.

1.1.3 PROCESO

A continuación se muestra el proceso que sigue una llamada para entrar en “hand off”

(Figura 3.):

Figura 3. Proceso para entrar en Handoff.

1. En primera instancia el móvil se encuentra alimentado únicamente por la célula fuente, y su conjunto activo contiene tan solo al piloto A(célula fuente). El móvil mide el nivel de Ec/I0 del piloto B(célula objetivo) y si lo encuentra mayor que “T_ADD”, el móvil envía un mensaje de medida de fuerza de piloto (“pilot strength measurement message”) y transfiere al piloto B del conjunto vecino al conjunto candidato.

2. Ahora el móvil recibe un “mensaje de dirección de handoff” (“handoff direction message”) de la célula fuente. Dicho mensaje ordena al móvil a comenzar la

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comunicación en un nuevo canal de tráfico con la célula objetivo. El mensaje contiene el “PN offset” de la célula objetivo y el código de Walsh del nuevo canal de tráfico.

3. Entonces el móvil mueve el piloto del conjunto candidato al conjunto activo. En este momento el móvil envía un “mensaje de acabado de handoff” (“handoff completion message”) inmediatamente después de adquirir el canal de tráfico de bajada especificado en el “mensaje de dirección de handoff” (“handoff direction message”).

Ahora el conjunto activo contiene dos pilotos en su lista.

4. Después de que tiene dos pilotos, el móvil detecta que el piloto A ha caído por debajo de “T_DROP” y es entonces cuando el móvil inicia el contador de tiempo o “drop timer”.

5. Cuando el “drop timer” alcanza el valor correspondiente a “T_TDROP” el móvil envía un mensaje de medida de fuerza de piloto (“pilot strength measurement message”).

6. Una vez que el móvil recibe un “mensaje de dirección de handoff”, el mensaje contiene únicamente el PN offset de la célula objetivo.

7. Y finalmente el móvil tiene que cambiar el piloto fuente del conjunto activo al conjunto vecino, así como enviar un mensaje para indicar que el “handoff” ha terminado.

1.1.4 ROAMING.

En los sistemas modernos, el teléfono móvil recibe una identificación del sistema del operador al encenderse. Si en ese momento, el teléfono móvil detecta que la identificación del sistema no es la de su operador, es porque está en “roaming”; es decir, está usando los servicios de otro operador; con lo cual se puede usar un teléfono móvil en diferentes países.

Cuando es encendido, el móvil también transmite un pedido de registro, con lo cual, la red no tendrá problemas para encontrar al móvil.

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1.2 MODO DE ACCESO A LA RED.

A continuación se explicarán cada uno de los modos de acceso a la red, esto con finalidad de tener un conocimiento detallado de la evolución de transmisión y recepción de la información.

1.2.1Advanced Mobile Phone Service (AMPS)

El Servicio de Telefonía Móvil Avanzado (AMPS) fue desarrollado en los Laboratorios Bell a mediados de los 70’s. Después de haber implantado un servicio de prueba de un sistema completamente celular en Chicago en 1978, el primer sistema comercial en los E.U. entro en operación en 1982 y 1983.

1.2.1.1Arquitectura del Sistema

AMPS usa una red sitios de células “cell-sites”(Figura 4) y oficinas de conmutación

“switching offices” que funcionan como interfaz para conectarse con la red de línea de tierra

“landline” del sistema de telefonía existente y los móviles. Usa el concepto celular (Propuesto por primera vez en los laboratorios Bell por D. H. Ring en 1947) con células hexagonales para dividir el área total de los sistemas sin traslape.

Figura 4. Conjunto de ´células.

1.2.1.2 Cell-Sites

Los “cell-sites” fueron posicionados en el centro de la célula (cuando empezaba el sistema) y sobre esquinas alternadas de la célula [Figura 5]. Estos sitios de células cubrían a los usuarios móviles de estas específicas celdas en las cuales ellos estaban presentes.

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Cuando el sistema se fue madurando, cada sitio de célula presente sobre la esquina alterna de la célula usó antenas direccionales con un ancho de haz de 120° para iluminar porciones de las tres células adyacentes que conocían el sitio de célula. Este arreglo proveía una diversidad de radiación espacial y permitía la protección de una señal más uniforme en la presencia de obstáculos como edificios, colinas, etc. El uso de antenas direccionales más que omnidireccionales proveía una relación señal a ruido de 4 – 5 dB.

Figura 5. Posicionamiento de células 1.2.1.3 Mobile Telecommunications Switching Office (MTSO)

Los sitios de células fueron interconectados con la Oficina de Conmutación de las Telecomunicaciones Móviles (MTSO) por medio de cables. Las troncales que trabajaban a la frecuencia de voz acarrearon las llamadas de voz y había ligas de conexión de datos de 2.4kbps entre las MTSO y cada uno de los sitios de células para propósitos de señalización [Figura 6].

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Figura 6. Elementos de una red móvil.

1.2.1.4 Frecuencia de Operación

El sistema AMPS usó un ancho de banda del sistema total de 40MHz en la banda de los 800MHz (como se ubicó por la FCC) con 20MHz del sitio de célula a la comunicación móvil (liga hacia abajo, “downlink”) y 20 MHz del móvil al sitio de célula (liga hacia arriba,

“uplink”). Los canales “uplink” usaron la banda de frecuencia de 870-890 MHz y los canales

“downlink” usaron la banda de frecuencia de 825-845 MHz. Cada canal consiste de un par de caminos separados por 45MHz. La modulación en frecuencia se utilizó para la comunicación y el ancho de banda por canal fue de 30 kHz con una desviación de frecuencia máxima de 12kHz. Esto proporciono un total de 666 canales duplex disponibles para el sistema.

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1.2.1.5 Frecuencia de Reuso.

El sistema AMPS uso el concepto de la frecuencia de reuso en las comunicaciones celulares, donde, el número total de células son divididas dentro de “clusters” y cada célula dentro del “cluster” le serán asignada frecuencias las cuales son distintas y no interfieren con las frecuencias de las células adyacentes. El mismo patrón de asignamiento de canales es repetido en los “clusters” adyacentes. En tamaño mínimo de un “cluster” (N) fue determinado de acuerdo a las condiciones de interferencia co-canal y fue directamente relacionado a una parámetro llamado la relación d/r, donde ‘d’ es la distancia entre las células las cuales reusan los mismos canales y ‘r’ es el radio de la célula. Un valor de d/r = 4.6 fue encontrado adecuado para antenas direccionales y D/R de 6.0 fue requerido para antenas omnidireccionales para mantener una relación señal a ruido de 17 dB requerida para una buena calidad de trasmisión. Esto corresponde a una valor de N = 7 (para antenas direccionales) y N = 12 (para antenas omni-direccionales) el cual fue utilizado cono el tamaño de un “cluster” en el sistema AMPS [Figura 7].

Figura 7. Concepto de frecuencia de reuso.

1.2.1.6 División de Célula

En áreas donde la densidad de tráfico es muy alta, nuevas células pueden ser agregadas entre los sitios de células ya existentes para obtener un nuevo patrón de células con la mitad de dimensión lineal que los sitios de células originales. La división de células en este patrón incrementa el número de canales, desde que las células pequeñas pueden aguantar muchos canales y largos, manteniendo la misma relación d/r. Asignando apropiadamente las frecuencias de radio de canal, en sistema AMPS puede permitir la coexistencia de células largas y pequeñas.

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Cuando el crecimiento de un cliente se incrementa, las células pequeñas pueden ser subdivididas mas para incrementar la capacidad del sistema. La eficiencia del espectro fue alcanzada en el sistema AMPS por este método bajo el costo del incremento el número de sitios de células requeridos para un área particular.

1.2.1.7 Canales de Control

Hay dos tipos de canales de control:

1. “Paging” – Usado para determinar si un móvil estaba disponible para recibir una llamada entrante.

2. “Access” – Usado para la función de hacer una llamada originada desde un móvil (o) para responder a un a señal “paging”.

Los 21 canales más altos son siempre usados para “paging” y “access” y hay un factor de reuso de N para controlar también los canales, el cual es, en general, diferente de los canales de voz. Esta frecuencia del factor de reuso varia de ciudad en ciudad y es transmitida a todos los móviles sobre los canales de configuración. Pero cuando el sistema crece, el número de canales de “access” y “paging” será incrementado para manejar la capacidad de tráfico.

1.2.1.8 Capacidad del Sistema

Con un total de 666 canales duplex (40 MHz/ 60MHz) disponibles, podemos calcular la capacidad del sistema como sigue:

• Caso omnidireccional. Con cada “cluster” teniendo 12 células, el número de canales por célula es aproximadamente 56.

• Caso antena direccional 1200. Con cada “cluster” teniendo 7 células, el número de canales por célula es aproximadamente 96. Cada antena direccional ahora maneja 32 canales.

Es importante notar que esta capacidad incluye los canales de control también. Para calcular la capacidad debida a los canales de voz exclusivamente, podemos asumir que los 21 canales más altos son siempre usados para propósitos de control y proceder a derivar la nueva capacidad con 54 canales para el caso omnidireccional y 92 canales para el caso de las antenas direccionales 1200.

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1.2.2 GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE (GSM)

Los primeros trabajos con GSM los inició en 1982 un grupo dentro del Instituto Europeo de Normas de Comunicaciones (ETSI, European Telecommunications Standards Institute).

Originalmente, este organismo se llamaba Groupe Sociale Mobile, lo que dio pie al acrónimo GSM.

El objetivo de este proyecto era poner fin a la incompatibilidad de sistemas en el área de las comunicaciones móviles y crear una estructura de sistemas de comunicaciones a nivel Europeo.

GSM se diseño para incluir una amplia variedad de servicios que incluyen transmisiones de voz y servicios de manejo de mensajes entre unidades móviles o cualquier otra unidad portátil.

Global System for Mobile communications (Sistema Global para las Comunicaciones Móviles), anteriormente conocida como "Group Special Mobile" (GSM, Grupo Especial Móvil) es un estándar mundial para teléfonos móviles digitales. El estándar fue creado por la CEPT (Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones) y posteriormente desarrollado por ETSI (European Telecommunications Standards Institute) como un estándar para los teléfonos móviles europeos, con la intención de desarrollar una normativa que fuera adoptada mundialmente. El estándar es abierto, no propietario y evolutivo (aún en desarrollo). Es el estándar predominante en Europa, así como el mayoritario en el resto del mundo (alrededor del 70% de los usuarios de teléfonos móviles del mundo en 2001 usaban GSM).

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GSM difiere de sus antecesores principalmente en que tanto los canales de voz como las señales son digitales. Se ha diseñado así para un moderado nivel de seguridad, en la figura 8 se muestra una estación base con tecnología GSM.

Figura 8 Estación base GSM.

1.2.3 ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDMA)

La tecnología TDMA comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente. La compresión de la señal de voz es posible debido a que la información digital puede ser reducida de tamaño por ser información binaria (unos y ceros). Debido a esta compresión, la tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales.

1.2.4 ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE CÓDIGO (CDMA)

La tecnología CDMA es muy diferente a la tecnología TDMA. La CDMA, después de digitalizar la información, la transmite a través de todo el ancho de banda disponible.

Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia único. Usando al tecnología CDMA, es posible comprimir entre 8 y 10 llamadas digitales para que estas ocupen el mismo espacio que ocuparía una llamada en el sistema analógico.

En teoría, las tecnologías TDMA y CDMA deben de ser transparentes entre sí (no deben interferirse o degradar la calidad), sin embargo en la práctica se presentan algunos problemas menores, como diferencias en el volúmen y calidad, entre ambas tecnologías

Aunque estas tecnologías suenan complicadas, usted puede tener una idea de cómo funcionan examinando cada palabra de los nombres.

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La diferencia primordial yace en el método de acceso, el cual varía entre:

• Tiempo, utilizado en la tecnología TDMA

• Códigos únicos, que se proveen a cada llamada en la tecnología CDMA.

La primera parte de los nombres de las tres tecnologías (Acceso múltiple), significa que más de un usuario (múltiple) puede usar (accesar) cada celda.

A continuación detallaremos, sin entrar en complicados detalles técnicos, cómo funciona cada una de las tres tecnologías comunes

1.3 INICIOS DE LA TELEFONÍA CELULAR

El primer servicio telefónico móvil en los Estados Unidos lo introdujo AT&T en 1946 en San Luis, Missouri. El sistema operaba con 6 canales en la banda de 150 MHz con un espacio entre canales de 60 KHz y una antena muy potente. Este sistema se utilizó para interconectar usuarios móviles (usualmente autos) con la red telefónica pública, permitiendo así, llamadas entre estaciones fijas y usuarios móviles. Un año después, el servicio telefónico móvil se ofreció en más de 25 ciudades de los EE.UU. y unos 44,000 usuarios en total aunque por desgracia había 22,000 más en una lista de espera de cinco años. Estos sistemas telefónicos móviles se basaban en una transmisión de Frecuencia Modulada (FM). La mayoría de estos sistemas utilizaban un solo transmisor muy poderoso para proveer cobertura a más de 80 km desde la base. Los canales telefónicos móviles de FM evolucionaron a 120 KHz del espectro para transmitir la voz con un ancho de banda de 3KHz. Aunque se esperaban mejoras en la estabilidad del transmisor, en la figura de ruido y en el ancho de banda del receptor.

La demanda para el servicio de telefonía móvil creció rápidamente y permaneció por detrás de la capacidad disponible en muchas de las ciudades de gran tamaño. Es increíble que a pesar de la demanda hayan pasado más de 30 años para cubrir las necesidades de telefonía móvil. La capacidad del sistema era menor que el tráfico que tenía que soportar, por ello, la calidad del servicio era terrible, las probabilidades de bloqueo eran del 65% o más altas. La inutilidad del teléfono móvil disminuyó la frecuencia de su uso ya que los usuarios encontraron que era mejor prevenir no hablando en horas picos. Los usuarios y las compañías telefónicas se dieron cuenta que un conjunto de canales no sería suficiente para desarrollar un servicio telefónico móvil útil. Se necesitarían grandes bloques del espectro para satisfacer la demanda en áreas urbanas.

En 1949, se dispusieron más canales de los cuales la mitad se les dio a la compañía Bell System y la otra mitad a compañías independientes como la RCC(Radio Common Carriers), con la intención de crear la competencia y evitar los monopolios. Fue a mediados

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de los 50 cuando se creó el primer equipo para viajar en auto de menor tamaño. Esto sucedió en Estocolmo, en las oficinas centrales de Ericsson pero no fue sino 10 años después cuando los transistores redujeron en peso, tamaño y potencia para poder introducirlos al mercado.

En 1956, la Bell System comenzó a dar servicio en los 450 MHz, que era una nueva banda para tener una mayor capacidad. En 1958, la Richmond Radiotelephone Co. mejoró su sistema de marcado conectando rápidamente las llamadas de móvil a móvil. A mediados de los 60’s el Sistema Bell introdujo el Servicio Telefónico Móvil Mejorado (IMTS por sus siglas en inglés) con características mejoradas. Las mejoras en el diseño del transmisor y del receptor permitieron una reducción en el ancho de banda del canal de FM de 25-30 KHz.

A finales de los 60’s y principios de los 70’s el trabajo comenzó con los primeros sistemas de telefonía celular. Las frecuencias no eran reutilizadas en células adyacentes para evitar la interferencia en estos primeros sistemas celulares.

En 1969 la Bell System aplicó por primera vez el rehúso de frecuencias en un servicio comercial para teléfonos públicos de la línea del tren de N.Y. a Washington, D.C. Para desarrollar este sistema se utilizaron 6 canales en la banda de 450 MHz en nueve zonas a lo largo de una ruta de 380 km.

Se debe reconocer que la primera generación de radio celular analógico no fue una nueva tecnología pero si una nueva idea el de reorganizar la tecnología existente IMTS a gran escala. Mientras que las comunicaciones de voz utilizaron el mismo FM analógico que se había estado usando desde la II Guerra Mundial, dos mejoras importantes hicieron el concepto celular realidad. A principios de los 70’s se inventó el microprocesador; aunque los algoritmos complejos de control se implantaban en lógica con cables, el microprocesador hizo más fácil la vida de todos. La segunda mejora fue en el uso de un enlace de control digital entre el teléfono móvil y la estación base. No fue sino hasta 1977 cuando Bell probó un sistema celular en Chicago.

En 1978, en EE.UU. comenzó a operar el Servicio Telefónico Móvil Avanzado o Advanced Mobile Phone Service AMPS. En ese año, 10 células cubrían 355000 km cuadradas en el área de Chicago, operando en las nuevas frecuencias en la banda de 800 MHz. Esta red utilizaba circuitos integrados LS, una computadora dedicada y un sistema de conmutación, lo que probó que los sistemas celulares podían funcionar.

El desarrollo de AMPS fue muy rápido, un sistema comenzó a operar en 1978 en Arabia Saudita, otro en Tokio en 1979 y el primero en nuestro país en 1981.

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AT&T desarrolló un modelo junto con Motorola conocido como Dyna-TACS o TACS que significa Total Access Communications System, el cual se puso en marcha en Baltimore y en Washington D.C. por la compañía Cellular One en 1983.

Para ejemplificar el desarrollo del mercado, la industria celular creció de menos de 204,000 suscriptores en 1985 a 1,600,000 en 1988 en EE.UU.

A finales de los 80’s el interés emergió hacia los sistemas celulares de tipo digital, donde ambos, la voz y el control fueran digitales. El uso de tecnología digital para reproducción de discos compactos popularizó la calidad del audio digital. La idea de eliminar el ruido y proveer el habla clara hasta los límites de cada área de servicio fueron atractivos para los ingenieros y usuarios comunes.

En 1990, el sistema celular en EE.UU. agregó una nueva característica, el tráfico de la voz se convirtió en digital. Esto triplicó la capacidad con el muestreo, digitalización y multicanalización de las conversaciones. Para 1991, el servicio celular digital comenzó a emerger reduciendo el costo de las comunicaciones inalámbricas y mejorando la capacidad de manejar llamadas de los sistemas celulares analógicos.

En 1989 surge GSM primero conocido como Grupo Especial Móvil y luego como Sistema Global para Comunicaciones Móviles. Lo más destacado de él es que unifica los sistemas europeos. Desde 1993 los sistemas se estaban desbordando de usuarios en EE.UU., estos crecieron de medio millón en 1989 a más de trece millones en 1993. En 1994, Qualcomm, Inc. propuso un escenario de espectro esparcido para incrementar la capacidad.

Construido en conocimientos anteriores, el Code Division Multiple Access CDMA o Acceso Múltiple por División de Código, sería en todos sus elementos digital, además de que prometía de 10 a 20 veces mayor capacidad. En estos días más de la mitad de los teléfonos en el mundo operaban de acuerdo a los estándares de AMPS, y en su inicio más humilde nadie pensó que sería el que conviviría con TDMA o CDMA para obtener sistemas duales con tecnología analógica y digital.

En1997, se abrió un nuevo grupo de frecuencias inalámbricas que permitiría el desarrollo de las tecnologías como CDMA: la banda de 1900. El PCS 1900 es la contraparte en frecuencia de GSM y aunque esta en desarrollo tiene un gran potencial.

En México, es hasta 1984 cuando Telcel obtiene la concesión para explotar la red de servicio radiotelefónico móvil en el área metropolitana de la Ciudad de México, bajo la denominación de "Radiomóvil Dipsa S.A. de C.V." operando en las bandas radiofónicas de 450-470 y 470-512 MHz. La Secretaría de Comunicaciones y Transportes convocó la introducción de la telefonía celular en nuestro país en las nueve diferentes regiones en que fue dividido. Aquí nace Iusacell, convirtiéndose en la primera compañía de telefonía celular

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en ofrecer el servicio en la Ciudad de México y en ese mismo año surge la marca Telcel ofreciendo los servicios de telefonía celular en la ciudad de Tijuana B.C. A partir de 1990 Telcel y Iusacell expanden los servicios de telefonía celular en el Distrito Federal y su zona metropolitana y paulatinamente ofrecen el servicio a escala nacional.

En 1989 se presentó el "Plan Nacional de Desarrollo 1989-1994" donde menciona la importancia de las telecomunicaciones destacando los siguientes puntos:

• Múltiples empresas podrán desarrollar los servicios de transmisión conmutada de:

datos, teleinformática, telefonía celular y otros.

• Las concesiones de telefonía celular se sujetarán a concurso de manera abierta, y así se garantizará la mejor oferta de servicios y contraprestación económica al Estado.

1.3.1 PRIMERA GENERACIÓN DE TELEFONÍA CELULAR.

En 1971 se propuso el concepto de celular como un avanzado sistema de comunicación móvil.

Esta intrigante idea proponía el reemplazo de las estaciones bases ubicadas en el centro de la ciudad por múltiples copias de tales estaciones de menor potencia distribuidas a lo largo del área de cobertura.

El concepto celular añade una dimensión espacial al modelo “trunking” usado anteriormente en la telefonía móvil. Estas células son ligadas a través de un centro de conmutación central y una función de control. Y es así como la vieja red se emplea a gran escala.

Los primeros sistemas que alcanzan un desarrollo comercial significativo aparecen en los años ochenta: En Europa los sistemas NMT-450 y en EE.UU., el sistema AMPS- “American Mobile Phone System” adaptado en Europa como TACS “Total Access Communication System” empiezan ofreciendo un servicio que tiene, desde el punto de vista de usuario, las características del servicio actual:

1. Posibilidad de realizar y recibir llamadas en cualquier punto del área de cobertura del sistema.

2. Continuidad de la comunicación al pasar del radio de acción de una estación de base al de la estación contigua

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Sin embargo, estos sistemas solo alcanzan unas penetraciones limitadas debido a los elevados costos que implican. Solo en los países nórdicos, en los que las condiciones económicas (altas rentas percapitas) y sociales (tendencia a vivir en el campo) eran particularmente favorables, se llega a una amplia penetración.

Las razones de que los costos fueran tan elevados son:

a) La falta de competencia entre los operadores y suministradores de equipos que obligaran a bajar los precios.

b) Las dificultades de orden técnico. Entre estas las más destacables son:

• Existencia de varios estándares y, por tanto, series de fabricación limitadas.

• Sistemas de baja capacidad o eficiencia radioeléctrica que implica un gran consumo de frecuencias o bien instalaciones caras.

• Sistemas analógicos que implican una tecnología voluminosa y de difícil mantenimiento.

• Sistemas propietarios, es decir, dependencia de un único fabricante.

Esta primera generación de telefonía móvil hizo su aparición en 1979, y se caracterizó por ser analógica y estrictamente para voz. La calidad de los enlaces de voz era muy baja, baja velocidad [2400 bauds], la transferencia entre celdas era muy imprecisa, tenían baja capacidad [basadas en FDMA, “Frequency Divison Multiple Access” y la seguridad no existía. La tecnología predominante de esta generación es AMPS “Advanced Mobile Phone System”.

En la siguiente tabla se muestra algunos sistemas de telefonía celular empleados durante la primera generación:

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Sistema País No. de Canales

Espaciado (kHz)

AMPS EE.UU. 832 30

C-450 Alemania 573 10

ETACS Reino Unido 1240 25

JTACS Japón 800 12.5

NMT-900 Escandinavia 1999 12.5

NMT-450 Escandinavia 180 25

NTT Japón 2400 6.25

Radiocom-2000 Francia 560 12.5

RTMS Italia 200 25

TACS Reino Unido 1000 125

Tabla 1. Sistemas de telefonía celular

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• AMPS

Desarrollado por los Laboratorios Bell AT&T. Funciona en la banda de los 800 MHz.

• EAMPS

Extended AMPS (AMPS extendido). Aumenta la capacidad del AMPS y aun hoy en día continúa siendo el sistema mas extendido en EE.UU. y su entorno de influencia.

• NAMPS

Narrowband AMPS (AMPS de banda estrecha). Desarrollado por Motorola a partir del EAMPS, siendo un sistema a medio camino entre el analógico y el digital.

• C-450

Sistema sudafricano (nada menos) ahora conocido por “Motorphone System 512”. Y aún sigue en funcionamiento, solo en Sudáfrica.

• C-Netz

Antiguo sistema que funcionaba en la banda de 450 MHz usado en Alemania y Austria.

• Comvik

Otra víctima de la estandarización con la llegada del GSM, nació en Suecia en 1981 y pasó a mejor vida en 1996.

• NMT 450

Nordic Mobile Telephones Sistema Nórdico de Telefonía Móvil, desarrollado por Nokia y Ericsson para entornos nórdicos, funcionaba a 450 MHz: También se implanto en España, durante los '80, por la operadora MoviLine.

• NMT 900

El sistema NMT “Nordic Mobile Telephony” surgió en los países escandinavos en 1981, es ideal para cubrir la mayor extensión de terreno con la menor inversión. Esta versión NMT 900 permite un mayor número de canales. Heredero del anterior, empleaba la banda de 900 MHz, para permitir mayor capacidad y terminales más pequeñas.

• NMT-F

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Versión francesa del anterior.

• NTT

Nippon Telegraph & Telephone. Desarrollado por la empresa telefónica japonesa, ha sido el estándar analógico en esta zona. Apareció una versión de alta capacidad llamada HICAP.

• RC2000

Radiocom 2000. Sistema francés que entró en funcionamiento a finales de 1985.

• TACS

Total Access Communications System. Se desarrolló en Inglaterra el año 1985 por parte de Motorola, operando en la banda de 900 MHz. El sistema TACS 900 adaptado, deriva del sistema analógico AMPS americano desarrollado por los laboratorios Bell y comercializado en EE.UU en 1984. Con este sistema se obtiene una mejor calidad del servicio, al mismo tiempo que mejora la relación señal/ruido por tener una mayor anchura de canal. Además precisa de equipos más pequeños y baratos.

El sistema TACS (Total Access Communications System) 900 conocido como TMA 900, es del mismo tipo que el anterior, analógico multicanalizado en frecuencia, pero diferente por utilizar una tecnología mucho más avanzada y barata, dando mejor calidad de audio, así como una mejor conmutación al pasar de una a otra célula, ya que la señalización se realiza fuera de banda, al contrario que NMT, que lo hace dentro de ella, resultando casi imperceptible el ruido para el usuario, sin embargo sus estaciones base cubren un intervalo menor. Emplea la banda de frecuencia de los 900 MHz y cada MHz se divide en 40 semicanales de 25 kHz, por lo que resulta extremadamente útil, por su gran disponibilidad de canales, para cubrir áreas urbanas. Dispone de 1320 canales duplex, de los que 21 se dedican exclusivamente a control (señal digital) y el resto para voz (señal analógica)

• ITACS

“International TACS”. Versión mejorada del TACS con un sistema de control mejorado.

• ETACS

“Extended TACS”. Sustituto del TACS.

• JTACS

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“Japan TACS”. Es una versión del TACS desarrollada especialmente para Japon.

IETACS

“International ETACS”. Una variación menor del ETACS, que aporta más flexibilidad.

• NTACS

“Narrowband TACS”, TACS de banda estrecha. Triplica la capacidad del ETACS sin pérdida de calidad de la señal.

• FDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia)

El Acceso múltiple por división de frecuencia (Frecuency Division Multiple Access o FDMA, del inglés) es una técnica de multiplexación usada en múltiples protocolos de comunicaciones, tanto digitales como analógicos, principalmente de radiofrecuencia, y entre ellos en los teléfonos móviles de redes GSM.

En FDMA, el acceso al medio se realiza dividiendo el espectro disponible en canales, que corresponden a distintos rangos de frecuencia, y asignando estos canales a los distintos usuarios y comunicaciones a realizar.

En algunos sistemas, como GSM, FDMA se complementa con un mecanismo de cambio de canal según las necesidades de la red lo precisen, conocido en inglés como frequency hopping o "saltos en frecuencia".

Su primera aparición en la telefonía móvil fue en los equipos de telecomunicación de Primera Generación (años 1980), siendo de baja calidad de transmisión y una pésima seguridad. La velocidad máxima de transferencia de datos fue 240 baudios.

1.3.2 SEGUNDA GENERACIÓN DE TELEFONÍA CELULAR.

La segunda generación 2G arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por ser digital. El sistema 2G utiliza protocolos de codificación más sofisticados y son los sistemas de telefonía celular usados en la actualidad. Las tecnologías predominantes son:

• GSM Sistema Global para Comunicaciones Móviles. “Global System for Mobile Communications”,

• IS-136 conocido también como TIA/EIA-136 o ANSI-136. Éstos dos primeros basados en TDMA

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• IS-95 basado en CDMA Código de división múltiple de acceso “Code Division Multiple Access” y

• PDC Comunicaciones Digitales Personales “Personal Digital Communications”.

En la siguiente tabla se muestra la segunda generación de sistemas celulares par a tener una idea más explícita de las evolución de los mismos.

Tabla 2. Segunda generación de sistemas celulares.

Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades de información más altas para voz pero limitados en comunicaciones de datos. Se pueden ofrecer servicios auxiliares tales como datos, fax y SMS (Servicio de Mensajes Cortos “Short Message Service”). La mayoría de los protocolos de segunda generación ofrecen diferentes niveles de

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encriptación. En los Estados Unidos y otros países se le conoce a éstos como PCS (Servicios de Comunicaciones Personales “Personal Communications Services”).

La principal ventaja de los teléfonos de segunda generación sobre sus antecesores analógicos son su gran capacidad y menor necesidad de carga de batería. En otras palabras, ellos satisfacen a los usuarios asignando una frecuencia consumiendo menos potencia.

1.3.2.1Generación 2.5G.

La generación 2.5G ofrece características extendidas para ofrecer capacidades adicionales que los sistemas segunda generación tales como GPRS “General Packet Radio System”, HSCSD

“High Speed Circuit Switched Data”, EDGE “Enhanced Data Rates for Global Evolution”, IS- 136B, IS-95B, entre otros. La tecnología 2.5G es más rápida y más económica para actualizarse a los sistemas de tercera generación.

1.3.2.2Sistema GSM.

A partir de 1982, en el seno de la CEPT “Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunicarions”, se vio la necesidad de comenzar tareas de planificación de un nuevo sistema de comunicaciones móviles, posteriormente conocido como GSM, que sustituyera a los sistemas analógicos por digitales.

El sistema GSM se planteó como un sistema multioperador. El estándar fue diseñado con la posibilidad de que varios operadores pudieran compartir el espectro. Funciona a frecuencias de 900 MHz.

El rápido crecimiento de los sistemas celulares, así como razonables socioeconómicas junto con el problema de la falta de frecuencias de 900 MHz, impulso una adaptación del sistema GSM a la banda de 1800 MHz (1900 en EE.UU.). Este sistema se denomina DCS- 1800. En realidad, DCS pudo considerarse como una variante de GSM que resuelve su problema más importante que era la falta de espectro para planificar de forma económica las áreas urbanas.

1.3.2.3 Cobertura en los sistemas 2G.

Como los tamaños de las celdas son cada vez más reducidos, pasando de miniceldas de 2Km (GSM) a microceldas de unos 500m (DCS-1800) y picoceldas de 50m (DECT), es necesario mejorar la precisión de las predicciones. En efecto, un error de cálculo de cobertura de 100m puede ser admisible en una minicelda, pero no en una picocelda. Por otro lado, se exige la cobertura en entornos especiales: túneles, estacionamientos subterráneos, interiores de edificios, etc., lo que conlleva la caracterización de estos nuevos entornos.

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También adquiere cada vez más importancia la caracterización del canal en banda ancha para la optimización de la operación. Debe subrayarse que los operadores, una vez superada la fase de despliegue de la red móvil, deben consolidar sus objetivos de calidad-cobertura, con un análisis más detallado de las perturbaciones para compensar sus efectos y mejorar la calidad de las telecomunicaciones.

1.3.3 TERCERA GENERACIÓN DE TELEFONÍA CELULAR.

El propósito de la Tercera generación consiste en superar las limitaciones técnicas de las tecnologías precedentes. La tercera generación se caracteriza por la convergencia de la voz y datos con acceso inalámbrico a Internet, aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos.

Los protocolos empleados en los sistemas 3G soportan altas velocidades de información enfocados para aplicaciones mas allá de la voz tales como audio (MP3), video en movimiento, video conferencia y acceso rápido a Internet, sólo por nombrar algunos.

Entre las tecnologías contendientes de la tercera generación se encuentran UMTS

“Universal Mobile Telephone Service”, CDMA2000, IMT-2000, ARIB (3GPP), UWC-136, entre otras.

1.4 CONSECUENCIAS E INFLUENCIA DE LA TELEFONÍA CELULAR.

En la actualidad los medios de comunicación han evolucionado de manera sorprendente, y uno de ellos es la telefonía celular que a pesar de la gran demanda que en los últimos años a ha tenido ha influido mucho en la sociedad y en los hábitos de las personas.

1. 4.1 INFLUENCIA EN LE SOCIEDAD

La telefonía celular es un medio de comunicación de uso masivo y sorprende ver las propuestas de las compañías en las que a tecnología celular respecta. En nuestro país cada día son más los usuarios que se suman a las compañías de telefonía móvil, cabe destacar que gran cantidad de usuarios son jóvenes y niños que adquieren equipos de última generación; siendo muchos los padres que dejan a sus hijos a merced de la tecnología sin orientación acerca del uso adecuado del equipo o tecnología y los valores para el uso del mismo; puesto que gran parte de estos equipos cuentan con acceso a Internet y la tecnología bluetooch e infrarrojo por medio del cual se pueden descargar y transferir datos. Y es uno de los medios que utilizan los jóvenes para el envió y uso de la pornografía.

Si bien es cierto que los valores que se aprenden en el hogar, también es cierto que la mayoría de los padres en la actualidad se preocupan menos por la enseñanza de valores y la orientación

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de sus hijos acerca del uso adecuado de la tecnología llegando a tal punto que los jóvenes menores de edad hacen sus propios videos y luego viene la difusión del mismo; por tal razón se puede concluir de que hay una gran pérdida de valores y un gran descuido de orientación hacia los jóvenes y la tecnología ligada a la pornografía; dejando como consecuencia la perdida de valores y jóvenes que se convierten en depravados sexuales, pero en la actualidad vivimos en una sociedad donde la depravación sexual para unos es un tabú y para otros es solo parte del sistema.

1.4.2 ¿ES IMPORTANTE UTILIZAR CELULAR?

En general las personas obtienen el celular por las funciones adicionales que pueden obtener de él, pero la mayoría de los usuarios no las conocen en su totalidad (en su existencia, y fundamentalmente, en su utilización) y las que utilizan más frecuentemente son métodos de distracción o entretenimiento, como son los juegos. A la hora de elegir un teléfono móvil, lo que más valoran es el envío de los mensajes de texto, el diseño, todo aquello que tiene que ver con "estar a la moda" y por último la posibilidad de tener en su propia mano la última tecnología. Junto con el deseo de tener la última tecnología, está el aspecto estético del aparato y de la imagen o status que aparenta portar determinados celulares.

1.4.3 ADICCIÓN A LOS CELULARES

Los malos hábitos pueden estar acentuados por una baja autoestima o por el exceso de extroversión.

Las personas más dependientes de los móviles –aquellos que mandan mensajes hasta en el cine o que pagan facturas astronómicas de teléfono- suelen tener características de personalidad similares. Figura 9.

Los adictos son aquellos que dependen de tal manera que incluso llegan a robar para poder costearse las llamadas. Una de cada mil personas puede hacerse adicta al celular o estar muy próxima en serlo.

A diferencia de otras adicciones, como el alcoholismo o la ludopatía, la edad de inicio es baja (desde los doce años) debido entre otras causas al fácil acceso que los menores tienen al sistema de comunicación y también al no existir efecto de rechazo por parte de la sociedad, sino todo lo contrario.