Primera Generación Completo (1G)

PRIMERA GENERACIN1G

Ing. Deysi Inca Balseca

Generaciones y estndar para celulares

Son numerosos y normalmente incompatibles deuna generacin a otra.

Los digitales ofrecen mejores caractersticas,manejo de errores, ancho de banda mejorado atravs de compresin, mayor seguridad a travs decifrado y encriptacin, lo mas importante soportancomunicacin de datos mas efectiva.

AMPS (AdvancedMobile PhoneSystem)

En EU por Motorola y AT & T es anloga y opera en labanda entre los 50Mhz y los 800Mhz, soporta 666 canales yen algunas areas 832.

Del total de los canales adjudicados a cada carrier, 21canales son los canales no conversacionales dedicados a ladisposicin de llamada, hand - off, y el colgado de lasllamadas.

Los restantes canales de comunicaciones se dividenen canales de voz de 30 kHz, con una separacin de 45MHzentre los canales de avance(forwar) yretroceso(reverse). AMPS trabaja sobre la base detransmision FDMA y FDD, AMPS no maneja los datos.

Narrowband AMPS (N -AMPS) AMPS de Banda angosta

Fue igualmente desarrollada por Motorola, N-AMPS mejora la utilizacin del sistema anlogoAMPS. LA capacidad del sistema se mejora alpartir cada canal de 30 kHz en tres canales de 10kHz, con esto se triplica la capacidad de AMPS.Muy pocas portadoras de USA usan N-AMPS.

Total Access CommunicationsSystem(TACS) Sistema de Comunicacin de Acceso Total-

TACS es un derivado de APMS, desarrollado para ser usadoen el Reino Unido en la banda de 900 - MHz.

TACS soporta tanto 600 como 1000 canales, cada uno de 25kHz, comparado con los 666/832 canales que soporta AMPS.

Un variado nmero fue desarrollado, incluyendo TACS debanda angosta (NTACS), TACS extendidos (ETACS), ySistema de Comunicaciones de Acceso Total Japons(Japanese Total Access Communications System -JTACS).

TACS hallo aceptacin en muy pocos pases, ha sidoreemplazado en su gran mayora por GSM, y es actualmenteconsiderado obsoleto en Reino Unido.

Nordic Mobile Telephone (NMT) Telfono Mvil Nrdico

Fue desarrollado y puesto en servicio en los iniciosde los aos 80 en pases escandinavos, incluyendoDinamarca, Finlandia

Resumen de la Primera Generacin)

Antecedentes

En la poca predecesora a los telfonos celulares, la gente usaba radio-telfonos en sus vehculos. En el sistema radio-telefnico, exista slouna antena central por cada ciudad, y probablemente 25 canalesdisponibles en la torre.Esta antena central significaba que el telfono en el vehculo requerirauna antena poderosa, lo suficientemente poderosa para transmitir a 50 60 kms de distancia. No muchas personas podan usar los radio-telfonos porque no existan suficientes canales para conectar.

FuncionamientoLa idea del sistema celular es la divisin de la ciudad en pequeas clulas oceldas. Una celda es un rea de cobertura estipulada para receptores otransmisores que pertenecen a la misma estacin base.

Esta idea permite la re-utilizacin de frecuencias a travs de la ciudad, con lo quemiles de personas pueden usar los telfonos al mismo tiempo. La compaadivide la ciudad en celdas. Las celdas son normalmente diseadas comohexgonos, en una gran rejilla de hexgonos.

Cada celda tiene un grupo nico de frecuencias, esto evita que haya colisiones.

Cada celda tiene una estacin base que consiste de una torre y un pequeoedificio que contiene el equipo de radio.

Sistemas CelularesLa estacin central transmite a bajo poder. Los transmisores de bajo poder tienen

dos ventajas:

Las transmisiones de la base central y de los telfonos en la misma celda no salen

de sta. Por lo tanto, cada celda puede re-utilizar las mismas 56 frecuencias a

travs de la ciudad.

El consumo de energa del telfono celular, que generalmente funciona con

bateras, es relativamente bajo.

La tecnologa celular requiere un gran nmero de bases o estaciones en una ciudad

de cualquier tamao. Una ciudad grande puede llegar a tener cientos de torres. Cada

ciudad necesita tener una oficina central la cual maneja todas las conexiones

telefnicas a telfonos convencionales, y controla todas las estaciones de la regin.

Tecnologa Digital

Los sistemas analgicos no utilizan al mximo la seal entreel telfono y la red celular. Las seales analgicas no puedenser comprimidas y manipuladas tan fcilmente como lasseales puramente digitales.Los telfonos digitales convierten la voz en informacinbinaria (ceros y unos), y la comprimen. Esta compresinpermite que entre 3 y 10 llamadas digitales ocupen el mismoespacio que una llamada del sistema analgico.

Tecnologas de Acceso CelularExisten tres tecnologas comnmente usadas para transmitir informacin en las

redes:

Acceso mltiple por divisin de frecuencia (FDMA)

Acceso mltiple por divisin de tiempo (TDMA) Acceso mltiple por divisin de

cdigo (CDMA)

Tcnicas de Multiacceso

FrequencyDivision Multiple Access (FDMA)

Se basa en la separacin en frecuencias delvolumen espectral, el ancho de banda se divideen radiocanales, cada radiocanal se asigna a unusuario en la interfaz radio. (Un solo canal porportadora).



Separa el espectro en distintos canales devoz, al separar el ancho de banda enpedazos (frecuencias) uniformes. Latecnologa FDMA es mayormente utilizadapara la transmisin analgica. Estatecnologa no es recomendada paratransmisiones digitales, aun cuando escapaz de llevar informacin digital.Esta clase de red le da a cada llamada en elcelular una frecuencia diferente. Estatecnologa trabaja en la misma forma quelas estaciones de radio donde cada estacinesta asignada a su propio canal, como elFM 98.6 FM 105.1.



Caractersticas de FDMA

Compatibilidad con modulaciones y seales analgicas y digitales.

Tecnologa madura y experimentada.

Resistencia a las perturbaciones en su variante debanda estrecha.

Adecuado para sistemas de baja/mediana capacidad de trfico.

Complejidad de las estaciones base.

Escasa versatilidad para acomodar distintas aplicaciones o flujosde trfico.

Dificultades para la insercin de la sealizacin asociada a lallamada.

Limitaciones para la mejora de la calidad de la voz.


Time Division Multiple Access (TDMA)

TDMA asigna a los usuarios una mismafrecuencia durante breves intervalos de tiempo, deforma peridica, de manera que aquellas efectantransmisiones simultneas pero discontinuas, en esafrecuencia portadora mediante rfagas o paquetes deinformacin.



Comprime las conversaciones (digitales),y las enva cada una utilizando la seal deradio por un tercio de tiempo solamente.La compresin de la seal de voz esposible debido a que la informacindigital puede ser reducida de tamao porser informacin binaria (unos y ceros).Debido a esta compresin, la tecnologaTDMA tiene tres veces la capacidad deun sistema analgico que utilice el mismonmero de canales.



Caractersticas de TDMA :

Complejidad del Acceso: sincronizacin temporal para evitarcolisiones.

Amplificacin de las estaciones base.

Limitacin tamao de la trama, para evitar altas velocidades.

Retardo en la comunicacin, debido a que latransmisin es discontinua, se necesita usar buffer.

Elevada versatilidad, cambiar intervalos dependiendo de lanecesidad de los usuarios.

Facilidad de sealizacin, ms fcil incluir bits dentro de latrama.

Idoneidad, para media/alta capacidad de trfico debidorendimiento del espectro radioelctrico.


Code Division Multiple Access (CDMA)

CDMAotorga a cada canal la totalidad del volumenespectraldisponible: todo el ancho de banda,tiempoy toda la zonade cobertura de forma que permite latransmisinsimultneade variascomunicacionesqueemplean todos los recursosa la vez. La separacinentre ellas se realiza asignndolesdistintos cdigosdigitales.


CodeDivisionMultiple Access (CDMA)

Es muy diferente a la tecnologa TDMA.La CDMA, despus de digitalizar lainformacin, la transmite a travs de todoel ancho de banda disponible.Varias llamadas son sobrepuestas en elcanal, y cada una tiene un cdigo desecuencia nico.Usando al tecnologa CDMA, es posiblecomprimir entre 8 y 10 llamadas digitalespara que estas ocupen el mismo espacioque ocupara una llamada en el sistemaanalgico.


CodeDivisionMultiple Access (CDMA)

Caractersticas de CDMA:

Requiere que las seales a transmitir y los cdigosde direccin sean digitales.

Es una tcnica intrnsecamente de banda ancha.

Ofrece gran capacidad de trfico.

Requiere estricta sincronizacin y control depotencia delas transmisiones.

En entornos contiguos, pueden utilizarse lasmismas frecuencias, lo cual mejora la calidad detraspaso de una estacin base a otra.

Definiciones

Estaciones mviles

Contienen un transceiver, una antena y circuitera decontrol.

Pueden estar montadas en un vehculo o utilizadascomo una unida porttil.

Se comunican mediante radio con una de lasestaciones base.

Con el proceso de handoff pueden pasar al controlde cualquier nmero de estaciones base durante laduracin de una llamada.

Canal CelularAncho de banda: Bw=30 Khz

Modulacin: analgica, FM

Banda de operacin: 825 - 870 Mhz

Tipo de acceso: FDMA

Ruido de canal Gausiano

Desvanecimiento de Rayleigh

Interferencia: misma seal,

misma frecuencia, otras frecuenciasCanal celular

Tx 870 Mhx

Rx 825 Mhx

Estaciones FijasEstaciones Fijas: Estacin radioelctrica no prevista para suutilizacin en movimiento; entre estas tenemos:

Estacin Base (BS),su movimiento se controla directamentedesde una unidad de control (local o remoto), mediante lneastelefnicas o radioenlaces, caractersticas: sonfuentes/destinatarias de trfico y envan informacinsealizacin.

Estacin de control (CS), utilizada para gobernarautomticamente el funcionamiento de otra estacin de radio enun emplazamiento especfico, para gestionar una BS o repetidora.

Estacin repetidora (RS), estaciones fijas que retransmitenlas seales recibidas, obteniendo una mayor cobertura.

Estaciones Base

Consisten de varios transmisores y receptores quede forma simultanea manejan comunicaciones fullduplex.

Generalmente, tienen torres que soportan variasantenas de transmisin y recepcin.

Sirven de puente entre todos los usuarios mviles dela celda y el MSC.

Conecta al MSC las llamadas simultaneas de losmviles mediante lneas telefnicas o enlaces demicroondas.

Mobile SwitchingCenter (MSC)

Central de Conmutacin Mvil.

Coordina las actividades de todas las estaciones base y conecta todo el sistemacelular a la PSTN.

Hace las conexiones entre estaciones mviles y usuarios fijos de la PSTN.

Conecta las llamadas entre las estaciones mviles.

Un MSC puede conectarse a un MSC remoto, usando la red telefnica o lneasdedicadas y establecer las conexiones entre un usuario mvil local y un usuariomvil remoto.

Un MSC tpico maneja 100.000 abonados y 5.000 conversaciones simultaneas, ymaneja todo lo referente a facturacin y funciones de mantenimiento.

Ajusta la potencia transmitida de los mviles (control de potencia).

Interviene en el handoff cambiando los canales del mvil y la estacin base.

Maneja lo relacionado a facturacin.

En grandes ciudades, un solo carrier puede utilizar varias MSCs

Sistema Celular

BTS Mvil

Fijo

Celda o Clula

MTSO

Central Telefnica

MTSO = Movil Telecomunication Switching Office

( Oficina principal )

MO

MO = MicroOndas

CENTRAL

TELEFONICA

MTSO

-DIVISION DEL AREA TOTAL EN AREAS PEQUEAS (CELULAS)

- CADA CELULA ESTA CONTROLADA POR UNA BASE (CELL SITE)

-TODAS LAS CELLSITE SON CONTROLADAS POR UNA MTSO

-LA MTSO SE INTERCONECTA A UNA CENTRAL TELEFONICA DE TRANSITO

BASE

BASECELL SITE

AREA DE

SERVICIO

CELULA

CELL

SITE

Generalidades sobre el funcionamiento

de un sistema celular

RCM -4- 31

MSBSCBTS

BSS

MSC

UmA A-bis

EIR

AUC

HLR

VLR

NMC

OMC

MSC

RPMT

RTPC

RDSI

VLR

BSC: Controlador de la Estacin Base

BTS: Transceptor de Estacin Base

BSS: Sistema de Estacin Base

MS: Estacin Mvil

MSC: Centro de Conmutacin de Mviles

NMC: Centro de Gestin de Red

OMC: Centro de Operacin y Mantenimiento

AUC: Centro de autenticacin

EIR: Registro de identidad de equipos

HLR: Registro de abonados locales

VLR : Registro de abonados visitantes

RDSI: Red Digital de Servicios Integrados

RPMT: Red Pblica Mvil Terrestre

RPTC: Red Pblica Telefnica Conmutada

SISTEMA MVIL CELULAR 800 MHz

Sistemas Analgicos :

AMPS (Advanced Mobile Phone System)

N-AMPS (Narrow-AMPS)

Sistemas Digitales :

TDMA (IS-54)

CDMA (IS-95)

GSM

BANDA MOVIL BTS

A 824-835; 845-846.5 MHz 869-880; 890-891.5 MHz

B 835-845; 846.5-849 MHz 880-890; 891.5-894 MHz

MVILES CELULARES

890MHz 915MHz

A

935MHz 960MHz

900 MHz

1710MH

z

1785MHz

B

1805MH

z

1880MHz

1800Mhz

824MHz

835MHz

845MHz 869MHz 890MHz

880MHz

Banda A Banda B

800 MHz

Distribucin de Frecuencias 1900 MHz

1850MHz

1865

1870

1885

1890

1895

1910MHz 1930MHz

1945

1950

1965

1970

1975

1990MHz

1910MHz 1930MHz

A D B E F C D

FWA

TECNOLOGA TDD

MVILES CELULARES

GeneralidadesCAI (Common Air Interface)

Define la comunicacin entre la estacin base y los mviles.

Especifica cuatro tipos de canales diferentes:FVC (Forward Voice Channels)

Para transmisin de voz desde la estacin base hacia los mviles.

RVC (Reverse Voice Channels)Para transmisin de voz desde los mviles hacia la estacin base.

FCC (Forward Control Channels) y RCC (Reverse Control Channels)

Responsables por iniciar las llamadas.

Sirven como beaconsque difunden continuamente los pedidos de trfico para todos los mviles en el sistema.

Los forward channels se llaman tambin downlink channels.

Los reverse channels se llaman tambin uplink channels.

CAI (CommonAir Interface)Los canales de control:

Se denominan tambin canales de establecimiento (setup channels).

Estn involucrados solo en el establecimiento de una llamada y en moverla llamada a un canal de voz libre.

Transmiten y reciben mensajes de datos que llevan informacin deiniciacin de la llamada y pedidos de servicio.

Los mensajes de supervisin hacia los mviles facilitan cambios de canaldurante el establecimiento de la llamada y tienen instrucciones para el handoff(los mensajes se envan en este casi por los canales de voz).

Son monitoreados por los mviles cuando no tienen una llamada enprogreso.

Los canales de control se definen y estandarizan sobre toda el reageogrfica cubierta.

Un valor tpico para el nmero de canales de control es el 5% del nmero totalde canales del sistema.

Generalidades

HLR

Son las siglas de "Home Location Register" obase de datos donde se contiene toda lainformacin del usuario pertinente para la provisindel servicio de telefona mvil. Los sistemas de altasy bajas de los operadores actuarn contra estabase de datos para actualizar las caractersticas delservicio de cada cliente. Tambin hay en el HLRinformacin actualizada sobre la situacin actual desus mviles.

Generalidades

VLR

Corresponde a las siglas "Visitor Location Register" obase de datos donde se contiene toda la informacindel usuario necesaria para la provisin delos serviciosdurante la utilizacin de los mismos. El VLR tieneuna copia de parte de los datos del HLR, referidos aaquellos clientes que se han registrado en la zonacontrolada por dicho VLR.

Generalidades

rea de Localizacin

Est formada por un conjunto de celdas, y determinael rea donde se encuentra el mvil y las celdas atravs de las cuales se emitir un mensaje debsqueda para este mvil, en caso de llamadasentrantes al mismo.

HandoversProceso de transferir una llamada en curso entre dos clulas cuando el mvil se desplaza

Cuando la calidad del enlace con la BS actual baja, la comunicacinpasa:

A una nueva clula (inter-cell handover)

A otro canal de la misma BS (intra-cell handover)

Hay varios parmetros que se pueden utilizar para caracterizar lacalidad de los enlaces

RSSI (Received Signal Strength Indicator)

BER (Bit Error Rate)

C/I

Carga (Trfico actual)

Depende de la posibilidad de medida del sistema

Puede no ser suficiente realizar medidas puntuales

Los handovers (HO) deben realizarse de manera automtica, sin la

intervencin directa del usuario

Llevan asociado un incremento de la sealizacin y consumen tiempo

Seleccionar un umbral a partir del cual iniciar el proceso de traspaso

Normalmente se selecciona un valor ligeramente superior al mnimo necesario

para que una comunicacin sea factible: Umbral HO = Umbral RX +

Si es grande: se produciran un nmero elevado (innecesario) de traspasos

Si es pequeo: habra poco tiempo para completar el traspaso antes de

alcanzar el umbral de RX

tiempo

RSSI

Potencia recibida de BS1

Potencia recibida de BS2

Umbral HO

Umbral RX

Tipos de HandoversPuede haber diferentes clasificaciones de los traspasos; la ms habitual

atiende a la entidad que toma la decisin de realizar el HO

Network Controlled HandOff (NCHO)La red es la que tiene la responsabilidad completa en el proceso de traspaso

Tambin se encarga de realizar las medidas para conocer la calidad de los enlaces

Se utiliz en los sistemas celulares de 1 generacin: AMPS, NMT, TACS

Mobile Assisted HandOff (MAHO)

Para reducir la responsabilidad de la red, el mvil se encarga de monitorizar el estado de los enlaces

Envo peridico de la informacin a la red

Se emplea en los sistemas celulares de 2 generacin: GSM, IS-95

Mobile Controlled HandOff (MCHO)El mvil controla completamente el proceso de traspaso

La red puede enviar medidas de calidad a los terminales

Se emplea en sistemas de telefona sin hilos (DECT)

Medidas de rendimientoProbabilidad de bloqueo de nuevas llamadas

Probabilidad de bloqueo de un traspaso

Terminacin anmala de una llamada

Probabilidad de realizar un traspaso

Tasa de cruce de fronteras entre clulas

Tasa de HO por unidad de tiempo

La probabilidad de HO se puede determinar a partir de este parmetro y de la

duracin media de la llamada

Probabilidad de HO no necesarios

Retardo entre el momento en el que se inicializa y se completa el HO

Estrategias en los HandoversHay sistemas que tratan las peticiones de traspaso como si fuera una nuevallamada

En este caso la probabilidad de no aceptar un HO es igual a la de bloqueo denuevas peticiones

Otros sistemas priorizan los HO

Se considera que para el usuario es ms molesto el terminar una llamada demanera abrupta una vez que ha comenzado

Canal de guarda (Guard channel)

Una fraccin de los recursos totales se reserva nicamente para las peticiones de HO

El resto de recursos se emplea tanto para las nuevas llamadas como para los HO

Incrementa la probabilidad de bloqueo de nuevas llamadas

Se puede emplear con esquemas de gestin dinmica de recursos

Encolamiento de traspasos (Queuing of handoffs)

Se mantienen las peticiones en el sistema (cuando no hay recursos) durante cierto

tiempo

Se puede llevar a cabo en el intervalo que va desde el Umbral_HO hasta el Umbral_RX

Proceso de LlamadaEncendido del mvil

Al encender el dispositivo, ste todava no est involucrado en una llamada.

Primero realiza un scan(barrido) del grupo de FCCs para determinar el canal de seal

mas fuerte (de la estacin base).

La estacin base est realizando broadcasts repetitivamente para que los mviles

la monitoreen.

Dentro de una celda hay uno o varios canales de control (del total decanales de

control de todo el sistema, el scan se hace sobre todos los canales del sistema).

Lo tpico es que la estacin base seleccionada sea la mas cercana, pero no

siempre.

Una vez seleccionada la estacin base se realiza un handshake entre la estacin mvil

y el MSC.

Se identifica al mvil y se registra la ubicacin del usuario.

Luego se monitorea el canal de control seleccionado hasta que la seal caiga bajo un

nivel til y se inicia un nuevo proceso de scan.

Durante el handoff, por ejemplo.

Una vez realizado el scan y registro, se procede a esperar por mensajes de paging.

PROCESO DE LLAMADA A UNA MVIL

6

CELL

SITE 1

COBERTURA

CELL SITE

5

7

1

Central

Terminal

Central

Transito

EMX

2

3

ORIGEN DE LLAMADAS

45 33 51

1-MOVIL CANAL DE CONTROL

2- ORIGEN DE LLAMDA

3- INTERCONEXION A EMX

4-EMX ENVIA # A CELL SITES

5-CELL SITES LLAMAN A LA MOVIL POR C.C

6-MOVIL CONTESTA A CELL SITE POR C.C

7-CELL SITES ASIGNA CANAL DE COMUNICACOIN A MOVIL

8-CELL SITE Y EMX SUPERVIZAN LLAMADA

ConceptosMIN (mobile identification number)

Un nmero de 10 dgitos que se deriva del nmero de su telfono.

ESN (Electronic Serial Number)

Es una clave interna del aparato) un nmero de 32 bits programadoen el telfono cuando es fabricado.

SCM (Station Class Mark)

Indica el nivel de potencia mximo para el usuario en particular.Formado por 4 bit, Marca de Clase de Estacin

Proceso de Llamada

Llamada destinada a un mvil del sistema e iniciada por un abonado fijo

El MSC despacha el pedido a ciertas estaciones base del sistema celular.

Las que considere necesarias (o todas) basndose en el nmero (MIN).

Las estaciones base realizan un broadcast del MIN (Mobile Identification

Number) en mensajes de paging (localizacin) usando todos los canales

FCCs asociados a las celdas.

El MIN es el nmero telefnico del abonado y se usa tambin para

facturacin.

El mvil recibe el mensaje de paging enviado por la estacin base (la

estacin base que el mvil est monitoreando), compara con su propio MIN,

y si concuerdan, se identifica usando un RCC.

Proceso de LlamadaLlamada destinada a un mvil del sistema e iniciada por un abonado fijo

El mvil enva:

El MIN (Mobile Identification Number), ESN (Electronic Serial Number),

SCM

La estacin base transmite el acuse de recibo enviado por el mvil al MSC,

informando del intercambio de mensajes (handshake).

El MSC verifica el par (MIN, ESN) e instruye a la estacin base que cambie la

llamada a un canal de voz libre dentro de la celda.

El MSC mantiene una base de datos con informacin de las unidades que se

han reportado como robadas, y usa sus nmeros de serie para bloquear a las

unidades robadas.

Es tpico tener entre 10 y 60 canales de voz y un solo canal de control en

cada estacin base de una celda

Proceso de LlamadaLlamada destinada a un mvil del sistema e iniciada por un abonado fijo

La estacin base indica al mvil que cambie las frecuencias de los canales FVC yRVC, a frecuencias que no estn siendo utilizadas.

Se enva otro mensaje (llamado de alerta) por el FVC para instruir al telfonomvil que timbre, lo que a su vez instruye al usuario que conteste el telfono.

Todo lo descrito ocurre en unos pocos segundos y es imperceptible al usuario.

Mientras la llamada est en progreso

El MSC ajusta la potencia transmitida del mvil y realiza handoffs, si esnecesario.

Handoff consiste en cambiar las estaciones bases y canales de la unidadpara mantener la calidad de la llamada mientras el abonado entre y

sale del rango de cobertura de las estaciones base.

Se aplica sealizacin de control especial a los canales de voz para que elmvil pueda ser controlado por la estacin base y el MSC.

Llamada originada por un mvil del sistema celular a un abonado fijo.

El mvil monitorea los canales de control para determinar si puedetransmitir (si canal tiene actividad).

Chequea el FCC para ver si puede transmitir, cuando no se detectaactividad puede transmitir en el canal de control reversocorrespondiente (RCC).

El mvil enva un pedido de iniciacin de llamada por el RCC, mas:

El MIN (mobile identification number, ESN (Electronic Serial Number)

El par MIN/ESN es una marca nica para su telfono, y as la compaa sabe aquin cobrar la cuenta. Cuando su telfono transmite su par MIN/ESN, es posible"escucharlo" con un escner y capturar el par. Con el equipo adecuado es fcilmodificar un telfono para que contenga el par MIN/ESN, y de esa forma se puedehacer llamadas ilegales

Llamada originada por un mvil del sistema celular a un abonado fijo.

El nmero al que se est llamando.

El SCM (Station Class Mark) que indica el nivel de potencia mximo para el usuario en particular. Formado por 4 bit, Marca de Clase de Estacin

La estacin base de la celda recibe la informacin y la enva al MSC.

La MSC valida el pedido, realiza la conexin al nmero llamado usando la PSTN e instruye a la estacin base y al mvil para que se cambien a un par (FVC, RVC) de canales no utilizados.

Canales para AMPS en USAEste ejemplo ilustra como dividir los canales en subconjuntos y se asignan estos subconjuntos a celdas diferentes para minimizar la interferencia de canales adyacentes.

Nmero de canales de AMPS en USA

Inicialmente operaba con 666 canales duplex (1983).

Numerados del 1 al 666.

En 1989, la FCC asign 10 MHz adicionales, agregando 166 canales.

Numerados del 667 a 799 y 991 a 1023.

Esto explica la extraa posicin de los canales en el espectro de frecuencia y su numeracin.

Actualmente se tiene un total de 832 canales full duplex.

Frecuencias de operacin

Canales reversede 824 a 849 MHz.

Ejemplo: canal 1 en 825.030 MHz.

Canales forward de 869 a 894 MHz.

Ejemplo: canal 1 en 870.030 MHz.

El par de canales simplex destinados a unaconversacin estn separados por 45 MHz.

Se escogi esta separacin para poder tener en losreceptores de las estaciones mviles duplexersaltamente selectivos pero de bajo costo

Canales para AMPS en USA

Para incentivar la competencia, la FCC licenci los canales a dos operadores competidores, cada uno recibi la mitad de los canales

Canales para AMPS en USA

De los 416 canales de cada operador, 395 son canales de voz y 21 son canales de

control.

Bloque A

Voz: 1 a 312

Extendidos: ( 667 a 716) y (991 a 1023)

Control: 313 a 333

Bloque B

Voz: 355 a 666

Extendidos: (717 a 799)

Control: 334 a 354

Los 395 canales de voz se dividen en 21 subconjuntos

Cada subconjunto tiene alrededor de 19 canales.

Ejemplo subconjunto 1A contiene

(1,22,43,64,85,106,127,148,169,190,211,232,253,274,29

5,670,691,712,1003)

La separacin entre canales adyacentes dentro de una

misma celda, dentro de un mismo subconjunto, es de 21

canales.

Canal 313 es de control.

AMPS en USACanales de Control

Los datos en cualquier tipo de canal (FCC, RCC) se transfieren en tramas.

Formato de trama para un RCC

Considerando los overheads, la tasa de transmisin es de unos pocos

cientos de bps.

Ejemplos de mensajes RCC incluyen pedido de inicializacin de

llamadas, repuestas a pagings y otras confirmaciones



Inicia

30 bits para sincronizacin a nivel de bit (0s y 1s alternados).

11 bits para una palabra de sincronizacin (111000100010).

7 bits para el DCC (Digital Color Code).Para distinguir las transmisiones en celdas co-canales.Es un identificador nico de una estacin base y sirve como una direccin de destino para la trama RCC.

Luego se transmiten entre 1 y 6 palabras de datos.Para mejorar la confiabilidad, cada palabra es transmitida 5 veces en la misma trama.Cada palabra es de 48 bits (36 bits dedatos y 12 bits paracontrol de errores).

Se usa una versin simplificada de un cdigo BCH de (n, k, t)= (63,51,5)

Se usa una lgica de mayora para recuperar la palabra en la estacin base.

AMPS en USACanales para AMPS en USA

En un sistema con N=7 (mnimo tamao que provee la suficiente separacin entre celdas co-canal.)

Se tienen 395/7= 57 canales por celda.

Cada celda utiliza 57/19=3 subconjuntos de canales.

Los subconjuntos se asignan de tal manera que cada canal en la celda est separado de los otros canales al menos el espacio equivalente a 7 canales.

Cada celda utiliza los canales de los subconjuntos dados por:

iA + iB + iC, con i es un entero entre 1 y 7

Nota

La filas de canales sombreados en las figuras corresponden a los canales de control

AMPS en USAEl sistema de primera generacin mas comn en Norteamrica fue AMPS(Advanced Mobile Phone Service).

Desarrollado por AT&T Bell Laboratories(a fines de los 70s).

Instalado en Chicago por Ameritecha fines de 1983, cubriendo 2100 millas cuadradas.

Tambin comn en Sudamrica, Australia y China.

Ha sido reemplazado por sistemas de 2G.

Las bandas de frecuencia utilizadas y distribucin de canales fueron presentadasanteriormente.

El nmero de canales es inadecuado para la mayora de mercados.

El primer sistema AMPS utilizaba grandes celdas y antenas omnidireccionales en lasestaciones base.

NAM (Numeric Assignment Module)

Mdulo en memoria solo de lectura.

Contiene el nmero telefnico asignado por el proveedor del servicio y el nmero deserie asignado por el fabricante.

AMPS en USASe utiliza un patrn de reutilizacin N=7 con provisiones para sectorizacin ycell splitting.

SIR(Signal to Interference Ratio)=18 dB para un rendimiento satisfactorio del sistema, obtenido con antenas direccionales de 120 grado

Traffic load in Erlangs


Los datos en cualquier tipo de canal (FCC, RCC) se transfieren entramas.


Considerando los overheads, la tasa de transmisin es de unos pocoscientos de bps.

Ejemplos de mensajes RCC incluyen pedido de inicializacin dellamadas, repuestas a pagings y otras confirmaciones.

AMPS en USA

Canales de Control

Formato de trama para un RCCInicia (prembulo).

30 bits para sincronizacin a nivel de bit (0s y 1s alternados).

11 bits para una palabra de sincronizacin (111000100010).

7 bits para el DCC (Digital Color Code).Para distinguir las transmisiones en celdas co-canales.

Es un identificador nico de una estacin base y sirve como una direccin de destino para la trama RCC.

AMPS en USA

Canales de Control

Luego se transmiten entre 1 y 6 palabras de datos.

Para mejorar la confiabilidad, cada palabra es transmitida 5 veces en la misma trama.

Cada palabra es de 48 bits (36 bits de datos y 12 bits para control de errores).

Se usa una versin simplificada de un cdigo BCH de (n, k, t)= (63,51,5)

Se usa una lgica de mayora para recuperar la palabra en la estacin base

AMPS en USA

Canales de Control

Formato de trama para un FCC

AMPS en USA

Canales de Control


Ejemplos de mensajes FCC: mensajes para pagingsy para asignacin de frecuencias.

Inicia con 21 bits

10 bits para sincronizacin a nivel de bit.

11 bits para una palabra de sincronizacin.



Luego se transmiten 2 palabras de datos.Para mejorar la confiabilidad, cada palabra es transmitida 5 veces enla misma trama.Cada palabra es de 40 bits.

28 bits de datos.12 bits para control de errores (se usa una versin simplificada del cdigoBCH).

Cada trama FCC provee informacin sobre el estado (libre uocupado) de la trama RCC correspondiente, usando bitsbusy/idle.

Se inserta un bit cada 10 bits de la trama (421 bits permiten insertar42 bits).El tamao total de la trama es (421 + 42=463)

AMPS en USA

Canales de Control


El tamao total de la trama es 463 bits, de los cuales 2*28 bits son de datos.

La tasa efectiva es por lo tanto 56(canales que tiene un clster de 7 que tiene 394 canales FDM)/463(Tamao de la trama)*10 kbps = 1.2 kbps.

AMPS Canales Lgicos

AMPS en USA

Mientras los canales de voz estn en uso, tres tcnicas de

sealizacin se usan para mantener supervisin entre la estacin

base y la estacin mvil.

Wideband Data

Los datos se transmiten en modo blank and burst a 10 kbps

La unidad mvil o la estacin base pueden insertar una

rfaga de trfico, deshabilitando la transmisin de voz en

FM (y SAT, que se explica luego) por cerca de 100 ms y

reemplazndola con mensajes codificados con FSK.

Los comandos se usan para intercambiar mensajes urgentes

como:

Cambios de nivel de potencia.

Iniciar Handoffs.

AMPS en USASeales de supervisin

SAT (Supervisory Audio Tone) tone to identify basestation assigned to a call: pure tone at 5970, 6000, or6030 Hz. Transmitted by both mobile and base station todistinguishes between frequency reuse clustersST (Signaling Tone) 10 KHz tone for on/off hooksignalling

Cuando se asigna el par de canales de voz para una estacin mvil, tambin se asignan:

SAT (Supervisory Audio Tone)

VMAC (Voice Mobile Attenuation Code) Para indicar al mvil que transmita a un nivel de potencia dado.

AMPS en USA

Seales de supervisin: SAT (Supervisory Audio Tone)

Se transmite continuamente en FVC y RVC (VOZ) durante una llamada.

Tres frecuencias posibles mayores a las de la banda de audio (5970

Hz, 6000 Hz o 6030 Hz).

Los mviles y las BSs la usan para poder distinguirse entre s, frente a los

usuarios co-canal ubicados en otras celdas.

Se usa una de las frecuencias y se trasmite durante toda la

conversacin.

Un mvil en una celda co-canal, transmitiendo a la misma

frecuencia, tendr una frecuencia de SAT diferente.

AMPS en USASeales de supervisin: SAT (Supervisory Audio Tone)

Una estacin base puede rechazar la seal de una llamada

interferente.

El mvil monitorea el FVC apenas inicia el uso delos canales de

voz, y procede a detectar filtrar y demodular el SAT, para luego

enviar el mismo tono para transmisin continua en el RVC.

Esto completa el lazo y la red est segura de que es el mvil

correcto.

Si el SAT no est presente o sedetecta de forma incorrecta en un

intervalo de 5s, se suspende la transmisin y el MSC reutiliza los

canales

AMPS en USA

Seales de supervisin:

AMPS en USASeales de supervisin

ST (Signaling Tone)

Generado por la unidad mvil.

Uno de los usos:

Es una rfaga de datos a 10 kbps que indica elfin de una llamada indicada por el abonado.

Mensaje de 1s y 0s alternados (10 kHz).

Enviado en el RVC por el mvil por 200 ms.

No wideband

Se alerta a la estacin base de que le abonado ha terminado la llamada.

Cuando un usuario termina una llamada o apaga su unidad (durante una llamada)

AMPS en USA

AMPS Mensajes

ETACS en Europa

European Total Access Communications System

Desarrollado a mediados de los 80s.

Virtualmente idntico a AMPS.Est escalado para ajustarse a 25 kHz (en lugar de 30kHz).

Difiere en la manera de formatear el nmero telefnicode cada abonado (MIN).

Para acomodar los cdigos de pas en Europa.

Para los canales reversos usa el rango 890 MHz a 915MHz.

Para los canales forwardusa el rango 935 MHz a 960MHz

ETACS en Europa

Control de PotenciaSe controla la potencia para reducir la interferencia co-canal.

En la prctica, las estaciones base controlanconstantemente los niveles de potencia de cada mvil.

Se trata de garantizar que cada mvil transmita lapotencia mas pequea necesaria para mantener unenlace de buena calidad en los canales reversos.

Tambin ayuda a prolongar la vida de la batera delmvil y aliviar las preocupaciones respecto a la salud.

Sin embargo, reduce dramticamente el SIR de loscanales reversos.

Control de Potencia

Control de potencia de lazo abierto

Depende solo de la unidad mvil, sin realimentacin de la

BS (la BS no enva mensajes de ajuste a la MS).

Se usa en algunos sistemas Spread Spectrum.La estacin base transmite continuamente una seal denominada

piloto.

El piloto permite que una unidad mvil adquiera la temporizacin y

se usa para el control de potencia.El mvil monitorea el nivel recibido de potencia del piloto y setea la potencia

transmitida en el canal reverso.

Asume que los niveles de los canales forward y reverso estn muy

correlacionadas.

No es tan exacto como el control de lazo cerrado, pero puede

reaccionar de mejor manera a fluctuaciones rpidas en los

niveles de potencia

Control de PotenciaControl de potencia de lazo cerrado

Ajusta el nivel de seal en el canal reverso basado enalguna mtrica del performance del canal reverso.

Nivel de potencia de las seales recibidasValor de SNRBER

La BS realiza la decisin del ajuste de la potencia ycomunica al mvil mediante un comando en el canal decontrol.

Sirve tambin para el control de los niveles de potenciadel canal forward.

El mvil enva las mediciones realizadas a laBS, proveyendoinformacin de la calidad de la seal recibida a la BS

Control de PotenciaEjemplo para GSM (TDMA)

La power classes8 para los canales dela estacin base.

5 clases para las estaciones mviles.

Se realiza los ajustes en ambas direcciones con control de potencia de lazo

cerrado.

Tcnicas para incrementar la capacidad

Cell Splitting

Subdivisin de las celdas

Se subdivide una celda congestionada en celdas maspequeas

Cada celda nueva (microcelda) con su propia estacin baseCon reduccin en altura de la antena

Se usa antenna downtilting para enfocar la energa hacia tierray no al horizonte, limitando el radio de cobertura de las nuevasceldas.

Con reduccin de la potencia de transmisin

La capacidad del sistema celular se incrementadebido a que se incrementa el nmero de veces quese reutilizan los canales.

Se incrementa el nmero de canales por unidad de rea decobertura.


La capacidad se incrementa disminuyendo R peromanteniendo constante la relacin D/R.

No se modifica el esquema de asignacin de canales requeridopara mantener el valor mnimo de Q.

No se ha incrementado el espectro disponible solo se hareescalado el sistema.

Ejemplo:

Si el radio de cada celda se reduce a la mitad (R/2), paracubrir toda el rea se requiere 4 veces mas celdas(Area=pi*radio2) y por lo tanto cuatro veces mas estacionesbase.

En general, una reduccin en el radio en un factor F, reducela cobertura e incrementa el nmero requerido de estacionesbase en F2.


Cell SplittingEn la figura las estaciones base se ubican en las esquinas de las celdas.

Se asume que el rea servida por la estacin base A est saturada contrfico.

La tasa de bloqueo en A es inaceptable.

Tcnicas para incrementar la capacidadCell Splitting

La estacin base original A est ahora rodeada de tres microceldas de radio R/2.

Se han dispuesto de tal manera de preservar el plan de reutilizacin defrecuencias.

As la estacin G de la nueva microcelda se ha ubicado en la mitad delcamino entre las dos estaciones grandes G, utilizando el mismo conjunto defrecuencias.


Cell Splitting

Reduccin de potencia

Para el caso en el que el radio de la nueva celda es R/2.

Se estima la potencia en los lmites de la celda original y la nueva,y deben ser iguales.

Para el caso en que n=4, la potencia debe reducirse en 16 veces, oen 12 dB para mantener el SIR indicado.

La potencia del mvil debe ser tambin reducida.


Cell Splitting

En la prctica, no todas las celdas se subdividen al mismo tiempo.

Es difcil disponer de infraestructura fsica.

Celdas de diferente tamao pueden existir simultneamente.

Debe tenerse extremo cuidado para mantener las distancias mnimasentre las celdas co-canal.

Los canales de las celdas viejas se dividen en dos grupos: uno para elplan de reutilizacin de frecuencias en las celdas pequeas y otro paralas grandes.

Reduce la eficiencia de trunking del sistema.

El sistema puede crecer de forma ordenada.


Cell Splitting

En la prctica, no todas las celdas se subdividen al mismo tiempo.

Se deben considerar aspectos del handoff para manejar trficode usuarios viajando a altas (celdas grandes) y bajasvelocidades.

Las celdas grandes pueden usarse en reas rurales con bajotrfico, mientras las microceldas pueden usarse en las reasurbanas con alto trfico.

Los niveles de potencia no sern uniformes en las estacionesbase.

Tcnicas para incrementar la capacidadOverlaid Cells

Cuando no todas las celdas son subdivididas.

Una alternativa para mantener la distancia co-canal es usar celdas overlaid (dual,recubrimiento).

Se utiliza la infraestructura de la estacin base existente (coexisten).

Los canales de una celda tambin se subdividen en dos grupos.


A medida que las celdas se hacen mas pequeas, la ubicacin de las antenas semueven de los techos de edificios o colinas a los techos de edificios maspequeos o en las paredes de los edificios grandes.

Al hablar de microceldas pueden estar en los postes.

Las microceldas son tiles en las calles de reas congestionadas, o en el interiorde grandes edificios pblicos.

Average delay spread se refiere a la dispersin del retardo debido a losmltiples caminos de la seal (multipath); variacin del retardo entre laprimera versin en llegar y la ltima.


SectorizacinPara incrementar la capacidad otraalternativa es mantener constante R ybuscar mtodos para disminuir D/R.

Se debe reducir la interferenciarelativa, sin disminuir la potenciatransmitida.

En la prctica, el reducir lainterferencia permite disminuir N, loque incrementa la capacidad.

Se puede disminuir la interferenciaco-canal reemplazando una nicaantena omnidireccional en la estacinbase por varias antenas direccionales,cada una radiando en un sectorespecfico.

Tcnicas para incrementar la capacidadSectorizacin

Usando antenas direccionales, una celda dada recibir interferencia de solouna fraccin de las celdas co-canal.

El factor en el que se reduce la interferencia co-canal depende de lacantidad de sectorizacin utilizada.

Una celda normalmente se particiona en tres sectores de 120 grados oseis sectores de 60 grados.

Los canales en una celda en particular se dividen en grupos y se usan en un sector.


SectorizacinAsumiendo N=7, para sectoresde 120 grados, el nmero deceldas interferentes se reduce de6 a 2.

La celda en el centro (amarillo),recibe interferencia solo de 2celdas, las que estn a suizquierda (azul y caf).

Se puede calcular que elSIR=24.2 dB, que es una mejorasignificativa respecto al SIRobtenido con la configuracinomnidireccional (17 dB).En sistemas prcticos se obtienemejoras adicionales en el SIRutilizando downtilting en lasantenas, factible en un esquemasectorial.


SectorizacinEl peor caso de SIR es:

Para N=7 se tiene D/R=4.6, y con ello se obtiene un SIR de24.5 dB.

Con sectorizacin de 60 grados, hay solo una celdainterferente principal a una distancia D, lo que resulta en unSIR de 26.5 dB.


Sectorizacin

Sin sectorizacin se obtiene un SIR de 18 dB con N=7para la opcin omnidireccional, pero se debe recordarque para el peor caso se requiere estrictamente N=12.

Con sectorizacin se obtiene una reduccin en lainterferencia que se traduce en un incremento de lacapacidad en un factor de (12/7=1.714).

En la prctica, la reduccin en la interferencia ofrecidapor sectorizacin permite a los diseadores reducir elvalor de N, y provee grados adicionales de libertad parala asignacin de canales.


Sectorizacin

La penalizacin es:El incremento de antenas en cada estacin base.

El decremento de la eficiencia de trunking.

Provoca prdida de trfico, especialmente en reas urbanas endonde los patrones de las antenas direccionales no son efectivosal considerar los efectos de propagacin.

El incremento de handoffs

Las estaciones base soportan sectorizacin y permiten realizarhandoffs entre sectores dentro de la misma celda, sin laintervencin del MSC.

Con esta observacin no se considera crtico el problema delhandoff.

Tcnicas para incrementar la capacidadMicrocell Zone Concept

El mayor nmero de handoffs requeridos en el esquema sectorizado, representa unamayor carga para los elementos de conmutacin y control del enlace.

Se ha presentado una solucin basada en microceldas para el caso N=7.

Cada una de las tres zonas (representadas

por Tx/Rx ), estn conectadas a una sola

estacin base y comparten el mismo equipo

de radio.

Pueden existir mas de tres zonas.

Las zonas estn conectadas usando cable

coaxial, fibra ptica o microondas.

Las antenas se ubican en los lmites de la

celda y la estacin base puede asignar

cualquier canal a cualquier zona (mejor que

sectorizacin).


Microcell Zone Concept

A medida que un mvil se desplaza de una zona a otradentro de una celda, retiene el mismo canal y no serequiere un handoff en la MSC.

El mvil es atendido por la zona con la seal mas potente, aldesplazarse por la celda.

La estacin base simplemente conmuta el canal a otrazona (no asigna un nuevo canal).

Un canal est activo solo en una zona en un instante dado, loque permite que la radiacin de la estacin base est localizada(solo en el rea de una zona y no en toda la celda) y lainterferencia se reduce.


Microcell Zone ConceptLa estacin base simplemente conmuta el canal a otrazona (no asigna un nuevo canal).

La interferencia se reduce tambin por el hecho que se reemplaza unanica y gran estacin base por varios transmisores de baja potencia.

Se mejora la calidad de la seal y se incrementa la capacidad sindegradacin de la eficiencia de trunking causada por el esquema desectorizacin.

Los canales se distribuyen en tiempo y espacio entre las treszonas y son reutilizadas entre celdas co-canal de la formacomn.

Se enfatiza que el rea de cobertura de la celda no hacambiado.



Recordar que para AMPS en USA, se requiere un SIR=18dB para un performance satisfactorio utilizando FM.

Un sistema de N=7 produce un D/R=4.6 que cumple elrequerimiento.

Para el sistema con zonas:

Dado que la transmisin en cualquier instante est confinada a unzona en particular, y no se realiza en toda la celda original, con unDz/Rz=4.6 puede conseguirse el performance necesario.

Dz es la distancia mnima entre zonas co-canal activas (cualquierade las zonas dentro de una celda puede estar usando un canalparticular a un t dado).

Rz es el radio de la zona.



En la figura:

Cada hexgono individual representa una zona.

Cada grupo de tres hexgonos representa una celda.

Rz es aproximadamente igual al radio de un hexgono.


Microcell Zone ConceptLa capacidad del sistemapor zonas est directamenterelacionada a la distanciaentre celdas co-canal y nozonas pues no se hacambiado la distribucin decanales ni el facto dereutilizacin.

La distancia a considerar es D.El radio de la celda es R.

En la figura se representa unvalor Dz/Rz=4.6; para estevalor, se puede observar dela figura que D/R=3

R=2Rz (aproximadamente).


Microcell Zone ConceptUn D/R=3 corresponde a unN=3.La reduccin de N de 7 a 3implica un incremento de7/3=2.33 en la capacidad.Para el mismo SIR de 18 dB,este sistema provee unincremento significativo en lacapacidad.Se puede demostrar que para elpeor caso el SIR obtenido es de20 dB.

Un margen extra de 2 dB en el peor de los casos.

Trunking y GOS

Trunking/Troncalizacin

Este concepto permite a un gran nmero de usuarioscompartir un nmero relativamente pequeo de canalesen una celda, permitiendo el acceso a cada usuario, bajodemanda, de un pool de canales disponibles.

Cada usuario es asignado un canal durante la llamada, y una vezterminada la llamada, el canal previamente ocupado esinmediatamente retornado al pool de canales disponibles.

Trunking y GOS

Trunking/Troncalizacin

Este concepto explota el comportamiento estadstico delos usuarios de tal manera que un nmero fijo de canaleso circuitos pueden atender a un gran nmero, aleatorio,de usuarios.

Las compaas telefnicas tambin utilizan la teora de trunkingpara determinar el nmero de circuitos telefnicos que debenasignarse a edificios de oficinas con cientos de telfonos.

Hay un compromiso entre el nmero de circuitostelefnicos y la posibilidad de que un usuario particularencuentre que no hay circuitos disponibles durante lahora pico de llamadas.

Trunking y GOSTrunking

En un sistema de radio mvil que emplee trunking, cuando unusuario solicita servicio y todos los canales de radio estn en uso,el usuario es bloqueado (acceso al sistema negado).

En algunos sistemas se puede utilizar una cola para mantener lospedidos de los usuarios hasta que un canal est disponible.

Para el diseo de sistemas de radio que usen trunking se requiereentender la de trunking y la de .

de trunking

Las bases fueron desarrolladas por el matemtico dans A. K.Erlang a fines del siglo 19.

Estudi como poda atenderse una gran poblacin con un nmerolimitado de servidores.

Trunking y GOSde trunking

Las bases fueron desarrolladas por el matemtico

dans A. K. Erlang a fines del siglo 19.Estudi como poda atenderse una gran poblacin con un nmero

limitado de servidores.

Su nombre es la medida de la intensidad de trfico.

Un Erlang representa la cantidad de intensidad de trfico

transportado por un canal que est completamente ocupado ( una

llamada de 1 hora por hora o una llamada de 1 minuto por

minuto).

Un canal de radio que est ocupado por 30 minutos durante una

hora lleva 0.5 Erlangs de trfico.

Trunking y GOS

GOS

Grade of Service (Grado de Servicio)

Es una medida de la habilidad del usuario para acceder aun sistema que usa trunking durante la hora masocupada.

La mas est basada en la demanda del cliente enel periodo de 60 minutos en un da cuando el trfico es mas alto,a largo plazo (durante una semana, mes o ao).

La UIT recomienda encontrar el promedio en los 30 das masocupados del ao.

En USA se reporta que las horas ocupadas para sistemascelulares tpicamente ocurren entre 4 y 6 pm en un jueves oviernes.

Trunking y GOS

GOS

Es la tarea del diseador estimar la capacidad mximarequerida y reservar el nmero de canales adecuados paracumplir con el GOS.

El GOS es tpicamente especificado como laprobabilidad que una llamada sea bloqueada, o laprobabilidad de que una llamada experimente un retardomayor que un tiempo fijo de encolamiento.

AMPS est diseado para un GOS del 2% de bloqueo.

2 de cada 100 llamadas sern bloqueadas debido a la ocupacin delos canales durante la hora mas ocupada.

Trunking y GOS

Ver H, A,

Trunking y GOS

Trunking y GOSEl trfico ofrecido no es necesariamente el trficotransportado por el sistema.

Cuando el trfico excede la capacidad mxima del sistema, eltrafico transportado es limitado por la capacidad limitada (esdecir por el nmero limitado de canales).

El mximo trfico transportado posible es el nmerototal de canales C, expresado en Erlangs.

Tipos de sistemas con trunking que se usanfrecuentemente:

Sin colas para los pedidos de llamadas (blocked calls cleared)

Con colas para los pedidos de llamadas (blocked callsdelayed)

Trunking y GOS

Blocked calls cleared (Llamadas bloqueadas sondescartadas)

Lost calls cleared (LCC)

Se asume que para todo usuario que solicitaservicio:

No se requiere tiempo de establecimiento.

Se concede acceso inmediato a un canal si existe uno libre.

Si no hay canales disponibles, el usuario es bloqueado sinacceso y est en libertad de intentar mas tarde.

M/M/m y conduce a la derivacin de la frmuladenominada Erlang B

Trunking y GOSBlocked calls cleared (Llamadas bloqueadas sondescartadas)

Consideraciones del modelo:El nmero de llegada de pedidos de llamadas estdeterminado por una Distribucin de Poisson.

Hay un nmero infinito de usuarios.

La llegada de las peticiones carecen de memoria.

Todos los usuarios, incluyendo los bloqueados, pueden solicitarun canal en cualquier instante.

Los tiempos entre llegadas, y la duracin de las llamadasestn exponencialmente distribuidos.

Llamadas mas largas son menos probables de ocurrir.

Existe un nmero de canales disponibles en el pool.

Se conoce como una cola M/M/m y conduce a la derivacin de lafrmula denominada Erlang B

Trunking y GOSBlocked calls cleared (Llamadas bloqueadas son descartadas)

La frmula determina la probabilidad que una llamada sebloquee y es una medida del GOS para un sistema contrunking y que no provee colas para las llamadas bloqueadas.

C es el nmero de canalesA es el trfico total ofrecidoValores en el rango [0.01, 0.001] son considerados muy buenos.

Trunking y GOSBlocked calls cleared (Llamadas bloqueadas son descartadas)

Un modelo de trfico tambin debe considerar si se asume que elnmero de usuarios es finito o infinito.

Para el caso infinito se asume una tasa de llegada constante.

La frmula Erlang se usa porque el nmero de usuarios es generalmente mayorque los canales ofrecidos en varios rdenes de magnitud, por lo que asumir infinitosfuentes es razonable.

Es posible establecer un modelo con un nmero finito de usuarios, pero lasexpresiones resultantes son mas complicadas.

La tasa de llegada dependen de cuantos usuarios estn ya participando en unallamada.

Trunking y GOS

Blocked calls cleared (Llamadas bloqueadas son descartadas)

Eficiencia de trunking

Es una medida del nmero de usuarios a los cuales se les puede ofrecerun GOS particular con una configuracin particular de canales fijos.

La forma en la cual los canales se agrupan pueden alterarsustancialmente el nmero de usuarios manejados por el sistema.

En resumen, se pueden deducir dos puntos importantes de la tabla anterior:

Un sistemas de mayor capacidad es mas eficiente que un sistema demenor capacidad para un GOS dado.

Un sistema de mayor capacidad es mas susceptible a un incremento enel trfico.

Trunking y GOS

Blocked calls cleared (Llamadas bloqueadas son descartadas)

Trunking y GOSBlocked calls delayed (Llamadas bloqueadas son retrasadas)

Lost calls delayed (LCD)Se provee una cola para las llamadas que son bloqueadas.

Si no hay un canal disponible inmediatamente, el pedido puede ser diferidohasta que haya un canal disponible.

Su medida de GOS se define como la probabilidad de que una llamadasea bloqueada despus de esperar un periodo de tiempo especificado enla cola.Para encontrar el GOS, primero es necesario encontrar la probabilidadde que a una llamada inicialmente se le niegue acceso al sistema.

La probabilidad de que una llamada no tenga acceso inmediato a un canal estdeterminada por la frmula Erlang C


Si no hay canales disponibles inmediatamente la llamada sufreretardos, y la probabilidad de que una llamada sea obligada aesperar mas de t segundos es:

Calculadoras en lnea, sin costo, estn disponibles en:http://www.erlang.com/calculator/erlb/http://www.erlang.com/calculator/erlc/

Trunking y GOS

Ejemplo

Trunking y GOS

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