ANALISIS DE PARAMETROS CPICH RSCP Y Ec-Io.pdf

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

ANLISIS DE LOS PARMETROS CPICH, RSCP Y Ec/Io EN REDES 3G

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TTULO DE INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA

P R E S E N T A LETICIA CANO OSORNIO

ASESOR: M. EN C. SERGIO VIDAL BELTRN

MXICO, D.F. 2014
http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.esimeazc.ipn.mx/Identidad/EscudoNoNormalizado.jpg&imgrefurl=http://www.esimeazc.ipn.mx/Identidad/index.html&h=340&w=360&sz=75&hl=es&start=3&tbnid=ll4O2BTtD5KC-M:&tbnh=114&tbnw=121&prev=/images?q=esime&gbv=2&hl=es

DEDICATORIA

Quiero dedicarle el presente trabajo

a mi padre

que me acompao y

ayudo a la realizacin

de las mediciones.

I

NDICE

NDICE ................................................................................................................................................ I

NDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................... V

NDICE DE TABLAS ...................................................................................................................... VII

OBJETIVO ....................................................................................................................................... VIII

INTRODUCCIN ............................................................................................................................. IX

1 EVOLUCIN DE LOS SISTEMAS MVILES ........................................................................ 1

1.1 CONCEPTO CELULAR .................................................................................................... 2

1.1.1 TIPOS DE CLULAS ................................................................................................ 3

1.1.1.1 MACROCLULAS ................................................................................................ 4

1.1.1.2 MICROCLULAS .................................................................................................. 4

1.1.1.3 PICOCLULAS ...................................................................................................... 4

1.1.1.4 FEMTOCLULAS ................................................................................................. 5

1.1.2 HANDOVER ENTRE CLULAS .............................................................................. 5

1.1.3 FUNCIONAMIENTO ................................................................................................. 6

1.2 ESQUEMAS DE ACCESO MULTIPLE............................................................................ 6

1.2.1 FDMA ......................................................................................................................... 6

1.2.2 TDMA ......................................................................................................................... 7

1.2.3 CDMA ......................................................................................................................... 8

1.2.4 OFDMA ...................................................................................................................... 8

1.3 GENERACIN DE LA TELEFONA CELULAR ............................................................ 9

1.3.1 PRIMERA GENERACIN (1G) ................................................................................ 9

1.3.2 SEGUNDA GENERACIN (2G) ............................................................................ 10

1.3.2.1 GSM ...................................................................................................................... 11

1.3.2.2 IS-54 TDMA ...................................................................................................... 11

1.3.2.3 PDC ....................................................................................................................... 11

1.3.2.4 IS-95 CDMAONE .............................................................................................. 12

II

1.3.3 GENERACIN 2.5 (2.5G) ....................................................................................... 12

1.3.3.1 HSCSD .................................................................................................................. 13

1.3.3.2 GPRS ..................................................................................................................... 13

1.3.3.3 EDGE .................................................................................................................... 13

1.3.4 TERCERA GENERACIN (3G) ............................................................................. 14

1.3.5 CUARTA GENERACIN (4G) ............................................................................... 15

2 FUNDAMENTOS DE WCDMA .............................................................................................. 16

2.1 CARACTERISTICAS ...................................................................................................... 17

2.2 3GPP (3rd GENERATION PARTNERSHIP PROJECT; ASOCIACIN DE

PROYECTOS DE 3 GENERACIN) ......................................................................................... 18

2.3 BANDAS DE OPERACIN ............................................................................................ 18

2.4 MODOS DE OPERACIN .............................................................................................. 19

2.4.1 MODO DE OPERACIN TDD ............................................................................... 19

2.4.2 MODO DE OPERCIN FDD .................................................................................. 20

2.4.3 ENSANCHADO (SPREADING) Y DESENSANCHADO (DESPREADING)

PARA WCDMA ....................................................................................................................... 20

2.4.3.1 CDIGO DE ENSANCHAMIENTO (SPREADING CODE) ............................. 21

2.4.3.2 FACTOR DE ENSANCHAMIENTO................................................................... 22

2.5 MODULACIN................................................................................................................ 22

2.5.1 QAM (QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION; MODULACIN POR

AMPLITUD EN CUADRATURA) .......................................................................................... 22

2.5.2 PSK (PHASE SHIFT KEYING; MODULACIN POR DESVIACIN DE FASE)

23

2.5.2.1 BPSK (BINARY PHASE SHIFT KEYING; MODULACIN POR

DESVIACIN DE FASE BINARIA) .................................................................................. 23

2.5.2.2 QPSK (QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING; MODULACIN POR

DESVIACIN DE FASE CUATERNARIA) ...................................................................... 24

2.6 ESTRUCTURA DE LA TRAMA ..................................................................................... 24

2.7 ARQUITECTURA DE LA RED TERRESTRE UMTS ................................................... 26

2.7.1 CN (CORE NETWORK; RED PRINCIPAL) .......................................................... 28

2.7.1.1 MSC (MOBILE SWITHING CENTER; CENTRO DE CONMUTACIN

MVIL) 28

2.7.1.2 GMSC (Gateway MSC) ........................................................................................ 28

2.7.1.3 HLR (HOME LOCATION REGISTER; REGISTRO DE UBICACIN BASE) 29

III

2.7.1.4 VLR (VISITOR LOCATION REGISTER; REGISTRO DE UBICACIN DE

VISITANTE) ......................................................................................................................... 29

2.7.1.5 SGSN (SERVING GPRS SUPPORT NODE; NODO DE APOYO GPRS PARA

SERVICIO) ........................................................................................................................... 29

2.7.1.6 GGSN (GATEWAY GPRS SUPPORT NODE; NODE DE APOYO PARA

GATEWAY) ......................................................................................................................... 29

2.7.1.7 GR (GPRS REGISTER; REGISTRO GPRS) ....................................................... 30

2.7.2 UTRAN (TERRESTRIAL RADIO ACCESS NETWORK; RED DE ACCESO DE

RADIO TERRESTRE DE UMTS) ........................................................................................... 30

2.7.2.1 RNC (RADIO NETWORK CONTROLLER; CONTROLADOR DE RADIO DE

LA RED) 31

2.7.2.2 ESTACIN BASE O NODO B ............................................................................ 31

2.7.3 UE (EQUIPO DE USUARIO) O MS (ESTACIN MVIL) .................................. 32

2.7.4 INTERFACES DE DEL SISTEMA UMTS ............................................................. 32

2.8 CANALES DE WCDMA ................................................................................................. 33

2.8.1 CANALES LGICOS .............................................................................................. 33

2.8.2 CANALES DE TRANSPORTE ............................................................................... 34

2.8.2.1 CANAL DE TRASPORTE DEDICADO ............................................................. 34

2.8.2.2 CANALES DE TRASPORTE COMUN .............................................................. 34

2.8.3 CANALES FSICOS ................................................................................................. 35

2.8.3.1 CANAL FISICO PARA EL ENLACE DE SUBIDA ........................................... 35

2.8.3.2 CANAL FISICO PARA EL ENLACE DE BAJADA .......................................... 36

2.9 GSM VS WCDMA ........................................................................................................... 37

2.10 MULTITRAYECTORIA .................................................................................................. 38

2.11 PARMETROS DE DESEMPEO ................................................................................. 39

2.11.1 CPICH (COMMON PILOT CHANNEL; CANAL PILOTO COMN) .................. 40

2.11.2 RSCP (RECEIVE SIGNAL CODE POWER; CDIGO DE POTENCIA DE SEAL

RECIBIDA) ............................................................................................................................... 41

2.11.3 Ec/Io (ENERGY CHIP TO INTERFERENCE; RELACIN ENERGA DE CHIP A

INTERFERENCIA) .................................................................................................................. 41

3 METODOLOGA DEL PROCESO DE LA INFORMACIN ................................................ 43

3.1 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DE MEDICIN ................................................... 44

3.2 CONFIGURACIN DE MEDICIN............................................................................... 46

3.3 PROCESAMIENTO DE INFORMACIN ...................................................................... 49

IV

3.4 GENERACIN DE MAPAS DE COBERTURA EMPLEANDO EASYKRIG .............. 51

3.4.1 MTODO DE KRIGE .............................................................................................. 51

3.4.1.1 TIPOS DE MODELO DE KRIGE ........................................................................ 54

3.4.1.2 PROPIEDADES GENERALES DEL MODELO DE KRIGE ............................. 54

3.4.1.3 ENTORNOS Y PUNTOS OBSERVADOS PARA LA ESTIMACIN DE

VECINDARIOS .................................................................................................................... 55

4 RESULTADOS EXPERIMENTALES ..................................................................................... 62

CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 91

REFERENCIAS ................................................................................................................................ 94

ABREVIATURAS ............................................................................................................................ 95

GLOSARIO ....................................................................................................................................... 98

V

NDICE DE FIGURAS

CAPTULO 1. EVOLUCIN DE LOS SITEMAS MVILES

Figura 1.1 Elementos que Conforman el Concepto Celular. .............................................................. 2

Figura 1.2 Rehso de Frecuencias. ..................................................................................................... 3

Figura 1.3 Jerarqua de Clulas. ......................................................................................................... 3

Figura 1.4 Handover entre Clulas. .................................................................................................... 5

Figura 1.5 Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia (FDMA). ................................................... 7

Figura 1.6 Acceso Mltiple por Divisin en Tiempo (TDMA). ........................................................ 7

Figura 1.7 Acceso Mltiple por Divisin de Cdigo (CDMA). ......................................................... 8

Figura 1.8 Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia Ortogonal (OFDMA). ............................... 9

Figura 1.9 Generaciones de Telefona Celular ................................................................................. 15

CAPTULO 2. FUNDAMENTOS DE WCDMA

Figura 2.1 Ancho de Banda de WCDMA. ....................................................................................... 17

Figura 2.2 Asociacin de Proyectos de 3 Generacin. .................................................................... 18

Figura 2.3 Modos de Operacin a) FDD y b) TDD. ........................................................................ 20

Figura 2.4 Ensanchado y Desensanchado de una Seal en WCDMA. ............................................ 21

Figura 2.5 Constelaciones de las Variantes de QAM. ...................................................................... 23

Figura 2.6 Constelacin BPSK. ........................................................................................................ 23

Figura 2.7 Constelacin QPSK. ....................................................................................................... 24

Figura 2.8 Estructura de las Transmisiones de Acceso Aleatorio. ................................................... 25

Figura 2.9 Estructura de la Trama para las Partes de Control y Datos del Enlace de Subida del

PCPCH. ............................................................................................................................................. 25

Figura 2.10 Estructura de la Trama para el Enlace de Bajada DPCH. ............................................. 26

Figura 2.11 Arquitectura General de un Sistema UMTS. ................................................................ 27

Figura 2.12 Elementos de un Sistema UMTS. ................................................................................. 27

Figura 2.13 Arquitectura General UTRAN. ..................................................................................... 30

Figura 2.14 Propagacin por Multitrayectoria. ................................................................................ 38

Figura 2.15 Diagrama Receptor RAKE. .......................................................................................... 39

CAPTULO 3. METODOLOGA DEL PROCESO DE LA INFORMACIN

Figura 3.1 Spectrum Master MS2713E, Anritsu. ............................................................................. 44

Figura 3.2 Vista del Panel Frontal. ................................................................................................... 45

Figura 3.3 Vista Superior. ................................................................................................................ 46

Figura 3.4 Modo de Operacin. ....................................................................................................... 46

Figura 3.5 Medicin CPICH. ........................................................................................................... 47

Figura 3.6 Medicin RSCP. ............................................................................................................. 48

Figura 3.7 Posicin del Analizador para Realizar Mediciones a travs del Aire. ............................ 49

Figura 3.8 Programa Mater Software Tools. .................................................................................... 49

Figura 3.9 Procesamiento de Archivo. ............................................................................................. 50

VI

Figura 3.10 Hoja de Datos en Excel. ................................................................................................ 51

Figura 3.11 Interfaz EasyKrig v3.0. ................................................................................................. 57

Figura 3.12 Archivo de Texto Cargado en el Software. ................................................................... 58

Figura 3.13 Variograma. .................................................................................................................. 59

Figura 3.14 Validacin de los Datos. ............................................................................................... 59

Figura 3.15 Mapa de Cobertura. ....................................................................................................... 60

Figura 3.16 Programa Google Earth. ............................................................................................... 60

Figura 3.17 Superposicin del Mapa de Cobertura. ......................................................................... 61

CAPTULO 4. RESULTADOS EXPERIMENTALES

Figura 4.1 rea de Medicin y Nodos B del Primer Escenario de Prueba Lindavista. ................ 65

Figura 4.2 Distribucin de los Niveles de Potencia para CPICH. .................................................... 66

Figura 4.3 Mapa Georeferenciado de los Niveles de Potencia de CPICH Lindavista. .................... 67

Figura 4.4 Cantidad de Scrambling Code en CPICH. ...................................................................... 68

Figura 4.5 Distribucin de los Niveles de Potencia para CPICH del SC 377. ................................. 69

Figura 4.6 Mapa Georefenciado de Niveles de Potencia para CPICH del SC 377. ......................... 70

Figura 4.7 Distribucin de los Niveles de Potencia de Ec/Io. .......................................................... 72

Figura 4.8 Mapa Georeferenciado de los Niveles de Potencia de Ec/Io Lindavista. ....................... 72

Figura 4.9 Distribucin de los Niveles de Potencia para RSCP. ...................................................... 74

Figura 4.10 Mapa Georeferenciado de los Niveles de Potencia de RSCP Lindavista. .................... 74

Figura 4.11 Cantidad de Scrambling Code en Lindavista para RSCP. ............................................ 75

Figura 4.12 Distribucin de los Niveles de Potencia para RSCP para el SC 377. ........................... 77

Figura 4.13 Mapa georeferenciado de los niveles de potencia para RSCP para el SC 377. ............ 77

Figura 4.14 rea de Medicin y Nodos B del Segundo Escenario de Prueba Polanco. ............... 78

Figura 4.15 Distribucin de los Niveles de Potencia para CPICH. .................................................. 79

Figura 4.16 Mapa Georeferenciado de los Niveles de Potencia de CPICH de Polanco. .................. 80

Figura 4.17 Cantidad de Scrambling Code de CPICH en Polanco. ................................................. 81

Figura 4.18 Distribucin de los Niveles de Potencia para CPICH del SC 82. ................................. 82

Figura 4.19 Mapa Georefenciado de Niveles de Potencia para CPICH del SC 377. ....................... 83

Figura 4.20 Distribucin de los Niveles de Potencia para Ec/Io. ..................................................... 84

Figura 4.21 Mapa Georeferenciado de los Niveles de Potencia de Ec/Io de Polanco. ..................... 85

Figura 4.22 Distribucin de los Niveles de Potencia para RSCP. .................................................... 86

Figura 4.23 Mapa Georeferenciado de los Niveles de Potencia de RSCP de Polanco. .................... 87

Figura 4.24 Cantidad de Scrambling Code de RSCP en Polanco. ................................................... 88

Figura 4.25 Distribucin de los Niveles de Potencia para RSCP del SC 82. ................................... 89

Figura 4.26 Mapa georeferenciado de los niveles de potencia para RSCP para el SC 82. .............. 90

VII

NDICE DE TABLAS

CAPTULO 1. EVOLUCIN DE LOS SITEMAS MVILES

Tabla 1.1 Sistemas Celulares de Primera Generacin. ...................................................................... 10

Tabla 1.2 Sistemas Celulares de Segunda Generacin. ..................................................................... 12

CAPTULO 2. FUNDAMENTOS DE WCDMA

Tabla 2.1 Bandas de Frecuencia para WCDMA en Base al 3GPP. .................................................. 19

Tabla 2.2 Valores RSCP [8]. ............................................................................................................. 41

Tabla 2.3 Valores de Ec/Io [9]. ......................................................................................................... 41

CAPTULO 3. METODOLOGA DEL PROCESO DE LA INFORMACIN

Tabla 3.1 Parmetros de Configuracin. ........................................................................................... 47

CAPTULO 4. RESULTADOS EXPERIMENTALES

Tabla 4.1 Caractersticas de las Zonas Medidas. ............................................................................... 63

Tabla 4.2 Valores y Caractersticas del Equipo de Medicin. .......................................................... 64

Tabla 4.3 Valores de Desempeo. ..................................................................................................... 64

Tabla 4.4 Resultados Obtenidos de CPICH Lindavista. ................................................................... 65

Tabla 4.5 Incidencias por Scrambling Code. .................................................................................... 68

Tabla 4.6 Resultados de CPICH para el SC 377. .............................................................................. 69

Tabla 4.7 Resultados Obtenidos de Ec/Io Lindavista. ....................................................................... 71

Tabla 4.8 Resultados Obtenidos de RSCP Lindavista. ..................................................................... 73

Tabla 4.9 Incidencias por Scrambling Code para RSCP. .................................................................. 76

Tabla 4.10 Resultados de RSCP para el SC 377. .............................................................................. 76

Tabla 4.11 Resultados Obtenidos de CPICH Polanco. ..................................................................... 79

Tabla 4.12 Incidencias por Scrambling Code para CPICH en Polanco. ........................................... 81

Tabla 4.13 Resultados de CPICH para el SC 82. .............................................................................. 82

Tabla 4.14 Resultados Obtenidos de Ec/Io Polanco. ......................................................................... 84

Tabla 4.15 Resultados Obtenidos de RSCP Polanco. ....................................................................... 86

Tabla 4.16 Incidencias por Scrambling Code para RSCP en Polanco. ............................................. 88

Tabla 4.17 Resultados de RSCP para el SC 82. ................................................................................ 89

CONCLUSIONES

Tabla I Resultados de CPICH de Lindavista y Polanco. ................................................................... 91

Tabla II Resultados de RSCP de Lindavista y Polanco. .................................................................... 92

Tabla III Resultados de Ec/Io de Lindavista y Polanco. ................................................................... 92

VIII

OBJETIVO

Analizar experimentalmente los parmetros de desempeo CPICH,

RSCP y Ec/Io, en redes de tercera generacin en entornos urbanos.

IX

INTRODUCCIN

En los ltimos aos las nuevas tecnologas han demostrado mejorar el rendimiento de

gobiernos y empresas alrededor del mundo, actualmente las comunicaciones van ms all

de una simple lnea telefnica, han transformado nuestras vidas y creado nuevas

necesidades conforme estas se desarrollan y en algunas ocasiones necesidades que ni

siquiera son primordiales.

Hoy en da la comunicacin es parte esencial en nuestras vidas como la televisin, radio,

computadoras, telfonos celulares, entre otros aparatos que hacen que el acceso a la

informacin sea ms fcil. El telfono celular es el que mayor demanda ha tenido

ltimamente debido al desarrollo que ha presentado en los ltimos aos, ya que no solo es

usado para realizar llamadas, ahora las personas tienen acceso a los mensajes de texto,

correo electrnico, redes sociales, entre otras aplicaciones.

La evolucin de los sistemas de telefona celular ha tenido avances importantes, iniciando

como un servicio analgico, hasta transformarse a un servicio digital. El servicio analgico

de telefona celular no permita que muchos usuarios pudieran establecer una comunicacin

a la misma estacin base, lo cual generaba que fallara el intento de realizar una llamada.

Actualmente la demanda de servicios ha llevado a la bsqueda de mejoras en la transmisin

de datos y en la calidad en el servicio, esta mejora se puede observar en el caso de las redes

de tercera generacin denominadas 3G, las cuales han permitido aumentar el nmero de

usuarios conectados dentro de una misma estacin base, as como el incremento de la

velocidad de transmisin de datos y los mltiples servicios el cual nos ofrece.

En esta tesis, se realiza un anlisis de los parmetros de desempeo dentro de una red 3G de

manera experimental en entornos urbanos, analizando los niveles de potencia de CPICH

(Common Pilot Channel; Canal Piloto Comn), RSCP (Received Signal Code Power;

Cdigo de Potencia de Seal Recibida) y Ec/Io (Energy Chip to Interference; Relacin

Energa de Chip a Interferencia).

CAPTULO 1 EVOLUCIN DE LOS SITEMAS MVILES

1

CAPTULO 1

1 EVOLUCIN DE LOS SISTEMAS MVILES

En este captulo se presenta el concepto de celular y los diferentes tipos de clulas

utilizadas, as como un panorama general del desarrollo de las diferentes generaciones de la

telefona mvil a lo largo de la historia.


2

1.1 CONCEPTO CELULAR

Un sistema de telefona mvil es aquel en donde los usuarios pueden tener comunicacin

desplazndose de un lugar a otro, servidos por una estacin base, este sistema tambin es

conocido como sistema de telefona celular. Los elementos que intervienen en el concepto

celular son: estacin base, estacin mvil y reutilizacin de frecuencia, ver Figura 1.1.

Figura 1.1 Elementos que Conforman el Concepto Celular.

Una clula o celda es el un rea de servicio en la cual los usuarios pueden recibir y realizar

llamadas mediante sus mviles. Cada clula cuenta con una estacin base. El tamao de la

clula depende de la cantidad de usuarios en un rea. Un conjunto de clulas se le conoce

como cluster. Un cluster se encuentra conectado a una central de conmutacin mvil (MSC,

Mobile Switching Center).

La reutilizacin de frecuencias se refiere a la aplicacin de canales de radio sobre la misma

frecuencia portadora, para cubrir las diversas reas que son separadas por una cierta

distancia una de otra, evitando que la interferencia entre canales sea lo ms baja posible.

Figura 1.2.


3

Figura 1.2 Re-uso de Frecuencias.

1.1.1 TIPOS DE CLULAS

De acuerdo a la capacidad y cobertura que se requiere en el rea de influencia de la red, su

diseo implicara la utilizacin de clulas de diferentes radios y las antenas de las radiobase

presentaran diferentes alturas y potencias de transmisin. Los diferentes tipos de clulas

utilizadas son: macroclulas, microclulas, picoclulas y femtoclulas. Figura 1.3.

Figura 1.3 Jerarqua de Clulas.


4

1.1.1.1 MACROCLULAS

Las macroclulas son las ms usadas para la operacin celular. El rango de cubrimiento de

estas se encuentran entre 1 y 10 Km., por lo que son usadas para el manejo de trfico

originado por usuarios que se encuentran en movimiento a gran velocidad, disminuyendo

de esta forma el nmero de hand-off y aumentando de esta manera la calidad del servicio,

al reducir la probabilidad de cada de llamada. Antenas utilizadas: Omnidireccionales 360

y Sectoriales 3 x 120.

1.1.1.2 MICROCLULAS

Las microclulas cuentan con un rango que cubre entre 100 y 1000 metros, incrementando

la capacidad de la red, debido a que permite hacer un mayor manejo de trfico y asiendo

posible la utilizacin de potencias de transmisin muy bajas. Antenas utilizadas:

Sectoriales.

Desde el punto de vista del operador, esto se traduce en ventajas adicionales como una

mejor cobertura, bajos costos de la red por suscriptor y mayor eficiencia en la operacin del

sistema.

Los edificios pueden, a su vez, interferir con el envo de las seales entre las clulas que se

encuentren ms lejanas, por lo que algunos edificios tienen su propia microclula, como

es el caso de un subterrneo.

1.1.1.3 PICOCLULAS

La disminucin de tamao involucra un aumento en su capacidad de trfico, por lo que

estas son utilizadas para ofrecer cobertura en reas con muy alto trfico, tales como los

centros de negocios comerciales, donde los usuarios tienen un patrn de comportamiento

de baja movilidad y se encuentran en un ambiente cerrado. Las picoclulas poseen un

recubrimiento menor a 100 metros. Antenas utilizadas: Sectoriales.


5

1.1.1.4 FEMTOCLULAS

La demanda de transmisin de datos en la red mvil, involucra un aumento de trfico

significativo, lo cual deriva la aparicin de las femtoclulas. En la femtoclula se plantea

proporcionar un enlace va radio desde cualquier ubicacin en su entorno domstico y

proporciona conectividad a travs de una conexin ADSL (Digital Subscriber Line

Asymetric, Lnea de Abonado Digital de tipo Asimtrico). Las femtoclulas pueden hacer

uso de las bandas de frecuencia ms altas al tener asociadas coberturas limitadas.

1.1.2 HANDOVER ENTRE CLULAS

Un sistema celular se disea de manera que las clulas adyacentes trabajen con distintas

frecuencias. El problema se presenta cuando el equipo mvil cruza de una clula a otra. El

sistema de control tiene que detectar de modo automtico que esto sucede y realizar la

conmutacin con un canal libre de la clula adyacente. A este proceso se le denomina

handover o handoff. Figura 1.4.

Cada sistema tiene una solucin para llevar a cabo este proceso, generalmente mediante

mensajes de control (sealizacin) que se intercambian los terminales mviles y la estacin

de control.

Figura 1.4 Handover entre Clulas.


6

1.1.3 FUNCIONAMIENTO

Por sofisticados que sean los telfonos celulares no dejan de ser radiotransmisores. Siendo

un sistema de comunicacin telefnica totalmente inalmbrica, los sonidos se convierten en

seales electromagnticas, que viajan a travs del aire, siendo recibidas y transformadas

nuevamente en mensaje a travs de antenas repetidoras o va satlite.

Un telfono celular es un dispositivo dual, esto quiere decir que utiliza una frecuencia para

hablar, y una segunda frecuencia aparte para escuchar, este puede utilizar hasta 1664

canales. Estos operan con clulas y pueden alternar la clula usada a medida que el telfono

es desplazado, dndole a los telfonos un mayor rango de movilidad.

1.2 ESQUEMAS DE ACCESO MULTIPLE

En los sistemas de comunicaciones mviles mltiples usuarios tienen acceso a los diversos

recursos para comunicarse con otros usuarios. Un esquema de acceso mltiple es aquel en

el cual varios usuarios comparten un recurso comn para transmitir y recibir informacin.

Existen diferentes mtodos de acceso mltiple, pero los ms comunes son: acceso mltiple

por divisin de frecuencia, FDMA (Frequency Division Multiple Access); acceso mltiple

por divisin de tiempo, TDMA (Time Division Multiple Access); acceso mltiple por

divisin de cdigo, CDMA (Code Division Multiple Access); y acceso mltiple por

divisin de frecuencia ortogonal, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplex

Access). A continuacin se presenta una descripcin de cada uno de estos esquemas.

1.2.1 FDMA

El espectro de frecuencia disponible es dividido de tal manera que a cada usuario se le

asigna un canal de frecuencia con el mismo ancho de banda. Existe una banda de guarda

entre canales para reducir la interferencia de canal adyacente. Es habitual que a cada

usuario se le asigne un par de canales uno para el enlace de bajada y otro para el enlace de

subida. La Figura 1.5 muestra el esquema de acceso mltiple.


7

Figura 1.5 Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia (FDMA).

1.2.2 TDMA

TDMA es el esquema en el cual cada canal es dividido en intervalos de tiempo que se

denominan ranuras de tiempo las cuales son fijas y sincronizadas, a cada usuario se le

puede asignar una o varias ranuras de tiempo durante las cuales puede transmitir su

informacin. Al agrupar varias ranuras de tiempo se forma una trama.

Se puede agregar un perodo o tiempo de guarda entre ranuras de tiempo, de modo que la

informacin de los usuarios no se traslape. En la Figura 1.6 se observa este esquema.

Figura 1.6 Acceso Mltiple por Divisin en Tiempo (TDMA).


8

1.2.3 CDMA

A los sistemas que utilizan este esquema se les denomina sistemas de espectro disperso.

En este se asigna un cdigo a cada usuario y simultneamente todos los usuarios pueden

ocupar todo el ancho de banda disponible al mismo tiempo. A diferencia de TDMA y

FDMA, en CDMA se emplean cdigos matemticos para distinguir a cada usuario. La

Figura 1.7 muestra este esquema.

En el lado del transmisor a cada usuario se asigna una secuencia de cdigo nica para

dispersar la informacin. El receptor, conociendo las secuencias de cdigo del usuario,

descifra la seal recibida y recupera los datos originales.

Figura 1.7 Acceso Mltiple por Divisin de Cdigo (CDMA).

1.2.4 OFDMA

OFDMA es una combinacin de FDMA y TDMA, un usuario tiene asignado un nmero de

subportadoras (FDMA), las asignaciones de subportadoras de usuarios cambian en el

tiempo (TDMA), las seales moduladas resultantes en cada subportadora son ortogonales

entre s.


9

Para conseguir una mayor eficiencia, el sistema se realimenta con las condiciones del canal,

adaptando continuamente el nmero de subportadoras asignadas al usuario en funcin de la

velocidad que ste necesita y de las condiciones del canal. Si la asignacin se hace

rpidamente, se consigue cancelar de forma eficiente las interferencias co-canal y los

desvanecimientos rpidos. Figura 1.8.

Figura 1.8 Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia Ortogonal (OFDMA).

1.3 GENERACIN DE LA TELEFONA CELULAR

La demanda en la telefona celular de una mayor cobertura, mayor ancho de banda, mayor

velocidad de descarga, as como servicios adicionales en los celulares, han hecho que exista

una evolucin a lo largo de los aos.

1.3.1 PRIMERA GENERACIN (1G)

En la dcada de los ochenta aparece la primera generacin de telefona celular, teniendo un

modo de transmisin analgico y presentando servicio nicamente para voz. El enlace en la

llamada era de baja calidad, baja velocidad (2400 bauds). Basada en FDMA (Frequency

Division Multiple Access; Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia) a fin de aislar cada

canal y conversacin en una nica frecuencia, la seguridad no exista.


10

Las redes ms destacadas, fueron el telfono nrdico mvil NTM (Nordic Mobile

Telephone) y el sistema de servicio de telefona mvil avanzado AMPS (Advanced Mobile

Phone Service), el sistema de comunicaciones de acceso total TACS (Total Access

Communication System) y ETACS (Extended TACS).

En la siguiente Tabla 1.1 se muestra una comparacin de los sistemas de primera

generacin.

Tabla 1.1 Sistemas Celulares de Primera Generacin.

SISTEMA AMPS NMT TACS ETACS

Banda de

frecuencia 824-894 MHz 890-960 MHz 860-925 MHz 900 MHz

Esquema de

acceso mltiple FDMA FDMA FDMA FDMA

Ao de

introduccin 1983 1986 1988 1985

Esquema de

modulacin FM FM FM FM

1.3.2 SEGUNDA GENERACIN (2G)

A finales de los aos ochenta la integracin a gran escala y la tecnologa de procesamiento

de seales maduraron, preparando el terreno para la era digital, dando pas a que se

formara los sistemas de segunda generacin. Haciendo uso de la tecnologa TDMA y

FDMA.

El nfasis para 2G estaba sobre la transparencia internacional y compatibilidad; el sistema

debera ser regional o semiglobal y los usuarios del sistema deberan ser capaces de tener

acceso a ello bsicamente en todas partes de la regin, las redes 2G fueron capaces de

proporcionar algunos servicios de datos como mensajes de texto (SMS).

Fueron cuatro los principales estndares para los sistemas de 2G: el sistema global para

comunicaciones mviles GSM (Global System for Mobile communications), el sistema

digital AMPS (D-AMPS), el estndar IS-95A o CDMAONE (Code Division Multiple

Access ONE).


11

1.3.2.1 GSM

El sistema GSM nace dentro de las estaciones de la Comunidad Europea con el fin de

estandarizar un sistema de comunicaciones mviles celulares destinado a un mercado

potencial de unos 10 millones de usuarios.

La diferencia fundamental entre una terminal de usuario GSM y una estacin mvil de otro

sistema, es la SIM (Subscriber Identity Module; Mdulo de Identificacin del Suscriptor).

Con el fin de garantizar la privacidad de las comunicaciones GSM emplea mecanismos de

autentificacin y cifrado.

La interfaz de radio GSM emplea una combinacin entre FDMA y TDMA en un espectro

de 25 MHz. FDMA divide los 25 MHz en 124 portadoras de frecuencia de 200 KHz cada

una. Cada canal de 200 KHz es dividido en 8 ranuras de tiempo utilizando TDMA, bajo

este esquema puede soportar velocidades de hasta 9.6 Kbps.

GSM utiliza las frecuencias de 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz y 1900 MHz dependiendo

de la regin en la cual se encuentra operando.

1.3.2.2 IS-54 TDMA

IS-54 significa Interim Standard-54, es una ampliacin digital de AMPS y por eso es

ampliamente conocida como Digital AMPS.

Emplea un espaciado de canales de 30 KHz y las bandas de frecuencia (824-849 y 869-894

MHz). Cuenta con una tasa de transmisin de 48.6 Kbps con canales de 30 KHz, para dar

una eficiencia de ancho de banda de 1.62 bits/Hz. Este valor es 20% mejor que GSM. La

tasa de codificacin de la voz es de 7.95 Kbps, que logra una calidad reconstruida similar a

la de los sistemas analgicos AMPS.

1.3.2.3 PDC

PDC (Personal Digital Cellular) utilizada en Japn. Funciona en la banda de 800 MHz y

1500 MHz, lo que hace un uso muy eficiente del ancho de banda disponible. PDC es la ms

espectralmente eficiente de las tecnologas TDMA, con seis tarifa de media (o tres tarifa

completa) los canales posibles estn en un espacio de 25 KHz de frecuencia.


12

PDC ofrece dos tipos de alternativas; 9.6 Kbps en su totalidad los canales de tasa o

5.6 Kbps en la media canal de tipo. La calidad de la voz a lo largo de una conexin de

5.6 Kbps es significativamente menor que la conexin estndar 9.6 Kbps.

1.3.2.4 IS-95 CDMAONE

El sistema de telefona celular IS-95 se convierte en un estndar americano de telefona

mvil de segunda generacin a mediados de los aos noventa. Est diseado para transmitir

voz, sealizacin de llamadas y datos en forma limitada, usando FDD/FDMA/CDMA.

Varios usuarios pueden tener acceso al espectro de 1.25 MHz que utiliza CDMA. La

separacin entre usuarios se realiza usando cdigos ortogonales que se eliminan al ser

multiplicados entre s. Soporta servicios de datos en conmutacin de circuitos a velocidades

de 9.6 Kbps a 14.4 Kbps.

En la Tabla 1.2 se muestran las caractersticas ms importantes de estos sistemas de

segunda generacin.

Tabla 1.2 Sistemas Celulares de Segunda Generacin.

SISTEMA GSM IS-54 PDC IS-95

Banda de

frecuencia 890-915 MHz 850 MHz 1850-1910 MHz 824-849 MHz

Esquema de

acceso mltiple TDMA/FDMA TDMA/FDMA TDMA/FDMA CDMA

Tasa de datos 13 Kbps 7.95 Kbps 9.6 Kbps 14.4 Kbps

Ao de

introduccin 1990 1992 1993 1993

Esquema de

modulacin GMSK /4 DQPSK /4 DQPSK

QPSK

1.3.3 GENERACIN 2.5 (2.5G)

Como incremento la popularidad de las comunicaciones mviles, los sistemas de segunda

generacin como IS-95 o GSM, eran incapaces de satisfacer la demanda de mayor

capacidad de transmisin. Los sistemas ms sobresalientes desarrollados para 2.5G son:

HSCSD, GPRS, EDGE.


13

1.3.3.1 HSCSD

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) nace con el objetivo de proporcionar mejores

prestaciones a los servicios mviles de datos. Soporta velocidades comprendidas entre

14.4 Kbps y 115.2 Kbps, mediante el cambio de la codificacin del canal.

La ventaja de HSCSD para el usuario es que, al estar basado en conmutacin de circuitos,

garantiza un ancho de banda mnimo a cada usuario. Sin embargo, el usuario pagar la

conexin durante todo el tiempo que dure la comunicacin.

1.3.3.2 GPRS

GPRS (General Packet Radio Service) mejora de GSM, es una tcnica de transmisin de

paquetes, con ella se tienen tasas de datos de 40 Kbps hasta 115 Kbps y a velocidades

comprendidas entre los 9.5 y 171 Kbps.

GPRS procura utilizar la infraestructura de red de GSM en la medida que sea posible. Sin

embargo, deben introducirse nuevos elementos y actualizar algunos de los ya existentes con

el fin de soportar la conmutacin de paquetes.

1.3.3.3 EDGE

Enchanced Data rates for GSM Evolution soporta tasas binarias reales de 384 Kbps, aunque

el limite terico se encuentra en los 473.6 Kbps. Para ello introduce nuevos esquemas de

modulacin y codificacin, que junto con tcnicas de control del enlace, pueden emplearse

tanto en servicios de conmutacin de circuitos (voz) como en servicios de conmutacin de

paquetes (datos).

Una de las principales ventajas es su reducido impacto sobre la infraestructura de la red, es

decir, que el operador que desee mejorar las prestaciones de su red GSM/GPRS podr

hacerlo con una inversin y un riesgo mnimos.


14

1.3.4 TERCERA GENERACIN (3G)

La idea fundamental de la tecnologa en 3G consiste en preparar una infraestructura

universal que soporte los servicios ya existentes y otros futuros.

Las caractersticas de un sistema de tercera generacin se describen en el estndar

IMT-2000, el cual es una norma mundial para la tercera generacin (3G) de

comunicaciones inalmbricas, definida por un conjunto de recomendaciones

interdependientes de la ITU (International Telecommunication Union; Unin Internacional

de Telecomunicaciones).

Las exigencias dentro de IMT-2000 para un sistema de tercera generacin son:

Proporcionar acceso a servicios como: audio, video, voz, datos, multimedia,

roaming y seguridad.

Alta velocidad en la transmisin de datos, con tasas de 144 Kbps, 384 Kbps y

2 Mbps.

Servicios simtricos y asimtricos.

Calidad de voz comparable con los sistemas de comunicaciones fijos.

Compatibilidad con sistemas de segunda generacin.

Alta eficiencia espectral.

Servicio de paquetes de datos de alta velocidad.

Conmutacin de paquetes y conmutacin de circuitos [1].

El espectro para los servicios mviles 3G fue desinado por la ITU, la cual atribuy las

bandas de frecuencia 1885-2025 MHz, 1980-2010 MHz y 2170-2200 MHz.

En el servicio de 3G se han desarrollado nuevos servicios como correo electrnico,

transferencia de datos de alta velocidad, video llamada, servicios multimedia e Internet

mvil. Adopta las tcnicas de acceso mltiple CDMA y mayor ancho de banda para

proporcionar capacidades mayores.

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) es una tecnologa que incrementa las

tasas de transmisin de datos. Permite una tasa de datos de 384 Kbps y una velocidad de

transferencia en el enlace de bajada de 2 Mbps y velocidades promedio de 220-320 Kbps,

operando con 5 MHz.


15

1.3.5 CUARTA GENERACIN (4G)

4G se pretende que sea la fusin de las tecnologas celulares e inalmbricas incluyendo la

integracin de tecnologas, ser la solucin IP donde voz, datos y multimedia estarn

disponibles a los usuarios, con una velocidad mayor a la actual. Habilita tecnologas

relacionadas a la codificacin, la modulacin y el acceso mltiple, los esquemas de

codificacin avanzados, la modulacin adaptable, la sealizacin de banda ultra ancha.

Se desarrolla con el propsito de brindar servicios de calidad y satisfacer las necesidades de

velocidades de transmisin de la informacin. Entre las tecnologas a usar se encuentran

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) y LTE (Long Term

Evolution), ambos haciendo uso de la tcnica de acceso OFDMA (Orthogonal Frecuency

Division Multiple Access).

En la Figura 1.9 se muestra las diferentes generaciones de la telefona celular.

Figura 1.9 Generaciones de Telefona Celular

CAPTULO 2 FUNDAMENTOS DE WCDMA

16

CAPTULO 2

2 FUNDAMENTOS DE WCDMA

En este captulo se presenta las caractersticas y arquitectura de WCDMA, se da una

descripcin de los elementos que conforman la red UMTS, al igual se muestra los

parmetros de desempeo de una red.


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2.1 CARACTERSTICAS

WCDMA es una tecnologa de tercera generacin detrs del estndar UMTS (Universal

Mobile Telecommunications System; Sistema Universal de Telecomunicaciones Mviles)

que est ligado con el estndar GSM. WCDMA incrementa las tasas de transmisin de

datos, forma parte de las tecnologas de espectro ensanchado (Spread Spectrum) la cual

expande la seal sobre un ancho de banda de 5 MHz (Figura 2.1), teniendo la capacidad de

portar voz y datos simultneamente.

Algunas de las caractersticas de WCDMA son:

Emplea acceso mltiple por divisin de cdigo de secuencia directa de banda ancha

(DS-CDMA), donde la informacin del usuario se dispersa sobre un ancho de banda

mayor para transmitir, ofreciendo tasas de transmisin de hasta 2 Mbps.

Los datos transmitidos son dispersados usando un cdigo el cual se efecta a una

tasa de 3.84 Mchips.

Soporta dos modos de operacin FDD y TDD. El modo FDD utiliza portadoras de

5 MHz, en las bandas de 2110 MHz 2170 MHz en el enlace de bajada y

1920 MHz -1980 MHz en el enlace de subida. TDD utiliza una sola portadora para

ambos enlaces, las bandas de frecuencia que utiliza son de 1900 MHz - 1920 MHz y

2010 MHz 2025 MHz.

Opera en modo asncrono.

Emplea deteccin coherente en ambos enlaces, por medio de un canal piloto [2].

Figura 2.1 Ancho de Banda de WCDMA.


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2.2 3GPP (3rd GENERATION PARTNERSHIP PROJECT; ASOCIACIN

DE PROYECTOS DE 3 GENERACIN)

El 3GPP es un organismo de normalizacin mundial de las redes de tercera generacin,

conformada por varias organizaciones de estandarizacin internacionales como son: el

ARIB/TTC (Associaton of Radio Industries and Businesses / Telecommunication

Technology Committee), ETSI (European Telecommunicatios Standars Institute), TTA

(Telecommunication Technology Association), T1 (Standarisation Committee T1 -

Telecommunications) y CWTS (China Wireless Telecommunication Standard). El objetivo

del 3GPP es hacer global aplicaciones de telefona mvil de tercera generacin. Figura 2.2.

Los sistemas 3GPP estn basados en la evolucin de los sistemas GSM, actualmente

conocidos como sistemas UMTS. El 3GPP desarrolla especificaciones tcnicas, las cuales

una vez completadas son aprobadas como una tcnica estndar aplicable en cada pas o

regin por las autoridades a cargo.

Figura 2.2 Asociacin de Proyectos de 3 Generacin.

2.3 BANDAS DE OPERACIN

El 3GPP ha creado especificaciones para las bandas de frecuencia en la cual debe de operar

WCDMA (Tabla 2.1). Estas frecuencias se basan en el tipo de enlace ascendente o

descendente, as como la regin del mundo en la cual se encuentre operando.


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Tabla 2.1 Bandas de Frecuencia para WCDMA en Base al 3GPP.

BANDA DE

OPERACIN

NOMBRE

3GPP

ESPECTRO

TOTAL

ENLACE

ASCENDENTE

(MHz)

ENLACE

DESCENDENTE

(MHz)

REGIN

Banda I 2100 2 x 60 MHz 1920 - 1980 2110 - 2170 Banda principal

WCDMA

Banda II 1900 2 x 60 MHz 1850 - 1910 1930 - 1990 Banda PCS

Amrica

Banda III 1800 2 x 75 MHz 1710 - 1785 1805 - 1880 Europa, Asia y

Brasil

Banda IV 1700/2100 2 x 45 MHz 1710 - 1755 2110 - 2155 Nueva banda 3G en

EU y Amrica

Banda V 850 2 x 25 MHz 824 - 849 869 - 894 EU, Amrica y

Asia

Banda VI 800 2 x 10 MHz 830 - 840 875 - 885 Japn

Banda VII 2600 2 x 70 MHz 2500 - 2570 2620 - 2690 Nueva banda 3G

Banda VIII 900 2 x 35 MHz 880 - 915 925 - 960 Europa y Asia

Banda IX 1700 2 x 35 MHz 1750 - 1785 1845 - 1880 Japn

Banda X 1700/2100 2 x 60 MHz 1710 - 1770 2110 - 2170 Extensin banda IV

2.4 MODOS DE OPERACIN

WCDMA cuenta con dos modos de operacin FDD (Frecuency Division Duplex) y TDD

(Time Division Duplex). Estos modos ofrecen plataformas de tercera generacin, de tal

manera que soportan los servicios mviles avanzados. Figura 2.3.

2.4.1 MODO DE OPERACIN TDD

En este mtodo bidireccional, las transmisiones del enlace ascendente y del descendente

son transportadas en la misma banda de frecuencia usando intervalos de tiempo (slots de

trama) de forma sncrona. As las ranuras de tiempo en un canal fsico se asignan para los

flujos de datos de transmisin y de recepcin.


20

2.4.2 MODO DE OPERCIN FDD

Los enlaces de las transmisiones de subida (uplink) y de bajada (downlink) emplean dos

bandas de frecuencia separadas para este mtodo a dos caras. Un par de bandas de

frecuencia con una separacin especificada se asigna para cada enlace. Puesto que diversas

regiones tienen diversos esquemas de asignacin de la frecuencia, la capacidad de

funcionar en modo de FDD o TDD permite la utilizacin eficiente del espectro disponible.

Figura 2.3 Modos de Operacin a) FDD y b) TDD.

2.4.3 ENSANCHADO (SPREADING) Y DESENSANCHADO (DESPREADING)

PARA WCDMA

WCDMA bsicamente funciona de la siguiente manera: los datos a transmitir se

multiplican por un cdigo, el resultado produce una seal de mayor ancho de banda la cual

es de 3.84 MHz, la cual representa el ancho de banda asignado para la transmisin en modo

FDD, a esto se le denomina Spreading.

El receptor capta la seal ensanchada y utiliza el mismo cdigo de transmisin para

sincronizarla, dando como resultado la informacin transmitida ms algunos armnicos de

alta frecuencia que pueden ser filtrados con facilidad, a esto se le denomina Despreading.


21

El Spreading y Despreading son realizados por la estacin base (tambin llamado Nodo B)

y el telfono mvil, la informacin transita en ambos sentidos, desde el telfono hacia el

Nodo B (Uplink) y desde el Nodo B al telfono (Downlink).

2.4.3.1 CDIGO DE ENSANCHAMIENTO (SPREADING CODE)

El cdigo de de ensanchamiento se utiliza para distinguir los datos de cada usuario en el

trayecto en una misma banda de frecuencia, la red asigna el cdigo al usuario antes de la

transmisin de manera que ambos conocen el cdigo y lo utilizan para la separacin de

datos.

Este cdigo de ensanchamiento est compuesto de un cdigo de aleatorio y un cdigo de

canalizacin. Figura 2.4.

Figura 2.4 Ensanchado y Desensanchado de una Seal en WCDMA.


22

2.4.3.2 FACTOR DE ENSANCHAMIENTO

El factor de ensanchamiento es el nmero de chips por cada smbolo utilizado para el

ensanchamiento de la seal. Los factores de ensanchamiento en WCDMA varan desde 4

hasta 256, permitiendo velocidades de smbolos transmitidas entre 960 ksmbolos/s y

15 ksmbolos/s en un solo cdigo. El factor de ensanchamiento se expresa de la forma:

=

(2.1)

2.5 MODULACIN

WCDMA emplea la modulacin QPSK o QAM para el enlace de bajada y BPSK para el

enlace de subida.

2.5.1 QAM (QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION; MODULACIN

POR AMPLITUD EN CUADRATURA)

QAM es una modulacin digital que transporta datos, mediante la modulacin de la seal

portadora de informacin, tanto en la fase como en la amplitud.

La modulacin QAM consiste en modular por desplazamiento en amplitud (ASK,

Amplitude Shift Keying) de forma independiente, dos seales portadoras que tienen la

misma frecuencia pero que estn desfasadas entre s 90. La seal modulada QAM es el

resultado de sumar ambas seales ASK. Estas pueden operar por el mismo canal sin

interferencia mutua porque sus portadoras al tener tal desfase, se dice que estn en

cuadratura [3]. Figura 2.5.


23

Figura 2.5 Constelaciones de las Variantes de QAM.

2.5.2 PSK (PHASE SHIFT KEYING; MODULACIN POR DESVIACIN DE

FASE)

La modulacin PSK es de forma angular, la cual vara la fase de la portadora, cada fase

representa cada smbolo de la seal modulada. Con PSK la seal de entrada es una seal

digital binaria y son posibles un nmero limitado de fases de salida.

2.5.2.1 BPSK (BINARY PHASE SHIFT KEYING; MODULACIN POR

DESVIACIN DE FASE BINARIA)

Consta de la modulacin de desplazamiento de fase de 2 smbolos, con un bit de

informacin cada uno (Figura 2.6). Los smbolos tienen un valor de salto de fase de 0 para

el 1 y 180 para el 0, su velocidad de transmisin es ms baja de las modulaciones de fase.

Figura 2.6 Constelacin BPSK.


24

2.5.2.2 QPSK (QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING; MODULACIN POR

DESVIACIN DE FASE CUATERNARIA)

Desplazamiento de fase de 4 smbolos, QPSK puede codificar dos bits por cada smbolo,

desplazados entre s 90. Normalmente se usan valores de salto de fase 45, 135, 225 y

315. Con dos bits, existe cuatro posibles condiciones: 00, 01, 10 y 11. Figura 2.7.

Figura 2.7 Constelacin QPSK.

2.6 ESTRUCTURA DE LA TRAMA

En los enlaces ascendente y descendente la transmisin se encuentra organizada en el

dominio del tiempo en tramas. Una trama tiene una duracin de 10 ms y es dividida en 15

ranuras de tiempo, las cuales hacen 2560 chips/ranura de tiempo.

Dentro de cada ranura hay una estructura multiplexada en tiempo para la seal, en una sola

trama se encuentran los smbolos de datos, la informacin de sealizacin fsica y los

smbolos piloto.


25

Figura 2.8 Estructura de las Transmisiones de Acceso Aleatorio.

Figura 2.9 Estructura de la Trama para las Partes de Control y Datos del Enlace de Subida del PCPCH.

2560 chips

10 ms

DATA

PILOT TFCI FBI TPC

0 1 3 2 . . . 14

Trama de radio de 20 ms

Trama de radio de 10 ms 4096 chips

PREMBULO PREMBULO

PREMBULO PREMBULO

PREMBULO PARTE DEL

MENSAJE

PREMBULO PARTE DEL MENSAJE


26

Figura 2.10 Estructura de la Trama para el Enlace de Bajada DPCH.

2.7 ARQUITECTURA DE LA RED TERRESTRE UMTS

La red UMTS (Universal Mobile Telecommunications System; Sistema Universal de

Telecomunicaciones Mviles) est conformada por los siguientes elementos:

El equipo de usuario, UE (User Equipment) o estacin mvil, que relaciona al

usuario y a la interfaz de radio Uu.

La red de radio de acceso terrestre, UTRAN (UMTS Terrestrial Radio-Access

Network), la cual maneja todas las funciones relacionadas al radio.

La red principal, CN (Core Network), responsable de la conmutacin y ruteo de las

llamadas y conexiones de datos a las redes externas.

La arquitectura general incluye dos interfaces: la interfaz lu que se localiza entre la

UTRAN y la red principal y la interfaz Uu que se encuentra entre la UTRAN y la estacin

mvil. Los protocolos sobre las interfaces Uu y lu son divididos en dos estructuras: en el

plano de usuario y en el plano de control, en la Figura 2.11 se muestra la arquitectura

general UMTS.

RANURA

2560 chips

10 ms

TFCI DATA 2 PILOT

0 1 3 2 . . . 14

DATA 1 TCP

DPDCH DPCCH DPDCH DPCCH


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Figura 2.11 Arquitectura General de un Sistema UMTS.

Tanto el UE como la UTRAN se componen de protocolos basados en las necesidades de la

nueva tecnologa de radio WCDMA, a diferencia de la Red Principal que es basada de la

tecnologa GSM.

Cada uno de los elementos tiene una arquitectura interna que les permite comunicarse

dentro y fuera de ellos. Figura 2.12.

Figura 2.12 Elementos de un Sistema UMTS.


28

2.7.1 CN (CORE NETWORK; RED PRINCIPAL)

La red principal CN es una entidad que cubre todos los elementos de red necesarios para el

control de abonado y la conmutacin, la red principal es dividida en dos dominios:

conmutacin de circuitos y conmutacin de paquetes. Es responsable de cambiar y enrutar

llamadas y conexiones de datos a redes externas.

Maneja los procedimientos especficos de servicio, incluyendo la direccin de movilidad y

el control de llamada. Transporta la informacin del usuario a su destino. La CN incluye

bases de datos usadas para el manejo de la movilidad de direcciones del usuario. Tambin

contiene una gran cantidad de sistemas de conmutacin as como gateways hacia otras

redes, como Internet o la ISDN (Integrated Service Digital Network, Red Digital de

Servicios Integrados).

En la red principal existen cinco entidades las cuales son: el centro de conmutacin mvil

(MSC, Mobile Switching Center), puerta de enlace al centro de conmutacin mvil

(GMSC, Gateway Mobile Switching Center), el registro de locacin (HLR, Home Location

Register), el nodo de apoyo al servidor GPRS (SGSN, Serving GPRS Support Node),

puerta de enlace al nodo de apoyo GPRS (GGSN, Gateway GPRS Support Node).

2.7.1.1 MSC (MOBILE SWITHING CENTER; CENTRO DE CONMUTACIN

MVIL)

Es un nodo de conmutacin que soporta conexiones mediante circuitos conmutados,

tambin tiene que soportar la movilidad del usuario. Si un usuario se cambia de rea

mientras mantiene una conexin, el MSC enva la conexin sobre los RNCs y Nodo B

adecuados al rea de ubicacin del usuario (Handover). El MSC tambin participa en los

mecanismos para la autenticacin del usuario as como la encriptacin de la informacin

del usuario. El MSC es el elemento central de la parte de circuitos conmutados de la CN.

2.7.1.2 GMSC (Gateway MSC)

El GMSC es un centro de conmutacin mvil que se localiza entre las redes externas como

la ISDN y el otro MSC en la red. Su funcin es dirigir las llamadas entrantes al MSC.

Todas las conexiones entrantes y salientes de CS pasan a travs del GMSC.


29

2.7.1.3 HLR (HOME LOCATION REGISTER; REGISTRO DE UBICACIN BASE)

El HLR contiene los datos del usuario, cada perfil de informacin de usuario y las

autorizaciones asociados y sus llaves se almacenan en una base de datos llamada HLR. La

informacin del usuario entra en el HLR cuando este hace una suscripcin y permanece

almacenada mientras la suscripcin se encuentre activa.

2.7.1.4 VLR (VISITOR LOCATION REGISTER; REGISTRO DE UBICACIN DE

VISITANTE)

El VRL es una base de datos similar a HLR, contiene informacin de todos los usuarios

activos en esa rea y almacena una copia local de la informacin de HLR. La informacin

de VLR es dinmica, tan pronto como un usuario cambia su rea de ubicacin, la

informacin es actualizada.

2.7.1.5 SGSN (SERVING GPRS SUPPORT NODE; NODO DE APOYO GPRS PARA

SERVICIO)

El SGSN es el elemento central en la conmutacin de paquetes similar a la de los nodos

MSC y VLR en la parte de conmutacin de circuitos. La posicin actual de un usuario es

almacenada en el SGSN de modo que un paquete de informacin entrante puede ser ruteado

al usuario. El SGSN contiene dos tipos de informacin: de suscriptor y de localidad, este se

conecta a la UTRAN mediante la interfaz LuPs.

2.7.1.6 GGSN (GATEWAY GPRS SUPPORT NODE; NODE DE APOYO GPRS PARA

GATEWAY)

Se encarga de dirigir el trfico saliente, tambin recibe informacin del HLR y del SGSN.

Los Gateways a otras redes de paquetes de datos, como internet, son conectados el GGSN.

Paquetes de datos entrantes son encapsulados en un contendor especial por el GGSN y

enviados al SGSN.


30

2.7.1.7 GR (GPRS REGISTER; REGISTRO GPRS)

La informacin requerida para la operacin de la transmisin por paquetes conmutados es

almacenada en el GR, una base de datos que es parte del HLR. Este incluye, por ejemplo, la

autorizacin para que el usuario acceda a Internet.

2.7.2 UTRAN (TERRESTRIAL RADIO ACCESS NETWORK; RED DE ACCESO

DE RADIO TERRESTRE DE UMTS)

La UTRAN es el sistema de acceso radioelctrico de UMTS [1]. Se encarga de toda la

funcionalidad relacionada con la red principal, consiste de radio controladores de red

(RNC, Radio Network Controllers) y la estacin base, juntas estas dos entidades forman un

subsistema de radio (RNS, Radio Network Subsystem). La principal tarea de la UTRAN es

la de crear y mantener Portadores de Acceso por Radio para comunicacin entre el Equipo

de Usuario y la red principal [4].

Las interfaces internas de la UTRAN son: la interfaz lub y la interfaz lur. La interfaz lub

conecta a la estacin base con el RNC, la interfaz lur es un enlace entre dos RNC. Figura

2.13.

Figura 2.13 Arquitectura General UTRAN.


31

2.7.2.1 RNC (RADIO NETWORK CONTROLLER; CONTROLADOR DE RADIO DE

LA RED)

El controlador de red es el elemento de control de la UTRAN, es el punto de acceso para

todos los servicios, RNC est localizado entre las interfaces lub y lu. El RNC controla una o

ms estaciones base, manejo del trfico de los canales comunes, macrodiversidad,

modificaciones a los conjuntos activos, manejo del trfico de los canales compartidos,

control de potencia y control de admisin.

El RNC es responsable de lo siguiente:

Control de admisin de llamada.

Gestin de los recursos de Radio.

Asignacin de Cdigo.

Control de Potencia.

Handover.

Reubicacin de RNC de servicio.

Cifrado.

Conversin de Protocolo.

Conmutacin ATM.

2.7.2.2 ESTACIN BASE O NODO B

Este nodo corresponde a la BTS (Base Tranceiver Station; Transceptor de la Estacin Base)

en GSM. El Nodo B tiene como tarea fundamental realizar la transmisin y recepcin de la

seal de radio, filtrado de la seal, amplificacin, modulacin y demodulacin de la seal y

ser una interfaz hacia el RNC [5].

La estacin base se localiza entre la interfaz Uu y la interfaz lub, sus principales tareas son:

efectuar la implementacin fsica de la interfaz Uu; la estacin base implementa los canales

fsicos y transfiere la informacin de canales de transporte a los canales fsicos.

Un Nodo B puede atender varias celdas, tambin llamados sectores dependiendo de la

configuracin y tipo de antena. Las configuraciones ms comunes incluyen celda omni

(360), 3 sectores (3 x 120), 6 sectores (3 sectores de 120 de traslape amplio con tres

sectores de diferente frecuencia).


32

Cada clula posee un SC (Scrambling Code; Cdigo de Mezclado), y la estacin mvil

reconoce una clula mediante dos valores: SC (al iniciar sesin en una clula) y el nmero

de identificacin de la clula (para la topologa de la red de radio).

2.7.3 UE (EQUIPO DE USUARIO) O MS (ESTACIN MVIL)

La estacin mvil es la terminal del sistema, esta contiene dos entidades: el equipo mvil

(ME) que es empleado para la comunicacin sobre la interfaz Uu; y el mdulo de identidad

de suscriptor, USIM (UMTS Subscriber Identity Module; Modulo de Identidad del

Abonado a la red UMTS).

La MS es el elemento de red ms visible del sistema UMTS en lo que al usuario final

respecta. Desde el punto de vista de la red, la MS es responsable de aquellas funciones de

comunicacin que son necesarias en el otro extremo de la interfaz de radio, excepto

cualquier solicitud del usuario final. La funcionalidad obligatoria de una MS UMTS se

relaciona principalmente con la interaccin entre la terminal y la red [2].

2.7.4 INTERFACES DEL SISTEMA UMTS

Las interfaces que contiene un sistema UMTS son las siguientes:

Interfaz Uu. Es la interfaz por la cual la estacin mvil tiene acceso a la parte fija del

sistema, y es por lo tanto probablemente la interfaz ms importante en UMTS.

Interfaz lu. Es una interfaz abierta que conecta la red principal con la UTRAN. Puede tener

dos casos diferentes, lu-CS (Circuit Switching) y lu-PS (Packet Switching). La lu-CS

conecta la UTRAN a un centro de conmutacin mvil (MSC). La interfaz lu-CS conecta la

UTRAN al SGSN.

Interfaz lub. Se sitan entre el RNC y la estacin base en la UTRAN. Algunas funciones

que realizan son: dirigir los recursos de transporte, maneja la informacin del sistema,

manejo del trfico de los canales comunes, compartidos y especiales.

Interfaz Lur. Es una interfaz abierta que conecta a dos radio controladores de red, lleva

tanto la informacin de trfico como de sealizacin.


33

2.8 CANALES DE WCDMA

El radio acceso WCDMA asigna el ancho de banda para los usuarios, el ancho de banda

asignado y sus funciones de control se manejan utilizando el trmino canal. Para el

transporte y gestin a travs de la interfaz de aire de distintos tipos de trfico, el 3GPP

define tres canales; teniendo cada canal un papel especfico en el establecimiento y

duracin de las sesiones en las redes de acceso UMTS, canales lgicos, canales de

transporte y canales fsicos.

Los canales lgicos, describen el tipo de informacin que deber transmitirse, los canales

de transporte describen como los canales lgicos se transfieren y los canales fsicos son los

medios de transmisin proporcionando la plataforma de radio a travs de la cual la

informacin es realmente trasferida.

2.8.1 CANALES LGICOS

Los canales lgicos proporcionan servicios de transferencia de datos de la capa MAC. Los

canales lgicos dependiendo del tipo de informacin que transportan, se distinguen en dos

tipos: de control, utilizados para transferir informacin en el plano de control y los de

trfico, utilizados para transferir informacin de usuario.

Los distintos Canales de Control Lgicos son:

BCCH (Broadcast Control Channel; Canal de Control de Difusin). Canal de enlace

de bajada que controla informacin relacionada con la celda que identifica la red.

PCCH (Paging Control Channel; Canal de Control de Bsqueda). Canal utilizado en

el enlace de bajada para la transmisin de informacin de voceo.

CCCH (Common Control Channel; Canal de Control Comn). Canal bidireccional

para la transmisin de informacin de control entre la red y la estacin mvil.

DCCH (Dedicated Control Channel; Canal de Control Dedicado). Canal punto a

punto para la transmisin de informacin de control entre la red y la estacin mvil

[5].


34

Los Canales de Trfico Lgicos son:

DTCH (Dedicated Traffic Channel; Canal de Trfico Dedicado). Dedicado a solo

una estacin mvil, para la transferencia de informacin de usuario.

CTCH (Common Traffic Channel; Canal de Trfico Comn). Canal unidireccional

punto a multipunto utilizado en la trasmisin de informacin de usuario dedicada

para todos o un grupo especfico.

2.8.2 CANALES DE TRANSPORTE

El canal de transporte es unidireccional y cuenta con las caractersticas para transportar los

datos a travs de la interface de aire. Se cuenta con dos tipos de canales de transporte:

canales de trasporte dedicados, los cuales son un recurso especficamente para un solo

usuario y los canales de trasporte comunes, el cual es compartido con todos o un grupo de

usuarios dentro de una clula.

2.8.2.1 CANAL DE TRASPORTE DEDICADO

El DCH (Dedicated Channel; Canal Dedicado) es el nico canal de transporte dedicado.

Este es un canal bidireccional, el cual se encarga de llevar los datos y control de

informacin de las capas superiores, como: voz, video, datos, control de potencia, cambio

rpido de tasa de datos.

2.8.2.2 CANALES DE TRASPORTE COMUN

El canal de transporte comn cuenta con varios canales para desempear una accin

particular, pretendiendo regular la carga del sistema, ya que en ocasiones no todas las

acciones que involucran la transferencia de datos son realizadas al mismo tiempo. Los

canales de transporte comunes son los siguientes:

BCH (Broadcast Channel; Canal de Broadcast). Canal de enlace de bajada el cual se

utiliza para transmitir informacin de una red UTRAN a una clula en particular.


35

FACH (Forward Access Channel; Canal de Acceso de Bajada). Canal de enlace de

bajada, el cual transmite informacin de control a la terminal mvil localizada en

una clula [5].

PCH (Paging Channel; Canal de Voceo). Canal de transporte de enlace de bajada el

cual es transmitido a toda la clula, llevando los datos necesarios para el

procedimiento de voceo.

RACH (Random Access Channel; Canal de Acceso Aleatorio). Canal de transporte

de enlace de subida, el cual es recibido de toda la clula con un riesgo de colisin.

Utilizado para llevar informacin de control desde la estacin mvil hasta la

estacin base.

CPCH (Common Packet Channel; Canal de Paquete Comn). Canal de transporte

de enlace de subida, enva paquetes de informacin a la red, utilizando un

procedimiento ms ordenado para evitar las colisiones producidas por el acceso de

usuarios.

DSCH (Downlink Shared Channel; Canal Compartido de Enlace de Bajada). Canal

de transporte de enlace de bajada el cual es compartido por varios equipos mviles,

el cual transporta informacin del usuario y control.

2.8.3 CANALES FSICOS

Los canales fsicos son el medio que se utiliza para enviar la informacin tanto de control y

de usuario. Se caracterizan por la portadora de frecuencia, los cdigos de scrambling, los

cdigos de canalizacin, el tiempo de inicio y parada de transmisin y en el enlace de

subida.

2.8.3.1 CANAL FISICO PARA EL ENLACE DE SUBIDA

Para la conexin de enlace de subida se cuenta con dos canales dedicados y un canal

comn.


36

DPDCH (Dedicated Physical Data Channel; Canal Fsico de Datos Dedicado). Canal en el

cual se realiza la funcin de la transmisin de los datos de usuario y control de la

informacin.

DPCCH (Dedicate Physical Control Channel; Canal Fsico de Control Dedicado). Canal

que transmite smbolos piloto para la recepcin coherente y transmite bits de sealizacin

para control de potencia [6].

2.8.3.2 CANAL FISICO PARA EL ENLACE DE BAJADA

Este canal cuenta con varios canales para el desempeo de acciones especficas.

DDPCH (Downlink Dedicad Physical Channel; Canal Fsico Dedicado del Enlace

de Bajada). Consta de dos canales dedicados uno para el canal DPDCH y un canal

de control, el cual es el canal fsico de control dedicado, DPCCH. Utiliza el

multiplexaje en tiempo para enviar los datos de usuario provenientes de capas

superiores.

CPICH (Common Pilot Channel; Canal Piloto Comn). Canal que transmite una

portadora que es usada para estimar los parmetros de canal. Es empleado para el

control de potencia, transmisin y deteccin coherente, la estimacin de canal y

medicin de celdas adyacentes, los canales piloto tambin sirven para obtener el

cdigo scrambling de la clula.

PCCPCH (Primary Common Control Physical Channel; Canal Fsico Primario de

Control Comn). Es usado para llevar el canal de Broadcoast (BCH). Se encarga de

llevar informacin de control por toda la celda.

SCCPCH (Secondary Common Control Physical Channel; Canal Fsico Secundario

de Control Comn). Canal que transmite la informacin de los diferentes canales de

transporte, FACH y PCH.

SCH (Synchonization Channel, Canal de Sincronizacin). Canal utilizado por las

estaciones mviles para la bsqueda de clulas, consta de un canal primario y un

canal secundario.


37

PDSCH (Physical Dedicated Shared Channel; Canal Fsico Compartido del Enlace

de Bajada). Tiene como objetivo la trasferencia de paquetes de datos en tiempo no

real.

PRACH (Physical Accesses Chanel; Canal Fsico de Acceso Aleatorio). Canal

usado para transportar el RACH (Random Access Channel) en enlace de subida.

CPCH (Common Packet Channel; Canal Fsico de Paquetes Comunes). Canal de

transporte de enlace de subida, es asignado utilizando el multiplexaje de tiempo, es

usado por varios usuarios y utiliza el control de potencia.

PICH (Paging Indicator Channel; Canal Indicador de Voceo). Canal fsico de

velocidad fija, utiliza un factor de dispersin de 256 bits, que se utiliza para

transportar el indicador de voceo. El PICH est asociado con el SCCPCH [6].

2.9 GSM VS WCDMA

Las diferencias ms importantes entre GSM y WCDMA son los siguientes:

GSM utiliza TDMA como esquema de acceso mltiple, mientras que WCDMA

utiliza CDMA.

GSM fue creado principalmente para aplicaciones de voz. WCDMA soporta voz,

paquetes de datos alta velocidad y aplicaciones multimedia.

La interfaz subyacente de aire de WCDMA es mucho ms sensible al rendimiento y

su operacin comparte muchas ms similitudes con su rival CDMA 2000 el cual es

el predecesor de GSM. Para conseguir la ganancia en desempeo en el nivel de

enlace, sobre la ecualizacin GSM y sobre las tcnicas de salto de frecuencia

(Frecuency Hopping), WCDMA usa la tecnologa de recepcin rake para aumentar

la diversidad.


38

2.10 MULTITRAYECTORIA

La mayora de los sistemas de comunicaciones no operan en entornos de espacio libre, lo

cual provoca que en la propagacin de las ondas de radio tengan mltiples reflexiones,

difracciones y atenuaciones de la energa de la seal. Las cuales son provocadas por los

diversos obstculos como edificios, rboles, montaas, etc., causando el fenmeno de

propagacin por multitrayectoria. Figura 2.14.

El entorno de propagacin entre el transmisor y el receptor cambia de manera continua y

arbitraria. De modo que las ondas llegan de distintas direcciones, mltiples copias, con

atenuaciones y defasadas.

Figura 2.14 Propagacin por Multitrayectoria.

Para disminuir los efectos de la multitrayectoria en un enlace es usado el receptor Rake.

El receptor Rake est conformado por varios receptores levemente retrasados capaces de

rastrear los rpidos cambios de amplitudes y fases provenientes del fenmeno de

desvanecimiento, cada uno de ellos recibe una trayectoria que es decodificada y recuperada.

Las salidas de los diferentes receptores son alineadas en tiempo, en la ltima etapa lleva a

cabo la suma de las trayectorias, con el objeto de tener el mximo provecho de cada una.

Figura 2.15.

El propsito del receptor Rake es mejorar el nivel de la seal recibida, pues las seales que

se propagan a travs de diversas trayectorias tienen diversas atenuaciones.


39

Figura 2.15 Diagrama Receptor RAKE.

2.11 PARMETROS DE DESEMPEO

La cobertura de una red es importante para saber que esperar como usuarios del servicio. Al

igual que en GSM, en WCDMA existen diferentes puntos para una conexin exitosa del

telfono mvil.

Inicio de sesin en la red.

Inicio de una llamada.

Mantener una llamada iniciada.

Llegar a una velocidad de datos especfica en la transmisin de datos.

Si la calidad de recepcin va disminuyendo, los efectos observados son los siguientes.

Disminuye la velocidad de datos.

Desconexin de la llamada en curso (llamada prdida).

No se puede iniciar una nueva llamada.

El equipo est desconectado de la red (desconexin de la red).

El equipo no se puede iniciar sesin en la red.

SEAL DE

ENTRADA

Q

I

TIMING (FINGER ALLOCATION)

Q

I

CORRELACIONADOR

ROTADOR DE FASE

GENERADOR DE CDIGO

ESTIMADOR DE CANAL

ECUALIZADOR DE

RETRASO

FINGER 1

FINGER 2

FINGER 3

FILTRO DE EMPAREJADO

I

Q

COMBINADOR


40

La velocidad de datos de usuario no solo depende de la calidad de recepcin, sino tambin

del nmero de usuarios activos en una clula, si los usuarios tienen derecho a altas

velocidades de datos, entre otros factores. Por lo cual la velocidad de datos disponible no es

un buen indicador de calidad de recepcin y cobertura.

La capacidad de conectarse a la red es un requisito absoluto para utilizar cualquiera de los

servicios que proporciona la red, por lo cual es el indicador ms adecuado para medir la

cobertura de la red. Una vez que el equipo est conectado a la red, se puede iniciar las

llamadas y mantenerse, incluso si temporalmente la calidad de recepcin disminuye an

ms.

Por lo cual, es necesario establecer uno o ms valores de los parmetros tcnicos que

permiten que el equipo pueda iniciar sesin en la red. El acceso a la red son los criterios

adecuados para decidir si una zona tiene cobertura o no.

2.11.1 CPICH (COMMON PILOT CHANNEL; CANAL PILOTO COMN)

El canal CPICH transmite una portadora usada para estimar los parmetros del canal es la

referencia fsica para otros canales. Se emplea para:

Control de potencia.

Transmisin.

Deteccin coherente.

Estimacin de canal.

Medicin de celdas adyacentes.

Obtencin del cdigo de mezclado (Scrambling Code).

La medicin sobre el aire permite determinar el nmero de sectores que estn

transmitiendo en un punto de un rea determinada, as como, conocer la Dominancia del

Piloto (PD, Pilot Dominance), el cual representa la fuerza del piloto ms fuerte comparado

con el siguiente piloto de mayor fuerza en el mismo canal.

La sensibilidad de la mayora de los equipos mviles disponibles en el mercado es de

-80dBm [7].


41

2.11.2 RSCP (RECEIVE SIGNAL CODE POWER; CDIGO DE POTENCIA DE

SEAL RECIBIDA)

RSCP es el valor de la energa de RF con que el mvil percibe al Nodo B despus del

proceso de correlacin/decodificacin, generalmente est dada en dBm. Denota la potencia

medida por un receptor en un canal fsico de comunicaciones en particular. Debe ser

medido para cada cdigo especficamente.

RSCP se utiliza como:

Indicador de la intensidad de la seal.

Criterio de entrega en el control de enlace descendente de energa.

Clculo de prdidas por trayectoria.

Criterio para juzgar la calidad de la recepcin.

La Tabla 2.2 muestra los valores a considerar de RSCP encontrados en pruebas de

laboratorio.

Tabla 2.2 Valores RSCP [8].

RSCP -88dBm Bueno

-95dB RSCP < -88dBm Aceptable

RSCP < -95dBm Malo

2.11.3 Ec/Io (ENERGY CHIP TO INTERFERENCE; RELACIN ENERGA DE

CHIP A INTERFERENCIA)

Ec/Io es la relacin de la energa recibida por chip y el nivel de interferencia, definida

nicamente por el canal piloto, usualmente dada en dB. Se mide antes del

desensanchamiento. En la Tabla 2.3 se muestra los valores de Ec/Io encontrados en pruebas

de laboratorio.

Tabla 2.3 Valores de Ec/Io [8].

Ec/Io -9dB Bueno

-14dB Ec/Io < -9dB Aceptable

Ec/Io < -14dB Malo


42

En una red normalmente el mvil recibe seales mltiples de otras estaciones base, las

cuales transmiten en la misma frecuencia. Por lo cual es posible que aun en una ubicacin

cercana a la estacin base, dependiendo del valor mximo de RSCP, no sea posible una

conexin, debido a los altos niveles de interferencia de una segunda estacin base cercana.

Este efecto se denomina contaminacin piloto.

CAPTULO 3 METOLOGA DEL PROCESO DE LA INFORMACIN

43

CAPTULO 3

3 METODOLOGA DEL PROCESO DE LA INFORMACIN

En este captulo, se presentan las principales caractersticas del equipo de medicin, as

como la configuracin del mismo. El anlisis y metodologa utilizados para llevar a cabo el

procesamiento de los datos obtenidos a travs de las mediciones realizadas en el rea de

estudio, para la obtencin de mapas de cobertura.


44

3.1 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DE MEDICIN

El equipo utilizado para las mediciones de potencia es el Spectrum Master MS2713E que se

muestra en la Figura 3.1, fabricado por Anritsu.

Figura 3.1 Spectrum Master MS2713E, Anritsu.

Algunas de las opciones de medicin que permite el equipo son:

LTE, TD-LTE (20 MHz B/W).

CDMA, EV-DO.

GSM/EDGE.

W-CDMA/HSPA+.

TD-SCDMA/HSPA+.

Fixed, Mobile WiMAX.

ISDB-T, ISDB-T SFN.

DVB-T/H, DVB-T/H SFN.

PIM Analyzer [9].


45

El equipo cuenta con diversas teclas para ejecutar cada una de sus funciones, siendo de uso

fcil al usuario, permitiendo la realizacin de las mediciones. A continuacin se muestra

una vista del panel frontal en la Figura 3.2.

Figura 3.2 Vista del Panel Frontal.

Cuenta con almacenamiento local de tipo USB (Universal Serial Bus; Bus Universal en

Serie) clase A permitiendo guardar las mediciones directamente a una memoria flash USB.

Antes de encender el equipo es necesario colocar una antena que opere en el rango de

frecuencias deseada en el puerto RF In (Radio Frecuency; Radiofrecuencia) mostrado en la

Figura 3.3. En nuestro caso se utiliz una antena omni-direccional que opera en la banda de

frecuencia de 870 a 960 MHz, conectada en el puerto RF In.

En cuanto a la informacin de localizacin de cada medicin puntual se requiere de una

antena GPS (Global Positioning System; Sistema de Posicionamiento Global) conectada en

el puerto designado. Para tener una exactitud en la lectura se requiere de la informacin de

5 satlite

Documents

ANALISIS DE PARAMETROS CPICH RSCP Y Ec-Io.pdf