GRUPO 3. Técnicas de Acceso Múltiple. Uno de los puntos más importantes en un sistema de comunicaciones es la forma en cómo se acceso al medio de comunicación,

Presentación del tema: "GRUPO 3. Técnicas de Acceso Múltiple. Uno de los puntos más importantes en un sistema de comunicaciones es la forma en cómo se acceso al medio de comunicación,"— Transcripción de la presentación:

1 GRUPO 3

2 Técnicas de Acceso Múltiple. Uno de los puntos más importantes en un sistema de comunicaciones es la forma en cómo se acceso al medio de comunicación, por ello es necesario hacer uso de técnicas de acceso múltiple. Múltiple hace referencia a que muchos usuarios pueden establecer una comunicación simultáneamente. Las siguientes son las principales técnicas de acceso múltiple: FDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia). TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo). CDMA (Acceso Múltiple por División de Códigos). OFDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencias Ortogonales). INTRODUCCION INTRODUCCION

3 ¿Qué es CDMA ? ¿Qué es CDMA ? (CDMA) Acceso Múltiple por división de código es una tecnología celular digital que se utiliza para la comunicación móvil. El estándar CDMA fue diseñado originalmente por Qualcomm en los EE.UU. y se utiliza principalmente en los EE.UU. y porciones de Asia por otras compañías

4 ¿Qué es CDMA ? ¿Qué es CDMA ? Es una técnica que lleva a cabo su acceso múltiple mediante una división asignando a cada usuario un código diferente, de esta manera es posible que múltiples usuarios puedan transmitir de manera simultánea sobre el mismo canal. En este tipo de comunicación digital cada usuario tiene un código pseudoaleatorio el cual es usado para transformar la señal de un usuario en una señal de banda ancha mediante la técnica Spread Spectrum (Espectro Ensanchado).

5 CDMA se basa en la técnica de espectro ensanchado Espectro ensanchadoEspectro ensanchado Tambien llamado propagación del Espectro la idea básica consiste en expandir la información de la señal sobre un ancho de banda mayor para ello dificultar las interferencias y su intercepción

6 Arquitectura de CDMA Ref: http://profesores.fi-b.unam.mx/victor/MTesis_RocioMendozaRosales.pdf FIGURA 1

7 Arquitectura de CDMA Estación móvil (MS): Equipos móviles (ME) Módulos de identidad del subscriptor(SIM)

8 Arquitectura de CDMA Subsistema de estación base (BSS) BTS: Estación de transceptor base Define la célula. Maneja el protocolo de enlace de radio con la estación móvil BSC: Controlador de estación base Gestiona recursos de radio para uno o más BTS. Asignación y desasignación de canales. Control de potencia del transmisor. Control de transferencia

9 Arquitectura de CDMA Subsistema de red MSC: (Mobile Switching Center) Centro de conmutación móvil HLR: (Home Location Register) Inicio Ubicación Registro VLR: (Visitor Location register)Registro de Ubicación del Visitante AuC: (Authentication Center)Centro de autenticación

10 Arquitectura de CDMA MSC Enrutamiento de llamadas Configura, supervisa y libera las llamadas Recopilación de información de facturación Gestión de la movilidad Paging, cancelación de eco Conexión a BSC, otras MSC y otras redes de intercambio local Acceso a HLR y VLR

11 Arquitectura de CDMA HLR Un HLR por operador CDMA Contiene base de datos M permanente de todos los suscriptores de la red Contiene MSRN (número de enrutamiento de estación móvil) Se refiere a cada llamada entrante

12 Arquitectura de CDMA Registro de Ubicación del Visitante (VLR) 1. Base de datos de visitantes temporales 2. Un VLR por MSC Centro de autenticación (AuC) 1. Proporciona seguridad 2. Autenticación y cifrado

13 Arquitectura de CDMA PS-CN proporciona conectividad a Internet. Es el nuevo componente de la arquitectura que agrega la dimensión de conmutación por paquetes por el lado de la red. El Nodo de Servicio de Paquetes (PDSN) es el elemento primario del PSCN que proporciona la interfaz y dirige los paquetes por las rutas de Internet. Puede utilizar el protocolo IP móvil para proporcionar dentro del núcleo de red móvil para los servicios de paquetes de datos. Agente de Origen (HA) y el Agente Externo (FA) se incluyen también en el PS-CN.

14 Arquitectura de CDMA El servidor AAA proporciona Autenticación, Autorización y Funciones de Cuentas para el PSCN. El MSC proporciona conectividad hacia las redes de circuitos conmutados tal como la PSTN. La arquitectura de circuitos conmutados en CDMA2000 es la misma que en IS-95. Losmismos componentes de la arquitectura se utilizan para las llamadas de circuitosconmutados de datos.

15 Canal físico de enlace descendente Canal Piloto : canal piloto es un canal de referencia. Se utiliza la estación móvil para adquirir el tiempo y como una referencia de fase para la demodulación coherente. Es transmitida continuamente por cada estación base en cada frecuencia CDMA activo. Y, cada estación móvil rastrea continuamente esta señal. Sincronización de canal : canal de sincronización lleva una sola, repitiendo el mensaje, lo que le da la información sobre la hora y la configuración del sistema a la estación móvil. Del mismo modo, la estación móvil puede tener la hora del sistema exacto por los medios de sincronización con el código corto.

16 Canal físico de enlace descendente Paging Channel : Tiene como objetivo el envío de páginas, es decir, notificaciones de llamadas entrantes a las estaciones móviles. La estación de base utiliza estas páginas para extraer información de cabecera y mensajes específicos de la estación móvil. Canal de tráfico directo : Son canales de código. Usadas para asignar llamadas, por lo general de voz y tráfico de señalización a los usuarios individuales.

17 Canal físico de enlace Ascendente Canal de Acceso :canal de acceso se utiliza por las estaciones móviles para establecer una comunicación con la estación base o para responder a mensajes de búsqueda de canal. El canal de acceso se utiliza para el intercambio de mensajes de señalización de llamada corta, tales como planos, respuestas a páginas y registros. Canal de Tráfico Inverso: Canal de Tráfico Inverso es utilizado por los usuarios individuales en sus llamadas reales para transmitir tráfico desde una única estación móvil a una o más estaciones base.

18 Modelo OSI y la Arquitectura CDMA Ref: http://profesores.fi-b.unam.mx/victor/MTesis_RocioMendozaRosales.pdf Figura 2

19 CARACTERISTICAS DE LOS CODIGOS Los códigos asignados a los abonados deben ser ortogonales, por ende su autocorrelación entre las secuencias deben ser cero. Solo se obtiene la parte de la señal que le corresponde a el mismo La ortogonalidad limita el numero de secuencias a usar.

20 Códigos Ortogonales Tenemos: Códigos basados en las funciones de Walsh. Codigos OVSF

21 Códigos Ortogonales

22 Códigos basados en las funciones de Walsh. Ejemplo de matriz

23 Códigos Ortogonales Codigos OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor). A medida que se progresa en el árbol crece el número de ramas (en potencias de 2) y el número de chips por rama. ref: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/fajardo_p_d/c apitulo2.pdf

24 Principios básicos de funcionamiento de los sistemas celulares CDMA El funcionamiento de los sistemas CDMA se basa en la utilización de una banda de frecuencia muy superior a la estrictamente necesaria para la transmisión de la información deseada. Ello se consigue mediante la multiplicación de la señal de información con una secuencia pseudoaleatoria de variación mucho más rápida que la señal original, de modo que el resultado es una señal con el espectro de frecuencia ensanchado.

25 Comunicaciones móviles – Monica Gorricho Moreno y Juan Luis Gorricho Moreno En la figura se observa como la señal ensanchada en espectro en emisión es utilizada para modular la señal portadora cosωot para posteriormente emitirla por antena.

26 Problemática de los sistemas CDMA El principio de funcionamiento de los sistemas móviles celulares basado en la técnica de multiplexado CDMA consiste en la utilización de secuencias pseudoaleatorias diferentes para cada comunicación. Estas secuencias pseudoaleatorias tienen unas propiedades que las convierte en útiles para su uso en sistemas celulares, como son: el ensanchamiento plano en espectro que producen sobre la señal original, o la ortogonalidad que existe entre las propias secuencias pseudoaleatorias.

27 Distribución de frecuencia entre celdas Para los sistemas celulares CDMA se pueden utilizar los mismos radiocanales en celdas vecinas, o por el contrario utilizar grupos de radiocanales diferentes como se hace en GSM. Esta es una ventaja de los sistemas CDMA respecto a los sistemas TDMA. En CDMA el multiplexado es en código de forma que la interferencia cocanal se da dentro de la propia celda, ya que las comunicaciones están utilizando el mismo radiocanal.

28 Cobertura Mientras que CDMA y GSM compiten en la cabeza en términos de mayor velocidad de ancho de banda, GSM tiene una cobertura global más completa debido a la itinerancia y los contratos de roaming internacional. Con el tiempo, CDMA ganó a través de TDMA menos avanzado (tiempo de división de acceso múltiple) la tecnología, que se incorporó en GSM más avanzados.

29 Compatibilidad de dispositivos y tarjetas SIM Es muy fácil intercambiar teléfonos en una red GSM frente a CDMA. Esto se debe a que los teléfonos GSM utilizan tarjetas SIM extraíbles para almacenar información sobre el usuario en la red GSM, mientras que los teléfonos CDMA no. En su lugar, las redes CDMA utilizan información del lado del servidor del transportista para verificar el mismo tipo de datos que los teléfonos GSM han almacenado en sus tarjetas SIM.

30 Uso simultaneo de voz y datos La mayoría de las redes CDMA no permiten transmisiones de voz y datos al mismo tiempo. Esta es la razón por la que puede ser bombardeado con correos electrónicos y otras notificaciones de Internet cuando finalice una llamada desde una red CDMA como Verizon. Los datos son básicamente en pausa mientras estás en una llamada telefónica.

31 VENTAJAS Eficiente ancho de banda Altas velocidades de bit Reducido efecto de multitrayectoria Buena protección contra el chuponeo DESVENTAJA Regeneración de la señal mucho mas compleja

32 Diferencia entre GSM y CDMA CDMA y GSM son las dos tecnologías más básicas para telefonía móvil

33 Diferencias en cuanto a los dispositivos Diferencia en las redes 3G Diferencia en las llamadas Diferencia en cuanto a la cobertura conectividad ¿CUÁLES SON LAS DIFERENCIAS ENTRE GSM Y CDMA?

34 Aplicación practica CDMA DataCódigo Usuario 10 00101 Usuario 21 00011 Usuario 31 10000

35 Para el usuario N° 1 Código0 1 0 10 1 0 1 Data0 0 0 00 0 0 0 XOR0 1 0 10 1 0 1 Mensaje ensanchada 0 1 0 1 0 1 0 1 8 chips

36 Para el usuario N° 2 Código0 0 1 10 0 1 1 Data1 1 1 10 0 0 0 XOR1 1 0 00 0 1 1 Mensaje ensanchada 1 1 0 0 0 0 1 1 8 chips

37 Para el usuario N° 3 Código0 0 0 00 0 0 0 Data1 1 1 11 1 1 1 XOR1 1 1 11 1 1 1 Mensaje ensanchada 1 1 1 1 1 1 1 1 8 chips

38 Combinando las 3 señales : 0 Bit+1V 1 Bit-1V Usuario N° 1 0 1 0 1 0 1 0 1 +1V -1V

39 Usuario N° 2 1 1 0 0 0 0 1 1 +1V -1V Usuario N° 3 1 1 1 1 1 1 1 1 +1V -1V

40 Forma de onda completa -1 -3 1 -1 1 -1 -1 -3 +1V 0V -1V -2V -3V

41 Recuperando la Data usuario 1 Forma de onda completa Usuario 1 +1V (0 1 0 1) -1V Multiplicando -1 3 1 1 1 1 -1 3 4/4=1 0 bit4/4=10 bit -1 -3 1 -1 1 -1 -1 -3 +1V 0V -1V -2V -3V

42 Recuperando la Data usuario 2 Forma de onda completa Usuario 2 +1V (0 0 1 1) -1V Multiplicando -1 -3 -1 1 1 -1 1 3 -4/4=-1 1 bit4/4=10 bit -1 -3 1 -1 1 -1 -1 -3 +1V 0V -1V -2V -3V

43 Recuperando la Data usuario 3 Forma de onda completa Usuario 3 +1V (0 0 0 0) -1V Multiplicando -1 -3 1 -1 1 -1 -1 -3 -4/4= -1 1 bit -4/4= -11 bit -1 -3 1 -1 1 -1 -1 -3 +1V 0V -1V -2V -3V

44 Referencias 1.Comunicaciones móviles Jose Rabanos 2.http://profesores.fi-b.unam.mx/victor/MTesis_RocioMendozaRosales.pdfhttp://profesores.fi-b.unam.mx/victor/MTesis_RocioMendozaRosales.pdf 3.http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11244/fichero/Volumen+1%252F6_CDMA_PRINCIPIOS _BASICOS.pdfhttp://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11244/fichero/Volumen+1%252F6_CDMA_PRINCIPIOS _BASICOS.pdf 4.http://www.3gpp2.org/Public_html/Specs/C.S0001-C_v2.0_040729.pdfhttp://www.3gpp2.org/Public_html/Specs/C.S0001-C_v2.0_040729.pdf 5.http://www.3gpp2.org/Public_html/Specs/C.S0005-A_v6.0.pdfhttp://www.3gpp2.org/Public_html/Specs/C.S0005-A_v6.0.pdf 6.Comunicaciones móviles – Monica Gorricho Moreno y Juan Luis Gorricho Moreno