O&M HOMOLOGACION DE TERMINALES INGENIERIA DE RF

System Name or Standard Country of origin or region it operated in Start Date Country of origin or region it operated in AMPS 1979 trial, 1983 commerical United States, then world wide AURORA-400 1983 Alberta, Canada C-Netz (external link, inGerman) (C-Netz, C-450) Begins '81, upgraded in 1988? Germany, Austria, Portugal, South Africa Comvik (external link) August, 1981 Sweden ETACS (external link) 1987? U.K., now world wide JTACS (external link) June, 1991 Japan NAMPS (Narrowband Advanced Mobile Phone Service) 1993? United States, Israel, ? NMT 450 (Nordic Mobile Telephone) link dead NMT 900 (Nordic Mobile Telephone) 1981 1986 Sweden, Norway, Denmark, Finland, Oman; NMT now exists in 30 countries NTACS/JTACS (external links infra) NTT (external link) NTT Hi Cap (external link) December, 1979 December, 1988 RadioCom (RadioCom2000) (external link), in French November, 1985 France RTMS (Radio Telephone Mobile System) (external link, in Italian) September, 1985 Italy TACS (Total Acess Communications System) (external link) 1985 United Kingdom, Italy, Spain, Austria, Ireland Primera Generación de Sistemas Celulares

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares Group Special Mobile (GSM) fue formado en 1982 por el Conference Europeenne des Postes et des Telecommnications (CEPT). La idea era formar un sistema celular digital pan-Europeo. En 1989 fue estandarizado por el European Telecommunications Standards Institute (ETSI). Los servicios comerciales se iniciaron en 1991.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares Cdma2000 Tecnología de espectro disperso. Fue reservada primeramente para uso militar. Code-Division Multiple Access (CDMA) fue aprobado en 1993 por la Telecommunications Industry Association (TIA). Su uso comercial se inicia en 1995. Llamado cdmaOne. La primera versión de CDAM fue IS-95A, luego se libero IS-95B.

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares En 1990 selecciona el sistema Time Division Multiple Access (TDMA). como el sucesor digital de AMPS. El sistema basado en TDMA usado en Japón es el Pacific Digital Cellular (PDC).

Historia de la Redes Móviles e Inalámbricas: Sistemas Celulares (1G y 2G)

SISTEMAS MÓVILES SISTEMAS MÓVILES 1ª Generación. Analógicos AMPS Advanced Mobile Phone Source. TACS Total Access Communication Systems. NMT Nordic Mobile Telephone. NTT Nipon Telephone and Telecommunications. 2ª Generación. Digitales GSM Global System for Mobile Communications 3ª Generación. Digitales + integración de servicios. UMTS Universal Mobile Telecomunication System

AMPS TACS NTT Otros 1G GSM IS-95 IS-136 y PDC 2G GPRS HSCSD 2.5G IS-95B EDGE 3G 3GPP2 CDMA2000-1XRTT 3GPP CDMA2000-3XRTT W-CDMA TD-SCDMA CDMA2000-1XEV, DV, DO

R Sistema celular Celdas grandes para áreas poco pobladas Celdas pequeñas para áreas de alta densidad de tráfico Celdas grandes para áreas poco pobladas

GEOMETRÍA CELULAR Necesidad de geometrías celulares homogéneas que faciliten la planificación frecuencial y la adaptación del sistema a futuros incrementos de tráfico. Modelos de celdas: hexágonos, cuadrados o triángulos equiláteros ( se desecha la geometría circular porque hace que aparezcan áreas no cubiertas o en caso contrario áreas atendidas por más de una célula). Objetivo: coger una determinada frecuencia y reutilizarla al máximo a una determinada distancia. Una vez determinadas todas las células cocanales más próximas se trata de repetir la misma configuración para otra celda (frecuencia). 7 2 1 3 4 5 6 D D= distancia de reuso CLUSTER : agrupación de celdas en las que se utilizan frecuencias diferentes. Distancia entre clusters. Distancia de reuso. Distancia entre dos celdas que tienen asignadas la misma frecuencia o grupo de frecuencias.

REUSO Y DISTANCIA DE REUSO B C D E F G R 1- Grupos de frecuencias A, B, C,...,G Si hay un total de 210 canales, se asignan sólo 30 canales por celda. 2- Distancia media de reuso: D/R= (3N)^1/2 Distancia de reuso D

El número de celdas del cluster determina la calidad del sistema El número de celdas del cluster determina la calidad del sistema. A mayor número de celdas por cluster mayor CIR, pero también mayor distancia de reuso, lo que se traduce en menor eficiencia espectral. COMPROMISO Se puede aumentar la calidad (CIR) utilizando antenas directivas. Cada celda se divide en 3 o 6 sectores. La SECTORIZACIÓN aumenta la eficiencia pero también el número de traspasos. A B C 2 1 3 4 5 6 7 Sectorización 120º 2 1 3 4 5 6 7 Antenas omnidireccionales

AGRUPACION DE CELDAS, CLUSTER Cluster de 3 celdas Cluster de 4 celdas Cluster de 7 celdas Los puntos negros son radiobases Cobertura irregular real

TIPOS DE INTERFERENCIA ESCENARIO IDEAL Cocanal. Debidas a las señales procedentes de otras estaciones base que tienen asignada la misma frecuencia. Canal Adyacente. Debidas a comunicaciones que tienen asignada una frecuente contigua en el espectro. Interesa evitar el uso de frecuencias adyacentes dentro de una misma celda

CLASIFICACION POR TAMAÑO DE CELDAS

Sistemas de 2G

CDMA

TDMA FDMA

ESPECTRO RADIOELECTRICO ESPECTRO RADIOELÉCTRICO se trata del medio por el cual se transmiten las frecuencias de ondas de radio electromagnéticas que permiten las telecomunicaciones (radio, televisión, Internet, telefonía móvil, televisión digital terrestre, etc.), y son administradas y reguladas por los gobiernos de cada país. La definición precisa del espectro radioeléctrico, tal y como la ha definido la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), organismo especializado de las Nacionees Unidas con sede en Ginebra (Suiza) es: las frecuencias del espectro electromagnético usadas para los servicios de difusión y servicios móviles, de policía, bomberos, radioastronomía, meteorología y fijos.” Este “(…) no es un concepto estático, pues a medida que avanza la tecnología se aumentan (o disminuyen) rangos de frecuencia utilizados en comunicaciones, y corresponde al estado de avance tecnológico.

ESPECTRO RADIOELECTRICO

ESPECTRO RADIOELECTRICO

RADIACION ELECTROMAGNETICA EN LA SALUD PUBLICA

DISTRIBUCION DEL ESPECTRO EN COLOMBIA

DISTRIBUCION DEL ESPECTRO EN COLOMBIA

Canales 128<251 F(n)= 824.2 + 0.2(n-128) Canales 512-810 F(n)=1850.2 + 0.2(n-512)

Parámetros básicos: Ganancia. Indica cómo se envía toda la energía radiada por la antena en una dirección determinada. Una antena es un sistema radiante radia energía electromagnética de forma omnidireccional: radia la misma energía en todas direcciones, es decir, el flujo de energía radiado en cada dirección del espacio es o=Ptx/4. El alcance (cobertura) es idéntico en todas las direcciones, y sólo depende de la potencia suministrada Ptx. directiva enfoca (casi) toda la energía en una dirección, con un alcance que depende de la potencia (Ptx) suministrada en la dirección de apuntamiento. El flujo de energía en la dirección principal es 1=P1/ 4>> Ptx/4, mientras que en otras direcciones es muy inferior a Ptx/4. Alcance (o) Ptx Reflector 3 dB = 2 veces (-3 dB = 1/2 veces) 10 dB = 10 veces (-10 dB=1/10 veces) 20 dB = 100 veces 30 dB = 1000 veces Alcance en dirección principal (1) Ptx

Diagrama, anchos de haz y radiación trasera. El diagrama polar representa el flujo de energía radiada en las direcciones del espacio. Se suele indicar en plano vertical y plano horizontal, y se expresa en dB. El lóbulo principal es la dirección de máxima radiación (máximo flujo). El ancho de haz a 3 dB en un corte de diagrama es el valor angular (en grados) en el que el haz principal cruza el valor de –3 dB (el flujo se reduce a la mitad). También define la cobertura (rango angular en el que la recepción cumple con el estándar de calidad establecido). Los lóbulos secundarios son las direcciones en las que existen máximos relativos de radiación. Los más importantes son los contiguos al principal. En ciertas direcciones son deseables (cuando apuntan al suelo, donde hay gente) y en otras producen interferencias (si apuntan a otra ERB). La radiación trasera es el valor del diagrama en la dirección opuesta al haz principal. Siempre se quiere que sea lo menor posible. DIAGRAMA POLAR -3 dB Lóbulo Trasero 1er lóbulo El ancho de haz vertical es típicamente de 5º a 15º El ancho de haz horizontal es típicamente de 60º o 90º

NULL FILL

Longitud de Onda () fr = Frecuencia en Hz. C = Velocidad de la luz (300.000 Km/seg) fr = Frecuencia en Hz. Indica la relación entre las prestaciones de RF y las dimensiones y tolerancias de la antena. Es decir, el tamaño eléctrico de la antena. Por ejemplo, un reflector de 1 m de diámetro tiene idéntico diagrama y ganancia a 1000 MHz que un reflector de 0,5 m a 2000 MHz.

Diagrama, Ganancia y tamaño de la antena. La Directividad (ganancia sin pérdidas), tamaño y el diagrama de una antena están íntimamente relacionados. Si se fija el valor de ganancia, los anchos de haz y el tamaño están sujetos a restricciones, y si se quiere un diagrama determinado (anchos de haz) para conseguir cierta cobertura, la ganacia y tamaño deben cumplir ciertas condiciones. : Ancho de haz (vertical y horizontal) D: Directividad. A: Area o superficie de la antena.  y : Factores de eficiencia. Siempre son menores de 1 POR LO TANTO: Mucha ganancia  antena grande y haz estrecho Haces estrechos  antena grande y ganancia alta Haz ancho  ganancia baja y antena estrecha Antenas pequeñas para que no se vean  ganancia baja y haces anchos.

Polarización La señal copolar indica la dirección de apuntamiento del campo eléctrico en las direcciones del espacio. Es la señal captada por el receptor, por lo que interesa que toda la energía radiada sea copolar. La señal contrapolar indica la dirección de apuntamiento del campo eléctrico en las direcciones perpendiculares a la copolar. Es energía desperdiciada. Se genera por imperfecciones geométricas básicamente. Antena de (doble) polarización cruzada. Antena de polarización vertical.

VSWR, aislamiento y pérdidas Aislamiento (Pa)=Potencia que se va por el conector contiguo, por derivas. Prad = Potencia radiada Ptx: Pot. transmisor Pr = Potencia reflejada en el conector de entrada

 ,VSWR  Indica la relacion entre potencia reflejada y potencia transmitida: cuantos watts de potencia se vuelven al transmisor y por lo tanto son pérdidas de ganancia. VSWR Veces dB Pérdidas (dB) 2:1 0,333 -9,5 0,5 1.5:1 0,2 -14 0,18 1.4:1 0,1667 -15,7 0,12 1.3:1 0,13 -17,7 0,07 1.1:1 0,048 -26,4 0,01 Siglas de :Voltage Standing Wave Ratio. Indica cual es la relación entre tensión máxima (de pico) y mínima en el cable de entrada.

campo cercano. Hay tres regiones de campo fundamentales: Campo cercano reactivo: Campo cercano radiante: Campo lejano: Antena de 1900 MHz 1400 mm En GSM 1900, hay campo cercano reactivo a distancias inferiores de 25 mm. Criterio de campo cercano reactivo: En GSM1900, el campo cercano radiante se sitúa a distancias inferiores de 25 metros. Es el que interactúa con las antenas próximas y otras estructuras. Criterio de campo cercano radiante D: Mayor dimensión de la antena A distancias superiores de 2D2/, el campo es lejano. Es el importante para el estudio de cobertura.

El reflector puede ser uno o varios palos o una chapa Tipos de antena. Yagui. Yagui a 1.5 GHz radomizada. La antena Yagui es quizá la más usada en el mundo. Consiste en un dipolo excitado, un reflector y un numero de dipolos directores en número que oscila desde 1 a 16, en función de la ganancia deseada. Principales características: Ganancia entre 5 dBi (un director) a 15 dBi (16 directores) Se usa para recepción y enlaces punto a punto en los que se requiere ganancia moderada. Barata La frecuencia máxima de uso es unos 2.000 MHz. Anchos de haz típicos: de 70º a 30º. VSWR típico: <1.5:1 Radiación trasera: de 15 a 20 dB Ancho de banda: 10% El reflector puede ser uno o varios palos o una chapa Dipolo doblado

Tipos de antena. Panel. Valores típicos. FRQ (MHz) 800 / 900 / 1800 / 1900 / UMTS BW H (5º) Hay de 65º , 90º , 105º y 120º BW V(1º) Dependiendo de la ganancia, típicamente: 6,5º / 9º / 14º Longitud (m) (1900 MHz) Dependiendo de la ganancia: 0,6 / 1,4 / 1,7 Ganancia (dBi) (0,5 dBi) Para BW 65º: 13 / 17,5/18,5 Para BW 90º: 11,5 / 16 / 17 VSWR típico : 1.4:1 Nivel de Lóbulos Típico: -18 a –20 Rad. Trasera (dB) BW65º: 25 BW90º : 23 BW105º : 21 BW120º : 19 Polarización Para BW 65º y 90º : V y XP Para BW 105º y 120º : V XPD(dB) (cobertura) Típicamente está entre 10 y 15 dB al borde de cobertura Tilt (electrico) 0 a 8 Aislamiento 30 (si es XP) Los paneles de BW>100º se hacen con una barra delante.

Tipos de antena. Colineal y microceldas. Cobertura omnidireccional (360º) Ganancia de 8 dBi a 11 dBi VSWR típico: 1.3:1 Longitud @199MHz : 1.5 m (11 dBi) Plarización: Lineal vertical Outdoor Microceldas: BW: 60º a80º Ganancia  8 dBi (hay de 2 dBi) Polarización: ±45 o circular (lineal) Indoor o outdoor. VSWR: 1.5:1 Típicamente formadas por un monopolo o un patch. indoor

Para antenas para comunicaciones celulares Para antenas para comunicaciones celulares. No todo lo indicado es generalizable a cualquier tipo de antenas. La longitud de onda define el tamaño eléctrico de la antena. La directividad no es igual a la ganancia. Hay que distinguir entre directividad y Ganancia, ya que ésta última incluye pérdidas Las antenas para celular son casi siempre arrays lineales. Su ganancia y su longitud, y por lo tanto su precio, están íntimamente relacionadas. Los anchos de haz y la ganancia también están íntimamente relacionados. Mayor ganancia implica inexcusablemente haces más estrechos. Dimensiones fisicas mas grandes La antena debe estar caracterizada por medida. Lo más caro y difícil de medir son los diagramas y la ganancia. Otros aspectos claves son la ROE, aislamiento y corrosión. La polarización cruzada debe ser evaluada en ambientes densos

Construcción de una antena celular. Típicamente son arrays verticales formados por 4 a 12 elementos radiantes Conector(es) Reflector Elemento radiante Radomo Distribuidor Cables Radomo Elemento radiante Cables Distribuidores Conector Reflector

Construcción de una antena celular. Evitar uniones de metales disimilares . Producen corrosión salina y PIM. Esto incluye a remaches etc... Distribuidor. Típicamente fabricado sobre substrato de microondas Antena de Polarización Dual +/- 45º Dipolo impreso Cables Reflector. El aluminio es muy resistente mecánicamente y poco sensible a la corrosión, pero es problemático. Mejor otro metal y baño galvánico Antena de Polarización Lineal Vertical

Construcción de una antena celular. Agarres Los agarres sujetan la antena y proporcionan tilt mecánico. Deben ir galvanizados para evitar corrosión y no degradarse en el tiempo. El tilt se indica mediante una escala en el kit de tilt.

HERRAMIENTAS DE PREDICCION ANALISIS DATA SHEET HERRAMIENTAS DE PREDICCION

Separación Horizontal – Antenas Directivas Apertura Horizontal de Antena (°/+-3dB) Separación Mínima Horizontal entre antenas de WCDMA850 Y GSM850 - CDMA850 65±10 1.2 m 90±10 1.5 m

Separación Vertical – Antenas Directivas K = 50 cms

Separación Horizontal - Antenas Omnidireccionales y Antenas Directivas Ganancia de Antena Omnidireccional (dBi) Separación Mínima a antenas de WCDMA de 65° Separación Mínima a antenas de WCDMA de 90° ≤10 3.8 m 4.6 m

Obstrucciones en Área Cercana Montaje de Antenas en Azotea Para evitar obstrucción por parte de los bordes de la azotea se deben tener en cuenta los siguientes valores. Distancia al Borde del Obstáculo (d) Altura Mínima Requerida para 0-1 m 0.5 m 1-10 m 2 m 10-30 m 3 m >30 m 3.5 m

Obstrucciones en Área Cercana Montaje de Antenas en Pared En el caso de antenas instaladas en pared la orientación ideal corresponde a un ángulo perpendicular a la pared En donde no sea posible  mantener esta condición la desviación máxima del ángulo perpendicular no deberá superar los 15°.