UNIVERSIDAD CATOLICA ANDRES BELLO Urb. Montalbán - La Vega - Apartado 29068 Teléfono: 407-4493 Fax: 407-4590 Caracas, 1021 - Venezuela Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones
Asignatura: SISTEMAS MÓVILES CELULARES Vigente desde: Octubre 2006 Horas semanales Período
Teoría
10
3
Requisitos
Práctica
Unidades
Laboratorio
de crédito
0
3
Sistemas de Radio Telecomunicaciones
JUSTIFICACIÓN DEL PROGRAMA
En telecomunicaciones, el conocimiento de los sistemas móviles celulares, es de vital importancia debido a que es el segmento del mercado del servicio de telecomunicaciones de mayor crecimiento en la actualidad. Las fuerzas que han desencadenado este desarrollo son la tecnología, la regulación y la innovación estructural del sector. Desde el punto de vista tecnológico han aparecido nuevas redes como son los sistemas GSM y CDMA. El objetivo de este curso es introducir al estudiante en el conocimiento de esta nueva tecnología que ha revolucionado al mundo actual
OBJETIVOS DEL APRENDIZAJE
Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de conocer la arquitectura de una red de telefonía móvil así como las características más resaltantes de los sistemas de mayor desarrollo en la actualidad como son GSM y CDMA.
OBJETIVOS GENERALES Analizar las funcionalidades de los sistemas móviles celulares, esto es, ubicación de un abonado móvil, traspaso de llamadas (handoff), itinerancia (roaming)
Objetivos específicos • •
Analizar sistemas GSM y CDMA existentes en el país. Definir los conceptos básicos de los elementos que conforman la red de un sistema móvil celular.
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Analizar como se realiza la compresión de voz en los sistemas móviles celulares y los obstáculos que actúan sobre las comunicaciones móviles.
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Analizar seguimientos de llamadas entre redes fijas y la móvil o entre móviles •
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Tema I: Arquitectura de una red de telefonía móvil.
Constitución de red PLMN (Public Land Mobile Network) Sistemas de acceso múltiple: FDMA, TDMA, CDMA Espectro de frecuencias Tipo de canales Concepto de celdas Tipos de celdas Separación de frecuencias Reuso de frecuencias Reuso universal de frecuencias Clusters Ancho de banda Tipo de canales (Control y de tráfico) Distancia Duplex Separación de canal Bandas de frecuencias en celular
Estrategias metodológicas
Exposición del facilitador con discusiones dirigidas mediante ejercicios • • • • • • •
Tema II: Factores que afectan la trasmisión de señales en la telefonía móvil Radio propagación Capacidad de un canal. Perdidas del paso (Path Loss) Desvanecimiento (Fading) Dispersión de tiempo (Time dispersión) Interferencias
Estrategias metodológicas Exposición del facilitador con discusiones dirigidas mediante ejercicios
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Tema III: Proceso De La Transmisión De Voz En Sistemas Móviles Celulares Conversión de la voz a señal digital
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Segmentación Compresión de la voz (Speech coding) Codificación de canal (Channel coding) Entrelazado (Interleaving) Ciframiento (Ciphering) Formateo de la ráfaga de voz (Formating Burst) Modulación y transmisión
Estrategias metodológicas Exposición del facilitador con discusiones dirigidas mediante ejercicios Tema IV: Funcionalidades De Los Sistemas Moviles Celulares • • •
Proceso de Handover. Procedimientos para detectar el Handoff Tipos de handover
Tema V: Movilidad En Los Sistemas Moviles Celulares • • • • • •
Estructura jerárquica para la localización de abonados Localización entre LA (Location areas) Localización ente entre diferentes LA y MSC pero mismo VLR Localización ente entre LA pertenecientes a diferentes MSC y diferentes Entrega de llamadas (Call Delivery) Proceso de itinerancia (roaming)
Estrategias metodológicas
Exposición del facilitador con discusiones dirigidas mediante ejercicios Tema VI: Seguimiento De Llamadas • • •
Seguimiento de una llamada originada en una red fija y terminada en una red móvil Seguimiento de una llamada originada en una móvil y terminada en una red fija Seguimiento de una llamada y terminada en una red móvil
Tema VII: Sistema GSM • • • • • • • • •
Bandas de frecuencia en GSM Arquitectura de un sistema GSM Sistema de conmutación, de radio bases y operación y mantenimiento Funciones de la central de conmutación Funciones del HLR y VLR Autenticación Cifrado (Ciphering) EIR (Equipment Identity Register) Sistemas de señalización dentro de un sistema de GSM
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Canales físicos y lógicos Ejemplo de caso de tráfico mediante el uso de canales lógicos Ráfagas Relación entre Burst (Ráfagas) y frames (Tramas) Mapeo de canales lógicos en canales físicos Canales lógicos y su relación con los tipos de Bursts (ráfagas) Estructura de un radio canal Casos de tráfico en estado encendido del terminal móvil(Idle) Casos de tráfico en estado de conversación del terminal móvil en estado activo
Estrategias metodológicas Exposición del facilitador con discusiones dirigidas mediante ejercicios
Arquitectura de un sistema CDMA Concepto de espectro ensanchado( Direct Séquense Spread Spectrum) Concepto de CDMA Tipos de códigos utilizados en CDMA Generación de códigos Banda de frecuencia en CDMA Proceso de modulación en CDMA Principio de operación de un sistema CDMA de secuencia directa Constitución de los enlaces ascendente (fordward) y descendente (reverse) Procesos de la señal en los ascendente (fordward) y descendente (reverse) Beneficios del sistema CDMA: Reuso universal de frecuencias Receptor “Mobile Rake Receiver” Mejoras en situaciones de multifading Seguridad de la señal Control de potencia Proceso del handover Tipos de canales
Estrategias metodológicas Exposición Del Facilitador Con Discusiones Dirigidas Mediante Ejercicios
Tema IX: Tercera Generación • • • • • • • •
¿Qué significa tercera generación celular? Características de la tercera generación celular Nombres asignados a la tercera generación celular Entes estandarizadores de las tecnologías 3G Velocidades de transmisión en 3G Espectro de frecuencias en 3G Evolución de GSM hacia 3G Ensanchamiento (Spreading) del espectro en W-CDMA
ANEXO 1: TRAFICO TELEFONICO • • • •
Tráfico telefónico. Sistemas con pérdidas y espera. Hora pico. Congestión, grado de servicio Cálculo de canales
ANEXO 2: SEÑALIZACIÓN TELEFONICA • • • • •
Conceptos básicos de señalización No. 7 Estructura básica del sistema Formatos de mensaje Tipos de mensaje Enrutamiento de llamadas
Estrategia de Evaluación: Parcial 1 30% en la semana x Parcial 2 30% en la semana x Parcial 3 40 % en la semana x
Bibliografía Básica. 1) ideband CDMA for third Generation Mobile Communications.Tero Ojanpera y Ramjee Prasad 2) Cellular and PCS/PCN. Telephones and systems. Lawrence Harte/Steve Prokup. 1999. Editorial APDG 3) CDMA RF Systema Engineering. Samuel C. Yang. 1998. Editorial Artech House 4) Seamless Networks por Arkady Gringberg. 2001. Editorial McGraw Hill. 5) Wireless and Mobile Network Architectures. Yi Bing Lin/Inrich Chlamtach. 2001. Editorial Wiley 6) La red GSM. Joachim Tisal. 2001. Editorial Paraninfo