AMPS (ADVANCED MOBILE PHONES SYSTEM) MOVILES AMPS (ADVANCED MOBILE PHONES SYSTEM) Expositor: Ing. Hugo H. Choque A.

INTRODUCCION Es la comunicación en movimiento entre suscriptores de un o varias operadoras públicas o privadas, tanto fijas como moviles.. Utilizando como medio de transmisión el espectro radioeléctrico. Estas tienen cobertura zonal, es decir un área de cobertura. UMSA - FACTEC

Tipos de servicios móviles Servicio móvil terrestre, Servicio marítimo, Servicio aeronáutico, De los cuales en esta, se vera solamente el servicio móvil terrestre, orientados a servicios públicos y privados. UMSA - FACTEC

Breve historia y progresos de las radio-comunicaciones 1680 Teoria de la composicion de la Luz Blanca Newton 1800 Rayos Infrarrojos y ultravioleta Herschel 1801 Rayos Ultravioleta Ritter 1805 Teoria de la Longitud de Onda de la Luz Tomas Young Teoria de la onda transversal de la luz Fresnel 1831 Realcion, entre luz, electricidad y magnetismo Faraday 1864 Teoría Electromagnética Maxwell 1886 Teoria de Máxwell aplicada Hertz 1897 Radio Marconi UMSA - FACTEC

Antecedentes de la Telefonía Celular El vertiginoso desarrollo de la telefonía celular analógica a partir del año 1970 se debe al desarrollo de: componentes de pequeña escala para unidades portátiles: sintetizadores de frecuencia y elementos de montaje superficial (surface mount devices) circuitos integrados de pequeña escala, Digitales (microprocesadores: no obstante el servicio es análogo, los celulares análogos necesitan una administración multi-usuario, lo cual requiere control digital. También se requiere enviar y decodificar información de registro y validación). Análogos de aplicación específica: detección FSK, etapas de recepción en RF y FI UMSA - FACTEC

Telefonía Celular Analógica. El los años 70`s muchos sistemas celulares fueron desarrollados localmente. Algunos sistemas vigentes aún en estos días son: MCS (NTT`s Mobile Control Station) 1979 NMT (Nordic Mobile Telephone) 1981 AMPS (Advanced Mobile Phone Service) 1983 Debido a la profusión de sistemas, también apareció la necesidad de desarrollar un marco regulatorio para la telefonía móvil. Grupos que regulen las contingencias . Proliferación de estándares de pruebas (ej.: AMPS  TACS) Adaptaciones locales para cada país en banda de frecuencias y espaciamientos entre canales y anchos de banda asignados por canal UMSA - FACTEC

Telefonía Celular Analógica: Variedad de sistemas desarrollados. Nombre NMT450 NMT900 AMPS* TACS* MCS C-NET Fecha de Inicio Frecuencia de bajada (MHz) Frecuencia de subida Modulación de la voz (kHz) BW de canales (kHz) Canales Data de control por canal (kps) Países Suscriptores (millones) 1981 1986 1983 1985 1970 1985 463-467.5 935-960 869-894 935-960** 925-940 461-466 453-457.5 890-915 824-849 890-915 870-885 451-456 FM (4.7) FM (4.7) FM (12) FM (9.5) FM (5.0) FM (4.0) 25/20 25/12.5 30 25 25/12.5 20/10 180/225 1000/2000 832 1000 600/1200 222/444 FSK (1.2) FSK (1.2) FSK(10.0) FSK(8.0) FSK(0.3) FSK(5.28) C/N a BS C/N a BS C/N a BS C/N a BS C/N a BS Prop. Del 14 8 37 21 1 1 2.9 20 3.7 2.0 0.8 * versión de banda-estrecha (NTACS, NAMPS) ** E (extendido) TACS incluido también: de bajada 917-933, de subida 872-888 MHz Parámetros UMSA - FACTEC

Composición de un sistema de radio comunicaciones Básicamente este consta de los siguientes subsistemas: Estaciones Fija (FS) Estaciones Móviles (MS) Equipos de control UMSA - FACTEC

Estaciones Fijas (FS) Estas están compuestas de: Estacion Base (BS) Estacion de Control (CS) Estación Repetidora (RS) UMSA - FACTEC

Estación Base (BS) Es la estación radioeléctrica fija controlada desde una unidad de control que puede ser local o remoto, a través de líneas de enlace físico o radio enlaces. Estas se componen de un transmisor y un receptor, ya sea integrada o separadas. UMSA - FACTEC

Estación de Control (CS) Es una estación fija que tiene la función de controlar las señales de control entre las estaciones móviles, las estaciones base y/o las estaciones repetidoras. Un función más concreta es de controlar el funcionamiento de las estaciones base o las estaciones repetidoras. UMSA - FACTEC

Estaciones Repetidoras (RS) Son estaciones fijas que tiene la función de retransmitir las señales recibidas, principalmente por sus características técnicas y situación estratégica, para permitir una cobertura determinada del sistema. Estas generalmente son estaciones desatendidas y más son operadas por telecontrol. UMSA - FACTEC

Estaciones Móviles (MS) Es una estación radioeléctrica del sistema de servicio móvil prevista para su utilización en movimiento dentro de un área de cobertura, los mismos que pueden tener características de mano, en vehículos u cualquier otro que se encuentre en movimiento. UMSA - FACTEC

Equipos de control (CE) Es el conjunto de equipos de control que gobiernan las estaciones base, estaciones repetidoras, que permiten: la generación, la recepción, localización, identificación, transferencia de llamadas y señalización de llamadas además de la comunicación de datos desde los abonados móviles a cualquier otro abonado fijo o móvil. UMSA - FACTEC

Estructura Básica de un sistema de telefonía celular UMSA - FACTEC

Tipos de información en telefonía móvil Estas son: Voz analogica y digitalizada Datos Señales Alfanumèricas Tonos UMSA - FACTEC

Clasificación de los sistemas de radiocomunicaciones móviles Por la banda de frecuencias utilizadas Bandas de VHF Banda III Banda de UHF Por la modalidad de explotación Simplex Semi duplex Duplex Por el tipos de sistema de control Control Local Control Remoto UMSA - FACTEC

Bandas de Frecuencias Banda VHF (Baja) Banda VHF (Alta) Banda III 30,005 a 47 MHz 68 a 74,8 MHz 75,2 a 87,5 MHz Banda VHF (Alta) 146 a 149,9 MHz 150,05 a 156,7625 MHz 156,8375 a 174 MHz Banda III 223 a 322 MHz 335,4 a 399,9 MHz Banda UHF (Baja) 406,1 a 430 MHz 440 a 470 MHz Banda UHF (Alta) 862 a 960 MHz Banda de 1 a 2 GHz 1429 a 1525 MHz 1670 a 1990 MHz 1700 a 2655 MHz UMSA - FACTEC

Principales características de la radio celular Movilidad Capacidad Reuso de frecuencias Roaming Transmisión de datos UMSA - FACTEC

Movilidad Mientras un usuario este en movimiento puede originar una llamada desde cualquier punto dentro del área de servicio y en cualquier momento. La llamada no debe interrumpirse (esté o no esté en movimiento). Esta característica se basa en el mecanismo de Hand-off o entrega, Este es un proceso de cambio de portadora, su principal objetivo es asignar una nueva frecuencia mientras el usuario se mueve de una célula a otra.El umbral de Hand-off (-95dbm) y el MTX asigna un nuevo canal más fuerte. UMSA - FACTEC

Capacidad La capacidad de canales se mide en base a los canales de voz disponibles por célula, trasladadas a Erlangs. 1 Erlnag = 1 circuito (telefónico) en uso durante 3600 segundos. Otra unidad para medir el tráfico (la intensidad de tráfico) son los CCS (Circuit centum seconds). 1 CCS = 1 circuito en uso durante 100 segundos. Restando los canales de control, 21, el número o la cantidad de canales de voz es igual a 333 - 21 = 312 para el NES y 416 - 21 = 395 para el ES. UMSA - FACTEC

En el plan N=7 la capacidad de canales por célula para el NES = 312/7 = 44 canales de voz por célula. Capacidad de canales por célula para el NES = 35 Erlangs/célula @ 2% GOS; donde GOS = Grado de servicio = 35 x 7 = 245 Erlangs/cluster @ 2% GOS Típicamente hay 30 suscriptores/Erlang. (245 Erlangs/cluster) (30 suscriptores/Erlang) = 7350 suscriptores/cluster UMSA - FACTEC

Reuso de frecuencias Debido a que el número de canales es limitado, los grupos de canales que se forman son reutilizados a intervalos de distancia regulares (D-Distancia de reuso). El mecanismo que gobierna este proceso se conoce como Planeación de frecuencias. Existen varias técnicas de planeación de frecuencias. Una de las más utilizadas es el plan N=7. En este plan todos los canales disponibles son divididos en 21 grupos. la interferencia co-canal es lo que se debe evitar UMSA - FACTEC

Plan de Frecuencias Un "cluster" de 7 células es uno de los planes celulares más comunes y más usados actualmente: Plan de frecuencias N=7 Todos los canales se dividen en grupos. Todos los grupos formados se reparten equitativamente entre un "cluster" de 7 células. UMSA - FACTEC

Todas las llamadas (hacia/desde PSTN, Móvil) ocurren a través del MTX. Diseñar, implementar y mantener este sistema constituye un gran reto e implica conocer: Propagación de RF. Antenas. Planeación de frecuencias. Ingeniería de tráfico. Aprovisionamiento de la radio-base ó sitio de célula (cell site). UMSA - FACTEC

Espectro Expandido En 1989 se asigna una banda adicional de 10 MHz conocida como espectro expandido (ES), también se dividió en: Sistema B Sistema A UMSA - FACTEC

Sistemas o bandas A y B La banda A tiene 25 MHz (20 NES y 5 ES), de los cuales 12.5 MHz lo utiliza para conexión de bajada y 12.5 MHz lo utiliza para una conexión de retorno para el enlace de subida La banda B trabaja bajo el mismo principio, pero en frecuencias distintas UMSA - FACTEC

Asignación de portadoras La NES (10 MHz / 30 kHz) = 333 portadoras La ES (2.5 MHz / 30 kHz) = 83 portadoras Total de 333 + 83 = 416 canales Donde 21 portadoras son de control, paging, administración y 395 de voz. UMSA - FACTEC

Frecuencias de subida y bajada UMSA - FACTEC

Numero de Canales AMPS System Type BW (MHz) Number of Channels A'' ES 1 33 A NES 10 333 B A' 1.5 50 B' 2.5 83 UMSA - FACTEC

Estructura de Celdas UMSA - FACTEC

Plan de frecuencias No 7 UMSA - FACTEC

Plan de frecuencias de reuso direccional UMSA - FACTEC

Distancia entre dos celdas UMSA - FACTEC

Plan de Celdas UMSA - FACTEC

Roaming UMSA - FACTEC

Central de Conmutación Celular UMSA - FACTEC

Proceso de llamadas UMSA - FACTEC

Proceso de Hand off UMSA - FACTEC

Canales de Control y Voz en AMPS UMSA - FACTEC

FDMA UMSA - FACTEC

Proceso de conexión en AMPS UMSA - FACTEC

Modulación FSK para los canales de control con desviación de frecuencia de 8 KHz UMSA - FACTEC

Comparación con TDMA TDMA utiliza las mismas frecuencias que AMPS, de ahí el nombre de Digital AMPS (TDMA norteamericano, IS - 54). El sistema debe diferenciar cuando un canal está siendo utilizado por AMPS o por DAMPS, en este último caso el canal es compartido por 6 usuarios (actualmente por 3). UMSA - FACTEC

AMPS sinónimo de FDM UMSA - FACTEC

Capacidad de TDMA UMSA - FACTEC