Evolucion-de-un-sistema-celular-hacia-GPRS

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U N I V E R S I D A D N A C I O N A L 
A U T O N O M A D E M E X I C O 
 
 
FACULTAD DE ESTUDIOS 
SUPERIORES ARAGÓN 
 
 
 
“EVOLUCIÓN DE UN SISTEMA 
CELULAR HACIA GPRS “ 
 
TESIS PROFESIONAL 
 
 
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO MECANICO 
 
 
 
PRESENTA 
 
 
HUERTA LÓPEZ OSCAR NOÉ 
 
 
 
ASESOR 
 
 
ING. PROCORO PABLO LUNA ESCORZA 
 
2006 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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 A mis padres: 
Primeramente por darme la vida (lo más preciado para mí). 
Por darme una excelente educación, un inmejorable ejemplo, haber 
hecho un gran esfuerzo para que yo pudiera terminar mi carrera, por 
todo su apoyo y por que les debo todo lo que soy. 
 
 A mis hermanos: 
Por la feliz niñez que pasamos juntos, por ser una parte 
fundamental de mi vida, por todo su apoyo, por sus consejos, y por 
ser lo que son. 
 
 A mi abuelita Margarita (†): 
Por su ejemplo y fortaleza para superar adversidades, por 
su gran cariño, por todos sus consejos, y por que su recuerdo será 
inmortal para mi. 
 
 A mi abuelita Marcela: 
Por su valor para afrontar la vida, por todo su cariño, por 
todo lo que se preocupa por mí, y por hacerse presente en todo 
momento. 
 
 A mi tía Esperanza: 
Por todo su cariño, por todas sus atenciones, por su 
paciencia, y por gran empeño y dedicación. 
 
 A todas mis tías y tíos: 
Por todo su apoyo a lo largo de mi vida, por sus consejos y 
por su cariño. 
 
 A todos mis primos y primas: 
Por ser también una parte fundamental de mi niñez, por su 
apoyo, por sus consejos, y por todas las veces que jugamos juntos. 
 
 A Magos: 
Por su todo su gran apoyo (sobre todo en momentos 
difíciles), por su ejemplar esfuerzo por salir adelante, por su gran 
cariño, y por que aunque se encuentre lejos físicamente siempre la 
llevo en mi corazón. 
 
 Al Ing. Procoro Pablo Luna Escorza: 
Primeramente por ser unos de los mejores profesores que 
tuve a lo largo de mi carrera, por ser una excelente persona, por 
haberme apoyado en la realización de este trabajo y por ser un gran 
ejemplo a seguir. 
 
 
 A La UNAM: 
Por darme la valiosísima oportunidad de culminar mis 
estudios, por permitirme formar parte de su gran comunidad, y por 
ser una pieza fundamental de la educación en México. 
 
 A La FES Aragón: 
Por abrirme sus puertas y permitirme hacer realidad un gran 
sueño, por ser mi segunda casa durante seis años de mi vida, por la 
calidad humana de su gente, por sus profesores, y por los gratos 
recuerdos que tengo de todo lo que viví en ella. 
 
 A todos los Profesores: 
Por todas sus enseñanzas, por su paciencia, por sus 
consejos, por sus ejemplos y por ayudarme a poder culminar mis 
estudios y este trabajo de tesis. 
 
 A todos mis compañeros de Escuela: 
Por todo su gran apoyo, por su compañerismo, por su 
ejemplo, por su dedicación y por los momentos de alegría que 
pasamos juntos. 
 
 A todos mis compañeros de Trabajo: 
Por todo su apoyo, por compartir su experiencia, por su 
paciencia, y por confiar en mi. 
 
 A todos mis Amigos: 
Por su motivación, por su amistad, por sus consejos, y por 
los ratos de sano esparcimiento que pasamos de vez en cuando. 
 
 
 Gracias a Todos 
 
 
 
Índice 
_______________________________________________________________ 
INDICE TEMATICO 
 
INTRODUCCIÓN__________________________________________________4
1 LOS SISTEMAS CELULARES _________________________________6 
 1.1 CONSIDERACIONES BASICAS ________________________________7
 1.1.1 ANTECEDENTES Y DEFINICIONES _______________________7 
 1.1.2 SISTEMA CELULAR BÁSICO____________________________11
 1.2 EL TRAFICO EN LA RED CELULAR____________________________13
 1.2.1 INGENIERIA DE TRAFICO______________________________13
 1.2.2 GRADO DE SERVICIO _________________________________13
 1.2.3 DEMANDA DE TRAFICO _______________________________14
 1.2.4 EFICIENCIA DE TRONCALIZACIÓN ______________________15
 1.3 PROPAGACIÓN Y PÉRDIDAS ________________________________15 
 1.3.1 PÉRDIDAS POR PROPAGACIÓN ________________________15
 1.3.2 PÉRDIDAS POR PROPAGACIÓN EN EL ESPACIO LIBRE ____16
 1.3.3 PROPAGACIÓN DE RADIO MÓVIL _______________________16
 1.4 MODELO DE CANAL MÓVIL Y RADIO ENLACE __________________19 
 1.4.1 MODELOS DE PROPAGACIÓN__________________________19
 1.4.2 TIPOS DE MEDIO AMBIENTE ___________________________21
 1.4.3 ANALISIS DEL ENLACE________________________________22
 1.5 CODIFICACIÓN DE FUENTE Y CANAL _________________________22
 1.5.1 CONVERSIÓN ANALÓGICO / DIGITAL ___________________23
 1.5.2 TÉCNICAS DE CODIFICACIÓN DIGITAL __________________24
 1.5.3 CODIFICACIÓN DE CANAL _____________________________28 
 
2 EL CAMINO HACIA GSM ____________________________________30 
 2.1 INTRODUCCIÓN ___________________________________________31
 2.2 PCS (Personal Communication System) _________________________31
 2.3 MOVILIDAD________________________________________________32
 2.4 CDPD (Cellular Digital Packet Data) ____________________________33
 2.4.1 DEFINICIÓN Y CARACTERISTICAS ______________________33
 2.4.2 DESARROLLO Y APLICACIONES________________________35
 2.4.3 IMPLANTACIÓN ______________________________________36 
 
 
______________________________________________________________1 
Índice 
_______________________________________________________________ 
 2.4.4 OBJETIVO DE CDPD __________________________________36
 2.4.5 MODEMS CDPD ______________________________________37
 2.4.5.1 Caracteristicas _____________________________________38
 2.4.5.2 Especificaciónes____________________________________38
 2.4.6 VENTAJAS DEL CDPD_________________________________39
 2.5 GSM (Global System Mobil) ___________________________________39
 2.5.1 UN POCO DE HISTORIA _______________________________39
 2.5.2 INTRODUCCIÓN TÉCNICA _____________________________42
 2.5.3 ARQUITECTURA BASE DEL SISTEMA____________________43
 2.5.3.1 Estación Móvil _____________________________________44 
 2.5.3.2 Subsistema de Estación Base_________________________45 
 2.5.3.3 Subsistema de Red_________________________________46 
 2.5.3.4 Manejo Central de Red ______________________________50
 2.5.4 ESTRUCTURA DEL CANAL_____________________________50 
 
3 EL GSM EN SU PARTE DE DATOS____________________________54
 3.1 INTRODUCCIÓN ___________________________________________55
 3.2 SOLUCIONES PARA UNA EVOLUCIÓN ________________________56
 3.2.1 HSCSD ______________________________________________58
 3.2.2 GPRS _______________________________________________58
 3.2.3 EDGE _______________________________________________59
 3.3 IMPACTO EN LA ARQUITECTURA DEL GSM ____________________60
 3.3.1 IMPACTO AL INTEGRAR GPRS__________________________63
 3.4 TÉCNICAS DE MODULACIÓN Y CODIFICACIÓN ________________66
 3.4.1 MODULACIÓN ________________________________________66
 3.4.2 CODIFICACIÓN _______________________________________67
 3.5 EVOLUCIÓN DE LA INTERFAZ DE AIRE________________________68
 
______________________________________________________________2 
Índice 
_______________________________________________________________ 
4 EL GPRS _________________________________________________71
 4.1 INTRODUCCION ___________________________________________724.2 LA ARQUITECTURA DEL GPRS Y SUS PROTOCOLOS ___________74
 4.2.1 CONMUTACIÓN DE PAQUETES EN GSM _________________74
 4.2.2 APLICACIONES ______________________________________75
 4.2.3 LA INTEGRACION EN GSM_____________________________76
 4.2.4 ARQUITECTURA DE RED DE GPRS _____________________76
 4.2.5 LOS PROTOCOLOS _________________________________ 78
 4.2.6 LA INTERFAZ AEREA ________________________________ 80
 4.2.7 CANALES LÓGICOS ______________________________ __ 80 
 4.2.8 CONTROL DE ACCESO AL MEDIO_______________________83
 4.2.9 CONTROL DE RADIO ENLACE __________________________85
 4.3 EL SIMULADOR DE GPRS ___________________________________86
 4.3.1 EL MODELO DE TRÁFICO EN LA WEB ___________________87
 4.3.2 LA IMPLEMENTACION DEL TCP_________________________88
 4.3.3 LA APLICACIÓN DEL IP________________________________89
 4.3.4 EL MODELO DE INTERNET_____________________________89
 4.3.5 LA IMPLEMENTACIÓN DEL SNDCP ______________________89
 4.3.6 LA IMPLEMENTACIÓN DEL RLC / MAC __________________90
 4.3.7 EL MODELO DEL RADIO _______________________________90
 4.4 LOS RESULTADOS DE LA SIMULACION _______________________91
 4.4.1 LA ACTUACION PROMEDIO DEL SISTEMA________________92
 4.4.2 LA ACTUACIÓN DE LA TASA DE PAQUETES DE BITS _______96
 
CONCLUCIONES _______________________________________________101
APENDICES___________________________________________________ 106
BIBLIOGRAFIA_________________________________________________117 
 
 
 
 
 
 
 
______________________________________________________________3 
Introducción 
_________________________________________________________________________ 
________________________________________________________________________4 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 
El presente trabajo ha sido realizado, pensando en la gran 
importancia que tiene la tecnología para el desarrollo y la formación de 
los alumnos de la carrera de Ingeniería Mecánica Eléctrica, sobre todo 
en su área Eléctrica Electrónica. Es sumamente necesario transmitir 
los conocimientos adquiridos fuera de las aulas de la universidad 
sobre los avances tecnológicos que nos afectan cotidianamente para 
involucrar a los alumnos en el maravilloso mundo de las 
Telecomunicaciones y no quedar fuera de la Evolución Tecnológica. 
La finalidad de este trabajo de tesis es dar a conocer la 
Evolución Tecnológica que han tenido los Sistemas Celulares desde 
sus inicios hasta hoy en día, tomando en cuenta que este tema es 
tratado de forma casi nula en el actual plan de estudios de nuestra 
ahora FES Aragón. Sin embargo, este trabajo no intenta exponer 
dichas carencias y mas bien tiene toda la intención de enriquecer las 
bases teóricas que se nos transmiten a lo largo de la carrera, con la 
finalidad de fortalecerlas y sembrar un interés por temas que son 
importantes para cualquier alumno de Ingeniería. 
De igual forma, se intentan esclarecer dudas o responder 
preguntas sobre el complejo pero interesante funcionamiento de los 
Sistemas Celulares. Mostrando cada una de las partes involucradas y 
los diferentes Sistemas que interactúan con estos, tomando muy en 
cuenta el aspecto histórico y evolutivo que son de fundamental 
importancia si de lo que se trata es de llevar de la mano al lector, por 
un largo e interminable sendero de constante evolución tecnológica 
para tratar de involucrarlo y despertar su interés sobre este 
apasionante tema. 
 La Evolución Tecnológica de los Sistemas Celulares en general, 
es un tema que todavía no llega a su fin y que tiene por delante un 
largo camino repleto de sorpresas. Por esto, es sumamente importante 
conocer cual es el inicio de este camino y cual es el objetivo 
fundamental para poder formar parte de la historia que será contada 
en un futuro por la gente que ahora esta sentada en las aulas tomando 
Introducción 
_________________________________________________________________________ 
________________________________________________________________________5 
 
sus primeras clases Ingeniería y que posiblemente tenga o tendrá 
entre sus manos, este sencillo trabajo de investigación para incluirlo 
en su valiosísima formación académica. 
Por ahora solo me resta recomendar, que ha este trabajo se le 
tome en cuenta como un complemento de lo hasta ahora conocido 
sobre el tema tratado, y que el contenido sea aprovechado para dar 
por visto lo hasta hoy sucedido en el ámbito de los Celulares, e 
intentar subirnos al avión de la tecnología para no quedarnos atrás y 
formar parte de este viaje hacia lo hasta hoy desconocido y que hasta 
ahora solo es parte de nuestros sueños, como lo fue en su tiempo el 
poder hablar por teléfono con algún aparato que no usara cables 
(celular) o como también lo fue el hecho de poder transferir 
información a altas tasas de velocidad cuando aun el Internet estaba 
en pañales, y peor aun, el poder hacerlo de forma inalámbrica usando 
un pequeño y ligero dispositivo que antes ocupaba grandes 
laboratorios y era prácticamente imposible transportarlo de un lugar a 
otro (computadora). 
A efecto de ejemplo se puede comentar que hoy en día la 
tecnología nos sigue sorprendiendo con inventos que antes eran 
sueños como por ejemplo el video teléfono que antes solo era parte de 
una película de ciencia ficción y que hoy en día es una realidad tanto 
de forma fija como inalámbrica. Tomando en cuenta todo esto, no 
resulta difícil pensar que en un futuro los hologramas sean una forma 
practica de transportarnos de algún lugar a otro, o que exista un video 
reloj que nos permita desmaterializarnos, en fin, todo es posible si se 
sigue confiando en la imaginación y no se le pierde la huella al camino 
Evolutivo de la Tecnología. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 6
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 7
1.1 CONSIDERACIONES BÁSICAS. 
 
1.1.1 ANTECEDENTES Y DEFINICIONES. 
 
En 1947, los laboratorios Bell, de AT&T, desarrollaron el concepto 
celular, y en 1970 el propio AT&T, hizo pensar en la construcción del 
primer sistema telefónico celular de alta capacidad: Sistema Telefónico 
Móvil Avanzado AMPS (Advanced Mobile Phone System) según el 
estándar IS-54 de la Asociación Internacional de Telecomunicaciones TIA 
( Telecommunications International Association ). El 13 de octubre 
de 1983, entró en funcionamiento comercial en Chicago, el primer 
sistema celular en E.U. Sin embargo, en 1979, la Telefónica y Telegráfica 
Nipona NTT (Nippon Telephone & Telégrafo) se había anticipado 
poniendo en funcionamiento un sistema análogo al AMPS en la ciudad 
de Tokio, Japón. 
 En Europa, la primera generación de sistemas celulares estaba 
compuesta de varios sistemas. El sistema adoptado por varios países 
además del Nórdico, era el de Telecomunicaciones Móviles Nórdicas 
NMT (Nordic Mobile Telecommunications). En Reino Unido, Italia, 
Austria, España e Irlanda, funcionaba el Sistema de Comunicación de 
Acceso Total TACS (Total Access Communications Systems). En 
Alemania y Portugal, el C-450. En Francia, Radiocom 2000 y en Italia 
RTMS. 
 Todos esos sistemas eran muy similares entre ellos, y las 
diferencias principales eran el uso del espectro en frecuencia y el espacio 
entre los canales. AMPS opera en la banda de 869-894 MHz para la 
recepción y 824-849 MHz para la transmisión. NMT y C-450 operan con 
463-468 MHz para la recepción y 453-458 MHz para la transmisión. 
Utilizaban modulación digital por desfasamiento de Frecuencia FSK 
(Frequency Shift Keying) para señalización y la técnica de Acceso 
Múltiple por División de Frecuencia FDMA (Frequency División Múltiple 
Access) para el acceso a la canalización. 
La propuesta del concepto celular fue una respuesta a los 
problemas de los primeros sistemas de comunicación móvil que 
principalmente coincidían en áreas de cobertura limitada, desempeño de 
servicio pobre, uso ineficiente del espectro defrecuencias disponible y 
capacidad de usuarios limitada. 
Como su nombre lo indica, este sistema está basado en regiones o 
áreas de cobertura llamadas células, cada una de estas contiene un 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
subconjunto del numero total de canales disponibles de acuerdo a la 
frecuencia y ancho de banda que maneje cada sistema. Los canales 
usados en una célula dada pueden ser reutilizados en otra célula, lo 
suficientemente distante para minimizar la interferencia. Las células 
pueden ser ubicadas de manera modular, y en teoría el sistema puede 
crecer indefinidamente. 
El concepto básico para este tipo de sistemas es el reuso de 
frecuencias. Si un canal de una cierta frecuencia cubre un área de radio 
r, entonces la misma frecuencia puede ser reusada para cubrir otra área 
(célula). Las células que usan la misma frecuencia portadora son 
llamadas cocélulas. Estas son ubicadas con una distancia de separación 
suficiente para que la interferencia cocanal pueda estar dentro de limites 
tolerables. Esto se puede apreciar en la figura 1.1 
 
 
 
 
 Figura 1.1 Interferencia co-canal. 
 
El conjunto de canales disponibles en el sistema es asignado un 
conjunto de células constituyendo un cluster. El mismo conjunto puede 
volverse a utilizar solo en diferentes clusters. El número de células en 
cada cluster determina el patrón de repetición, también conocido como 
patrón de re-uso. Debido a limitaciones geométricas, sólo pueden 
_________________________________________________________________________ 8
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
aplicarse ciertos patrones de re-uso, siendo los más comunes con cuatro, 
siete y doce células por cluster. En la figura 1.2 aparece uno de doce. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_________________________________________________________________________ 9
 
 
 
 
 
B2B3
C1
C2C3
B1
B2B3
C1
C2C3
B1
B2B3
C1
C2C3
A1
A2A3
D3
D2D1
A1
A2A3
D3
D2D1
A1
A2A3
D3
C2C3
B1
B2B3
C1
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B2B3
C1
C2C3
B1
B2B3
D3
D2D1
A1
A2A3
D3
D2D1
A1
A2A3
D3
D2D1
A1
B2B3
C1
C2C3
B1
B2B3
C1
C2C3
B1
B2B3
C1
C2C3
A1
A2A3
D3
D2D1
A1
A2A3
D3
D2D1
A1
A2A3
D3
 
Figura 1.2 Cluster, patrón de reuso 4/12 
 
 
El menor patrón de re-uso con el mayor número de canales por 
célula, corresponde a la mayor capacidad de tráfico del sistema. Sin 
embargo, éste patrón con la menor distancia entre cocélulas, lleva a 
tener una mayor interferencia cocanal. 
Las estrategias de asignación de canales juegan un papel muy 
importante en la interferencia de canal adyacente. Aunque el equipo de 
radio está diseñado para seleccionar únicamente los canales deseados 
eliminando las frecuencias adyacentes, puede haber situaciones en que 
los canales adyacentes causen interferencias. Estas pueden presentarse 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
por ejemplo, cuando dos móviles utilizando canales adyacentes 
transmiten a la radiobase desde una corta y una larga distancia, 
respectivamente. Como aparece en la figura 1.3. 
 
 
 
_____________________________
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adjacent f2
C
Carrier
 f1
dB
3 dB
Figura 1.3 
 
 
Transferencia de llamada. 
 
Ya que el sistema está
de una célula a otra, se re
interrumpida en este proce
cambie de un canal a otro, d
Esta acción de camb
handover. Los handoffs ocu
y sobrepasa un valor umb
celular se mueve entre cél
una llamada, esta es cambi
Base ó Radiobase de la nu
C/A < 0 dB
____________________________________________ 10
 
 
 
 
 
 
 
 f=f2 
 
1 + z200 kH
A
-9 
dB
Distanci
a 
 
Interferencia de Canal Adyacente. 
 diseñado para permitirle al móvil trasladarse 
quiere que la llamada ya en curso no sea 
so. Debido a esto, se requiere que el móvil 
e manera transparente para el usuario. 
io de canales es conocida como handoff o 
rren cuando la intensidad de señal se debilita 
ral. Esto es que si por ejemplo, un teléfono 
ulas adyacentes durante la conversación en 
ada a un nuevo canal de radio en la Estación 
eva célula. 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
 
1.1.2 SISTEMA CELULAR BÁSICO. 
 
Un sistema básico celular consiste de tres subsistemas: Unidad 
móvil, Sitio celular y Central de conmutación. 
 
 Unidad móvil MS (Mobile Station). Una estación móvil contiene una 
unidad de control, un transductor y un sistema de antena. Su 
presentación física es el teléfono celular portátil. Como se muestra en 
la figura 1.4. 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.4 Equipo Móvil. 
 
 
 Sitio celular llamado Estación Radio Base RBS (Radio Base Station). 
La RBS es la interfaz entre la central y las unidades móviles, se utiliza 
para manejar el trafico por radio. Tiene una unidad de control, 
gabinetes de radio, antenas, una planta de energía y terminales de 
_________________________________________________________________________ 11
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
datos. Es comúnmente llamada Radio Base o Estación Base. En la 
figura 1.5 se puede apreciar su funcionamiento básico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RBS 
Figura 1.5 Estación Radio Base 
 
 
 Central de conmutación móvil celular MTX (mobile telephone 
exchange) . Es el elemento central de coordinación para todas las 
estaciones base, controla los procesos de las llamadas y es la 
interfaz con la red telefónica pública conmutada RTPC. 
Típicamente es llamada central. Esta se representa en la figura 1.6. 
 
 
Figura 1.6 Central de Conmutación Móvil. 
 
 
 
 
 
 
_________________________________________________________________________ 12
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 13
1.2 EL TRÁFICO EN LA RED CELULAR. 
 
1.2.1 INGENIERÍA DE TRÁFICO. 
La capacidad de un sistema telefónico celular depende de varios 
factores. Un factor clave es el numero de canales disponibles para voz y 
datos. Asignar el número correcto de canales a cada célula requiere el 
entendimiento de la teoría de tráfico. La teoría de tráfico está basada en 
suposiciones acerca del comportamiento de los suscriptores y de cómo el 
sistema atiende a éstos. 
Con esas suposiciones y los correspondientes modelos matemáticos, 
la teoría de tráfico se emplea para calcular el número de canales 
necesarios para una demanda de tráfico dada. 
Ya que el número de canales de tráfico de un sitio celular es limitado, 
la probabilidad de que todos los canales estén ocupados para un usuario 
en particular se incrementa proporcionalmente con el tráfico. 
La unidad estándar para medir el tráfico telefónico es el Erlang. Un 
Erlang de tráfico indica que un dispositivo (circuito) está en uso por una 
hora. 
La Intensidad de Tráfico es una medición de la utilización del canal, 
la cual es un promedio del uso del canal, medida en Erlangs. El tráfico 
por suscriptor está determinado por la tasa promedio de llamadas y por el 
promedio de duración de cada llamada. Ya que el tráfico tiende a variar 
en el transcurso del día, una red celular se dimensiona para la hora de 
mayor ocupación, conocida como la hora pico. 
 
1.2.2 GRADO DE SERVICIO. 
El Grado de servicio GOS (Grade Of Service) es una medida de la 
capacidad que tiene el usuario para acceder al sistema. Dado un número 
específico de canales disponibles en el sistema, el GOS es empleado 
para definir el desempeño deseado de un sistema inalámbrico 
especificando la probabilidad de que un usuario ocupe un canal de 
tráfico. 
El GOS está definido como la probabilidad de que una llamada sea 
bloqueada, o la probabilidad de que una llamada experimente un tiempo 
retardo mayor a un cierto tiempo fijado para su logro. Un valor 
comúnmente usado para el GOS a nivel estación base es 2%. 
 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
1.2.3 DEMANDA DE TRÁFICO. 
 
Se deben suponer ciertas condiciones para los abonados celulares 
al estimar la demanda de tráfico. Basándose en estas condiciones, se 
debe aplicar la fórmula de bloqueo adecuada. Las fórmulas de bloqueo 
ayudan a determinarel número específico de tráfico con un GOS dado. 
Las tres fórmulas más comúnmente empleadas son: 
 
 Poisson. 
 Erlang B. 
 Erlang C. 
 
En la práctica, se asume que se tendrán pérdidas de tráfico en el 
sistema, siendo por lo tanto la formula Erlang B aceptada como un 
estándar para un sistema telefónico celular. 
Un Erlang es la unidad de medida del tráfico. El tráfico en los 
erlangs se puede definir como: 
 
La suma del tiempo en que todos los recursos están ocupados es 
dividida por el intervalo total de tiempo. 
 A manera de ejemplo podemos suponer un sistema con 31 canales 
digitales de voz. Si cada circuito ha estado ocupado por 30 minutos 
durante un intervalo total de tiempo de 60 minutos, el cálculo del erlang 
sería de la siguiente forma: 
1. El tiempo total de uso para todos los recursos es 
 30 minutos ( 31 canales) = 930 minutos 
 
2. Entonces si sustituimos la formula tendremos que: 
 
La fórmula de Erlang-B permite calcular la probabilidad que una 
petición del recurso de un usuario será negada debido a la carencia de 
recursos. El fórmula es: 
_________________________________________________________________________ 14
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
Donde: 
• N es el número total de recursos en el sistema. 
• E es el tráfico total en erlangs. 
• Pb es la probabilidad que una petición de usuario será rechazada debido a la carencia de 
recursos. 
 
La fórmula de Erlang-C permite calcular la probabilidad de que un 
usuario tendrá que esperar a que algún recurso sea liberado. 
 
Donde: 
 
• E es el tráfico total ofrecido (en Erlangs) 
• N es el número total de los recursos disponibles. 
• Pc es la probabilidad de que un usuario experimentará un retraso al obtener de un recurso. 
 
 
1.2.4 EFICIENCIA DE TRONCALIZACIÓN. 
 
La eficiencia de troncalización es una medición del número de 
usuarios a los cuales se les puede ofrecer un cierto GOS con una 
configuración particular fija de canales. La manera en la cual se 
distribuyen los canales puede alterar significativamente el número de 
usuarios que pueden ser atendidos por el sistema. 
 
 
1.3 PROPAGACIÓN Y PÉRDIDAS. 
 
1.3.1 PÉRDIDAS POR PROPAGACIÓN. 
 
 Este concepto se refiere a la inherente degradación de la intensidad 
de la señal y a cómo el medio ambiente afecta a la misma. Ya que las 
pérdidas influyen directamente en la planeación del número de 
estaciones base y su ubicación, los cálculos deben de ser muy precisos. 
_________________________________________________________________________ 15
 Las pérdidas por propagación representan la atenuación de la señal 
como una cantidad positiva, medida en dB. Están definidas como la 
relación entre la potencia transmitida y la potencia recibida. 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
 
1.3.2 PÉRDIDAS POR PROPAGACIÓN EN EL ESPACIO LIBRE. 
 
 El modelo de propagación en el espacio libre es usado para predecir 
la intensidad de la señal recibida cuando el transmisor y el receptor 
tienen una trayectoria clara de línea de vista entre ellos. 
 
Ejemplos: 
 
 Sistema de Comunicación Satelital. 
 Enlaces de radio de microondas. 
 
La potencia recibida Pr para una señal que se propaga en el espacio 
libre es calculada usando la ecuación de Friis. 
 
 Pt Gt Gr
 Pr (d) = 
 ( 4π d / λ )2
 
Donde: Pr = Potencia recibida. 
 Pt = Potencia transmitida. 
 Gt = Ganancia de la antena transmisora. 
 Gr = Ganancia de la antena receptora. 
 d = Distancia de la antena transmisora. 
 λ = Longitud de onda. 
 
 La ecuación de Friis muestra que la potencia cae proporcionalmente 
con el cuadrado de la distancia de separación a la antena transmisora. 
Por consiguiente, las pérdidas incluyendo las ganancias de las antenas 
están dadas por: 
 
 PL = Κ + 20 log d + 20 log ƒ - 10 log Gt - 10 log Gr 
 
Donde: 
 ƒ, es la frecuencia 
 Κ, es una constante que depende de las unidades d y ƒ. Por ejemplo, cuando d está en [km] y ƒ 
en [MHz], Κ= 32.4 
 
1.3.3 PROPAGACIÓN DE RADIO MÓVIL. 
 
La mayoría de los sistemas de radio celular operan en áreas 
urbanas, donde no existe una trayectoria directa de línea de vista LOS 
(Line-of-Sight) entre la estación base y el móvil, y donde la presencia del 
edificio y otros obstáculos causa severas pérdidas por difracción. 
_________________________________________________________________________ 16
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
 
Debido a las múltiples reflexiones, las ondas electromagnéticas 
viajan a través de diferentes trayectorias con varias longitudes. La 
interacción entre estas ondas causa desvanecimientos multitrayectoria, y 
la intensidad de las ondas sé decrementa cuando la distancia entre la 
estación base y el móvil incrementa. Los tres mecanismos básicos más 
importantes que impactan en la propagación de las ondas 
electromagnéticas en un sistema de comunicación móvil son: 
 
 Reflexión. 
 
Ocurre cuando una onda electromagnética que se propaga choca 
contra un objeto con dimensiones muy grandes comparadas con su 
longitud de onda, lo que origina un cambio en su dirección de 
propagación. Las reflexiones generalmente se presentan con la superficie 
de la tierra, así como con edificios y estructuras grandes. 
 
 Difracción. 
 
 Se presenta cuando la trayectoria de radio entre el transmisor y el 
receptor es obstruida por una superficie que tiene formas angulosas para 
la longitud de onda, provocando que la onda rodee el obstáculo. En altas 
frecuencias, la difracción, así como la reflexión, dependen de la 
geometría de los objetos, así como de la amplitud, fase y polarización de 
la onda incidente en el punto de difracción. Esto se muestra el la 
Figura 1.7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.7 Difracción 
 Dispersión. 
 
Ocurre cuando el medio a través del cual viaja la onda consiste de 
objetos con dimensiones que son pequeñas comparadas a su longitud de 
onda, y donde el número de obstáculos por unidad de volumen es alto. 
Las ondas dispersadas son producidas por superficies rugosas y objetos 
_________________________________________________________________________ 17
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
pequeños. En la práctica, las hojas de los árboles , los señalamientos de 
las calles, anuncios espectaculares y postes. Como en la figura 1.8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.8 Dispersión. 
 
 
 Deterioros en el Canal de Radiofrecuencia 
 
La comunicación entre una estación base y un teléfono móvil en un 
medio inalámbrico rara vez se realiza con línea de vista directa, debido a 
la topografía del terreno y las estructuras hechas por el hombre. 
Consecuentemente, la señal de RF proveniente de la estación base es 
dispersada por la reflexión y la refracción, alcanzando al receptor a través 
de muchas trayectorias sin línea de vista. 
 
En este medio sin línea de vista surgen los desvanecimientos que 
se manifiestan como variaciones en la intensidad de la señal recibida 
RSSI (Received Signal Strenght Indication), los cuales degradan el 
desempeño del canal de radiofecuencia. 
 
 Desvanecimientos y Multitrayectorias. 
 
 El concepto de desvanecimiento es usado para describir las rápidas 
variaciones de la amplitud de una señal de radio sobre un periodo de 
tiempo o distancia corto, de tal manera que sean ignorados los efectos de 
las pérdidas por propagación. El desvanecimiento es causado por la 
interferencia entre dos o más versiones de la señal transmitida que 
arriban al receptor en tiempos ligeramente diferentes. 
 
 Estas ondas, llamadas ondas multitrayectoria, se combinan en el 
receptor para dar una señal resultante la cual puede variar en amplitud y 
fase, dependiendo de la distribución de la intensidad y el tiempo relativo 
_________________________________________________________________________ 18
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 19
de propagación de las ondas, así como el ancho de banda de la señal 
transmitida. 
 
 Algunos factores que influyen en losDesvanecimientos son: 
 
- La propagación multitrayectoria. 
- La velocidad del móvil. 
- La velocidad de los objetos circundantes. 
- El ancho de banda de transmisión del canal. 
 
1.4 MODELO DEL CANAL MÓVIL Y RADIO ENLACE. 
 
1.4.1 MODELOS DE PROPAGACIÓN. 
 
 Los modelos de propagación son expresiones empíricas o 
matemáticas empleadas para calcular las pérdidas por propagación. Se 
clasifican generalmente en: 
 
 Modelos Empíricos. 
 Están descritos por ecuaciones derivadas de análisis 
estadísticos de un gran número de mediciones. 
 
 Modelos Determinísticos. 
 Están basados en la aplicación de técnicas electromagnéticas 
a la descripción especifica de cada medio ambiente (topografía y 
morfología). 
 
 Modelos Semideterminísticos. 
 Están basados en ecuaciones derivadas de la aplicación de 
métodos determinísticos para generar modelos urbanos o de 
interiores. 
 
 Los diferentes Mecanismos de Propagación usados en los Sistemas 
Celulares son por lo regular: 
 
- Propagación en Espacio Libre. 
- Reflexiones en la superficie de la Tierra. 
- Difracción. 
- Reflexión. 
- Ductos. 
 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 20
 De acuerdo a esto, podemos relacionar cada uno de estos 
mecanismos con los diferentes tipos de Modelos de Propagación 
existentes y que se describen a continuación: 
 
 Modelo de Propagación en el Espacio Libre. 
 
 Este modelo teórico fundamental predice las pérdidas debido al 
esparcimiento radial para una propagación en una región ideal sin 
fronteras. 
 
 Este modelo es empleado como una referencia para comparar las 
pérdidas de transmisión con otros modelos. 
 
 Modelo de Tierra Plana. 
 
 Este modelo ha sido derivado teóricamente tomando en cuenta la 
presencia de una tierra plana idealizada con una conductividad finita. 
También es empleado como una referencia. No incluye factores 
importantes como el perfil del terreno, la vegetación y los edificios. 
 
 Modelo de Okumura. 
 
 El modelo de Okumura es uno de los más empleados para 
predicciones en zonas urbanas. Este modelo está basado en 
mediciones de campo realizadas en la ciudad de Tokio, Japón. Ofrece 
una estimación inicial de las pérdidas por propagación para un terreno 
casi plano (∆h=20m).Por lo tanto, se deben utilizar algunos factores de 
corrección para adaptar estos resultados a otras condiciones. 
 
 Este modelo da un método para predecir la intensidad de señal y 
área de servicio para un terreno dado para frecuencias en el rango de 
150 a 2000 MHz, distancia de 1 a 100 Km, altura efectiva de las 
antenas de la estación base de 30 a 100 m, y una altura típica de la 
antena receptora para aplicaciones de tierra móvil. 
 Modelo de Hata. 
 
 El modelo de Hata es un modelo empírico desarrollado de datos de 
mediciones obtenidas en Tokio a frecuencias de 150, 450 y 900 MHz. 
Ofrece expresiones cerradas para las pérdidas por propagación para 
diferentes ambientes. 
 Las predicciones del modelo de Hata son muy cercanas al modelo 
de Okumura, conforme la distancia d excede 1 km. Este modelo 
funciona bastante bien con coberturas grandes, mayores a 1km. 
 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 21
 Modelo de COST 231-Hata 
 
 Este es un modelo empírico obtenido del modelo de Hata para 
cubrir el rango de frecuencias de 1500 a 2000 MHz, realizado por la 
Cooperativa Europea para Ciencia y Tecnología. La extensión 
COST 231, 2-GHz es usada para frecuencias en la banda de 1900 
MHz. 
 
 Modelo de Lee. 
 
 Este es un modelo empírico para macrocélulas de áreas urbanas y 
suburbanas que predice la potencia recibida Pr en dBm. El modelo de 
Lee predice una transmisión punto a punto usando dos componentes. 
La primera es una predicción de trayectoria de pérdidas área por área, 
mientras la segunda componente da una predicción punto por punto 
para cada distancia. 
 
 Existen diferentes expresiones de pérdidas de transmisión para 
diferentes ciudades, así como correcciones para diferentes tipos de 
terrenos y diferentes tipos de Medio Ambiente. 
 
1.4.2 TIPOS DE MEDIO AMBIENTE. 
 
 Medio Ambiente Urbano. 
 
 Es un medio ambiente de radio que comprende un área cubierta 
muy densamente por construcciones tales como grandes edificios y 
una gran cantidad de obstáculos. 
 
 Medio Ambiente Suburbano. 
 
 Es un medio ambiente de radio que comprende poblaciones 
con pequeñas construcciones sin gran densidad. 
 Medio Ambiente Rural. 
 
 Es un ambiente de radio que comprende un área con pocos 
obstáculos como casas o árboles. 
 
1.4.3 ANÁLISIS DEL ENLACE. 
 
 Para indicar los dos enlaces de comunicación existentes, se emplean 
los términos: 
 
 Uplink: Es el enlace de la estación móvil a la estación base. 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 22
 Downlink: Es el enlace de la estación base a la estación móvil. 
 
 Como regla básica para evitar interferencias y tener una buena 
comunicación bidireccional, los dos enlaces de transmisión deben estar 
balanceados. Por lo tanto, se deben realizar cálculos de balance de 
trayectoria (path balance) para garantizar que las intensidades de señal 
en uplink y downlink sean aproximadamente las mismas. 
 
 Los cálculos de análisis del enlace pueden indicar si se tiene un buen 
diseño en la relación a la potencia de salida de la estación móvil. Como 
se muestra en la Tabla 1.1. 
 
Análisis del Enlace Down-link Up-link 
Potencia al puerto de la antena [dBm] 38 28 
Ganancia de antena del móvil [dBd] 0 0 
Pérdidas (jumpers, conectores, feeder) [dB] -2.935 -2.935 
Ganancia de antena de la radiobase [dBd] 15 15 
Pérdidas de penetración (en automóvil) [dB] -10 -10 
Ganancia por TMA [dB] 0 0 
Ganancia por diversidad [dB] 0 0 
Pérdida por cuerpo [dB] -3 -3 
Margen de desvanecimiento [dB] -8.8 -8.8 
Sensibilidad del RX [dBm] -103 -113 
Path loss [máximo] 131.265 -131.265 
 
Tabla 1.1 Análisis del Enlace. 
 
 
 
1.5 CODIFICACIÓN DE FUENTE Y CANAL. 
 
Las técnicas de conversión de información a mensajes digitales son 
conocidas como codificación de fuente. Con la codificación de fuente se 
busca representar la información con la menor cantidad de bits posible. 
 
1.5.1 CONVERSIÓN ANALÓGICO/DIGITAL. 
 
 La conversión A/D comprende tres pasos básicos, Como se índica 
en la Figura 1.9. 
 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
 
 
Figura 1.9. Conversión A/D. 
 
 Muestreo: es un proceso de detección del valor instantáneo de una 
forma de onda, usualmente llevado a cabo en intervalos de tiempo 
regulares. El teorema del muestreo requiere que una señal sea 
muestreada a una frecuencia de al menos el doble de la frecuencia 
más alta presente en la forma de onda. La forma de onda 
resultante es conocida como señal pulso. 
 
 Cuantización: consiste en asignar un nuevo valor de amplitud a 
cada pulso, correspondiente al nivel disponible más cercano en un 
conjunto finito de niveles de amplitud especialmente creado. Este 
paso introduce ruido en el proceso, el ruido de cuantización, debido 
a las diferencias entre la amplitud real y la amplitud asignada. Entre 
mayor sea el número de niveles de cuantización, menor será el 
ruido de cuantización. 
 
 Codificación: Este paso involucra el convertir los valores 
cuantizados a datos binarios. Como en la Tabla 1.2. 
 
 
 
Bit 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Total
Ajustado a: 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 
Valor 0 2048 0 0 0 0 64 32 0 8 4 0 1 2157
 
Tabla 1.2. Codificación. 
 
 
_________________________________________________________________________ 23
1.5.2 TÉCNICAS DE CODIFICACIÓN DIGITAL. 
 
El principal problema con la transmisión digital es la utilización del 
espectro. Si fuese transmitido por radio el estándar de 64kbps utilizado 
para la comunicación de voz en la Red Telefónica Publica conmutada 
RTPC, podría ocupar aproximadamente 100 KHz del espectro. 
Capitulo I:Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 24
 
Por otra parte, las técnicas digitales ofrecen una mayor robustez 
contra la interferencia y la flexibilidad para integrar a la red transmisión de 
voz digital y datos. Otra clara ventaja de los sistemas digitales es el 
permitir otras opciones para el acceso al canal. 
 
En los sistemas analógicos, únicamente puede ser usado el Acceso 
Múltiple por División de Frecuencia FDMA (Frecuency Division Multiple 
Access). Esta tecnología separa el espectro en distintos canales de voz, 
al separar el ancho de banda en pedazos (frecuencias) uniformes. Esta 
tecnología no es recomendada para transmisiones digitales, aun cuando 
es capaz de llevar información digital. 
 
 En los sistemas digitales pueden ser usados otros esquemas de 
acceso, como: 
 
 El Acceso Múltiple por División de Tiempo TDMA (Time División 
Multiple Access). Esta tecnología comprime la información, y la envía 
por un canal sencillo dividido en ranuras de tiempo (time slots), 
obteniendo una mayor capacidad de usuarios que en los sistemas 
analógicos. La compresión de la señal de voz es posible debido a que 
la información digital puede ser reducida de tamaño por ser 
información binaria. 
 También puede ser usado el Acceso Múltiple por División de Código 
CDMA (Code Division Multiple Access) que asigna un código único a 
cada usuario y difunde la transmisión a todos los usuarios en paralelo 
a través de una banda ancha de frecuencias. Varias llamadas son 
sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia 
único. Usando al tecnología CDMA, es posible comprimir entre 8 y 10 
llamadas digitales para que estas ocupen el mismo espacio que 
ocuparía una llamada en el sistema analógico. 
 
 
El esquema TDMA, como se define en los estándar IS-54 e IS-136 de 
la TIA; triplica la capacidad de las frecuencias celulares, dividiendo un 
canal celular de 30 khz en 3 time slot, los cuales soportan 3 usuarios en 
alternación estricta; pero se requiere digitalizar, comprimir y transmitir la 
voz en intervalos regulares. Siguiendo el IS-54, el cual proveía un canal 
de voz TDMA, el IS-136 es la siguiente generación que utiliza también 
TDMA en el canal de control. 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
La técnica CDMA esta definida en el estándar IS-95 y en esta, el 
ancho de banda de un canal es 1.25 MHz, el cual se dice que es capaz 
de soportar de 10 a 20 veces mas usuarios que el espectro equivalente 
dedicado a celulares análogos. 
 
Toda señal analógica puede ser convertida a digital de acuerdo a los 
siguientes puntos: 
 
 Muestreo de la señal a una velocidad de por lo menos dos veces el 
componente de frecuencia más alto del signo y respetar el teorema 
de muestreo o teorema de Nyquist. 
 
 Conversión del nivel de la señal analógica de cada muestra en un 
código binario. Este proceso recibe el nombre de CUANTIZACIÓN 
(la cuantización puede ser lineal ó no lineal). 
 
La tasa de bits de una señal se calcula de acuerdo a la siguiente 
ecuación: 
 
Numero de bits 
Tasa de bits [b / s] = 
 muestra X frecuencia de muestreo [muestras /s] 
 
 
Desgraciadamente, el número resultante es a menudo más grande 
de lo que nos gustaría. Para voz en telefonía de calidad, la frecuencia de 
muestreo es 8 KHz y el número de bits por muestra es 8, produciendo 
una tasa de bit de 64 Kbps. Por sí sola, esta tasa de bit no es 
problemática. Pero tengamos en cuenta que se trata de transmitir miles 
de conversaciones simultáneas por un mismo canal, lo cual si 
representaría un grave problema. 
 
Algunas de las técnicas básicas para la codificación de los datos de 
la voz son: 
 
 Modulación de Código de Pulso : 
 
 La Técnica PCM (Pulse Code Modulation) es la más antigua y 
conceptualmente más sencilla técnica de codificación usada en 
señales de voz y vídeo, en la cual la señal es convertida en una trama 
binaria y es multiplexada para su transmisión serial. Los 256 (=28) 
niveles de cuantización pueden ser representados (codificados) por un 
_________________________________________________________________________ 25
http://www.geocities.com/Petsburgh/8021/t07.htm
http://www.geocities.com/Petsburgh/8021/t08.htm
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 26
mínimo de 8 bits, resultando en una velocidad de transmisión de 8000 
muestras por segundo por 8 bits por muestra, igual a 64 kbps. De 
acuerdo a esto, una señal de voz analógica de 3.4 KHz usando PCM 
requiere un ancho de banda de 32 KHz para transmision en banda 
base. 
 
 Ventajas: 
 Hardware económico. 
 Su calidad de voz es muy buena. 
 Permite combinar varias señales de varias fuentes y 
transmitirlas a través de un sistema de comunicación de 
alta velocidad común. 
 Su regeneración no es muy compleja. 
 Su probabilidad de error es baja. 
 
 Desventaja: 
 Requiere de un ancho de banda mayor al de la señal 
analógica original. 
 
 Modulación Pulso Código Adaptativa Diferencial: 
 
 La técnica de codificación llamada Modulación Pulso Código 
Adaptativa Diferencial ADPCM (Adaptative Differential Pulse Code 
Modulation). Esta, en vez de cuantificar el nivel absoluto de la señal, 
cuantifica la diferencia entre el nivel de señal en la muestra previa y la 
actual. 
 Debido a que la voz no cambia drásticamente, la diferencia es 
pequeña y puede ser representada con precisión con una menor 
cantidad de bits. Puesto que los sistemas ADPCM usan solo 4 bits 
para cuantificar, la trama de bits generada es de 32 kbps (la mitad de 
PCM). Por lo tanto, su calidad es inferior a PCM, pero tiene la 
ventaja de requerir menos ancho de banda. Tiene aplicación en 
sistemas alámbricos. 
 
 Códigos de Predicción Lineal: 
 
Los Códigos de Predicción Lineal LPC (Lineal Prediction Code) son 
una de las técnicas de análisis de voz más poderosas y uno de los 
métodos más útiles para obtener una buena calidad de voz a una baja 
taza de bit erróneo. Proporciona estimaciones sumamente exactas de 
parámetros de la señal de voz, y es relativamente eficaz para el 
cómputo. 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 27
 
Los objetivos de los algoritmos de codificación son: transmitir, 
almacenar o sintetizar la voz con una calidad determinada utilizando la 
menor cantidad posible de bits. Es posible la disminución en el uso de 
bits debido a que se aprovechan las redundancias en la señal de voz y 
las limitaciones del oído humano. Las redundancias se relacionan a que: 
 
 El espectro de la voz cambia muy poco en comparación a 
la taza de muestreo. 
 La taza de vibración de las cuerdas vocales cambia muy 
poco. 
 La energía de la voz se concentra a bajas frecuencias. 
 Los sonidos de la voz pueden ser modelados como 
excitaciones periódicas. 
 
La tasa de bits está directamente relacionada al ancho de banda de 
transmisión. Por lo tanto, la reducción de éstos, lleva a una degradación 
de la calidad de voz. Los parámetros más importantes en el desempeño 
de los algoritmos de codificación de voz son: 
 Velocidad. 
 Calidad. 
 Complejidad. 
 
 Se consideran cuatro clases de calidad: 
 
 Calidad de transmisión. 
 Calidad de voz. 
 Calidad de comunicación. 
 Calidad sintética. 
 
 La calidad de voz puede ser evaluada por medio de mediciones 
objetivas SNR (Signal to Noise Ratio) o mediciones subjetivas MOS 
(Mean Opinion Score). 
 
 
1.5.3 CODIFICACIÓN DE CANAL. 
 En una transmisión digital, la calidad de la señal transmitida es 
frecuentemente expresada en términos de la calidad de bits erróneos 
recibidos. Esto es llamado Tasa de Bit Erróneo BER (Bit Error Rate). El 
BER define el porcentaje del número total de bits recibidos que son 
detectados incorrectamente. Un ejemplo de esto se muestra en la Tabla 
1.3. 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________28
 
 Ejemplo: 
 
Bits transmitidos 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 
Bits recibidos 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 
Errores (3/10 = 30% VER) ↑ ↑ ↑ 
 
Tabla 1.3. Tasa de bit/error. 
 
 Este porcentaje debe ser tan bajo como sea posible. No es posible 
reducirlo a cero debido a que la trayectoria de transmisión esta 
cambiando constantemente. Esto es especialmente importante durante la 
transmisión de datos, ya que la voz permite un BER aceptable mayor. 
 
 La codificación de canal es usada para detectar y corregir errores en 
una trama de bits recibidos. Esta adiciona bits al mensaje. Estos bits le 
permiten a un canal decodificador determinar cuando el mensaje recibido 
contiene bits erróneos, y potencialmente corregirlos. Estos bits erróneos 
frecuentemente se presentan en secuencias, causados por 
desvanecimientos largos y profundos afectando a varios bits 
consecutivos. 
 
 La codificación de canal es más efectiva para detectar errores 
individuales en secuencias de errores cortas. La codificación de canal 
desarrolla todas las operaciones digitales necesarias para preparar la 
información fuente para la modulación. El control de errores se puede 
dividir en dos campos: 
 
 La Detección de Errores. 
 Esquema ARQ (Auomatic Repeat Request) 
 
 La Corrección de Errores. 
 Esquema FEC (Forward Error Correction) 
 
 Las constantes por donde se establece una comunicación están 
sometidas a multitud de ruido, distorsiones que hacen que la señal que el 
transmisor introduce por un extremo del circuito no sea exactamente 
igual a la señal que el circuito le entrega al receptor. Estas diferencias 
son soportadas la mayoría de las veces por el receptor, sin fallas en la 
interpretación del mensaje, pero otras veces significan un error que debe 
ser detectado y corregido. 
Capitulo I: Los Sistemas Celulares 
_________________________________________________________________________ 29
 
 Existen Técnicas tanto detectoras como correctoras de los errores de 
Transmisión, sin embargo, en las aplicaciones teleinformáticas solo se 
usan técnicas de detección de errores. Esto es casi debido a que las 
técnicas de corrección pueden llegar a ser bastante complejas y solo se 
justifican en condiciones extremas, generalmente cuando el retardo de 
propagación es muy grande (comunicaciones espaciales) resulta mas 
eficaz utilizar estas técnicas que retransmitir un mensaje. 
 
 Existen varias técnicas de detección de errores. La forma mas simple 
es la llamada Verificación de Paridad. Otro método es el llamado 
Convolucional o Polinomico. 
 
 Una vez que el receptor, utilizando una de las técnicas mencionadas 
detecta que en la información recibida existe un error, le solicita al 
transmisor que retransmita el carácter erróneo, siguiendo una 
determinada y redundante estrategia de retransmisión. 
 
 Las redundancias son añadidas al mensaje por el canal codificador 
en el transmisor, con el fin de codificar la información a la mayor tasa de 
bits. En el receptor, el canal decodificador procesa el conjunto total de 
bits recibidos con el objetivo de restaurar el mensaje original. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30
Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
2.1 INTRODUCCIÓN. 
 
Los sistemas celulares fueron el inicio de una nueva generación en 
el campo de las telecomunicaciones, sobre todo en el campo de la 
telefonía. Para muchos este fue el principio de la llamada primera 
generación (1G) de la telefonía móvil, esta hizo su aparición en 1979 y 
se caracterizó por ser analógica y estrictamente para voz. La calidad 
de los enlaces era muy baja, tenían una velocidad de 2400 baudios. 
En cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya que 
contaban con una baja capacidad puesto que estaban basadas en 
FDMA , además de que la seguridad no existía. La tecnología 
predominante de esta generación fue AMPS. 
La segunda generación (2G) arribó hasta 1990 y a diferencia de la 
primera se caracterizó por ser digital. El sistema 2G comenzó a utilizar 
protocolos de codificación más sofisticados que aun se emplean en los 
sistemas de telefonía celular actuales. Las tecnologías predominantes 
para la 2G en países de Europa son: IS-136 (conocido también 
como TIA / EIA136 o ANSI-136), CDMA y PDC (Personal Digital 
Communications), éste último utilizado en Japón. 
 Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan 
velocidades de información más altas por voz, pero limitados en 
comunicación de datos. Se pueden ofrecer servicios auxiliares, como 
son: datos, fax y SMS (Short Message Service) . La mayoría de los 
protocolos de 2G ofrecen diferentes niveles de encripción. En 
México, Estados Unidos y otros países se le conoce a 2G como PCS 
(Personal Communication Services). 
Para muchos de los proveedores de servicios de 
telecomunicación móvil, es más conveniente migrar a una tecnología 
llamada 2.5G y que es una realidad en países de Europa y Asia, antes 
de entrar masivamente a la 3G. 
 La tecnología 2.5G es más rápida, y más económica para una 
futura actualización a la tan esperada Tercera Generación (3G). 
 
2.2 PCS (Personal Communication System). 
Este sistema surge como resultado de la digitalización de las redes 
celulares, y tiene como objetivo aumentar la cantidad de usuarios de la 
red celular, ofreciendo servicios digitales agregados sin costo adicional 
________________________________________________________________________________________ 31
Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
aparente. Los Sistemas de Comunicación Personal PCS (Personal 
Communication Systems), comenzaron operando en la banda de los 800 
MHz. Inicialmente el concepto era que estos sistemas serían muy 
distintos que los conocidos hasta entonces, mejores, más baratos y más 
simples. Sin embargo, mientras la fecha de instalación se fue acercando, 
la mayoría de empresas fueron invirtiendo su dinero en estándares 
celulares de banda superior, como por ejemplo: 
 
PCS1900 - Celular GSM de banda superior. 
 
TIA IS-136 - Celular digital TDMA de banda superior. 
 
TIA IS-9 - Celular digital CDMA de banda superior. 
 
TIA IS-88 - Celular análogo de banda angosta NAMPS 
de banda superior. 
 
TIA IS-91 - Celular análogo antiguo de banda superior. 
 
 
Los Sistemas Personales de Comunicaciones (PCS), fueron los 
primeros servicios que permitieron que los individuos se comunicaran 
donde quiera, siempre, y de cualquier manera. Los sistemas celulares 
actuales permiten el movimiento hacia cualquier región, de tal manera que 
no se tiene ninguna interrupción en el acceso a los servicios de las 
comunicaciones. 
 
Este acceso es proporcionado al usuario por medio de una terminal 
móvil, que en la mayoría de los casos es un aparato telefónico. Los PCS 
tuvieron como finalidad cambiar el acceso a la movilidad terminal por uno 
hacia la movilidad personal, aunque esto solo se logra estrictamente con 
el uso de tarjetas SIM, de las cuales se hablara mas adelante. La 
movilidad es la característica principal de los sistemas PCS. 
 
 
 
2.2.1 MOVILIDAD. 
 
La movilidad se puede separar en tres categorías distintas: 
movilidad terminal, movilidad personal, y movilidad del servicio. Algunos 
sistemas actuales se basan enteramente en movilidad terminal. 
 
 
 Movilidad Terminal 
________________________________________________________________________________________ 32
Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
La movilidad terminal consiste en que si el sistema es fijo, 
móvil, o radio, el dispositivo terminal del usuario se asocia a un 
número. Los dispositivos sin hilos están libres de vagar por muchas 
redes de diferentes localizaciones geográficas pero el número 
asociado al terminal es fijo sin importar donde se encuentre este. El 
perfil del servicio también se asocia al terminal y no cambia sin 
importar quién utiliza el terminal. 
 Movilidad Personal 
La movilidad personal es el corazón de los PCS y es el 
concepto de separaral usuario de la terminal. Esto se pone en 
ejecución con el uso de tarjetas SIM. Sin embargo, esto no define 
del todo la movilidad personal, debido a que el usuario debe inmóvil 
llevar la tarjeta. Cuando la tarjeta se inserta en una terminal, esta 
acepta de forma correcta a los usuarios con su número de 
identificación personal (PERNO). 
 Movilidad del Servicio. 
Se define como movilidad del servicio a la capacidad de seguir 
al usuario independientemente de la red, localización geográfica, 
terminal usada, o tipo de acceso. Cada PERNO corresponde a un 
perfil del servicio. Este perfil contiene la información sobre el usuario 
y sus servicios. Dicha información puede ser de las capacidades 
para la movilidad, la localización de terminales registrados, el estado 
de servicios activos, y la información de encaminamiento dinámica. 
 
2.3 CDPD (Cellular Digital Packet Data). 
 
2.3.1 DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS. 
 
Esta tecnología, surge como una solución a la necesidad de tener un 
acceso a la información, desde cualquier parte y en forma de datos; 
utilizando la red celular existente y evitando así una inversión adicional 
para levantar una infraestructura especial. De esta forma se llevo acabo el 
primer sistema de Internet móvil, logrando con ello un acceso a la red en 
cualquier momento y desde cualquier lugar; de forma rápida, sencilla y 
permanente. El sistema de Datos de Paquetes Digitales Celulares CDPD 
(Cellular Digital Packet Data) llegó a marcar una nueva era en los 
Sistemas Celulares de Comunicación. 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
Usando la infraestructura de la red celular existente y los canales de 
frecuencia, esta tecnología habilita a los operadores de las redes 
inalámbricas AMPS / D-AMPS, no sólo para ofrecerle servicios de voz 
sino también de datos en paquetes para Internet inalámbrico. Esto hace a 
D-AMPS / AMPS el primer sistema celular global que soporta los dos 
servicios, voz y datos en paquete. 
La especificación del diseño para CDPD está basada en una 
arquitectura abierta, empleando estándares reconocidos y tecnología 
existente. De esta manera, el nuevo sistema de datos inalámbricos puede 
desplegarse rápida y competitivamente. En enero de 1995, se emitió la 
versión 1.1 de CDPD y a partir de esta fecha se comienza la integración 
de dicho sistema en la red celular. Pero es hasta 1999 cuando el sistema 
CDPD se comienza a comercializar en México. 
 
El estándar CDPD debe cumplir las siguientes normas: 
 Debe ser compatible con Internet y debe servir como una extensión 
inalámbrica a esta red. Como una consecuencia, cada CDPD móvil 
es asignado a una dirección de IP (Internet Protocol). Todo el tráfico 
usado en una red CDPD consiste en paquetes de IP. 
 IP es un protocolo de intercambios de paquete. Por consiguiente, 
CDPD debe hacer el cambio de paquetes por canales compartidos 
en la interfaz aérea. 
 CDPD está basado en TCP (Transmission Control Protocol), 
protocolo de transporte orientado a conexión entre puntos extremos, 
el cual asegura la entrega y la secuencia de datos. 
 CDPD debe habilitar el re uso de la infraestructura, para que los 
canales de frecuencias sean utilizados para la transmisión de voz y 
CDPD. 
 
El sistema CDPD fue el primer paso para brindar servicios de Internet 
en el estándar de telefonía móvil TDMA. Los datos CDPD se transfieren 
en paquetes por canales que no están siendo utilizados por llamadas de 
voz. Es un sistema compartido por voz y datos que utiliza una capacidad 
que de lo contrario sería desaprovechada por la transmisión de voz. 
 
 
 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
2.3.2 DESARROLLO Y APLICACIONES. 
 
 Probado ya comercialmente en varios países, CDPD utiliza la 
tecnología de datos por paquetes, con lo que puede ofrecer al usuario 
cuotas de hasta 19,2 kbits / seg. A pesar de que no es tan rápido como los 
servicios de 3G, es más que suficiente para los servicios de comunicación 
de datos. El CDPD lleva ya varios años en marcha y se ha utilizado sobre 
todo para aplicaciones destinadas a ciertos nichos del mercado, como por 
ejemplo, la telemetría. Actualmente ha experimentando una etapa de 
decadencia, después de que se implementó para diversas aplicaciones 
de masas, como localización vehicular, correo electrónico, buscador en la 
Red, y otros servicios en línea. El uso del CDPD ha sido particularmente 
notorio en América Latina y del Norte, donde los operadores han 
implantando la tecnología necesaria para las aplicaciones de los 
mercados de masas. Por ejemplo, el servicio PocketNet® de AT&T ha 
utilizado el CDPD para conectar a los usuarios móviles con su ordenador, 
proporcionándoles acceso instantáneo al correo-e, a Internet y a otras 
aplicaciones. En México, Telcel fue uno de los principales proveedores de 
este tipo de servicios. 
 Otras aplicaciones en las que se involucró el CDPD fueron: La 
Telemetría Industrial; para el monitoreo de tuberías de presión, circuitos 
cerrados, o cualquier información remota que requiera la industria. La 
Telemetría Comercial; para mantenerse informado de lo que acontece en 
los diferentes puntos de venta, sucursales o bodegas en cualquier lugar 
del país. Y el Servicio de Telemetría Ambiental; por medio del cual se 
pudo brindar la información rápida y oportuna para la prevención de 
desastres, tales como derrumbes en zonas inestables, aumento de caudal 
en los ríos o actividad volcánica zonas de riesgo. 
 El mercado de CDPD se ha vio impulsado en su última etapa con la 
existencia en todo el mundo de terminales específicos para CDPD que 
permiten acceder a servicios de voz y de datos. 
 Varias fueron las causas de este éxito. En primer lugar, el CDPD se 
perfecciono para el estándar TDMA, que dominaba toda América y 
también gozaba de implantación en puntos de Asia y de Europa Oriental. 
No hay que subestimar el potencial de esta huella, ya que representó una 
importante proporción de la base de abonados del mundo. Las cifras 
indican que en 1999 había 45,5 millones de abonados con TDMA y 75,5 
millones de abonados a AMPS (estándar analógico) en un total de 44 
países. 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
2.3.3 IMPLANTACIÓN. 
 Uno de los principales puntos fuertes del CDPD fue la facilidad con la 
que se pudo implantar en las redes TDMA ya existentes, puesto que sólo 
se requirió añadir un elemento de control de redes centralizado y algunos 
equipos adicionales en cada estación base. 
 CDPD necesitaba un ancho de banda exclusivo mínimo, algo muy 
importante en zonas en las que el espectro de radio disponible es limitado. 
Las inversiones necesarias para implantar el CDPD fueron bastante 
reducidas, lo cual significó que los operadores pudieran amortizarlo 
rápidamente, preparando así el terreno para la inversión en tecnologías 
más avanzadas en el futuro. 
 Aunque el CDPD no fue en sí una tecnología de 3G, sin duda 
represento un primer paso hacia la próxima generación. Muchas 
aplicaciones desarrolladas para CDPD se pueden trasladar a EDGE 
(Capitulo 3), la solución de 3G aprobada por la UIT y que se espera 
adopten muchos operadores TDMA. Para el usuario este cambio de 
tecnología será sencillo, si exceptuamos la necesidad de cambiar de 
dispositivo de bolsillo. 
 Incluso cuando estén implantadas EDGE y otras tecnologías de 3G, 
CDPD seguirá siendo necesaria. Por esta razón posiblemente deba 
coexistir en la infraestructura de red, soportando aplicaciones que 
requieran un menor ancho de banda. 
 
2.3.4 OBJETIVO DE CDPD. 
 
 Aunque CDPD no pretende rivalizar con las futuras tecnologías en 
cuanto a velocidad, sí ofrece al usuario cuotas de hasta 19,2kbits / seg., 
Lo cual representa la taza de transferencia de datos más alta,de la red 
móvil digital estándar de hoy en día. 
 Uno de los principales atractivos que tiene el CDPD es que ofrece a 
los operadores de redes TDMA la posibilidad de incorporarse rápidamente 
a los servicios de Internet móvil. Muchos operadores están desarrollando 
el CDPD como una forma de estimular el mercado de Internet móvil, con 
la opción de transferir abonados a servicios más avanzados a medida que 
vayan surgiendo. 
 Como tecnología de paquetes de datos, CDPD sólo utiliza los recursos 
de la red cuando se envían o reciben datos, dejando libre el canal de 
comunicación para que accedan a él otros usuarios. 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
 Se suprime así la necesidad de descolgar para acceder a Internet, ya 
que el usuario está siempre en contacto con la red. Por ejemplo, se 
pueden programar un portal web o un servicio de correo electrónico para 
que se active automáticamente cuando reciba nueva información o correo. 
Así pues, los paquetes de datos permiten a los operadores ofrecer tarifas 
más flexibles, por ejemplo, por volumen de datos enviados. 
2.3.5 MODEMS CDPD. 
Los MODEM son dispositivos periféricos diseñados con la finalidad de 
convertir datos en señales que puedan ser transmitidos y recibidos a 
través de un determinado medio de comunicación. Los MODEM más 
populares en la actualidad usan como medio de transmisión la línea 
telefónica, siendo sus mayores aplicaciones: la conexión de computadores 
personales a Internet, disponer de acceso a correo electrónico, tener 
acceso remoto a servidores, etc. 
Éstos dispositivos, tal como fueron concebidos en principio, tienen una 
limitante para su uso que es el hecho de necesitar una conexión física a 
través de una línea telefónica; esto no permite la movilidad de los equipos 
conectados a dichos MODEM. 
El crecimiento que han tenido las redes celulares y la creación de 
nuevos estándares para la transmisión de datos a través dichas redes 
inalámbricas, ha permitido a los fabricantes de nuevos dispositivos, 
desarrollar módems que trasmitan información utilizando la interfaz de aire 
como medio de transmisión. 
Los MODEM CDPD proveen capacidad de transporte para 
aplicaciones fijas y móviles. Son utilizados para transmitir pequeños 
volúmenes de datos, además proveen una respuesta instantánea para 
procesar transacciones, ya que no tienen retardos en la marcación. 
Estos MODEM, se ajustan para todo un conjunto de aplicaciones fijas 
y móviles, dentro de las que se pueden mencionar: telemetría, seguridad 
pública, servicios financieros, etc. Además, permiten ingresar a la red 
interna de una empresa, para acceder a archivos y bases de datos, 
facilitando así el trabajo. Aparte de que permite el envío y recepción de 
correos electrónicos y la conexión a Internet de forma inalámbrica. En el 
mercado actual existe una gran variedad de MODEMS CDPD, en la figura 
2.1 se muestra uno de ellos. 
 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
 
Fig. 2.1 Módem CDPD 
2.3.5.1 Características. 
Dentro de las funcionalidades y beneficios que ofrecen estos 
dispositivos, destacan las siguientes: 
 Conectividad: ofrece acceso inalámbrico instantáneo a correo 
electrónico, Internet, base de datos corporativos a computadores de 
escritorio, portátiles, PALM, etc. 
 Portabilidad: en su mayoría estos MODEMS son pequeños y ligeros, 
y pueden ser utilizados en cualquier lugar donde este disponible el 
servicio IP Inalámbrico, lo cual no limita al equipo conectado al 
módem a permanecer en una posición fija. 
 Seguridad: al utilizar la red inalámbrica IP, con sus métodos de 
codificación y encriptación, es virtualmente imposible que los 
usuarios no autorizados descifren los mensajes. 
 Confiabilidad: la red inalámbrica IP asegura que los datos llegaran a 
salvo a su destino. Si se interrumpe la conexión durante la 
transmisión, estos dispositivos son capaces de conectarse con la 
red y transmitir o recibir el mensaje completo. 
2.3.5.2 Especificaciones. 
Las especificaciones comunes que tienen estos módem diseñados por 
distintos fabricantes son las siguientes: 
 CDPD Versión 1.1 
 Transmisión Full-duplex a 19.2 Kbps. 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
 Conjunto de comandos AT. 
 Protocolos incorporados: TCP/IP, UDP, PPP y SLIP. 
 600 mW de potencia de salida de RF. 
 Interfaz aérea de encriptación de datos: RSA 128 bits, RC-4 
Symmetric Stream Cipher. 
Algunos módems CPDP sólo pueden comprimir los protocolos HTTP, 
POP3 y SMTP. Esto significa que todo aquello que no es transmitido 
usando dichos protocolos no se comprime y que sólo utiliza el ancho de 
banda CDPD estándar. En consecuencia, el ancho de banda CDPD 
estándar no es el más adecuado para voz y videoconferencia. 
2.3.6 VENTAJAS DEL CDPD 
CDPD optimiza el intercambio de paquetes, ya que la trasferencia de 
datos es enrutada individualmente a través de la red. Esto mejora la 
transferencia de datos y hace uso óptimo del espectro de frecuencia. 
Dependiendo del perfil del tráfico y de las aplicaciones, muchos 
centenares de usuarios pueden compartir el mismo canal. 
La tecnología de CDPD permite el transporte de datos con alta calidad. 
Como el nombre lo dice, CDPD es digital y trae con él asociado beneficios 
en el enlace aéreo. La seguridad esta garantizada por métodos de 
encriptación automáticos de todos los datos y autentificación de todos los 
usuarios móviles. 
 
2.4 GSM (Global System Mobile). 
2.4.1 UN POCO DE HISTORIA. 
 
Desde principios de los años 80’s, los sistemas telefónicos móviles 
analógicos han tenido un rápido desarrollo en Todo el mundo, de esta 
forma cada nación desarrolló un sistema propio, pero que no era 
compatible con los sistemas de otros países. Esta situación no resultaba 
nada agradable, puesto que no sólo los sistemas móviles debían limitar su 
operatividad dentro de los confines nacionales, sino que también creaba 
un mercado muy limitado para los varios tipos de preparaciones 
necesarias a la implantación y al desarrollo de las redes, de tal forma que 
no podían realizarse economías de gran escala con los consiguientes 
ahorros tanto a favor del usuario como de los operadores de red. 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
En 1982, un gestor público de servicios de telefonía móvil de los 
países nórdicos llamado Nordic PTT, envió una propuesta a la 
Conferencia Postal Europea de Telecomunicaciones CEPT (Conference 
European Postal off Telécommunications), para la implantación de un 
servicio común de telefonía móvil europeo en la frecuencia de los 900 
MHz. El CEPT decidió entonces formar el Grupo Especial Móvil GSM 
(Groupe Speciale Mobile) con el fin de desarrollar un estándar europeo 
para las comunicaciones celulares. Debido a lo conveniente de dicho 
estándar y a las ventajas que proporciona, ha sido ya adoptado, a la 
fecha, por muchos países de todos los continentes, por lo que el acrónimo 
GSM se utiliza ahora para referirse a este estándar como Sistema Global 
Móvil (Global System Mobil). 
 
Entre 1982 y 1985 se planteó qué tipo de sistema construir: digital o 
analógico. Pero en 1985, tras numerosas discusiones, el grupo decidió 
implantar un sistema basado en tecnología digital. El paso siguiente fue el 
de elegir entre la solución de banda ancha (broadband) o banda estrecha 
(narrowband). Por esta razón, en 1987 se efectuaron en París pruebas de 
campo, en las que diferentes fabricantes propusieron soluciones diversas 
(broadband y narrowband). En mayo de 1987 se eligió la solución de 
banda estrecha TDMA. 
 
En el mismo periodo las 13 primeras naciones firmaron un 
Memorando de Acuerdos MoU (Memorandum of Understanding),comprometiéndose a respetar las normativas y prometiendo tener el 
mismo sistema basado en el estándar GSM operativo a partir de primeros 
días de Julio de 1991. El cuerpo del estándar estaba formado inicialmente 
por poco más de cien normativas a cuya redacción colaboraron 
distinguidos centros de búsqueda y empresas manufactureras de toda 
Europa, esta normatividad representó uno de los más ambiciosos 
proyectos de los últimos diez años del Instituto Europeo de 
Estandarización en Telecomunicaciones ETSI (European 
Telecommunications Standard Institute), al cual la CEE le mandó unificar 
la normativa europea en el sector de las telecomunicaciones y que en 
1990 publicó la Fase 1 de las normativas del sistema GSM. Los primeros 
servicios comerciales fueron lanzados a mediados de 1991, y en 1993 
estaban ya en operación 36 redes GSM en 22 países. 
 
Las normativas se ampliaron enseguida para incluir una interfaz 
aérea también para la banda de los 1800-1900 MHz (DCS1800 - 
PCS1900). En particular a América se le ha concedido la banda de los 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
1900 MHz y a Europa y a los otros países extranjeros la de los 1800 MHz. 
La gama de frecuencias para GSM se muestra en la figura 2.2. 
 
Fig. 2.2 Frecuencias GSM. 
A pesar de que se haya estandarizado ya en Europa, el sistema 
GSM no es sólo un estándar europeo, de hecho hay redes GSM 
operativas o planificadas en 1996 en otros 100 países de todo el mundo. 
El aumento de los abonados ha sido vertiginoso: 1.3 millones a inicios de 
1994, 5 millones a inicios de 1995, hasta alcanzar los 10 millones en 1995 
tan sólo en Europa. 
El estándar GSM reúne una serie de mejoras e innovaciones 
respecto a las redes celulares existentes, destinadas a un uso eficiente del 
espectro de las radio frecuencias RF, a la seguridad de la transmisión, a la 
mejora de la calidad de conversación, a la reducción del costo de las 
terminales, de las infraestructuras y de la gestión, a la capacidad de 
soportar nuevos servicios y a la plena compatibilidad con la red ISDN 
(Integrated Services Digital Network) y con otras redes de transmisión de 
datos. 
 
Además, la tecnología GSM constituye el primer sistema 
estandarizado para usar una técnica de transmisión numérica por el canal 
de radio. Otra característica de base de dicho sistema, es el de movilidad 
global (roaming international), es decir la posibilidad ofrecida al usuario del 
móvil, de acceder a los servicios GSM también cuando se encuentra 
físicamente fuera del área de cobertura de su propia red de suscripción, 
registrándose como usuario visitante. El roaming es completamente 
automático dentro de todas las naciones con cobertura del sistema GSM. 
Además de la posibilidad de efectuar roaming, el GSM ofrece nuevos 
servicios para el usuario, como la transmisión de datos, el servicio fax y el 
servicio de transmisión breve de mensajes de texto. 
 
El sistema GSM reúne un cierto número de Sistemas de 
Interconexión Abierta OSI ( Open System Interconnection ) ofreciendo 
funciones de servicio y de capacidad, permitiendo a las industrias una 
flexibilidad de implantación de la red y a los operadores más facilidad en 
instalación y manutención de los equipamientos. 
 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
Resumiendo, las principales características de este nuevo proyecto 
están dirigidas a alcanzar los siguientes objetivos: 
 
 Posibilidad de usar el mismo terminal radio en todos los Países del 
área CEE, y en aquellos Países no pertenecientes a la Comunidad 
pero que utilizan los mismos estándares como por ejemplo el 
Roaming internacional. 
 Mejora de la eficiencia espectral respecto a las actuales redes 
móviles celulares de tipo analógico. 
 Seguridad de la transmisión por radio para impedir interceptar las 
conversaciones y los datos identificativos de los usuarios. 
 Empleo de la técnica numérica, para permitir mejorar la calidad 
fónica, la transmisión de datos y la compatibilidad con los standards 
internacionales a nivel OSI e ISDN. 
 
2.4.2 INTRODUCCIÓN TÉCNICA 
A diferencia de lo que sucede en la red telefónica fija, en la que el 
terminal de cada usuario está conectado a la red mediante un punto de 
acceso unívoco, en una red móvil, el abonado puede desplazarse por 
cualquier punto de la misma. Por tanto, los datos relativos al abonado 
deben ser memorizados en una base de datos que se pueda consultar y 
actualizar desde cualquier punto de la red. 
La característica de base de un sistema móvil puede resumirse en 
términos de enlaces entre los aparatos radio, los nodos móviles, la base 
de datos y la red PSTN / ISDN, con el fin de identificar los terminales 
móviles, para estabilizar, controlar y terminar las conexiones y actualizar 
los datos de gestión. 
En todos los sistemas móviles el factor que tiene mayor importancia 
en el proyecto del sistema, es el espectro de frecuencia disponible o 
ancho de banda , de hecho el número de frecuencias radio asignado a 
estos servicios es limitado. 
 Para aprovechar al máximo el ancho de la banda disponible, con el 
fin de servir a más usuarios a la vez en un mismo sector, el sistema se 
estructura subdividiendo el área de servicio en zonas delimitadas llamadas 
células. Cada célula tiene una Estación Radio Base (BTS) que opera en 
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Capitulo II: El Camino Hacia GSM. 
un conjunto de canales radio, diferentes a los utilizados en las celdas 
adyacentes, para evitar interferencias. Este tipo de subdivisión permite la 
reutilización de las mismas frecuencias en celdas no adyacentes. La unión 
de las celdas, que en su conjunto utilizan todo el espectro radio disponible, 
se llama cluster. 
Generalmente se utilizan formas regulares de celdas y por tanto de 
clusters para cubrir un área de servicio. Teóricamente las celdas se 
pueden imaginar con forma hexagonal, aunque en realidad su forma es 
irregular a causa de la no homogénea propagación de la señal de radio, 
debido principalmente a la presencia de obstáculos. 
Reduciendo el diámetro de las celdas la capacidad del sistema 
aumenta, aunque el uso de esta elección supone la disminución de la 
distancia de reutilización de las frecuencias, es decir de la distancia entre 
dos celdas co-canal, que conlleva el aumento de la interferencia co-canal. 
Parece evidente que la capacidad del sistema, amén del número de 
canales disponibles, está ligada a este tipo de interferencia y, por ello, el 
sistema GSM utiliza técnicas, que se describirán a continuación, 
destinadas a minimizarlas. 
El estándar GSM utiliza la tecnología de acceso a división de 
frecuencia (FDMA) combinada con la de acceso a división de tiempo 
(TDMA): 8 canales vocales (Half rate) o bien 16 (Full rate), multiplexados 
en un único canal radio, junto a las informaciones de control de error, 
necesarias para disminuir la interferencia debida al ruido, y a las 
informaciones de sincronización y señalización. 
 
2.4.3 ARQUITECTURA BASE DEL SISTEMA. 
La arquitectura de base del sistema GSM prevé cuatro subsistemas 
principales cada uno de los cuales contiene un cierto número de unidades 
funcionales y está interconectados con el otro mediante interfaces 
estándar que se describirán a continuación. Los subsistemas principales 
de la red y los elementos que lo componen son: 
 
 MS – Estación Móvil (Mobile Station). 
- ME – Equipo Móvil (Mobile Equipment). 
- SIM – Modulo de Identidad de Suscriptor (Subscriber Identity Module). 
 
 BSS – Subsistema de Estación Base (Base Station Sub-System). 
- BSC – Contolador de Estación Base (Base Station Controller). 
- BTS – Estación Base Tx/Rx (Base Transceiver Station). 
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