2. La ciudad es dividida en pequeñas células o celdas.
Cada celda generalmente tiene un tamaño de 26 kilómetros
cuadrados.
Las celdas son normalmente diseñadas como hexágonos
(figuras de seis lados), en una gran rejilla de hexágonos.
Permite la re-utilización de frecuencias a través de la ciudad,
con lo que miles de personas pueden usar los teléfonos al
mismo tiempo.
En un sistema típico de telefonía análoga de los Estados
Unidos, la compañía recibe alrededor de 800 frecuencias para
usar en cada ciudad.
3. •Cada celda tiene una
estación base que consiste de
una torre y un pequeño local
que contiene el equipo de
radio.
•Cada celda en un sistema
análogo utiliza un séptimo de
los canales de voz
disponibles.
• Eso es, una celda, más las
seis celdas que la rodean en
un arreglo hexagonal, cada
una utilizando un séptimo de
los canales disponibles para
que cada celda tenga un
grupo único de frecuencias y
no haya colisiones:
COMO FUNCIONA UN
TELEFONO CELULAR
4. Un proveedor de servicio celular típicamente recibe 832 radio
frecuencias para utilizar en una ciudad.
Cada teléfono celular utiliza dos frecuencias por llamada, por lo que
típicamente hay 395 canales de voz por portador de señal. (las 42
frecuencias restantes son utilizadas como canales de control).
Por lo tanto, cada celda tiene alrededor de 56 canales de voz
disponibles.
Las transmisiones de la base central y de los teléfonos en la misma
celda no salen de ésta. Por lo tanto, cada celda puede re-utilizar las
mismas 56 frecuencias a través de la ciudad.
Acceso: FDMA, TDMA, CDMA.
5. Alta capacidad de servicio: Capacidad para dar servicio de tráfico a
varios miles de usuarios dentro de una zona determinada y con un
espectro asignado (Algunos cientos de canales de voz).
Uso eficiente del espectro: Uso eficiente de un recurso muy limitado
como es el espectro de radio asignado al uso público.
Adaptabilidad a la densidad de tráfico: La densidad de tráfico varía
en los distintos puntos de un área de servicio, el sistema se tiene
que adaptar a estas variaciones.
6. Compatibilidad: Seguir un estándar, de forma tal de proveer el
mismo servicio básico, con las mismas normas de operación a lo
largo de todo el país.
Facilidad de extensión: Se trata que un usuario pueda cambiar de
área de servicio pasando a una distinta y tener la posibilidad de
comunicarse. Roaming
Servicio a vehículos y portátiles.
Calidad de servicio: Implica seguir niveles estándares de bloqueo y
calidad de voz.
Accesible al usuario: Es decir que el costo del servicio pueda ser
afrontado por un gran número de personas.
7. En los sistemas celulares, el área de cobertura de un operador es
dividida en celdas. Una celda corresponde a una zona cubierta por
un transmisor o una pequeña colección de transmisores.
El tamaño de la celda depende de la potencia del transmisor,
banda de frecuencia utilizada, altura y posición de la torre de la
antena, el tipo de antena, la topografía del área y la sensibilidad del
radio receptor.
Un canal de radio consiste en un par de frecuencias, una en cada
dirección de transmisión, que son usadas para una operación full-duplex.
Un canal de radio en particular, F1, es usado en una zona
geográfica llamada celda, C1, con un radio de cobertura R.
8. Este mismo canal puede ser usado en otra celda con el mismo
radio de cobertura a una distancia D de separación
Con el fin de trabajar apropiadamente un sistema celular debe seguir dos
condiciones:
• El nivel de potencia del transmisor dentro de una celda debe estar limitado
con el fin de reducir la interferencia entre transmisores de celdas vecinas.
•Celdas vecinas no pueden compartir los mismos canales. Con el fin de reducir
la interferencia las frecuencias pueden ser re-usadas siguiendo ciertas reglas.
9. El principal propósito de definir células es delinear zonas en las
cuales cada canal es usado. Es necesario un grado de confinación
geográfica del canal para evitar la interferencia co-canal.
Las zonas amorfas mostradas en la Figura podrían ser aceptables
para sistemas que no se modifiquen. En la práctica, es necesaria
una estructura geométricamente que facilite la adaptación al
crecimiento del tráfico.
10. La división en celdas permite concentrar mayor número de canales
en las zonas de mayor demanda. Tomando una demanda
equilibrada si tenemos N canales asignados y lo dividimos en K
juegos, luego cada juego tendrá S=N/K canales.
Si una celda esta cubierta por una antena isotrópica ubicada en el
centro, se puede pensar la célula como de forma circular.
A este tipo de células se las conoce como células
omnidireccionales En este caso, existe solapamiento o bien zonas
sin cobertura
Un sistema podría estar diseñado con células en forma de
cuadrados o triángulos equiláteros Laboratorios Bell adoptaron la
forma de hexágono. En este caso, en una matriz de celdas no
existe solapamiento ni espacios vacíos.
11. Es necesario un grado de confinación geográfica del canal para
evitar la interferencia co-canal.
Al área formada por K celdas adyacentes que utilizan canales
diferentes, se lo llama cluster. Tal como se muestra en la Figura 1.
4.
12. Se define factor de reducción de interferencia co-canal o tasa de re-uso
co-canal q como:
q= D
R
Esta tasa tiene impacto en dos puntos importantes del sistema: la
calidad de transmisión y la cantidad de usuarios que pueden ser
atendidos por el sistema (capacidad del sistema)
Cuanto más grande es la relación D/R menor será la interferencia
co-canal, por ende habrá mejor calidad de transmisión.
Cuanto más pequeña sea la relación D/R más grande será la
capacidad del sistema, ya que la cantidad de canales (S=N/K)
asignados a una celda será mayor.
13. La mínima distancia que permite reusar la misma frecuencia
depende de muchos factores, tales como el número de celdas co-canales
en la vecindad de la celda central, la característica
geográfica del terreno circundante, la altura de la antena, y la
potencia transmitida en cada celda.
La distancia D de reuso de frecuencia puede ser determinada
mediante
D = (3.K)1/2.R
donde K es el número de celdas por cluster o patrón de reuso de
frecuencia mostrado en la Figura 1. 5.
16. Si todas las estaciones bases transmiten con la misma potencia,
entonces un incremento de K, manteniendo el radio R de la celda
produce un incremento de la distancia D (distancia entre celdas co-canales).
Este incremento de D reduce la posibilidad de que se
produzca interferencia co-canal.
Teóricamente un valor elevado de K es deseado. No obstante el
número de canales asignados es fijo. Cuando K es demasiado
grande, el número de canales asignado a cada una de las K celdas
se hace pequeño, esto provoca una ineficiencia de trunking
17. Para diagramar la asignación de canales en los distintos clusters,
se utilizan dos números enteros: i, j con i ≥ j llamados parámetros
de desplazamiento.
Método práctico: Tomando una celda como referencia, en este
caso A, se cuentan i celdas a lo largo de la cadena de hexágono
partiendo de uno de los lados de la celda referencia, luego se gira
en contra de las agujas del reloj 60° y se cuentan j celdas más. La
celda referencia y esta ultima son celdas co-canal.
Las celdas co-canales también pueden encontrarse avanzando
primero j celdas, luego girando y avanzando i celdas a favor de las
agujas del reloj.
18. El número K de celdas por grupo (cluster) es un
parámetro de gran interés, porque en un sistema
práctico determina cuantos conjuntos de canales deben
ser formados.
K = i2 + i. j + j2
19. Macroceldas: Son celdas grandes, para áreas con población dispersa.
Microceldas: Estas celdas son usadas para áreas densamente pobladas.
Dividiendo las zonas en pequeñas áreas, el número de canales disponibles
aumenta y por lo tanto la capacidad de las celdas. El nivel de potencia de
los transmisores usados en estas celdas es menor, reduciendo la
posibilidad de interferencia entre celdas vecinas.
Celdas Selectivas: No siempre es de utilidad definir celdas con una
cobertura de 360 grados. En algunos casos, celdas con una forma
particular de cobertura son necesarias. Un ejemplo típico de celdas
selectivas son las ubicadas a la entrada de un túnel donde la cobertura de
360 grados no es necesaria. En ese caso se usa una celda selectiva con
una cobertura de 120 grados.
20. Celdas Paraguas:
Un camino, tipo autopista, puede cruzar pequeñas celdas
produciendo así un gran número de handoffs entre diferentes celdas
vecinas.
El nivel de potencia dentro de una celda umbrella es aumentado en
comparación con la potencia usada en una microcelda. Cuando la
velocidad del móvil es muy alta, el móvil es manejado por la celda
paraguas. El móvil estará luego en la misma celda, reduciendo así la
cantidad de handoffs realizados en la red. Las características de
propagación del móvil ayudan a visualizar y detectar la elevada
velocidad.
