Telefonıa Celular

Romero P. Gamez K. Neuman H. Rodrıguez E. Laverde Y.

5 de Marzo de 2012

En nuestra era han surgido los adictos a la informa-cion: gente que necesita estar todo el tiempo en lınea.Para estos usuarios moviles, el cable de par trenzado,el cable coaxial y la fibra optica no son utiles. Ellosnecesitan obtener datos para sus computadoras lap-top, notebook, Smartphone, de bolsillo, de mano o dereloj pulsera sin estar limitados a la infraestructurade comunicaciones terrestre. Para estos usuarios, lacomunicacion inalambrica es la respuesta.

La telefonıa celular es un sistema de comunicaciontelefonica totalmente inalambrica que ha revolucio-nado el area de las comunicaciones.

1. Conceptos Basicos

Onda: El termino suele ser entendido intuitiva-mente como el transporte de perturbaciones enel espacio, donde el espacio es considerado unmedio en el que pueden producirse y propagar-se dichas perturbaciones a traves de el. En unaonda, la energıa de una vibracion se va alejandode la fuente en forma de una perturbacion quese propaga en el medio circundante.

Frecuencia: Numero de veces que es repetidadicha vibracion por unidad de tiempo. En otraspalabras, es una simple repeticion de valores porun perıodo determinado.

Senal: Es la variacion de una corriente electricau otra magnitud fısica que se utiliza para trans-mitir informacion. Esta puede ser analogica o di-gital.

Ondas electromagneticas: Es la forma depropagacion de la radiacion electromagnetica atraves del espacio. Las ondas electromagneticasse propagan por el espacio sin necesidad de unmedio material, pudiendo por lo tanto propagar-se en el vacıo. Esto es debido a que las ondaselectromagneticas son producidas por las oscila-ciones de un campo electrico, en relacion con uncampo magnetico asociado. Las ondas electro-magneticas viajan aproximadamente a una ve-locidad de 300000 km por segundo, de acuerdo

a la velocidad puede ser agrupado en rango defrecuencia. Este ordenamiento es conocido comoEspectro Electromagnetico, objeto que mide lafrecuencia de las ondas.

Reflexion: Se produce cuando una onda en-cuentra en su recorrido una superficie contra lacual rebota, despues de la reflexion la onda siguepropagandose en el mismo medio y los parame-tros permanecen inalterados. El eco es un ejem-plo de Reflexion.

Refraccion: Es el cambio de direccion que expe-rimenta una onda al pasar de un medio materiala otro. Solo se produce si la onda incide obli-cuamente sobre la superficie de separacion de losdos medios y si estos tienen ındices de refracciondistintos. La refraccion se origina en el cambiode velocidad que experimenta la onda.

Espectro electromagnetico: Se denominaespectro electromagnetico a la distribucionenergetica del conjunto de las ondas electro-magneticas. Referido a un objeto se denomina es-pectro electromagnetico o simplemente espectroa la radiacion electromagnetica que emite (espec-tro de emision) o absorbe (espectro de absorcion)una sustancia. Dicha radiacion sirve para identi-ficar la sustancia de manera analoga a una huelladactilar. Los espectros se pueden observar me-diante espectroscopios que, ademas de permitirobservar el espectro, permiten realizar medidassobre el mismo, como son la longitud de onda, lafrecuencia y la intensidad de la radiacion.

El espectro expandido es una tecnica de mo-dulacion empleada en telecomunicaciones parala transmision de datos digitales y por radiofre-cuencia. El fundamento basico es el ensancha-miento de la senal a transmitir a lo largo de unabanda muy ancha de frecuencias, mucho mas am-plia, de hecho, que el ancho de banda mınimorequerido para transmitir la informacion que sequiere enviar. No se puede decir que las comuni-caciones mediante espectro ensanchado son me-dios eficientes de utilizacion del ancho de ban-

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da. Sin embargo, rinden al maximo cuando selos combina con sistemas existentes que hacenuso de la frecuencia. La senal de espectro ensan-chado, una vez ensanchada puede coexistir consenales en banda estrecha, ya que solo les apor-tan un pequeno incremento en el ruido. En loque se refiere al receptor de espectro ensancha-do, el no ve las senales de banda estrecha, ya queesta escuchando un ancho de banda mucho masamplio gracias a una secuencia de codigo prees-tablecido.

Polıticas del espectro electromagnetico:Para evitar el caos total, hay acuerdos nacio-nales e internacionales acerca de quien utilizacuales frecuencias. Puesto que todos desean unatasa de transferencia de datos mas alta, tambiendesean mas espectro. Los gobiernos nacionalesasignan espectros para la radio AM y FM, la te-levision y los telefonos moviles, ası como paralas companıas telefonicas. La administracion delEspectro electromagnetico en Venezuela la llevaCONATEL.

CONATEL: La Comision Nacional de Teleco-municaciones (CONATEL), tiene la funcion develar por la calidad de los servicios prestados enel paıs y elaborar planes y polıticas nacionales detelecomunicaciones. Ası como la responsabilidadde crear las bases para permitir la prestacion deservicios de telecomunicaciones, a todos los nive-les y en todo el territorio nacional, asegurandode tal forma el acceso universal a la informaciony la consolidacion de una verdadera sociedad delconocimiento.

Topologıa: Cuando se habla de topologıa se ha-ce referencia a la disposicion u organizacion fısi-ca de los dispositivos de transmision. Segun eltipo de organizacion que tenga se pueden clasi-ficar en topologıa de anillo, en la cual los nodosse encuentran interconectados formando un ani-llo; en topologıa tipo estrella la informacion seencuentra centralizada en un nodo y por ultimose tienen las topologıas mixtas las cuales hacencombinaciones de las dos anteriores.

Centrando la investigacion en el caso particular deCANTV-Movilnet. Se afirma, segun datos obtenidosa traves de una entrevista realizada a la persona LuisNogares del departamento de transmision, que la to-pologıa implementada es la tipo estrella, en dondeel nodo central esta representado por la Oficina deConmutacion de Telefonıa Movil (MTSO) y a su vezesta se encuentra comunicada con la central telefoni-ca mediante una topologıa tipo anillo. Ademas, es

importante mencionar las proyecciones a futuro decambio de topologıa respecto a la central telefonica,la cual sera sustituida por la topologıa tipo malla,debido a la robustez de esta en cuanto a fallas de undeterminado nodo de transmision.

2. Sistema Telefonico Movil

La telefonıa movil, tambien llamada telefonıa celu-lar, basicamente esta formada por dos grandes partes:una red de comunicaciones (o red de telefonıa movil)y los terminales (o telefonos moviles) que permiten elacceso a dicha red. La telefonıa movil consiste en lacombinacion de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio y una serie de centrales telefonicasde conmutacion, que posibilita la comunicacion entreterminales telefonicos portatiles (telefonos moviles) oentre terminales portatiles y telefonos de la red fijatradicional.

En todos los sistemas de telefonıa movil, una regiongeografica se divide en celdas, razon por la cual losdispositivos se conocen como telefonos celulares. Porlo general, las celdas son casi circulares, pero es masfacil modelarlas como hexagonos.

En el centro de cada celda esta la estacion basea la cual transmiten todos los telefonos de la celda.La estacion base consiste en una computadora y untransmisor/receptor conectado a una antena. En unsistema pequeno, todas las estaciones base se conec-tan a un mismo dispositivo llamado MTSO (Oficinade Conmutacion de Telefonıa Movil) o MSC (Centrode Conmutacion Movil). De segundo nivel, y ası su-cesivamente. Las MTSOs son esencialmente oficinascentrales como en un sistema telefonico y, de hecho,estan conectadas a por lo menos una oficina centraldel sistema telefonico.

En cualquier instante cada telefono movil esta enuna celda especıfica y bajo el control de la estacionbase de esa celda. Cuando un telefono movil sale deuna celda, su estacion base nota que la senal telefoni-ca se desvanece o pregunta a todas las estaciones basecircundantes cuanta potencia estan recibiendo de ella.A continuacion, la estacion base transfiere la posesiona la celda que esta recibiendo la senal mas fuerte, es-to es, la celda donde se localiza ahora el telefono. Seinforma entonces al telefono cual es su nueva base y,si esta efectuando una llamada, se le pide que cambiea un nuevo canal (porque el antiguo no se reutilizaen ninguna celda adyacente). Este proceso, llamadotransferencia de celda (cell handoff ), tarda cerca de300 mseg. La asignacion de canal es realizada por laMTSO, que es el centro neuralgico del sistema.

Las transferencias de celda pueden realizarse de dos

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maneras. En la transferencia suave de celda (soft han-doff), el telefono es adquirido mediante la nueva es-tacion base antes de que la primera termine. De estamanera, no hay perdida de continuidad. La desven-taja es que el telefono necesita estar disponible parasintonizar dos frecuencias al mismo tiempo (la ante-rior y la nueva).

En la transferencia dura de celda (hard handoff)la antigua estacion base deja el telefono antes de quela nueva lo adquiera. Si la nueva no puede adquirirlo(por ejemplo, debido a que no hay frecuencia dispo-nible), la llamada se termina de manera abrupta. Losusuarios suelen notar esto, pero con el diseno actuales inevitable que suceda en ocasiones.

Los telefonos moviles han pasado por tres genera-ciones distintas, con tecnologıas diferentes:

1. Voz analogica.

2. Voz digital.

3. Voz y datos digitales (Internet, correo electroni-co, etcetera).

2.1. Primera generacion: voz analogi-ca

En 1981 el fabricante Ericsson lanza el sistemaNMT 450 (Nordic Mobile Telephony 450 MHz). Estesistema seguıa utilizando canales de radio analogicos(frecuencias en torno a 450 MHz) con modulacion enfrecuencia (FM). Era el primer sistema del mundo detelefonıa movil tal como se entiende hoy en dıa.

Los equipos 1G pueden parecer algo aparatosos pa-ra los estandares actuales pero fueron un gran avancepara su epoca, ya que podıan ser trasladados y utili-zados por una unica persona.

En 1986, Ericsson modernizo el sistema, llevando-lo hasta el nivel NMT 900. Esta nueva version fun-cionaba practicamente igual que la anterior pero afrecuencias superiores (del orden de 900 MHz). Estoposibilito dar servicio a un mayor numero de usuariosy avanzar en la portabilidad de los terminales.

Ademas del sistema NMT, en los 80 se desarro-llaron otros sistemas de telefonıa movil tales como:AMPS (Advanced Mobile Phone System) en EE. UU.y TACS (Total Access Comunication System).

2.2. Segunda generacion: voz digital

La primera generacion de telefonos moviles fueanalogica; la segunda fue digital. La telefonıa movil2G no es un estandar o un protocolo sino que es unaforma de marcar el cambio de protocolos de telefonıamovil analogica a digital.

La llegada de la segunda generacion de telefonıamovil fue alrededor de 1990 y su desarrollo deriva dela necesidad de poder tener un mayor manejo de lla-madas en practicamente los mismos espectros de ra-diofrecuencia asignados a la telefonıa movil, para es-to se introdujeron protocolos de telefonıa digital queademas de permitir mas enlaces simultaneos en unmismo ancho de banda, permitıan integrar otros ser-vicios, que anteriormente eran independientes, en lamisma senal, como es el caso del envıo de mensajesde texto o Pagina en un servicio denominado ShortMessage Service o SMS y una mayor capacidad deenvıo de datos desde dispositivos de fax y modem.

2.3. Tercera generacion: voz y datosdigitales

3G es como se definen la nueva tecnologıa en ce-lulares, es la tercera generacion de telefonıa movil laque nos permite ademas de comunicarnos, la trans-mision de datos a una nueva velocidad. Este avancemodifico la historia del celular y lo transformo en loque hoy conocemos ya que tendremos la posibilidadde hacer videollamadas y navegar por Internet.

3. Acceso Multiple por Divi-sion de Codigos (CDMA)

CDMA es una tecnologıa patentada por Qual-comm, que ha sido elegida por un gran numero decompanıas en todo el mundo para migrar de tecno-logıas analogicas a tecnologıas digitales, CDMA ma-neja proporciones codificadas de diferentes conversa-ciones mejorando sus caracterısticas de confiabilidady calidad.

Qualcomm ha incorporado y adecuado la tecno-logıa CDMA a los segmentos espaciales de varias em-presas, permitiendole ofrecer a sus usuarios una cali-dad superior en las llamadas, alta confiabilidad, ma-yor confidencialidad, seguridad y cobertura, ası comocompatibilidad con los sistemas existentes. Una redde satelites que dispondran las empresas de telecomu-nicaciones y el soporte que da CDMA les permitiran,ademas, ofrecer un servicio sin interrupciones.

CDMA usa una tecnologıa de Espectro Ensancha-do, es decir la informacion se extiende sobre un anchode banda mucho mayor que el original, conteniendouna senal (codigo) identificativa.

Una llamada CDMA empieza con una transmisiona 9600 bits por segundo. Entonces la senal es ensan-chada para ser transmitida a 1.23Megabits por se-gundo aproximadamente. El ensanchamiento implica

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que un codigo digital concreto se aplica a la senal ge-nerada por un usuario en una celula. Posteriormentela senal ensanchada es transmitida junto con el res-to de senales generadas por otros usuarios, usando elmismo ancho de banda. Cuando las senales se reci-ben, las senales de los distintos usuarios se separanhaciendo uso de los codigos distintivos y se devuelvenlas distintas llamadas a una velocidad de 9600 bps.

CDMA pertenece a una familia de tecnicas de co-municacion digitales que se han usado en las apli-caciones militares durante muchos anos. Esta tecno-logıa presenta dos propiedades bastante interesantes:resistencia a los esfuerzos enemigos para bloquear lascomunicaciones y la remota posibilidad de intersectarlas llamadas.

El uso de CDMA para las aplicaciones de la radiomoviles civiles es nuevo pero su historia se remontaa los dıas tempranos de Segunda Guerra Mundial.Se propuso teoricamente a finales de 1940, pero laaplicacion practica en el mercado civil no tuvo lugarhasta 40 anos despues. Las aplicaciones comerciales sehicieron posible debido a dos desarrollos evolutivos dela tecnologıa. Por una parte, los circuitos integradosdigitales de alta densidad reducen el tamano, peso ycosto del telefono movil a un nivel aceptablementebajo. El otro la realizacion que la comunicacion deacceso multiple optima hace que todas las estacionesmoviles regulen sus niveles de potencia para lograrun bajo consumo de energıa y ası prolongar la vidautil de las baterıas.

En marzo de 1992, TIA establecio el subcomite TR45.5 con la finalidad de desarrollar un estandar detelefonıa celular digital con espectro extendido. Enjulio de 1993, TIA aprobo el estandar CDMA IS-95.Esta tecnologıa aparece como la solucion a los proble-mas que presentaban en comun los sistemas movilesde primera y segunda generacion (FDMA y TDMArespectivamente) y desde sus inicios, se han plantea-do mejoras economicas a esta tecnologıa para abrirlepaso al avance hacia el desarrollo de los sistemas detelecomunicaciones moviles de tercera generacion.

Los sistemas IS-95 dividen el espectro en portado-ras de 1.25MHz. Uno de los aspectos unicos de CD-MA es que a pesar de que existe un numero fijo dellamadas telefonicas que pueden manipularse por par-te de un proveedor de servicios de telefonıa (carrier),este no es un numero fijo. La capacidad del sistemadependera de muchos factores.

Hoy en dıa existen muchas variantes, pero el CD-MA original se conoce como cdmaOne bajo una mar-ca registrada de Qualcomm. A CDMA se le caracte-riza por su alta capacidad y celdas de radio pequeno,que emplea espectro extendido y un esquema de codi-ficacion especial y, lo mejor de todo es muy eficiente

en potencia.La tecnica de espectro extendido se utiliza bastan-

te en aplicaciones militares, donde la seguridad delas conversaciones y proteccion de los datos son cues-tiones importantısimas. En un ambiente de negociostambien son vitales los aspectos de seguridad y pri-vacidad. Disenado con alrededor de 4,4 trillones decodigos, CDMA virtualmente elimina la clonacion dedispositivos y es muy difıcil capturar y descifrar unasenal.

La transferencia de celdas (handoff) de CDMA,metodo para transferir llamadas entre celdas, reduceinteligentemente el riesgo de interrumpirlas duranteuna transferencia. El proceso conocido como transfe-rencia suave o transparente (soft handoff) entre cel-das conduce a pocas llamadas caıdas, ya que dos otres celdas siempre monitorean la llamada. La trans-ferencia entre celdas es transparente a los usuariosdebido a que como, estos utilizan el mismo espectro,es mas facil moverse de una celda a otra sin que elsuscriptor lo advierta.

3.1. Servicios del CDMA

Codificacion digital y transmisiones basadas enlos protocolos de empaquetamiento de datos IPestandar.

Traspaso logico que permite reducir el riesgo dellamadas perdidas mientras el usuario se despla-za de una celda a otra.

Transmisiones de espectro expandido, disenadacon alrededor de 4,4 trillones de codigos para eli-minar virtualmente la clonacion y otros tipos defraude.

Compatibilidad con otras tecnologıas que em-pleen telefonos de modo dual para lograr unacobertura de servicio a usuarios itinerantes sindiscontinuidades.

Filtrado del ruido electrico de fondo (ruido decomputadora) y del ruido de fondo acustico (con-versaciones de fondo).

Identificacion de llamadas.

Mensajerıa breve.

Conexiones a Internet.

Llamadas de voz y datos simultaneas son tam-bien posibles con la tecnologıa CDMA.

El control de la potencia del sistema movil.

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Por lo general, hay 64 o 128 bits para asignar loscodigos a cada movil, pero para explicar como es lamecanica del manejo de estos codigos, haremos unejemplo utilizando 8bits.

A cada estacion movil se le asigna un codigo unicode m bits. Para transmitir un bit 1, una estacion envıasu secuencia de bits asignada (codigo). Para transmi-tir un bit 0, envıa el complemento de uno de este. Nose permiten otros patrones. Por lo tanto, para m =8, si a la estacion A se le asigna el codigo 00011011,envıa un bit 1 mediante el envıo de 00011011 y un bit0 mediante el envıo de 11100100.

Para explicar mejor esta parte, utilizaremos unanotacion bipolar, donde el 0 binario es -1 y el 1 bi-nario es +1. Entonces el codigo 00011011 quedarıa-1-1-1+1+1-1+1+1. Ahora supongamos que se envıala secuencia -1+1-1-1+1+1-1-1 a una antena, paraasociarla con el celular correspondiente, se va com-parando con los codigos de todos los celulares que seencuentran bajo la senal de esa antena, y les aplicala operacion XOR con cada uno de los bits del codigodel celular con los de la secuencia, si son iguales secoloca +1, en caso contrario se coloca -1, al final sesuman los resultados, y en este caso, si es +8 es un 1para ese celular, si suma -8 es un 0 y en caso de otroresultado el mensaje no es para el y sigue comparandocon otros codigos.

Para el ejemplo que se tiene seria:

(−1− 1− 1 + 1 + 1− 1 + 1 + 1) + (−1 + 1− 1− 1 +1 + 1 − 1 − 1) = −2

Lo que quiere decir que el mensaje no era para esecelular.

4. Sistema Global para lasComunicaciones Moviles(GSM)

Los primeros trabajos con GSM los inicio en 1982un grupo dentro del Instituto Europeo de Normasde Comunicaciones (ETSI, European Telecommuni-cations Standards Institute). Originalmente, este or-ganismo se llamaba Groupe Sociale Mobile, lo quedio pie al acronimo GSM. GSM se creo de maneradefinitiva en el ano de 1987

Este utiliza la multiplexion por division de frecuen-cia al igual que los celulares de la primera generacion.Ademas se utiliza multiplexion por division de tiem-po para dividir un solo par de frecuencias en ranurascompartidas por multiples telefonos. Los canales deGSM son mas grandes (200 kHz) y almacenan relati-vamente pocos usuarios aumentando con ello la tasade datos que existe. Tambien es combinado con FDD

(Duplex por Division de Frecuencia) y FHMA (Acce-so Multiples por Saltos de Frecuencias) para propor-cionar a las estaciones base y a los usuarios un accesomultiple.

Un sistema GSM maneja 124 pares de canales sim-plex de frecuencia. Cada uno de ellos tiene una lon-gitud de 200 kHz y maneja 8 conexiones por separa-do, mediante la multiplexion por division de tiempo(TDM). Cabe destacar que la transmision y recepcionno se realizan en la misma ranura, ya que lo radios deGSM no transmiten y reciben al mismo tiempo. Haycanales de las celdas que no se encuentran disponiblespara evitar conflictos con las celdas vecinas. Cuandolas celdas son mas pequenas se puede aumentar la de-manda de usuario ya que el espacio entre cada celdao celula vecina sera mas estrecho y por ende se apro-vecha mas el canal de frecuencias. Ademas, la trans-mision digital de voz es realizada a una velocidad nomayor de 16 Kbps.

Ranuras TDM: Cada ranura TDM tiene gruposde ranuras TDM multitramas Una ranura TDM (Ti-me Division Mutiplexing) consiste en tramas de da-tos de 148 bits que ocupan el canal por 577µ seg (incluyendo el sitio de proteccion o guarda de 30µ segdespues de cada ranura). Cada trama de datos iniciay termina con tres bits 0, para delinear las tramas.Contiene dos campos de informacion de 57bits, cadauno posee un bit de control que indica si el siguientecampo de informacion es de voz o datos. En el cam-po de informacion hay un campo de sincronizacionde 26 bits que es utilizado para por el receptor parasincronizar los lımites de la trama del emisor.

Existen 26 tramas, la 12 es para el control y la 25se reserva para uso futuro, quedando disponibles 24para el trafico de usuarios

La tasa bruta de cada canal es de 270.833 bps, di-vidida entre ocho usuarios. Esto nos da un total de33,854 kbps, pero la informacion adicional consumecierta fraccion del ancho de banda, lo que en defini-tiva deja 24,7 kbps de carga util por usuario.

Hay unas ranuras especiales que se usan para al-macenar algunos canales de control utilizados paramanejar el sistema:

Canal de control de difusion: contiene laidentidad de la estacion base. Todas las estacio-nes moviles supervisan su fuerza de senal paraver cuando se ha movido a una nueva celda.

Canal dedicado de control: es utilizado paraactualizacion de localizacion, registro y estable-cimiento de llamada.

Canal de control comun: se divide en tressubcanales logicos:

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• Canal de localizacion: por medio de estela estacion base anuncia la llamada entran-te.

• Canal de acceso aleatorio: permite alusuario solicitar una ranura.

• Canal de otorgamiento de acceso: laranura asignada es anunciada en este canal.

4.1. Base de Datos en GSM

Dentro de la telefonıa movil las bases de datos jue-gan un papel fundamental, ya que gracias a ellas setiene informacion acerca de que usuarios pertenecena una determinada red y que usuarios son visitantespor ejemplo. Estas se encuentran en el Subsistema deConmutacion de Red (NSS). Estas pueden clasificarseen:

1. El Registro local o Home Location Regis-ter (HLR): Se utiliza para almacenar informa-cion de los usuarios pertenecientes a la red local,como pueden ser los servicios a los que puede te-ner acceso, y a cierta informacion acerca de laubicacion de cada usuario. Todo usuario de lared esta registrado en el HLR de su red local.

2. Centro de Autenticacion o AuthenticationCenter (AuC): Contiene la informacion paraidentificar a un usuario y el tipo de encriptacionutilizada.

3. Registro de usuarios Visitantes o VisitorLocation Register (VLR): Aquı se almacenade manera temporal la informacion de un usua-rio que no pertenece a su region, esto con la fi-nalidad de evitar consultar de manera continuaal HLR del usuario que se encuentra en roaming.Gracias a este registro se puede localizar el movilal momento de recibir una llamada.

4. El registro de Identidad de Equipo (EIR):Es otra base de datos de la red. Esta base dedatos se compone de tres listas, primero la listablanca, que contiene los IMEI o identidad inter-nacional del equipo movil de los moviles que pue-den utilizar la red GSM, la lista negra que con-tiene los equipos que pueden estar con algun malfuncionamiento o equipos robados, y por ultimola lista gris que es para los equipos que estansiendo monitoreados para evaluacion.

4.2. Evolucion de GSM a UMTS

UMTS, cuyas siglas derivan de Servicios Univer-sales de Telecomunicaciones Moviles, cuyo organis-

mo responsable de elaborar las especificaciones es el3GPP (Third Generation Partnership Project).

La infraestructura de UMTS se encuentra hechasobre la base de GSM, pero utilizando W-CDMA, lacual se basa en CDMA. En WCDMA lo que cambiaes el ancho de banda que aumenta de 1.25MHz enCDMA a 5MHz en WCDMAs. Entre las principalesventajas estan:

Una mayor eficiencia espectral.

Un mejor QoS.

Soporta mayores tasas de transmision de bits.

Estas caracterısticas hacen que GSM persista enconjunto con UMTS, lo cual hace que la transicionsea suave.

Ahora analizando su estructura fısica, veremos queUMTS se compone de un conjunto de celulas dan-do servicio a regiones aisladas del mundo. Las celulasen edificios se denominan pico- celulas, a nivel ur-bano, micro-celulas y a nivel suburbano macro-celu-las. Las tecnologıas que utilizan acceso al medio sonFDD (Frequency Division Duplex) y TDD (Time Di-vision Duplex) son dos modos operativos de permi-tir a los usuarios beneficios a la hora de repartir elespectro utilizado. El modo FDD es apropiado paraareas urbanas y rurales. TDD se utiliza generalmenteen zonas urbanas. Este tipo de multiplexacion utilizaTD-CDMA y opera con entornos de pico y microcelu-las. Como la tecnologıa TDD permite acceso movilasimetrico, puede ofrecer servicio de datos a distan-cia en areas de alta densidad de usuarios tales comozonas de complejos de oficinas.

Uno de los motivos por los cuales GSM evoluciono aUMTS, es el hecho de que CDMA aprovecha de mejormanera el espectro de frecuencias. Trayendo consigouna mayor calidad de voz en conjunto con una tazade transferencia de datos mayor.

5. CDMA vs. GSM

En el servicio de telefonıa celular hay dos prin-cipales tecnologıas competidoras de la red: SistemaGlobal para Comunicaciones Moviles (GSM) y CodeDivision Multiple Access (CDMA).

Cobertura: El factor mas importante es obtenerun servicio que este en las areas donde se va a utilizarel telefono. Al ver los mapas de los competidores y lacobertura en su area, usted podra descubrir si GSMo CDMA es el servicio indicado que usted necesita.

Velocidad de transferencia de datos: El desa-rrollo de la tecnologıa en los telefonos celulares es muy

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continua y las marcas deben cumplir con las necesi-dades del usuario que adquiere estas marcas, algu-nos avances serıan los dispositivos de transmision devıdeo, receptores de podcast y dispositivos de correoelectronico, la velocidad es importante para aquellosque no solo usan el telefono para realizar llamadas.CDMA ha sido tradicionalmente mas rapido que elGSM, aunque ambas tecnologıas siguen compitiendoen este tema a lo largo de los anos. Ambos cuentancon ”3G.o tecnologıas de tercera generacion.

EVDO, tambien conocido como CDMA2000, CD-MA es la respuesta a las necesidades de velocidad delos consumidores que la requieren, cuenta con unavelocidad de descarga de 2 megabits por segundo,aunque algunos informes indican que se han alcan-zado velocidades que estan cerca de los 300-700 ki-lobits por segundo (kbps). Esto es comparable a labase DSL. A partir del otono del ano 2005, EVDO seimplemento. Pero este dispositivo no esta disponiblepara todos los moviles, se requiere un telefono quetenga la referencia CDMA2000.

La respuesta de GSM es EDGE (Enhanced DataRates for GSM Evolution), que cuenta con velocida-des de datos de hasta 384 kbps, con velocidades al-canzadas de 70 a 140 kbps. Con adicion de tecnologıasque incluiran el UMTS (Universal Mobile Telephoneestandar) y HSDPA (High Speed Downlink PacketAccess), las velocidades de los informes, aumentarana alrededor de 275-380 kbps. Esta tecnologıa tambienes conocida como W-CDMA, pero no es compatiblecon redes CDMA. Para este efecto se debe utilizar untelefono con tecnologıa EDGE.

En el caso de EVDO, el alto trafico teorico pue-de degradar la velocidad y rendimiento, mientras quela red EDGE es mas susceptible a las interferencias.Ambos requieren una localizacion central dentro delrango de la senal para conseguir las mejores velocida-des, mientras que el rendimiento de la senal disminuyecon la distancia.

Tarjetas Subscriber Identity Module (SIM):La tarjeta SIM extraıble permite utilizar los telefonosque se activen al instante, permiten intercambiar da-tos del movil, cambiarlos y mejorarlos, todo ello sin laintervencion del propietario del movil. La propia SIMesta ligada a la red, en lugar de un telefono comun.

Calidad de Senal: En su mayor parte, las dos re-des tienen una cobertura bastante amplia en las gran-des ciudades y a lo largo de las principales autopistas.Las companıas GSM, sin embargo, tienen contratosde roaming con operadores GSM, permitiendo unamayor cobertura de las zonas rurales, en general. Lasredes CDMA no puede cubrir las zonas rurales ale-jadas, ası como los portadores de GSM, aunque sepueden realizar llamadas con moviles GSM con una

senal especıfica para estas zonas rurales, pero el cargopara el propietario, sera significativamente mayor.

Senal Internacional: Si necesita hacer llamadasa otros paıses, un operador GSM puede ofrecerle unasenal internacional, como las redes GSM que domi-nan el mercado mundial. Si usted viaja a otros paısespuede utilizar el telefono movil GSM en el extranjero.Al comprar una tarjeta SIM con minutos y un nume-ro local en el paıs que se visita, usted puede hacerllamadas de la tarjeta SIM para guardar las tarifasde senal internacional y pagarlas a su companıa te-lefonica de vuelta a casa. Los telefonos CDMA y sustarjetas no tienen estas ventajas, sin embargo, hayvarios paıses que utilizan las redes CDMA. Consultecon su proveedor de CDMA para encontrar los requi-sitos especıficos.

6. Detalles a tomar en cuentasobre redes 3G en Venezuela

Las bandas 3G o frecuencias UMTS vienen a es-tar determinadas por la frecuencia de las ondas queviajan a traves de ellas, se les puede considerar unaespecie de canales. Los gobiernos conceden a los ope-radores de telefonıa celular la capacidad para operaren una banda determinada, y estas bandas puedenser 850Mhz, 900Mhz, 1900Mhz, y 2100Mhz.

Hay dos modelos de implementacion de bandasUMTS/HSDPA, el modelo Americano que fue apli-cado en principio por Canada y EEUU, que se basaen conceder a los operadores las frecuencias 850Mhzy 1900Mhz; y luego esta el modelo Europeo, que con-siste en ceder las frecuencias 900Mhz y 2100Mhz alos operadores de telefonıa celular.

Operadores en Venezuela: En nuestro paıs hay ac-tualmente tres operadores de telefonıa que utilizanredes de tipo UMTS/HSDPA, Digitel que opera enla banda 900Mhz, y Movilnet y Movistar operan enla 1900Mhz.

Los telefonos: Por norma general los telefonos sonfabricados para poder trabajar con mas de una fre-cuencia UMTS al mismo tiempo, lo que los hace fle-xibles de poder utilizar sus capacidades 3G con dis-tintos operadores sin que estos deban usar obligato-riamente la misma banda. No obstante, en Venezuelados operadores que funcionan bajo una misma ban-da del modelo Americano (Movistar y Movilnet), y eltercer operador funciona bajo una banda del modeloEuropeo (Digitel), esto dificulta que un telefono pue-da usar por todas las redes, los motivos se explican acontinuacion.

Generalmente el hardware del telefono le permitetrabajar en tres de las cuatro bandas que se han men-

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cionado, esas bandas suelen ser 850/1900/2100 o bien900/AWS/2100, eso permite dividir a la mayorıa detelefonos con tecnologıa UTMS en dos grupos: Losque funcionan con Movistar y Movilnet (850/1900) ylos que funcionan con Digitel (900). Por suerte hayun tercer grupo, los telefonos quadband o cuatriban-das (en 3G), que son aquellos que pueden funcionarsin problemas en las cuatro bandas principales, quepor ahora son muy pocos.

Referencias

[1] Nino, Jose; Pinedo, Franklin; Sandoval Jackson;Sanguino Manuel; Villamizar Luis (2002); Ponen-cia Acceso Multiple por Division de Codigo. Ve-nezuela: Universidad Nacional Experimental DelTachira Dpto. de Ingenieria electronica.

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