Introducción a las Telecomunicaciones: Fundamentos y Sistemas Celulares
Generalidades de las Telecomunicaciones
Las ondas electromagnéticas pueden propagarse por el espacio libre mediante antenas y ser recibidas a larga distancia por un receptor a la velocidad de la luz.
División del Espectro
El espectro de frecuencias se utiliza para transmitir información modulando la frecuencia, amplitud o fase de las señales. Es disputado por diferentes servicios como radio FM, AM y TV.
Propagación de la Señal
La propagación radioeléctrica entre dos puntos puede realizarse por distintos caminos:
- Onda de superficie: Se propaga a ras de suelo, con bajas frecuencias y ancho de banda reducido.
- Onda ionosférica: Se produce por la reflexión de frecuencias entre 3MHz y 30MHz.
- Onda espacial: Ondas que viajan directamente entre antenas emisora y receptora (más de 30MHz).
Telefonía Móvil Automática (TMA)
La TMA permite gestionar un gran número de abonados móviles en una amplia zona, proporcionando:
- Conmutación automática y continuidad de la comunicación.
- Radiobúsqueda de móviles antes de la comunicación.
- Nivel de calidad mantenido durante toda la comunicación.
Elementos del Sistema TMA
- Central de telefonía móvil
- Estaciones base
- Zona de cobertura
- Estaciones móviles
Estaciones base: Establecen contacto con los teléfonos móviles. Centrales de conmutación: Dan servicio a las estaciones base y se conectan a la red de telefonía fija. Zona de cobertura: Superficie atendida por una estación base. Estación móvil: Terminal telefónico móvil con prestaciones similares a un teléfono convencional.
Estructura Celular y Funcionamiento
La comunicación solo es posible dentro de una distancia llamada radio de cobertura. Para aprovechar los canales disponibles, la superficie se divide en celdas atendidas por una estación base con un número determinado de frecuencias. La distancia entre celdas se denomina distancia cocanal o de reutilización.
Características de los Sistemas Celulares:
- Reutilización de frecuencias
- División celular
- Compartición de circuitos radioeléctricos
- Seguimiento de roaming
- Traspaso de handover
Forma Geométrica de las Celdas
La forma de las celdas debe cumplir dos criterios:
- Evitar huecos o solapamientos en los bordes.
- Obtener la mayor superficie posible para un radio dado.
Handover entre Celdas
Cuando un teléfono cambia de celda, la estación base transfiere su propiedad a la celda con mayor señal. Este proceso se llama handover y se realiza en 300 milisegundos.
Seguimiento de Roaming
Esta función permite a los usuarios utilizar el sistema celular independientemente de su ubicación.
Técnicas para Aumentar la Capacidad de los Sistemas Celulares
- Subdivisión de celdas: Reduce la superficie y aumenta la capacidad de tráfico.
- Sectorización: Divide la cobertura de una celda en sectores para aumentar la capacidad sin necesidad de más estaciones base.
Sistema Móvil Analógico TACS
TACS es un sistema celular de primera generación que funciona en la banda de 900MHz con un ancho de banda de 2x25MHz. Ofrece servicios como llamada a tres, transferencia de llamadas y llamada de emergencia.
Sistema Móvil Digital GSM
GSM es un sistema de comunicaciones móviles europeo que funciona en la banda de 900MHz. Ofrece servicios como llamadas entre redes públicas y móviles, correo electrónico (SMS) y servicios suplementarios como llamada restringida y desvío de llamadas.
Funcionamiento del Teléfono Celular
Los teléfonos móviles se componen de tres módulos:
- Módulo de radiofrecuencia: Gestiona las señales de entrada y salida.
- Módulo de audiofrecuencia: Procesa las señales de audio.
- Módulo lógico de control: Controla el funcionamiento del teléfono.