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Feria 3 GSM

Sistemas de Telefonía Móvil Celular

Los sistemas de telefonía móvil celular son aquellos que permiten la comunicación entre usuarios que se desplazan libremente en lugares geográficos diferentes, estos sistemas constituyen grandes redes de comunicaciones que actualmente permiten cursar diferentes servicios, entre ellos:

• Telefonía móvil
• Envío de mensajes cortos
• Datos a baja velocidad

Funcionamiento

Los sistemas de telefonía móvil celular se basan en un principio donde la zona de cobertura deseada se divide en zonas más pequeñas llamadas células, a las que se asigna un cierto número de radio canales, persiguiendo los siguientes objetivos:

· Gran capacidad de abonados.
· Calidad telefónica similar al servicio telefónico convencional.
· Utilización eficaz del espectro.
· Conmutación automática de radio canales.
· Capacidad de expansión.
· Gran movilidad.
· Poder constituir una red de comunicaciones completa en sí mismos.

Célula es cada una de las unidades básicas de cobertura en que se divide un sistema celular. Cada célula contiene un transmisor - que puede estar en el centro de la célula, si las antenas utilizadas son o utilizan un modelo de radiación omni-direccional, o en un vértice de la misma, si las antenas tienen un diagrama directivo y transmiten un subconjunto del total de canales disponibles para la red celular a instalar. Cada célula, además de varios canales de tráfico, tendrá uno o más canales de señalización o control para la gestión de los recursos radio y la movilidad de los móviles a ella conectados. Se basa en la re-utilización de frecuencias a través de la ciudad, dividida en celdas, con lo que miles de personas pueden usar los teléfonos al mismo tiempo.

Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (GSM)

Global System for Mobile communications (Sistema Global para las Comunicaciones Móviles), anteriormente conocida como "Group Special Mobile" (GSM, Grupo Especial Móvil) es un estándar mundial para teléfonos móviles digitales. El estándar fue creado por la CEPT y posteriormente desarrollado por ETSI como un estándar para los teléfonos móviles europeos, con la intención de desarrollar una normativa que fuera adoptada mundialmente. El estándar es abierto, no propietario y evolutivo (aún en desarrollo). Es el estándar predominante en Europa, así como el mayoritario en el resto del mundo (alrededor del 70% de los usuarios de telefónos móviles del mundo en 2001 usaban GSM).

GSM difiere de sus antecesores principalmente en que tanto los canales de voz como las señales son digitales. Se ha diseñado así para un moderado nivel de seguridad.

Estación base GSM.

GSM emplea una modulación GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) obtenida a partir de una modulación MSK que es un tipo especial de FSK. Para el acceso en el interfaz radio o Abis se utiliza el sistema TDMA de banda estrecha (Time Division Multiple Access) entre la estación base y el teléfono celular utilizando 2 de canales de radio de frecuencia dúplex. Para minimizar las fuentes de interferencia y conseguir una mayor protección se utiliza el (frequency hopping) o salto en frecuencia entre canales, con una velocidad máxima de 217 saltos/S. y siempre bajo mandato de la red.

GSM tiene cuatro versiones principales basadas en la banda: GSM-850, GSM-900, GSM-1800 y GSM-1900. GSM-900 (900 MHz) y GSM-1800 (1,8 GHz) son utilizadas en la mayor parte del mundo, salvo en Estados Unidos, Canadá y el resto de América Latina que utilizan el CDMA, lugares en los que se utilizan las bandas de GSM-850 y GSM-1900 (1,9 GHz), ya que en EE.UU. las bandas de 900 y 1800 MHz están ya ocupadas para usos militares.

Inicialmente, GSM utilizó la frecuencia de 900 MHz con 124 pares de frecuencias separadas entre si por 200 kHz, pero después las redes de telecomunicaciones públicas utilizaron las frecuencias de 1800 y 1900 MHz, con lo cual es habitual que los teléfonos móviles de hoy en día sean tribanda.

El GSM, se puede dedicar tanto a voz como a datos.

Una llamada de voz utiliza un codificador GSM específico a velocidad total de 13Kbits/s, posteriormente se desarrolló un codec a velocidad mitad de 6,5 kbits/s que permitirá duclicar la capacidad de los canales TCH, se denomina FR (Full Rate) y HR (Half Rate)
Una conexión de datos, permite el que el usuario utilice el móvil como un módem de 9600 bps, ya sea en modos circuito o paquetes en régimen síncrono/asíncrono. También admiten servicios de datos de una naturaleza no transparente con una velocidad neta de 12 kbits/s

Las implementaciones más veloces de GSM se denominan GPRS y EDGE, también denominadas generaciones intermedias o 2.5G, que conducen hacia la tercera generación 3G o UMTS.
Los nuevos teléfonos GSM pueden ser controlados por un conjunto de comandos estándarizados Hayes AT, mediante cable o mediante una conexión inalámbrica (IrDA o Bluetooth, este último incorporado en los teléfonos actuales).

Canales lógicos GSM

Para establecer y mantener las comunicaciones entre las terminales móviles y las estaciones bases (BS) de la red, GSM utiliza un sistema TDMA para cada una de las frecuencias de que dispone. La comunicación en una determinada frecuencia se realiza a través de tramas temporales de 4,615 ms, divididas en 8 slots cada una. En esos slots se alojan los canales lógicos de GSM, que agrupan la información a transmitir entre la estación base y el móvil de la siguiente manera:

Canales de tráfico (Traffic Channels, TCH): albergan las llamadas en proceso que soporta la estación base.

Canales de control.

Canales de difusión (Broadcast Channels, BCH).

Canal de control broadcast (Broadcast Control Channel, BCCH): comunica desde la estación base al móvil la información básica y los parámetros del sistema.

Canal de control de frecuencia (Frequency Control Channel, FCCH): comunica al móvil (desde la BS) la frecuencia portadora de la BS.

Canal de control de sincronismo (Synchronization Control Channel, SCCH). Informa al móvil sobre la secuencia de entrenamiento (training) vigente en la BS, para que el móvil la incorpore a sus ráfagas.

Canales de control dedicado (Dedicated Control Channels, DCCH).

Canal de control asociado lento (Slow Associated Control Channel, SACCH).

Canal de control asociado rápido (Fast Associated Control Channel, FACCH).

Canal de control dedicado entre BS y móvil (Stand-Alone Dedicated Control Channel, SDCCH).

Canales de control común (Common Control Channels, CCCH).

Canal de aviso de llamadas (Paging Channel, PCH): permite a la BS avisar al móvil de que hay una llamada entrante hacia el terminal.

Canal de acceso aleatorio (Random Access Channel, RACH): alberga las peticiones de acceso a la red del móvil a la BS.

Canal de reconocimiento de acceso (Access-Grant Channel, AGCH):procesa la aceptación, o no, de la BS de la petición de acceso del móvil.

Canales de Difusión Celular (Cell Broadcast Channels, CBC).