ESTUDIO TECNICO PARA LA INTEGRACIÓN DE ANTENAS INTELIGENTES A LA ACTUAL RED CELULAR UMTS EN COLOMBIA ESPECIALIZACION EN SERVICIOS TELEMATICOS E INTERCONEXION DE REDES Presentado por: Ana Catalina Rozo M Camilo Raul Gómez G

INTRODUCCION En los últimos años se ha venido incrementando exponencialmente el uso de los servicios de telefonía móvil de voz y datos. Este proyecto está enfocado en el estudio de las antenas inteligentes como medio de propagación para nuevas tecnologías de comunicaciones  

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El desarrollo tecnológico que tiene Colombia a nivel de comunicaciones celulares está atrasado con respecto a otros países Latinoamericanos, sin embargo después de mucho tiempo de cambios, en este momento la gran mayoría de los usuarios están bajo la cobertura de la red GSM y también UMTS

De acuerdo con lo anterior , se han venido presentado múltiples reclamaciones por parte de los usuarios de telefonía móvil, bien sea por la poca disponibilidad de acceso a la red, o en muchas ocasiones debido a la congestión o por falta de recursos.

Se espera que los operadores de telefonía móvil tengan que realizar variaciones de manera rápida y eficiente a nivel de su estructura interna Con esto se lograría conseguir mayor estabilidad y seguridad en el servicio prestado El subdimensionamiento en la red, ocasiona un mal servicio , genera congestión y perdidas en la señal de comunicación

Es por esto que se planteara un punto de vista para implementar antenas inteligentes sobre la red UMTS que está instalada actualmente a nivel nacional ¿Es posible mejorar la cobertura del servicio celular mediante la implementación de antenas inteligentes a la Red celular UMTS existente en Colombia?

OBJETIVOS Realizar un estudio técnico para la integración de antenas inteligentes a la actual red Celular UMTS en Colombia. Realizar un estudio de la actual red celular, identificando los tipos de antenas utilizados, sus características y modo de funcionamiento Indicar los parámetros de implementación para las antenas inteligentes, de acuerdo a la infraestructura de la red celular del país Plantear un diseño donde se adapten antenas en estaciones base sin tener que cambiar toda la infraestructura de la tecnología existente Demostrar de acuerdo al estudio técnico que las Antenas Inteligentes son más eficientes que las antenas instaladas en el sistema de la red celular existente.

Es una gráfica que representa cómo se comporta la señal CONCEPTOS BASICOS ANTENA Es un elemento que fue diseñado con el propósito de emitir y recibir ondas electromagnéticas PATRON DE RADIACION Es una gráfica que representa cómo se comporta la señal .

Dispersión temporal: consiste en la disipación de la señal debido a las condiciones climáticas Desvanecimiento multitrayectoria: consiste en una segunda señal recibida por el usuario, producto de la reflexión de la señal original Interferencia cocanal: consiste en la interferencia de dos emisoras diferentes en la misma frecuencia

ANTENA INTELIGENTE Posee la capacidad de ajustar su diagrama de radiación de forma predefinida ; básicamente es la combinación de un arreglo de antenas (arrays) con una unidad de Procesamiento Digital de Señales (DSP) que se encarga de la manipulación matemática de una señal para modificarla o mejorarla en algún sentido.

CARACTERISTICAS Reducción de la potencia transmitida A mayor ganancia de la antena permitirá incrementar la sensibilidad de la estación base, por lo que los móviles podrán transmitir con menor potencia Incremento de la zona de cobertura La ganancia es mayor entonces la señal se podrá recibir a una mayor distancia y esto permitirá reducir el número de estaciones base Mejora la seguridad Debido a que la transmisión entre la base y el móvil es direccional, no será posible que un equipo ajeno intercepte la comunicación. Reducción del nivel de interferencia La mejor selectividad espacial de la antena permitirá a la estación base discriminar la señal de usuarios interferentes a favor de la señal del móvil deseado

INTEGRACION DE ANTENAS INTELIGENTES Las antenas en uplink y en dowlink , se conoce como el Rechazo de Interferencia por Filtrado Espacial (Space Filtering Interference Rejection, SFIR) Para el transporte de UMTS, se utilizara un Canal dedicado bidireccional (Dedicated Channel, DCH), el cual transporta datos y señalización

Se utilizaran haces conmutados o plenamente gobernables Arquitectura Se utilizaran haces conmutados o plenamente gobernables Ventaja La formación del haz en el enlace descendente no es limitado, sino que se forma un conjunto de haces y adicionalmente se puede reducir al mínimo la interferencia a la que está expuesta

Se utilizara la técnica de procesamiento y análisis de datos. PRUEBAS Se utilizara la técnica de procesamiento y análisis de datos. Se medirá la tasa de error de bits (BER), lo que se conoce como "mejor" está determinado por el menor BER (tasa de error) de la señal recibida

Adicionalmente para la medición de parámetros establecidos utilizaremos el programa speed test, el cual encontramos gratuito en la red y así mismo , manejamos una sonda Scout del proveedor DINGLICOM he aquí una medición grafica de estos.

RESULTADOS Se toman varias estaciones base , evaluamos la viabilidad de las antenas de haz conmutado, el alcance en el cual se llevó a cabo este procedimiento fue en un radio de 10 KM Para esto tenemos a continuación un diagrama de bloques donde explicamos los componentes de una WBTS

La antena estaría haciendo una barrido se señal continuo a unas posiciones predefinidas .   El system module se encarga del control de las antenas y del envío de la señal hacia el Modulo de RF, el cual a su vez se encarga de modular y demodular la señal y de enviarla hacia el DSP

Distancia al usuario: Variable entre 0 y 1 Km REDUCCION EN LA POTENCIA DE TRANSMISION Frecuencia: 850 MHz Eficiencia: 80% Altura de la antena: 300 m Altura de la persona: 1.6 m Distancia al usuario: Variable entre 0 y 1 Km

Con este estudio lo que se busca es que sirva de referente para una posible implementación de este tipo de red celular Se realiza el estudio de 3 estaciones base las cuales son cercanas y se detallan las ubicaciones de cada una

Medición de Voz sin antenas inteligentes Estación Base Red % Caída de Llamadas %Llamadas Negadas BOG.Aranda UMTS 8.2% 5.6% BOG.Pte Aranda-1 6.5% 4.85 % BOG.Ortezal 7.3% 6.2% Medición de Voz con antenas inteligentes Estación Base Red %Caída de Llamadas %Llamada s Negadas BOG.Aranda UMTS 7.3% 5.1% BOG.Pte Aranda-1 6% 4.0 % BOG.Ortezal 6.8% 5.5%

Medición de Datos sin antenas inteligentes Estación Base Red Latencia Velocidad al subir Datos Velocidad al bajar Datos Tecnología BOG.Aranda UMTS 130ms 540 Kbps 1935 Kbps HSDPA BOG.Pte Aranda-1 132ms 550 Kbps 1950 Kbps BOG.Ortezal 127ms 570 Kbps 1921 Kbps Medición de Datos sin antenas inteligentes Estación Base Red Latencia Velocidad al subir Datos Velocidad al bajar Datos Tecnología BOG.Aranda UMTS 130ms 601 Kbps 2100 Kbps HSDPA BOG.Pte Aranda-1 132ms 610 Kbps 2150 Kbps BOG.Ortezal 127ms 552 Kbps 2050 Kbps

En vista que la ganancia es mayor que en el caso de antenas omnidireccionales o sectorizadas, para igual potencia transmitida la señal se podría recibir a una mayor distancia

CONCLUSIONES Finalmente la alternativa de instalar “Sistemas de Antenas Inteligentes”, propone superar muchos de los obstáculos de la actual telefonía móvil y obtener una mejor prestación del servicio Estamos seguros que estos sistemas de antenas inteligentes son una muy buena solución en las comunicaciones de telefonía móvil, a corto plazo las telecomunicaciones irán poco a poco fortaleciendo su infraestructura con la utilización de esta nueva tecnología

…..GRACIAS…..