CDMA FDMA TDMA

IMPLEMENTACIN DE UNA RED DE TELEFONA MVIL CDMA

http://www.tesis.ufm.edu.gt/fisicc/71459/tesis.htm

JUAN CARLOS SUM ROJAS

DESPLIEGUE DE UNA RED

DE TELEFONA MVIL CDMA

UNIVERSIDAD FRANCISCO MARROQUN FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, INFORMTICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACIN Guatemala, 2002

INDICE

INTRODUCCION

.

1.

1 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



CAPTULO 1 TECNOLOGIAS DISPONIBLES EN TELEFONA MOVIL 1.1. 1.2. 1.3. FDMA TDMA CDMA . .. 3. 4. 7. 9.

CAPTULO 2 CARACTERISTICAS DE CDMA 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. Privacidad Ahorro de Energa de la Batera Fcil planeamiento de frecuencias Alta capacidad Hand-Off mejorado Mejoramiento de la calidad de voz en la llamada .. .. . . . . 13. 16. 17. 18. 19. 21. 21.

CAPTULO 3 PROCESO DE IMPLEMENTACIN DE LA RED 3.1. DISEO 22. 22.

3.1.1. 3.1.2. 3.1.3.

Objetivos de cobertura Diseo preliminar Pruebas e inspecciones de los sitios 3.1.3.1. 3.1.3.2 Inspeccin de sitios Prueba de propagacin

.. ... . ..

22. 24. 28. 28. 29.

3.1.4

Diseo con sitio definitivo .................................................... 3.1.4.1 rea de bsqueda ................................................. Seleccin de candidatos .....................................

30. 31. 32.

3.1.4.23.2

Determinacin del equipo requerido para la instalacin de la red 35.

3.2.1.3.2.2.

MTX ..................................................................................... BSM ....................................................................................

35. 36.

2 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



3.2.3. 3.2.4. 3.2.5. 3.3.

BSC BTS

................................................................................... ...................................................................................

36. 37. 37. 40. 40. 40. 41. 42. 42. 43.

Determinacin de los recursos necesarios ...................

Construccin e instalacin ............................................................... 3.3.1. Proceso de obra civil ............................................................ 3.3.1.1. 3.3.1.2. 3.3.2. Construccin de sitios de celda ........................... Construccin de la central ................................... .................................

Instalacin del equipo de transmisin

3.3.2.1. Instalacin del equipo en los sitios de celda ........... 3.3.2.2. Instalacin del equipo en la central ........................ 3.4. 3.5. 3.6. Puesta en servicio

............................................................................ 45. ....................................................................... 48. 50.

Pruebas de recepcin Anlisis y cambios

............................................................................

Conclusiones y Recomendaciones APENDICE

.................................................

51. 53.

...........................................................................................

BIBLIOGRAFA

3 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



INTRODUCCION

Se ha observado la creciente demanda de los servicios de telecomunicaciones mviles. Para satisfacer esta demanda, muchas empresas se han interesado en desarrollar proyectos de

telecomunicaciones de este tipo. Una de las tendencias en esta rama es personalizar los servicios de telecomunicaciones, afectando principalmente los servicios de telefona mvil.

En el intento de satisfacer la demanda de la tecnologa mvil en un menor tiempo y a un menor costo, muchos veces los proyectos se realizan de forma apresurada sin organizacin real, ni planificacin y sin la implementacin de procesos.

Esto provoca que se obtengan resultados poco favorables, teniendo que afrontar consecuencias negativas y esfuerzos duplicados.

Debido a la mala o escasa implementacin y administracin de los procesos que forman parte del despliegue de proyectos de telefona mvil, los tiempos de complementacin de los procesos se ven afectados negativamente. Las empresas incurren en costos innecesarios, tanto por la necesidad de disponer de los recursos durante el tiempo de holgura del proyecto, como de la red eficiente y rentable funcionando adecuadamente.

Se estar desarrollando en este documento un ejemplo de despligue de una red de telefona mvil, abarcando en l algunos principios de telecomunicaciones y haciendo una comparacin entre los diferentes tipos de tecnologa utilizable en telefona mvil para observar cual sea la tecnologa mas apropiada a utilizar actualmente. Adems se har una discusin acerca de los procesos que conlleva la implementacin de la red de telefona mvil,

4 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



profundizando, mas que todo, en la parte del diseo de la red, ya que este se considera como la base para un sistema de optima calidad.

Se espera que, al terminar de leer este trabajo, el lector pueda obtener una idea mas clara de cmo funciona la tecnologa CDMA y porque es la mejor opcin actualmente para redes de telefona mvil.

Se espera, tambin, que este trabajo pueda ser de utilidad para empresas que quieran integrarse al mercado de telefona mvil, proveyendo una visin clara de los factores que deben de tomarse en cuenta antes de iniciar un proyecto de tal magnitud y durante la realizacin del mismo.

5 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



CAPITULO 1 TECNOLOGAS DISPONIBLES EN TELEFONIA MOVILUna de las primeras actividades que debe de efectuarse en el despliegue de una red de telefona mvil es definir los objetivos generales y especficos para el desarrollo del proyecto.

En este trabajo se tomar como punto de partida la necesidad de proveer un servicio de telefona mvil en determinada ciudad.

Deber de realizarse un estudio de campo para determinar el rea de cobertura y cantidad de usuarios a manejar, para establecer la capacidad con que debe contar el sistema que se despliegue.

Tambin se desea maximizar el rea de cobertura en la ciudad, para dar servicio a la mayor cantidad de usuarios posibles, minimizando los costos y el tiempo ocupado en el desarrollo de cada proceso, favoreciendo as, tanto al proveedor, al cliente y al consumidor final de los servicios de telefona mvil.

Se supondr que despus del estudio realizado se determina una demanda de k usuarios, en donde se observo que para el caso de ms alto trfico, se requiere una capacidad hasta de 450 usuarios simultneos en un rea de 15 km. A partir de aqu es necesario determinar el tipo de tecnologa que se utilizara para satisfacer las necesidades de los K usuarios

1.1.

FDMA

Con esta tecnologa FDMA (Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia) se distribuye el ancho de banda en subcanales de 30 Khz., con un usuario asignado a cada subcanal, segn los estndares norteamericanos.

Usuario 1 30 Khz.

FDMA Usuarios Separados por Frecuencia Usuario 2 Usuario 3 Usuario 4 30 Khz. 30 Khz. 30 Khz.

Usuario 5 30 Khz.

Tabla 1.1 Usuarios separados por frecuencia en FDMA

6 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Se utiliza la banda de celular, que comprende de 824 A 894 Mhz., en la cual existen las bandas A y B. Cada una de estas bandas ocupa 25 Mhz. de ancho de los cuales 12.5 Mhz. se utilizan para proveer la comunicacin de la estacin base al mvil y el resto para la comunicacin de la estacin base al mvil.

Esta banda de 12.5 Mhz., se divide en canales de 30 Khz., para distribuirlos a cada usuario, con lo cual se obtiene un total de 416 canales disponibles para usuarios simultneos.

Ilustracin 1.1 Distribucin de frecuencias en FDMA Para poder tener un mayor nmero de usuarios simultneos debe realizarse el Reuso de Frecuencia, el cual consiste en distribuir las celdas de la manera que se muestra en la grfica, con un patrn hexagonal por celda.

Ilustracin 1. 2 Patrn de reuso de frecuencias en FDMA

El Reuso de Frecuencia, ayuda a resolver problemas de limitada capacidad, debido a que puede incrementar la capacidad de sistemas celulares valindose de la propiedad de propagacin de onda de radio de debilitamiento de la seal en la distancia. Segn la regla de esta propiedad no habr interferencia por parte de otros canales si las frecuencias son reusadas en distancias suficientemente lejanas.

Se utiliza el patrn hexagonal debido a que es la figura geomtrica que nos provee la mayor rea con respecto

7 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



al radio original (2.6 veces el radio original). De este patrn podemos obtener un coeficiente de reuso de 7 celdas. Es decir, que el total de canales disponibles se distribuye en 7 celdas, con lo que pueden volverse a utilizar todos los canales en cada grupo de 7 celdas.

En el ambiente de telefona mvil normalmente se colocan 3 sectores por celda.

Si se dividen los 416

subcanales obtenidos para una banda para FDMA dentro de las 7 celdas, se obtienen una capacidad de 59 subcanales por celda. Al distribuir estos subcanales dentro de los 3 sectores se obtienen aproximadamente 19 usuarios por sector. Es decir, que se puede mantener un numero de 19 llamadas simultaneas por sector,

tericamente. Por lo tanto la capacidad mxima del sistema ser de 59 llamadas multiplicadas por la cantidad de sitios que existan en el sistema, tomando en cuenta el patrn de reuso de frecuencias para esta tecnologa.

Esta cantidad nos indica que la capacidad del sistema utilizando esta tecnologa sera muy limitada para nuestras necesidades. Una de las consecuencias de tener un sistema con una capacidad muy limitada es el

bloqueo de procesamiento de llamadas por falta de asignacin de recursos.

Para evitar estos problemas de bloqueo de llamadas, tendran que desplegarse aproximadamente 8 sitios para satisfacer la capacidad mnima requerida en el caso de ms alto trfico de llamadas. Con estos ocho sitios se tendra una capacidad de 472 llamadas simultneas, pero se ocasionara un costo muy elevado con una rentabilidad muy baja, adems de existir la probabilidad de interferencia entre los dos sitios que tengan las mismas frecuencias asignadas.

Adicionalmente, la seal radiada debe ser lo suficientemente fuerte para anular cualquier tipo de interferencia . Los niveles de interferencia bajos dependen de la separacin fsica y posibles obstrucciones entre celdas.

Otra de las desventajas de esta tecnologa radica en la seguridad. Las llamadas pueden ser interceptadas fcilmente debido a que la comunicacin entre la celda y el mvil se realiza de forma anloga. La seal anloga puede ser interceptada y reproducida, ya que es una seal no codificada. Adems existe alta probabilidad del cruce de llamadas debido al traslape de reas de cobertura de celdas que tienen asignadas las mismas frecuencias.

Por otro lado existen otras tecnologas que podran proveer mayor capacidad para satisfacer nuestras necesidades y proveernos de mayores ventajas, como TDMA Y CDMA.

8 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



1.2.

TDMA

Al igual que en FDMA, en TDMA (Acceso Mltiple por Divisin de Tiempo) se distribuye el ancho de banda en subcanales de 30 Khz., por usuario, con la diferencia que estas frecuencias son dividas en 6 espacios de tiempo cada una. De estos 6 espacios de tiempo se utilizan 3 de ellos para proveer la comunicacin de la estacin base al mvil y los restantes 3 del mvil hacia la estacin base. Con sto se obtiene un total de 3 usuarios por cada subcanal de 30 Khz.

Es decir que, si en FDMA la capacidad de nuestro sistema era de 59 llamadas simultneas por celda multiplicadas por el nmero de celdas, en TDMA obtendremos una cantidad mxima de 59*3=173 llamadas simultneas por celda. As, tenemos en TDMA el triple de capacidad que en FDMA.

Ilustracin 1. 3 Distribucin de Frecuencias en TDMA

TDMA Usuarios separados por frecuencia y por tiempo Usuario 1 Slot 1 Slot 4 Slot 2 30 Khz. Tabla 1.2 Usuarios separados por tiempo en TDMA Usuario 2 Slot 5 Slot 3 Usuario 3 Slot 6

Debido al incremento de la capacidad, existe una menor probabilidad de bloqueo de llamadas y una mayor probabilidad de poder efectuar llamadas. Adicionalmente, provee una transicin amigable entre los sistemas FDMA y TDMA. Es decir que no es necesario desactivar el equipo existente que opera en el rango de frecuencias en que

9 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



operar TDMA.

TDMA es una tecnologa digital, por lo que provee privacidad en la llamada. Antes de transmitir la seal o seales primero debe convertir la informacin anloga de la conversacin en forma digital, modularla y despus transmitirla.

Adems, provee opciones como: Caller ID, Sleep Mode (Modo de ahorro de energa), servicio de mensajes cortos, por el hecho de ser una tecnologa digital, en cuyo canal puede incluirse informacin adicional. Este mismo hecho permite que los aparatos telefnicos sean ms livianos, y que exista una menor susceptibilidad a la distorsin e interferencia de la seal, lo cual implica mejor calidad en la llamada.

A pesar de las ventajas ofrecidas por TDMA, como tecnologa digital, la limitada capacidad con respecto a la demandada sigue siendo un inconveniente. Es necesario acudir a otra tecnologa que provea mayor capacidad.

1.3.

CDMA

Por ser una tecnologa digital, CDMA (Acceso Mltiple por Divisin de Cdigo) al igual que TDMA, provee privacidad en la llamada, mensajes cortos, Sleep Mode (Como se explicara posteriormente). Sin embargo, CDMA utiliza una forma diferente de distribuir las frecuencias. En CDMA se combina todos los usuarios en un mismo canal a la vez.

El sistema CDMA, trabaja permitiendo a todas las seales combinarse e interferirse entre si en el mismo canal. Esto en FDMA Y TDMA provoca interferencia entre llamadas y es de gran desventaja, pero CDMA permite tener a todos los usuarios compartiendo un mismo ancho de banda, lo cual implica una capacidad terica ilimitada. El xito de combinar las seales es debido a que cada seal es codificada, la seal es reconocida por el receptor (segn su cdigo asignado) y el mensaje puede ser descifrado (por medio de la decodificacin de la seal recibida).

CDMA, es una tecnologa que se basa en la tcnica de Spread Spectrum (Espectro Esparcido). Tradicionalmente las dems tecnologas intentan reducir la seal al mnimo ancho de banda requerido para CDMA. CDMA, usa un ancho de banda mas grande, pero usa la ganancia de los procesos resultantes para implementar la

10 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



calidad.

Por ser una tecnologa de espectro esparcido, CDMA provee mayor capacidad en el sistema, codificacin digital y privacidad inherente.

CDMA, divide el espectro en 1.25 Mhz canales de CDMA, soportando mltiples canales de cdigo, los cuales comparten el total de ancho de banda simultneamente. Es decir, que cada usuario tiene a su disposicin el total del ancho de banda y cada seal es reconocida por un cdigo asignado a cada una. capacidad terica ilimitada. Esto nos provee una

Ilustracin 1. 4 Distribucin del rango de frecuencias en CDMA

CDMA Usuarios separados por cdigos digitales Todos los usuarios 1.25 MHz Tabla 1. 3

Cada asignacin es basada en dos tipo de cdigos: WC (Codigos Walsh) y PN (Ruido Pseudo Aleatorio).

Para obtener una mejor idea de cmo trabaja CDMA, se hace la siguiente analoga. Imaginemos un cuarto lleno de gente de diferentes pases hablando en ingles, francs y alemn. En este cuarto las personas que hablan ingles solo entienden ingles, los que hablan francs solo entienden francs, y as sucesivamente. Cuando una persona que habla ingles quiere escuchar a otra que habla ingles simplemente se comunican entre si, y toma las dems conversaciones simplemente como ruido de fondo. El cuarto en que se encuentran las personas representa el canal o portadoras. Cada lenguaje representa una seal de transmisin y las personas son los receptores del lenguaje

11 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



particular codificado. Mientras mas personas haya en el cuarto habr mas ruido de fondo e interferencia, por lo tanto, aunque la capacidad es ilimitada el numero de usuarios es inversamente proporcional a la calidad de la transmisin.

Ilustracin 1.5

A pesar de que hay un numero limite de llamadas telefnicas que pueden ser atendidas por cada canal, para minimizar el ruido de fondo, en CDMA es posible utilizar varios rangos de frecuencia en una sola celda, por lo que puede incrementarse la capacidad hasta en un mil por ciento sin necesidad de la instalacin de nuevas celdas, dependiendo de la banda en que se encuentre operando el proveedor de servicios telefnicos.

Adems, en CDMA se distribuye el trafico por control de potencia. Esto permite muy bajos niveles de interferencia, as como ahorro de energa en la batera, aparatos telefnicos mas livianos y ayuda a incrementar la capacidad del sistema.

Ilustracin 1. 6 Distribucin por control de potencia

El contar con un diseo de codificador de voz de ndice variable, provee una mejora en la calidad de voz, deteccin de la voz, y reduccin de la interferencia. El reuso de la frecuencia por todos los usuarios ayuda tambin a incrementar la capacidad del sistema.

12 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



La innovacin del Soft y Softer Hand-Off contribuye al mejoramiento de la calidad de voz. Esta caracterstica propia de CDMA, reduce dramticamente la probabilidad de la interrupcin de una llamada durante el Hand-Off, o una llamada cada en un intento fallido de Hand-Off. [1]

13 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



CAPITULO 2 CARACTERISTICAS DE CDMA

La tecnologa CDMA (Acceso Mltiple por Divisin de Cdigo), es una tcnica de acceso mltiple

para

aplicacin en redes celulares. Tericamente, CDMA ofrece ventajas significativas sobre las tecnologas anlogas y digitales existentes.

La aplicacin de CDMA, para uso celular es identificada por la TIA Telecomunicaciones), como IS-95.

(Asociacin de la Industria de las

CDMA fue originalmente desarrollado durante la segunda guerra mundial, para comunicaciones militares seguras. En los primeros aos de la dcada de los 90, los ingenieros en tecnologas celulares y los operadores de redes exploraron CDMA como una posible solucin para las limitaciones de capacidad y dificultades de planeacin del sistema de red inherentes en sistemas celulares existentes. Qualcom, un contratista militar de California en ese entonces, inteligentemente saco al mercado CDMA como una tecnologa del futuro.

Mientras FDMA y TDMA usaban limitantes como tiempo y frecuencia para separa a sus usuarios, CDMA, combina varios usuarios en el mismo canal al mismo tiempo.

CDMA, es visto por muchos, como la evolucin natural que supera las limitacin de tiempo y frecuencia que nos provee TDMA y FDMA respectivamente. CDMA, trabaja permitiendo que todas las seales se combinen e La clave para combinar las transmisiones exitosamente es

interfieran entre s en el mismo canal de CDMA.

codificando la seal. Cada canal de cdigo es codificado de tal manera que posee cierta clave que sobrevivir cuando las transmisiones sean mezcladas. La clave puede ser reconocida por el receptor y el mensajes puede ser descifrado. Esto permite a la tecnologa CDMA proveer grandes ventajas a los sistemas de telefona mvil. Los sistemas CDMA, dividen el espectro de frecuencia en canales o portadoras de 1.25 Mhz., cada uno de los cuales soporta mltiples canales de cdigo de usuarios, que comparten el ancho de banda, simultneamente.

La tecnologa CDMA puede operar tanto en la Banda Celular, de los 824MHz a los 894MHz como en la banda de PCS, de 1850 Mhz. A 1990 Mhz.

14 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Ilustracin 2.1 Banda celular (824MHz 894MHz)

Ilustracin 2.2 Banda PCs (1850 Mhz. 1990 Mhz.).

CDMA asigna un cdigo nico y diferente para cada usuario, permitindole que su llamada sea distinta de las dems llamadas que se transmiten simultneamente por el mismo ancho de banda. Cada clave es basada en el uso de dos tipos de cdigos digitales, los WC y los PN .

Los WC usados en CDMA, son basados en matrices Walsh o Hadamard. Las matrices de Walsh son matrices cuadradas con elementos binarios. El orden de la matriz de Walsh o Hadamard es siempre en potencias de dos (2).

0 0 0 0

0 1 0 1

0 0 1 1

0 1 1 0

Tabla 2.1 Matriz Walsh 4*4

CDMA usa la matriz de Walsh de orden 64 ( 64 * 64). Las filas de esta matriz son llamadas Cdigos Walsh, y

15 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



estn numeradas de la 0 a la 63 de arriba hacia abajo. Los WC son 64 secuencias de 64 chips de longitud cada uno, siendo un chip un digito binario (1, 0). [2]

Cada WC es ortogonal a todos lo dems WC, sto significa que es posible reconocer, y por lo tanto, extraer un WC de una mezcla de otros WC que estn filtrados en el proceso.

La correlacin es una medida de similitud entre 2 cdigos binarios de la misma longitud. La ortogonalidad es lo opuesto de la correlacin. Dos cdigos binarios de la misma longitud son ortogonales ( correlacin cero ), si la operacin lgica XOR entre los dos cdigos resulta el mismo numero de ceros y unos.

Adems se utilizan tres secuencias de cdigo PN : Dos cortas y Una larga.

Los dos cdigos PN cortos, llamados I y Q, son usados para esparcimiento en cuadratura para diferenciar entre los sectores y las celdas en direccin de la celda al mvil. Los cdigos PN largos son usados para esparcimiento mezcla-randomizacin de los datos y para diferenciar a cada mvil, en direccin del mvil a la celda.

2.1. Privacidad

Con la combinacin de los WC y los PN, usados para esparcir la seal de CDMA y aproximadamente 4.4 trillones de cdigos diferentes hay una muy reducida probabilidad de que los hackers extraigan informacin de conversaciones generadas en esta tecnologa. En la transmisin de la estacin base al mvil no sera posible extraer la informacin si no se dispone de un cdigo especfico. En la transmisin del mvil a la estacin base, la seal solo puede ser decodificada utilizando el demodulador de la estacin base, el cual no est disponible al pblico.

Los cdigos inherentes en CDMA, proveen una ms confiable privacidad y la eliminacin de interferencia o cruce de llamadas.

2.2.

Ahorro de energa de la batera

Debido a los beneficios de control de potencia y la codificacin de voz de tasa variable obtenidos con CDMA, la

16 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



unidad mvil puede transmitir a niveles de potencia mucho ms bajos que los niveles de FDMA y TDMA.

La

transmisin de la informacin en porciones permite al mvil entrar en un modo llamado Sleep Mode mientras no est en proceso de llamada, y solo monitorea el canal de pagineo peridicamente. Esta tcnica de modo en espera

provee ventaja tanto para los usuarios como para los operadores. El usuario observa que el tiempo de vida de la batera del mvil es de 3 a 10 veces mayor y el operador incremente sus ganancias ya que el tiempo extra al aire, puede ser asignado a mas usuarios.

El control de potencia permite al mvil mantener la calidad en la transmisin, mientras se transmite al ms bajo nivel de potencia posible. La tasa variable de codificacin de voz permite a la unidad reducir las tasas de

transmisin en situaciones de bajo trfico, reduciendo, por lo tanto, la potencia promedio de la batera utilizada.

La combinacin de estas caractersticas nos provee la oportunidad de tener aparatos telefnicos ms pequeos y livianos, con mejoras en el tiempo de conversacin y el tiempo de espera.

2.3

Fcil planeamiento de frecuencias

Con las otras tecnologas conocidas, la planeacin de las frecuencias es extremadamente complicada, porque el diseador debe tomar en cuenta variables como patrones de reuso y el hecho de que dos celdas adyacentes no pueden tener la misma frecuencia. En FDMA y TDMA se tienen coeficientes de reuso de 7 y 4 celdas

respectivamente para la disponibilidad del total de canales.

Por lo tanto debe realizarse una planificacin

extremadamente detallada de la ubicacin de las celdas y las frecuencias que se asignaran a cada una para evitar el translape de reas de cobertura de celdas con las mismas frecuencias asignadas, para evitar el cruce de llamadas.

Con CDMA todos los usuarios ocupan la misma frecuencia y son separados slo por cdigo.

Como la

codificacin digital elimina la interferencia entre canales, la misma portadora de frecuencia puede y debe ser usada por celdas adyacentes. Esto elimina totalmente la necesidad del planeamiento de frecuencias en CDMA

17 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



. Ilustracin 2.3 Reuso de Frecuencias en CDMA

2.4

Alta Capacidad

Tericamente, el mximo de capacidad para este sistema est limitado al mximo numero de cdigos disponibles, pero en la realidad, la capacidad est directamente relacionada con la cantidad de interferencia que presenta el sistema en CDMA. Cualquier cosa que ayude a reducir la interferencia solamente incrementar la capacidad del sistema.

Los sistemas CDMA utilizan una tasa variable de codificacin de voz para variar la transmisin de uno a cuatro niveles. Cuando existe poca actividad de voz el codificador de voz disminuye su tasa de transmisin para reducir la interferencia. Esto provoca un incremento en la capacidad del sistema.

Este incremento de capacidad tericamente elimina la mayora de problemas de bloqueos, llamadas cadas y cruce de llamadas que resultan en saturacin del sistema.

2.5.

Hand Off Mejorado

El Hand Off, es el proceso por el cual una unidad mvil deja de comunicarse con una celda y empieza a hacerlo con otra. La llamada debe de ser liberada de una celda hacia otra, sin permitir interrupcin en la llamada. En este proceso el mvil mantiene la comunicacin con la MTSO (Oficina de Enlace).

18 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Ilustracin 2.4 Proceso de Hand Off

Existen varios tipo de Hand Off. El Hand Off en espera, ocurre cuando el mvil se mueve del rea de cobertura de una celda hacia el rea de cobertura de otra, mientras no est en el proceso de una llamada. Si el mvil detecta que la seal de una celda adyacente es suficientemente ms fuerte que la celda en la que se encuentra actualmente, ste determina realizar un Hand Off en modo de espera. Los dems tipos de Hand Off, ocurren cuando el telfono esta en una llamada.

El Soft Hand-Off, utilizado solamente en CDMA, permite que dos o mas celdas provean servicio temporal a la unidad mvil durante el Hand-Off, tal que la unidad mvil puede conectarse a la segunda celda antes que la conexin con la primera sea interrumpida. Esta estrategia de conectarse a la segunda celda antes de desconectarse de la primera, asegura que la llamada va a ser transferida entre ellas y elimina las pausas en la llamada durante el Hand-Off.

Ilustracin 2.5 Proceso de Soft Hand Off

Las unidades mviles que funcionan para CDMA cuentan con un mecanismo en el que le permite detectar la seal de las celdas cercanas, determinar cuales son los mejores candidatos para el proceso de Hand Off y engancharse a los mejores candidatos. El telfono cuenta con 4 canales de cdigo asignadas para este propsito, comnmente llamados Fingers, 3 de los cuales pueden estar enganchados a 3 celdas diferentes al mismo tiempo y el cuarto sirve para buscar otros candidatos que sustituyan al sector mas dbil de los 3 anteriores.

El Softer Hand-Off, tambin utilizado en CDMA, le permite a la unidad mvil ser servida por dos sectores de la misma celda, durante el Hand-Off intra-celda. Esto le permite el mvil utilizar los recursos de una sola celda a la vez,

19 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



sin que intervenga en el proceso el MTSO.

El Soft y el Softer Hand Off, contribuyen al mejoramiento de la calidad y continuidad de llamada, reduciendo dramticamente las probabilidades de llamadas cadas durante el Hand Off.

2.6.

Mejoramiento de la calidad de voz en la llamada

El codificador de voz de taza variable no solamente permite incrementar la capacidad, pero por medio de eliminar el ruido de fondo tambin permite la mejora en la calidad de voz. Por medio del cambio de los umbrales en relacin a los niveles de ruido de fondo, se puede alcanzar una comunicacin de alta calidad en un ambiente ruidoso.

Reduccin de Interferencia

Para reducir la interferencia, los sistemas de CDMA trabajan por medio de transmisin de seales digitales, deteccin de la actividad de voz y control de potencia.

Por medio del uso de control de potencia dinmico, la seal es transmitida al mas bajo nivel de potencia posible, dentro de los limites necesarios para mantener una adecuada relacin seal interferencia. De esto resulta una considerable reduccin entre canales y el mantenimiento de niveles consistentemente bajos de error.

20 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



CAPITULO 3 PROCESO DE IMPLEMENTACIN DE LA RED

Para llevar a cabo el despliegue de la red de la mejor manera, deben tomarse en cuenta aspectos importantes en las diferentes reas de trabajo y en los diferentes procesos que forman parte del desarrollo del proyecto.

reas de trabajo que se tomarn en cuenta son :

Ingeniera de diseo. Construccin. Instalaciones.

3.1.

Diseo

Ser necesario llevar a cabo varias actividades, las cuales deben de darse en un orden especifico y con una secuencia razonable, tomando en cuenta los aspectos de dependencia de cada proceso. [3]

3.1.1.

Objetivos de cobertura

Antes de dar inicio al proceso de instalacin del equipo, es necesario determinar cuales son nuestros objetivos, para brindar el mejor servicio a travs de la red de telefona mvil.

Es necesario poder determinar el rea que se desea cubrir, como la cantidad de usuarios que se espera manejar en la red, debido a que si la cantidad de usuarios es mnima, cada sitio de la red no ser lo suficientemente rentable. Por lo tanto debemos escoger las ubicaciones ms adecuadas para una cantidad adecuada de sitios. Para nuestro ejemplo, se tomar como punto de partida la Ciudad de Quetzaltenango. Se debe considerar que es necesario tomar en cuenta los siguientes factores : 4. rea a cubrir: Un rea aproximada de 2,000 Km. 5. Capacidad de trfico La cuidad cuenta con 500,000 habitantes. Despus de realizar un estudio de mercado, la empresa proveedora2

21 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



de los servicios determino que un 2.4 % de los habitantes estaran dispuestos a contratar los servicios de telefona mvil en algn momento (12,000 usuarios a mediano plazo). Por lo tanto la empresa decide sacar a la venta 6,000 unidades mviles en el primer mes, con un factor de crecimiento de 30 unidades mviles diarias durante siguientes 3 meses y 12 unidades mviles en los siguientes meses. Con estos datos, se estima que la demanda total sera satisfecha en aproximadamente un ao.

Se estima que con el tipo de contrato que la empresa ofrece al consumidor, se tendr un uso aproximado de 10 minutos diarios por usuario.

Para obtener la capacidad requerida por la red es importante tomar en cuenta la demanda a largo plazo y no solamente los 6,000 usuarios que se tendrn inicialmente en la red. Si se multiplica la cantidad total de usuarios por el tiempo promedio de uso (12,000 usuarios * 10 minutos), ser necesario que la red sea capaz de manejar 120,000 minutos diarios de tiempo al aire. Si se toma un tiempo promedio de 12 horas diarias de trfico normal se estarn manejando un promedio de (120,000 minutos [12 horas * 60 minutos] @ 167) 167 llamadas cada minuto.

Esto quiere decir que nuestra red debe ser capaz de soportar un mnimo de 167 llamadas simultneas. Si tomamos en cuenta que cada sector de una celda puede soportar hasta 22 llamadas simultneas, sera necesario desplegar un mnimo de 3 celdas de 3 sectores cada una.

6.

Topologa del terreno. La ciudad de Quetzaltenango est ubicada en el centro de un rea montaosa, formando un valle. Presenta

desniveles al sureste de la ciudad, formando una concavidad de aproximadamente 15 metros de altura.

Es necesario realizar un estudio del terreno para poder realizar un diseo eficiente de los sitios que se colocarn en la red de la ciudad.

3.1.2

Diseo preliminar

Es importante contar con la suficiente informacin e instrumentos adecuados para el diseo de una red de telefona mvil CDMA.

22 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



La informacin para el diseo preliminar, la obtenemos de los objetivos de cobertura, es decir, cantidad de usuarios, extensin territorial, etc. De no contar con esta informacin antes del diseo, existe la posibilidad de no dar cobertura al rea en que el cliente desea obtener servicio, lo cual traera como consecuencia que el diseo tenga que realizarse nuevamente, provocando un incremento en los costos y en el tiempo de desarrollo del proyecto.

Retomando el ejemplo de la cuidad de Quetzaltenango, es necesario definir la cantidad exacta de sitios a desplegar y la ubicacin aproximada de cada uno.

Se expuso anteriormente que la capacidad de una celda de CDMA, es de hasta 22 usuarios por sector. Debido al concepto de control de potencia, entre mas usuarios estn activos en un sector de la red, ser asignado a estos mayor porcentaje del total de potencia disponible para el trafico de llamadas. Cuando esto sucede, los niveles de energa en los limites del rea de cobertura disminuyen, lo cual eso hace menos probable que nuevas llamadas sean procesadas en esa rea. Por lo tanto debe determinarse un menor numero de usuarios por sector para evitar reas dbiles en la red. Se propone una cantidad de 4 sitios con lo que se tendra un aproximado de 15 usuarios por sector.

Cabe mencionar que con el uso de la tecnologa CDMA se tiene la ventaja de desplegar varias frecuencias en cada sitio de celda para incrementar la capacidad. Esto permitira el despliegue de solamente dos sitios de celda, con dos frecuencias asignadas a cada sitio para completar la capacidad necesaria de cuatro sitios de celda, lo cual conlleva a una reduccin significativa de costos de planeacin, construccin e instalacin.

Ahora bien, si se despliegan solamente dos sitios de celda, se tendr un rea en los lmites de la ciudad en que los niveles de energa no sean lo suficientemente alto como para dar un servicio consistente en esa rea. Debe tomarse en cuenta que para dar un servicio de calidad es necesario el despliegue del nmero de sitios necesarios y suficientes, de lo contrario, la calidad del servicio sera inconsistente, lo que provocara una baja demanda del servicio brindado.

De cualquier manera, cuando se estime que la cantidad de usuarios en la red esta alcanzando el limite de capacidad ser necesario el despliegue de una segunda portadora en los sitios de la red, a cambio del despliegue de nuevos sitios para evitar costos adicionales.

23 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



En este punto es importante determinar la ubicacin aproximada para el cada sitio, para lo que es necesario contar con las herramientas adecuadas.

Entre los instrumentos necesarios para el diseo estn :

7. 8. 9.

Mapa Topogrfico: del rea que se desea cubrir, a una escala conocida. Instrumentos de medicin para determinar las coordenadas de los sitios. Software, desarrollado como herramienta de diseo (Le llamaremos Designer).

Para necesario establecer la ubicacin de los sitios requeridos (4 para nuestro ejemplo), con los cuales se cumplir con los objetivos de cobertura. Para sto es necesaria la observacin detallada del mapa topogrfico del rea para tomar en cuenta cualquier obstruccin o interferencia posible que impida la adecuada transmisin de la energa. Con esto podremos establecer la mejor ubicacin para cada sitio, as como del rea de cobertura de cada uno.

En nuestro ejemplo, si se toma la concavidad existente al sureste de la ciudad, podemos reconocer que ser necesario el despliegue de un sitio de celda para dar servicio especficamente a esa rea. Tomando en cuenta que la concavidad mencionada se encuentra geogrficamente al sureste de la ciudad, ser necesario colocar otro sitio al noroeste de la misma para tener una mejor distribucin de la energa, as como del trfico de llamadas.

Despus de haber observado la topografa del rea y definido la ubicacin para los 2 primeros sitios, se utiliza la herramienta de diseo para realizar las predicciones, del comportamiento del sitio, con lo que se determinara el lbulo de cobertura y los niveles de energa que se lograrn con cada celda.

La prediccin, es una serie de clculos que se realizan con la herramienta de diseo (Designer), en base a comparacin de altitudes, forma del terreno, densidad de construcciones, densidad de plantaciones, etc. Adems para desplegar el lbulo de cobertura, la herramienta de diseo toma en cuenta : altura de colocacin de las antenas, patrn de radiacin de las antenas, configuracin de direccin hacia donde apuntaran las antenas, inclinacin de las antenas.

Despus de tener las predicciones para los 2 primeros sitios se puede determinar los lugares en que se tendran bajos niveles de energa para ubicar en esas reas los sitios restantes de la red.

24 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



La ubicacin para los cuatro sitios, quedara como se muestra en la grafica.

Ilustracin 3.1 Ubicacin inicial de los sitios de la red

9.1.1.

Pruebas e inspecciones de los sitios

9.2. Inspeccin de Sitios:

Habiendo determinado la ubicacin de cada sitio de celda, es importante realizar una visita de inspeccin, para determinar varios factores :

Factores de construccin :

Espacio fsico disponible para torre y equipo. Facilidades de acceso . Existencia de energa elctrica cercana al sitio. Necesidad de un generador de energa elctrica.

Factores de RF (Radio Frecuencia) :

25 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Determinar tipo de edificios existentes en el rea, as como posible densidad de trafico. Determinar si se tiene lnea vista del lugar de ubicacin del sitio hacia nuestro objetivo de cobertura. O cualquier tipo de obstruccin existente entre los dos puntos.

Obtener coordenadas reales del sitio. (Posicionamiento Global). Posibles fuentes de interferencia Realizacin de un Drive Test (Prueba) de cobertura, para determinar el rea exacta de cobertura del sitio, as como los niveles de energa que se pueden obtener. Para ello se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:

o o o o o

Disponibilidad de energa elctrica adecuada para el equipo de prueba. Posible altura del sitio. Equipos de telecomunicaciones existentes en el lugar. Recursos necesarios para colocar el equipo de prueba a la altura diseada. Factibilidad de enlace de microondas.

Es importante documentar los datos todas las observaciones realizadas y los comentarios acerca de los recursos necesario para las pruebas de cobertura y la informacin de construccin del sitio, para cada visita de inspeccin. [4]

Prueba de propagacin :

Se realiza una prueba de propagacin de energa para verificar que los niveles de energa y rea de cobertura del sitio sean los esperados.

Se mide los niveles de energa tomando un rango de 40 dB a 110 dB. Los niveles de energa aceptables en CDMA, se encuentran en el rango de 40 dB y 85 dB para dar servicio dentro de edificios y hasta 100 dB para dar servicio en ambientes en donde la atenuacin de la seal es mnima, tomando en cuenta que entre mas negativo sean los niveles de energa, ser menor la calidad del servicio.

Para esta prueba de propagacin se utilizan las siguientes herramientas :

26 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Cmara, para fotografiar el sitio y la topologa del rea. Cinta mtrica, para medicin del espacio de colocacin del equipo y altura a la que se colocara.

Equipo transmisor . Antena direccional u omnidireccional . Gra o helicptero, de ser necesario. Watmetro. Equipo receptor. Computador, para recoleccin de datos de recepcin Vehculo.

Adems es necesario contar con energa elctrica en el sitio para la conexin del equipo transmisor.

Es importante documentar los datos obtenidos en las mediciones realizadas y los recursos utilizadas para cada prueba. [5]

Despus de llevar a cabo la prueba de propagacin se realiza una proyeccin en el Designer para obtener un modelo de propagacin correcto.

3.1.4

Diseo con sitio definitivo

En esta etapa del diseo se pretende establecer, de manera ms acertada los patrones tomados en cuenta en el diseo preliminar, tomando en cuenta los datos obtenido en la prueba de propagacin. Con esto logramos tomar una decisin acerca de la ubicacin para cada sitio de celda que formar parte de la red de telefona mvil.

Antes de tomar la decisin final acerca de la ubicacin de un sitio se tiene que determinar si el despliegue del sitio en tal ubicacin es adecuado para cumplir con los objetivos de cobertura. Tomando los datos obtenidos en las pruebas de propagacin y los datos topolgicos del terreno, se establece un modelo de comportamiento del sitio, con la ayuda del Designer, para luego realizar un segunda prediccin en base a este modelo.

27 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



En este momento se define la altura de instalacin de las antenas, orientacin direccional, inclinacin vertical de las mismas, dependiendo del tipo de terreno, tipo de antenas diseadas y todos los patrones mencionados.

Si la ubicacin utilizada para la prediccin mencionada, no satisface los objetivos de cobertura, ser necesario buscar una nueva ubicacin para el sitio y por lo tanto realizar un nuevo diseo preliminar.

3.1.4.1 rea de bsqueda

Si la ubicacin utilizada satisface los objetivos de cobertura, se procede a definir un rea de bsqueda con un radio, tal que la ubicacin final del sitio no modifique negativamente el rea de cobertura del sitio diseado.

Por ejemplo : Se determina que la mejor ubicacin para un sitio esta en la 3ra calle y 22 avenida. Si se encuentran limitaciones para la construccin del sitio en esa ubicacin especifica puede buscarse otra ubicacin cercana . Ilustracin 3.2

Area de bsqueda

4

Seleccin de Candidatos

Habiendo definido el rea de bsqueda, se establecen los candidatos para el despliegue del sitio, para los que debe contarse con informacin de ubicacin del sitio y los factores de radio frecuencia y construccin mencionados

28 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



anteriormente.

Despus de obtener dicha informacin se realiza un nuevo anlisis para cada candidato de cada sitio de la red.

El proceso consiste en realizar un anlisis del rea e identificar los edificios o ubicaciones a inspeccionar.

Si la ubicacin del candidato est dentro del rea de bsqueda definida, su rea de cobertura no se ver modificada negativamente. Tambin es necesario tomar en cuenta el ambiente de radio frecuencia en que

funcionar cada sitio, identificar posibles problemas futuros y verificar los parmetros fsicos de RF, como altura de instalacin de las antenas , orientacin e inclinacin de las mismas.

Si el sitio es requerido para el despliegue de la red, por parte del equipo de diseo, los encargados de la construccin e instalacin de los sitios deben realizar una inspeccin adicional al candidato para verificar si el sitio es adecuado para cada equipo.

Si el candidato no cumple con las especificaciones propuestas por alguno de los equipos, este debe de rechazarse y buscar nuevos candidatos. Es importante documentar la aprobacin o rechazo de un candidato por parte de cada equipo de trabajo, tanto del lado del cliente como de la empresa que instala el equipo.

3.1.4.2.1.

Seleccin de candidatos

Si la ubicacin del candidato esta fuera del rea de bsqueda o en los limites de la misma, es necesario hacer un anlisis para establecer si se cumplen con los objetivos de cobertura. Es probable que sea necesaria una segunda prueba de propagacin en la ubicacin exacta del candidato para obtener datos mas confiables de los niveles de energa en determinados puntos del rea de cobertura.

Para esta prueba deben recopilarse todos los detalles acerca del candidato y planificar la ruta que se recorrer durante la prueba para recolectar los datos mencionadas. Para planificar esta ruta debe tomarse en cuenta las reas dbiles mostradas por el Designer y el rea de cobertura esperada.

A dems es importante asegurarse de que el rango de frecuencia en que operara la red no esta siendo ocupado por ningn otro operador de telecomunicaciones. Para esto se realiza un barrido de todo el rango de frecuencias a

29 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



utilizar, lo cual puede realizarse con el mismo equipo de recepcin que se utiliza para la prueba de propagacin.

Despus de la prueba de propagacin, se genera un reporte incluyendo las condiciones de medicin (potencia, ubicacin, altura de colocacin de la antena, referencia de los datos obtenidos en la prueba, la ruta recorrida y comentarios acerca de patrones de radio frecuencia).

Aprobacin de Candidatos

Si despus de establecer esta prueba de propagacin para determinado candidato se determina que este cumple con los objetivos de cobertura, se aprueba como adecuado para el despliegue del sitio. De lo contrario deben buscarse nuevos candidatos para el despliegue del sitio.

Ilustracin 3.3 Lmite de servicio dominante por celda

30 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Todos los candidatos que sean aprobados como adecuados por parte del equipo de diseo, de construccin, de instalacin y el cliente deben ingresarse a la base de datos del Designer como tales. A dems debe de manejarse una base de datos en la que se actualice peridicamente el estatus de cada sitio para incluir la ultima informacin de los parmetros asociados a cada sitio.

Teniendo la cantidad, ubicacin y diseo de los sitios, es necesario determinar el equipo requerido para la instalacin de la red.

5

Equipo requerido para la instalacin de la red

Un sistema de CDMA consiste bsicamente en cuatro subsistemas :

3.2.1. 3.2.2. 3.2.3.

MTX : Equipo de Interconexin de Telefona Mvil. BSM : Administrador de Estaciones Base. BSC : Controlador de Estaciones Base.

3.2.3. BTS : Subsistema de Transmisin Recepcin de la estacin base.

El MTX, provee funciones de procesamiento de llamadas de alto nivel para sistemas celulares ( FDMA, TDMA, CDMA), y conectividad a otras redes celulares, el MTX, realiza las siguientes funciones :

Recopilar informacin de facturacin. Diagnsticos de la Red. Archivar estadsticas del comportamiento de la red. Archivar informacin de llamadas. Enrutamiento de llamadas. Validacin de usuarios.

El BSM, provee la plataforma de operacin, administracin y mantenimiento para el proveedor de servicios de telefona mvil. Realiza las siguientes funciones :

31 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Carga de Software. Inicializacin y habilitacin de los elementos de la red. Almacenamiento de software y archivos de configuracin. Recoleccin y anlisis de datos. Diagnostico, prueba y monitoreo de la red. Anlisis del rendimiento de la red. Administracin del sistema.

El BSC, controla el enrutamiento de mensajes y sealizacin entre el MTX, BTS, y el mismo BSC. Tambin provee la codificacin y decodificacin de voz, del BTS al MTX. Provee funciones de procesamiento de llamadas, como control de potencia, opciones del servicio y Hand Offs intra sistemas. Este equipo esta colocado junto al MTX. El BSC, provee funciones de procesamiento de llamadas como:

Control de potencia. Opciones de servicio. Soft Hand Off.

El BTS, provee el enlace de RF hacia la estacin mvil en las diferentes estaciones base. configuraciones de dos y tres sectores u omnidireccionales .

Provee

Un BTS, con mltiples portadoras puede ser

configurado como una celda de 6 sectores. El BTS, provee algunas funciones como :

Conversin de seales digitales codificadas en seales de RF. Conversin de seales de RF a seales digitales codificadas. Control de potencia y Softer Hand Off.

Debe determinarse el grado de equipamiento de estos cuatro subsistemas, tomando en cuenta la cantidad de sitios y sectores por sitio, la cantidad estimada de llamadas simultneas que deber manejar cada sitio y la red en general, la cantidad de frecuencias o portadoras por sitio.

3.2.5

Determinacin de los recursos necesarios

32 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Antes de iniciar la instalacin fsica del equipo de la red, es necesario cubrir varias aspectos importantes. Es necesario generar un reporte de recursos requeridos y sus costos para el cual deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos :

Viajes requeridos, basados en la cantidad de sitios del proyecto. Numero de planos requeridos por sitio. Materiales de construccin requeridos para cada sitio. Materiales elctricos requeridos para cada sitio. Kit de transmisin requerido por sitio, basado en altura de antenas y cantidad de portadoras en que operara la red.

Equipo BTS ( Subsistema de Transmisin - Recepcin de la Estacin Base), por celda. Equipo de los subsistemas del MTSO Costo de traslado del equipo a los sitios. Equipo y herramientas necesarias para la instalacin de cada sitio.

Es muy importante generar un cronograma de trabajo, separando cada proceso del proyecto y tomando en cuenta los recursos necesarios para cada proceso. Antes de generarse este cronograma deben de definirse las actividades que llevara a cabo cada grupo de trabajo, tanto del lado del cliente como del proveedor. Cada grupo debe de determinar el tiempo que ocupara en cada actividad por sitio y los recursos que necesitara para realizar cada actividad.

Por ejemplo: Podemos generar un cronograma de los diferentes procesos que se llevarn a cabo en la red.

Sem.1 Sem.2 Diseo

Sem.3

Sem.4

Sem.5

Sem.6 Sem.7 Sem.8 Sem.9 Sem.10 Sem.11 Sem.12 Sem.13

Determinacin/Adquisicin del equipo Construccin Instalacin

33 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Puesta en servicio Tabla 3.1

Adems debe de especificarse el rea requerida tanto para el equipo a instalar en cada sitio, como para el equipo que se instalara en la central controladora de la red. Debe de tomarse en cuenta todas las conexiones necesarias entre los diferentes equipos y partes de la instalacin.

Para la generacin de los planos de cada sitio y de la central puede usarse una herramienta de CAD (Diseo Asistido por Computador). El plano debe incluir las dimensiones requeridas para presentacin a escala al cliente.

Debe de entregarse una copia de cada plano tanto al equipo de ingeniera como al cliente.

3.3.

Construccin e Instalacin

3.3.1.

Proceso de obra civil

3.3.1.1.

Construccin de sitios de celda

Antes de la construccin de los sitios de celda es necesario contar con los planos correspondientes que identifiquen medidas y ubicacin de la torre o edificio donde se coloquen las antenas de BTS, cableado, instalacin elctrica y sistema de tierras. Tambin, debe de especificarse si es necesario la instalacin aire acondicionado para el sitio.

La construccin del sitio conlleva las siguientes actividades :

Fundicin de la plataforma para la fundicin del BTS. Fundicin de la base para la torre. Instalacin elctrica. Instalacin de la torre. Sistema de cableado del BTS a las antenas.

34 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Proteccin y aislamiento de todas las conexiones. Instalacin del sistema de tierras. Instalacin de la antena de GPS. Instalacin de la luz de navegacin. Proteccin del sitio.

3.3.1.2.

Construccin de la central

Tambin debe desarrollarse el proceso de construccin de la central donde se lleva a cabo el proceso de control de las llamadas, el equipo de construccin debe de proveer un lugar adecuado para :

rea de BSM. rea de BSC . rea de MTX . Sistema de Facturacin.

Adems debe de encargarse de la colocacin de cada uno de estos equipos en la ubicacin asignada. Tambin debe hacerse cargo de la instalacin de aire acondicionado de ser necesario, instalacin de energa elctrica e iluminacin, sistema de escalerilla para el enrutamiento de los cables de conexin entre equipos, as como la proteccin del lugar.

Todas estas actividades de construccin pueden ser llevadas a cabo por medio de la contratacin de los servicios de una tercera compaa que este en condiciones de cumplir con las especificaciones y normas, tanto del cliente como del proveedor.

Al final del proceso de construccin debe llevarse a cabo una sesin de verificacin en el que participen la empresa constructora, la proveedora del equipo y el cliente, para asegurar que cada sitio cuenta con las

condiciones adecuadas para la instalacin y funcionamiento del equipo.

3.3.2.

Instalacin del equipo de transmisin

3.3.2.1.

Instalacin del equipo en los sitios de celda

35 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



El equipo de instalaciones se encarga de interconectar todos los mdulos y tarjetas en cada BTS. Existen cinco mdulos principales a instalar en el BTS :

FRM, CEM, CM,

Modulo de Radio. Modulo de Elementos de Canal. Mdulos de Control.

CORE, Mdulos de Fuentes de Configuracin. GPSTM, Mdulos de Sincronizacin del Sistema de Posicionamiento Global.

El BTS, puede ser instalado en una configuracin para interiores y exteriores.

Ilustracin 3.4 Diagrama de BTS

Si el BTS cuenta con una configuracin para interiores, el equipo de construccin debe de encargarse de la construccin de los ambientes en que se colocaran los BTS.

3.3.2.2.

Instalacin del equipo en la central

El equipo de instalaciones se encarga, tambin,

de instalar el equipo de la central.

Debe realizar las

interconexiones entre el BSM, BSC y MTX, y adems realizar las conexiones necesarias dentro de cada modulo del BSC y MTX.

El MTX, cuenta generalmente con los siguientes mdulos :

MPDC: Centro de Distribucin de Energa. SLM: Modulo de Carga del Sistema.

36 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



CM: Modulo de Computacin. DTC: Controlador Digital. LPP: Procesador de enlace perifrico. IOC: Controlador de Entradas y Salidas. ENET: Sincronizador de la Red. MTD: Disco Magntico. STM: Modulo de Servicio. MAP: Terminal de Mantenimiento y Administracin. Y otros mdulos especficos de cada proveedor.

Ilustracin 3.5 Diagrama de Bloques del MTX

El BSC, cuenta generalmente con los siguientes mdulos:

GPSR: Receptor de GPS. SBS : Subsistema Selector de Elementos de Canal. TFU : Unidad de Frecuencia y Sincronizacin. DISCO : Consolidador y Distribuidor de Datos. CDSU : Unidad de Servicio de Datos de Canal.

37 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Ilustracin 3.6 Estructura de BSC y BSM

El BSM, debe de estar interconectado directamente con el BSC, ya que es la estacin donde se controlan los parmetros de las celdas que estn relacionadas con el mismo.

Tambin, en esta parte de la instalacin debe realizarse una sesin de chequeo para verificar que todas las partes hayan sido instaladas y estn listas para funcionar adecuadamente.

3.4.

Puesta en servicio

Antes de poner la red en servicio el equipo de construccin debe realizar una visita a cada sitio para verificar que todas las conexiones hayan sido realizadas adecuadamente, debidamente aisladas y protegidas contra la humedad. De no ser as, puede esperarse que el equipo no funcione de la manera esperada hasta el punto de no procesar llamadas. Adems, si las conexin no son aisladas y protegidas debidamente esto provocara el deterioro tanto de los conectores, cables y hasta del equipo, lo cual producir a la vez deterioro del funcionamiento y rendimiento del equipo.

El equipo de ingeniera debe de generar una base de datos para cada sitio que incluye informacin de cada uno de sus sectores y portadoras referente a :

Ubicacin en el BSC y MTX. Nombre y numero de identificacin del sitio. Tipo de BTS. Coordenadas de ubicacin del sitio. Numero de sectores. Canales y puertos asignados. Frecuencia de operacin

38 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



PN por sector. Lista de sectores vecinos, con los que interactuara cada sector. Parmetros de ganancia de los diferentes canales. Configuracin y tipo de antena.

Esta base de datos debe ingresarse y actualizarse en el BSM, para que se pueda tener la interaccin entre la celda y la central.

Adems el equipo de optimizacin debe verificar que las antenas estn debidamente configuradas.

Altura :la altura de colocacin de las antenas debe coincidir con la altura a la que fue diseado el sitio.

Inclinacin :debe verificarse que la inclinacin de cada antena coincida tambin con la inclinacin del diseo, esto se realiza con la ayuda de un inclinmetro.

Orientacin: las antenas deben de estar apuntado hacia la direccin para la que fueron diseadas, esta medicin puede realizar con la ayuda de una brjula. Adems debe verificarse que las antenas que corresponden al mismo sector estn orientadas paralelamente. Si la verificacin de la configuracin de las antenas no se realiza antes de la puesta en servicio del sitio, dada la probabilidad que la configuracin inicial no sea la correcta, el rea de cobertura puede ser modificada negativamente. Unos de los problemas que resultaran como consecuencia de lo mencionado anteriormente es que el rea de cobertura del sitio en el momento de la puesta en servicio del mismo sea mucho menor a la esperada y por lo tanto la completacin de llamadas para el sitio sea muy baja o bien que se experimente la cada de un gran porcentaje de las llamadas iniciadas.

Otro problema que puede darse es que al momento de poner en servicio el sitio se tenga cobertura en reas no esperadas y en el momento de la correcta configuracin del sitio se pierda la cobertura en esas reas y por lo tanto los usuarios que ya operan en ese lugar dejen de recibir el servicio, lo cual ocasionara problemas entre usuario y proveedor.

Por lo tanto, debe documentarse todas los datos, tanto de la configuracin encontrada en el sitio, como de la

39 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



configuracin final del mismo.

[6]

Tambin el equipo de instalaciones debe de realizar un visita a cada sitio para verificar que cada parte del equipo este en buenas condiciones y llevar a cabo pruebas de medicin de la perdida de los cables, que realizan la conexin de las antenas con el equipo. Debe realizarse una medicin detallada de la perdida que se produce en el cable en todo el rango de frecuencias en que operara la red.

Debe de medirse la perdida de potencia en cada cable, ya que si la perdida de los cables es mayor a lo esperado, los niveles de recepcin y el rea de cobertura sern afectados negativamente lo cual provocar que la red tenga un desempeo pobre.

3.5.

Prueba de Recepcin

Despus de asegurarse de que cada sitio esta en funcionamiento y procesando llamadas, deben realizarse pruebas de recepcin de radio frecuencia en toda la red.

Esta prueba se realiza para verificar los niveles de energa sean los esperados en toda el rea de cobertura diseada y que la misma rea de cobertura sea la deseada. Adems es necesario verificar que las llamadas estn completndose correctamente en toda el rea y que no se tengan cadas de llamadas. Tambin se quiere verificar los niveles de Soft y Softer Hand Off, para verificar que cuando los mviles hacen la transicin de una celda a otra no experimenten ningn tipo de interrupcin en la llamada.

Para ello se utiliza el equipo de prueba que incluye las siguientes partes :

Receptor de GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Equipo Receptor de Radio Frecuencia. Computador para recolectar los datos. Telfonos mviles.

El computador en que se recolectaran los datos se conecta al equipo receptor el cual a la vez esta conectado al

40 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



receptor de GPS y a los telfonos mviles. Este receptor de radio frecuencia debe contener dispositivos especficos de la tecnologa de CDMA.

En el computador debe de estar instalada una herramienta de Software especifico que desplegara todos los datos necesarios a ser tomados en cuenta tales como :

Niveles de recepcin, transmisin y control de potencia. Niveles de Hand Off. Sectores de celda en uso por llamada. Relacin de energa - interferencia por cada sector clasificando los sectores activos loa candidatos a sectores activo y la lista de sectores vecinos de los activos.

Mensajes recolectados por sector. Estado de la llamada (Acceso, sincronizacin, pagineo, trfico)

Antes de iniciar el recorrido de la prueba es necesario verificar que el sitio este procesando llamadas y que se este llevando a cabo el Soft y Softer Hand Off entre los sectores de cada sitio. Tambin es necesario verificar que la lista de vecinos para cada sector de cada sitio este actualizada.

3.6.

Anlisis y cambios

Despus de obtener los datos de la prueba de recepcin se realiza un anlisis detallado de los mismos. Para este propsito puede utilizarse una herramienta de software con propsitos especficos de anlisis al cual llamaremos Analyzer. El Analyzer , debe de ser una herramienta en la que, al ingresar los datos obtenidos en la prueba, pueda desplegar en pantalla los niveles de energa obtenidos en cada punto del recorrido, los niveles de Hand Off (cantidad de sectores por usuario), rea de cobertura especifica por sector, niveles de energa por sector y todos lo mensajes enviados durante la comunicacin entre el mvil y los sitios de celda.

Con estos datos puede determinarse si existe algn rea dentro de la ciudad o en los limites de la misma, en que los niveles de energa sean muy bajos y se provoquen interrupciones en las llamadas o bien incidencia en los intentos fallidos de llamadas.

41 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Si se da este hecho, puede decidirse hacer modificaciones en la configuracin original de las antenas, cambiando la orientacin de algunos sectores de la red para mejorar los niveles de cobertura en el rea afectada, con el cuidado de no afectar negativamente otra rea en la que ya se tenia buen servicio.

Los mensajes de comunicacin entre el BTS y el mvil, que despliega el Analyzer, se pueden analizar detalladamente para determinar si existe algn sector que provee servicio en un rea no especificada en el diseo. Si existiera este rea, es necesario tomar un decisin acerca de si es necesario realizar cambios en la configuracin de las antenas, para logra que el sector mencionado deje de proveer servicio en el rea no especificada o bien que el rea mencionada se identifique como un rea de traslape en la que interactuarn dos sitios diferentes, es decir una rea de Soft Hand Off. Aqu podr determinarse tambin si la lista de sectores vecinos asignados a cada sector es la correcta y modificarla si es necesario.

42 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Conclusiones y Recomendaciones

Despus de exponer algunas de las tecnologas que han estado disponibles en el mercado, se llega a la conclusin que:

CDMA minimiza en gran manera el problema de las limitaciones de capacidad en las redes de telefona mvil. La tecnologa CDMA, provee grandes ventajas a empresas telefnicas y usuarios de dichos servicios en cuanto a: Disminucin de Costos. Seguridad y Privacidad. Calidad de Voz en las Llamadas. Mayor rendimiento en las bateras de los mviles. Minimizacin de interrupcin en las llamadas. Reduccin de interferencia. Simplificacin en la planeacin del sistema.

Debido a la creciente tendencia de las telecomunicaciones, se desarrollan cada vez mas proyectos de despliegue de redes de telefona mvil. Por lo que es necesario contar con las herramientas y recursos necesarios para realizar el despliegue de las redes de manera eficiente. Todas las partes que participan en un proyecto deben de estar debidamente informadas y entrenadas en su rea de trabajo, as, como en la tecnologa y ser capaces de planificar las diferentes actividades que le conciernen. Deben de ser identificados todos los procesos que deben ser llevados a cabo en la red.

43 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



Bibliografa

VITERBI, A. J. SCHILLING, DONALD L. CDMA Principles of Spread Spectrum Communications. Editorial Addison Wesley, U.S.A. Ao 1995

DE TORO Y GISBERT, MIGUEL

Diccionario Enciclopdico Larousse Universal. Editorial Larousse, Francia Ao 1968

NORTEL NETWORKS CDMA Theory and Nortel Networks Product Design/Function Ao 1999

MACKEL, PAUL NGUYEN, THO Wireless Technology Handbook Nortel Networks

[1] Concepto de Hand-Off, pag. 19 [2] Tabla Walsh. Apndice, pag. 54 [3] Proceso de diseo para el despliegue de la red.

44 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.



[4] Forma de Inspeccin de sito. Apndice. [5] Reporte de Prueba de propagacin. Apndice. [6] Verificacin de configuracin de RF del sitio. Apndice.

45 de 45

09/07/2011 08:05 a.m.

Documents

CDMA FDMA TDMA