QUE SON LAS COMUNICACIONES MÓVILES?

Por definición, el término "comunicaciones móviles" describe cualquier enlace de radiocomunicación entre dos terminales, de los cuales al menos uno está en movimiento, o parado, pero en localizaciones indeterminadas, pudiendo el otro ser un terminal fijo, tal como una estación base. Esta definición es de aplicación a todo tipo de enlace de comunicación, ya sea móvil a móvil o fijo a móvil. De hecho, el enlace móvil a móvil consiste muchas veces en un enlace móvil a fijo a móvil. El término móvil puede referirse a vehículos de todo tipo - automóviles, aviones, trenes... - o, sencillamente, a personas paseando por las calles. El Reglamento de Radiocomunicaciones define el servicio móvil como un servicio de radiocomunicaciones entre estaciones móviles y estaciones terrestres (fijas) o entre estaciones móviles únicamente. Además, en función de dónde se sitúa habitualmente el terminal móvil, el Reglamento diferencia tres tipos de servicio: Servicio móvil terrestre. Servicio móvil marítimo. Servicio móvil aeronáutico. Es importante destacar que al hablar de comunicaciones móviles se está pensando, generalmente, en un sistema de comunicaciones punto a punto. Aunque también es posible en algunas circunstancias efectuar comunicaciones punto a multi punto, se trata de una configuración especial del servicio que sirve a aplicaciones particulares.

Los actores en el mundo de las comunicaciones móviles 

En este sección se comentará breve mente quién es quién en el panorama global de las telecomunicaciones y cuál es el rol de cada cual. Reguladores, nacionales e internacionales Son los encargados de establecer "las reglas del juego". Dado que las comunicaciones móviles utilizan un recurso escaso, como es el espectro radioeléctrico, y al tratarse de un bien público, se deben dictar unas normas mínimas que protejan no sólo a consumidores y usuarios, sino Página 7 también que determinen las reglas que aseguren una competencia leal entre empresas. También se debe asegurar la buena utilización del recurso escaso puesto a disposición de los operadores. A nivel mundial, la WRC (World Radio Conference), uno de los brazos de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones), determina cada dos años la utilización que se debe hacer del espectro radioeléctrico. Cada Administración nacional, basada en las recomendaciones de la WRC, determina su propio uso del espectro

Composición de los Sistemas de Comunicaciones Móviles  

• Estaciones Fijas: Estación radioeléctrica no prevista para su utilización en movimiento; entre estas tenemos: 

Estación Base (BS) , su movimiento se controla directamente desde una unidad de control (local o remoto), mediante líneas telefónicas o radio enlaces, características: son fuentes/destinatarias de tráfico y envían información señalización. 

Estación de control (CS), utilizada para gobernar automáticamente el funcionamiento de otra estación de radio en un emplazamiento específico, para gestionar una BS o repetidora.

Estación repetidora (RS), estaciones fijas que retransmiten las señales recibidas, obteniendo una mayor cobertura.  

• Estaciones móviles: estación radioeléctrica prevista para su utilización en un vehículo en marcha o que efectúa paradas en puntos indeterminados. El término incluye equipos portátiles y equipos transportables.  
• Equipos de control: son los equipos necesarios para el gobierno de las estaciones base, generación y recepción de llamadas, localización e identificación de usuarios, equipos y vehículos, transferencia de llamadas, etc. 

Calidad de los sistemas de comunicaciones móviles 

Calidad de cobertura: se expresa mediante las siguientes calificaciones: 

a) Extensión: tamaño de la zona de cobertura (local, regional, nacional, internacional) 

b) Escenario de cobertura: describe el entorno en el que se desea la cobertura. Ej: calles, interior de vehículos, interior de edificios, túneles, etc. 

c) Grado de cobertura. Específica el porcentaje (perimetral y zonal) de ubicaciones en el que se debe conseguir la comunicación. 

Calidad de terminal: refleja la simetría del enlace bidireccional, el alcance de cobertura BS-- MS debe ser igual retro alcance en el sentido MS a BS, estableciéndose grados de calidad para los terminales móviles, 

a) Vehículo        

 b ) Transportables       

c) Mano

 Calidad de fiabilidad: expresa el porcentaje temporal máximo admisible de interrupciones de los enlaces o caídas de llamada, debido a averías de los equipos, fallas de alimentación, interferencias intensas externas, etc. Calidad de fidelidad: se refiere a la claridad de la señal recibida, si es de voz (ausencia de ruido y di afonía) o la tasa de errores si la señal es de datos. 

• Sistemas analógicos (dB), Signal to Noise and Distorsion ratio (SINAD) 
• Sistemas digitales, Bit error rate (BER) 

• UL (Uplink) MS - BS. Técnicas de multiacceso o acceso múltiple. 
• DL (Downlink) BS - MS. Técnica de multiplexación con difusión selectiva, parcial o global. Cada usuario ocupa un volumen definido por tres magnitudes: espacio o cobertura, ancho de banda y tiempo. Por razones de interferencia, la ocupación por parte de un usuario de un cierto volumen, prohíbe que otro usuario total o parcialmente ocupe el mismo volumen. En consecuencia las radiocomunicaciones deben separarse en frecuencia (F), tiempo (T) y espacio (S), de forma que el espectro radioeléctrico implica la compartición (F, T, S). 

Tipos de comunicaciones móviles 

Existen muchas formas de clasificar los sistemas de comunicaciones móviles. Una de ellas, tal como hace el Reglamento de Radiocomunicaciones, es en función del entorno en el que se  utilizan: terrestre, marítimo o aeronáutico. Otra posibilidad es clarificarlas de acuerdo a los siguientes criterios: 

Por la modalidad de funcionamiento. Sistemas de radiotelefonía: aquellos en los que las transmisiones se realizan en ambos sentidos, de estación fija a estación móvil y viceversa. Two-Way Radio Systems.  

a) Radiotelefonía de Corto Alcance RTCA+ También denominados radiotelefonía convencional o "Walkie-Talkies", 

son sistemas de comunicación simples, a una o dos frecuencias, o semi-dúplex, a los que se les asigna una serie de frecuencias para que cualquiera pueda utilizar siempre que estén libres. Este sistema, en principio, no permite ninguna privacidad al usuario. Hoy en día hay miles de sistemas de radio convencional funcionando en todo el mundo. Estos sistemas, por su simplicidad, son la manera más popular de comunicaciones bidireccionales vía radio que existe. En un principio, el protocolo de gestión de las comunicaciones y de la utilización del canal o canales asignados es muy sencilla: se basa en la utilización del botón PTT ("Push To Talk"" o Pulsar Para Hablar) que existe en los equipos terminales y que sirve para conmutar entre receptor y transmisor. Los sistemas convencionales actuales ofrecen muchas posibilidades además de los básicos "hablar y escuchar". Los sistemas de radio convencional varían en tamaño y complejidad. En función del tamaño, los sistemas se dividen en mono-emplazamiento y multi-emplazamiento. Los sistemas mono emplazamiento contienen una única estación base o repetidor y operan según la distancia que cubre dicha base. Los sistemas multi-emplazamiento contienen múltiples emisores y transmisores que extienden el área de cobertura más allá de un sistema mono-emplazamiento convencional. Para ello, se utilizan diversas técnicas: 

• Voting - Para extender la cobertura de un área, se añaden múltiples receptores remotos al sistema. Dichos receptores pueden incorporarse a áreas remotas o edificios quste eán fuera del alcance normal del sistema. 
• Simulcast - Provee cobertura en un amplio área introduciendo varios transmisores que emiten la misma frecuencia de forma simultánea. Dado que los emplazamientos "simulcast" suelen solaparse, los usuarios pueden recibir- comunicaciones independientemente de donde se hallen en el sistema. 

• Multicast - Similar al simulcast", éste proporciona un amplio área de cobertura a través de múltiples emplazamientos que se solapan y que utilizan conjuntos diferentes de frecuencias. En estos sistemas RTCA, existen bastantes probabilidades de ser interferido o de captar la señal de un transmisor cercano. La figura siguiente muestra gráficamente este hecho. Por tanto, la aparente simplicidad de este tipo de sistemas trae aparejados otra serie de problemas, como son la seguridad en las comunicaciones, el control de las mismas y la utilización eficiente del espectro radioeléctrico. 

b) Radiotelefonía de Grupo Cerrado RTGC También denominados sistemas "trunking". 

Son sistemas en los que un conjunto de canales de radio soporta a todo un colectivo de usuarios móviles, gracias a un sistema dinámico de asignación de frecuencias. El concepto es que muchos usuarios utilicen un mismo conjunto de radio canales. Estos canales se asignan a los usuarios, según demanda, para el establecimiento de una llamada y, a medida que las llamadas se completan, se devuelven los canales al "almacén" para que puedan ser asignados a otros usuarios. Para que este sistema tenga sentido, el número de usuarios debe ser muchas veces el número de enlaces o canales disponibles. Las características diferenciadoras de este tipo de sistemas podrían resumirse en dos:

La primera, es que, estos sistemas funcionan según asignación dinámica de frecuencias, permitiendo así su utilización por un gran número de usuarios a la vez. Además, estos sistemas permiten al usuario "esperar" cierto tiempo desde que éste solicita el canal hasta que dicho canal le es asignado: son los denominados sistemas de colas. 

 La segunda característica importante en estos sistemas es que posibilitan realizar llamadas a varios miembros de un grupo de usuarios, haciéndolos por tanto muy convenientes para aplicaciones de gestión de flotas o grupos cerrados de usuarios (policía, bomberos, cuerpos de seguridad, etc.).  

Sistemas de radio búsqueda o radio mensajería: la transmisión se realiza únicamente de la estación fija a las estaciones móviles. La radio mensajería es una forma barata y popular de comunicaciones móviles. Por definición, radio mensajería es la transmisión unidireccional de un mensaje desde el origen hasta el terminal destino. Hay varios tipos de mensajes que pueden originarse: desde un único tono o señal, donde el receptor sólo "pita" al recibir- un mensaje, pasando por la radio mensajería numérica, donde el Página16 terminal recibe un código en forma de dígitos (generalmente, con un máximo de 20 dígitos por mensaje) y, por último, la radio mensajería alfanumérica, donde se pueden enviar al receptor mensajes de hasta 1000 caracteres (dependiendo del sistema elegido y de la configuración que el operador haya hecho de su red). La arquitectura genera de una red de radio mensajería, para cualquiera de estos sistemas, se basa en: 

• Unidades de Control, cuya misión es la recogida de avisos y mensajes para su distribución, una vez procesados y codificados, hacia los Controladores de Zona, Estaciones Base u otras Unidades de Control; 

Controladores de Zona, que se encargan de sincronizar el funcionamiento de los transmisores por él atendidos ("simulcast"). 

• Estaciones Base, que son las infraestructuras en las que se ubican los equipos transmisores dedicados a la emisión radioeléctrica de los mensajes. 

• Transmisores, equipos destinados a la transmisión radioeléctrica de los mensajes. Transmiten las señales codificadas en el intervalo de tiempo marcado por la Unidad de Control a través de los Controladores de Zona. 

• Receptores, elementos en poder del cliente en los que se reciben los mensajes. 

Sistemas de comunicaciones móviles por satélite 

En la actualidad están teniendo gran auge los sistemas de comunicaciones móviles vía satélite, gracias al gran desarrollo de la tecnología y al gran mercado potencial que estos sistemas parecen tener. Se pueden diferenciar tres tipos de sistemas, en función de cuál es la órbita en que han situado, o van a situar, sus satélites. Así hay: 

• Sistemas geoestacionarios, con satélites situados en órbitas geoestacionarias, a unos 36.000 km de altura. 

• Sistemas de órbitas medias, o MEOs (Medum Earth Orbit), con satélites situados entre los 10.000 y 15.000 km de altura. 

• Sistemas de órbitas bajas o LEOs (Low Earth Orbit), con satélites situados a menos de 3.000 km de altura. Todos los sistemas de comunicaciones por satélite basan su funcionamiento en la sustitución de la estación de base terrestre por una "estación base" situada a varios kilómetros sobre la Tierra. Por ello, aunque estos sistemas ofrecen una gran superficie de cobertura, son muy susceptibles a desvanecimientos y a sombras de cobertura debido a obstáculos del terreno, naturales o artificiales.  

Sistemas de comunicaciones móviles

• PMR

Sistema PMR proviene de “Private Mobile Radio”, este sistema utiliza una técnica llamada de concentración de enlaces (trunking), la cuál puede describirse como la conmutación automática de algunos canales en un sistema repetidor multicanal. Son redes de radiocomunicaciones privadas que usan los móviles que llevan esta tecnología y no se conectan con las redes públicas. El sistema PMR son redes para grupos cerrados de usuarios, estas redes son de gran utilidad puesto que nos facilitan que los terminales dentro de un entorno se conecten al centro de control, y luego éste la distribuye de las siguientes maneras: a estación a través de la estación base, fijos mediante línea telefónica.

PMR es una red que funciona en un canal abierto esto quiere decir que desde un despacho los mensajes son recibidos por todos los terminales conectados al canal (por despacho entendemos el intercambio de órdenes y confirmaciones entre el controlador y los móviles (terminal) que se encuentran en los extremos). El sistema PMR destaca la cobertura (en celdas del orden de 10 Km), el acceso es más rápido entre los terminales y el despacho, las llamadas son de corta duración. Las aplicaciones de PMR gestionan las radiocuminaciones en flotas que brindan servicios tales como seguridad, bomberos, taxis, etc.

Sistemas Troncales (trunking)

Este sistema es la evolución de PMR, nace de la necesidad de mejorar el uso de la restricción de canales radioeléctricos disponibles, se desarrolló en la década de los 80. En la distribución de frecuencias a varios grupos de usuarios ya sean estas de servicio público, se presentaban casos en los que el uso real de la frecuencia asignada estaba muy por debajo de lo normal, provocando un bajo rendimiento de un recurso natural escaso, y por lo tanto una pérdida de capacidad de comunicación.

El sistema trunking trata de utilizar pocas frecuencias de una forma más eficiente, se decide que la frecuencia ya no pertenezca a un único grupo de usuarios, si no se disponen un poco de frecuencias portadoras para que estas puedan ser utilizadas otros grupos de usuarios. Trunking es un sistema de compartición de varias frecuencias radioeléctricas, de modo que ante una solicitud de comunicación de voz por parte de un terminal móvil, el sistema trunking le asignara un canal libre.El sistema trunking está identificado por la norma MPT1327 del Ministerio de Correos y Telecomunicaciones del Reino Unido desde el año 1988. Utiliza modulación FFSK con tonos de 1.800-1.200 Hz para la señalización en el canal de control, y la modulación de voz sigue siendo analógica en los canales de tráfico.

Sistema TETRA

Sistema TETRA de “Terrestrial Trunked Radio”, es la evolución natural de trunking analógico, surge la red trunking digital, donde deja de lado la modulación analógica y se introduce al mundo de la modulación digital, tanto para voz como para datos. Con este sistema aprovechamos el recurso limitando de frecuencia disponible, puesto que en un solo canal de RF (frecuencia ascendente y descendente) pueden obtenerse hasta cuatro comunicaciones de voz, esto se da gracias a la técnica TDMA (Time Division Multiple Access).

Tetra es un estándar europeo para poder combinar varios modos de redes, sistemas y servicios. Se considera un sistema de concentración de enlaces de transmisión funcionando con tecnología digital de acceso y transmisión. Los servicios que ofrece TETRA son los siguientes: Modo circuito para datos protegidos, modo circuito para datos sin protección, modo circuito para datos fuertemente protegidos, modo IP, llamada individual, llamada de grupo cerrado de usuarios, entre otros.

Sistema GSM (2G)

Sistema GSM, comportamiento frente a cuatro usuarios

GSM viene de “Global System for Mobile Communications” (Sistema Global de comunicaciones Móviles), GSM es un sistema de telefonía netamente digital, originalmente se definió como un estándar europeo abierto para redes de teléfonos móviles digitales que soportan voz, mensajes de texto, datos y roaming. GSM corresponde a la segunda generación (2G) más importante del globo terrestre. El sistema GSM utiliza una variación de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), esto quiere decir que a cada usuario se le asigna un intervalo temporal denominado “slot”, en el que su información, normalmente es de voz. Posteriormente en la estación se procesa para formar una única corriente de información, GSM y es el que más se llegó a utilizar entre las tres tecnologías de telefonía móvil (TDMA, GSM y CDMA), este sistema opera a cualquiera de los 900MHz o 1800Mhz de banda de frecuencia.

3.2.- Sistema GPRS (2.5G)[editar]

GPRS que viene de “Global Packet Radio System”. Es la evolución del sistema GSM, permite a las redes celulares una mayor velocidad y ancho de banda sobre el GSM. GPRS es un equivalente de ADSL para un teléfono móvil, considerado de la generación 2.5. Este sistema permite una conexión de alta velocidad y capacidad de datos y que esta disponible para navegar páginas WAP, Wireless Application Protocol (protocolo de aplicaciones inalámbricas). El pago en los servicios que nos ofrece este sistema corresponde con la cantidad de datos que son descargados. GPRS también nos permiten navegar páginas a color y tomar parte en mensajes multimedia. La gran mayoría de teléfonos móviles que se lanzaron en el 2003 tiene acceso a la conexión GPRS. Se dice que este sistema fue un puente para pasar a la tecnología UMTS

3.3.- Sistema UMTS (3G)

Sistema UMTS, comportamiento frente a cuatro usuarios

UMTS que viene de “Universal Movile Telecommunication System”, es un sistema de acceso múltiple por división de código de banda ancha (WCDMA), UMTS nació con el objetivo de ser un sistema multi-servicio y multi-velocidad, esto quiere decir que tiene suficiente flexibilidad para poder adaptarse a transmisiones de datos de diferentes velocidades y requisitos distintos, incluso permite a un usuario el acceso de diversas conexiones de distintos servicios simultáneamente. Por ejemplo, un usuario puede estar enviando un correo electrónico a la vez puede estar descargando archivos de la red, por supuesto que esto dependerá de los servicios que le brinda el operador.

UMTS tiene esta capacidad y flexibilidad que se debe a dos factores. El primero lo encontramos en el acrónimo de WCDMA. La letra W hace razón a Wideband que significa banda ancha, UMTS tienes una banda ancha de 5 MHz, esto hace la posibilidad de transferir datos a velocidades de hasta 2Mbps, gracias a esta velocidad podemos acceder a servicios como televisión móvil, videoconferencias, servicios de mapas para la ubicación del usuario y otros.

Las comunicaciones en movilidad permiten que un usuario pueda utilizar servicios de telecomunicaciones mientras se desplaza a lo largo de un territorio. Los diferences servicios que se prestan en movilidad se pueden clasificar en dos grandes grupos:

1. Servicios Interpersonales. Donde los corresponsales de la comunicación son quienes aportan el contenido, de los que la telefonía móvil es el servicio paradigmático. Sin embargo, también conviene prestar atención a la proliferación de nuevos servicos interpersonales de comunicación en movilidad: mediante mensajería instantánea, correo electrónico (p.ej. Blackberry), chats y juegos a distancia.
2. Servicios no interpersonales. En los que no hay una persona corresponsal o se utilizan contenidos que están proporcionados por terceros, como el acceso a internet o aplicaciones empresariales, incluso la Televisión en movilidad.

Claramente, la telefonía es en la actualidad el servicio más utilizado de los que ofrecen los sistemas de comunicaciones móviles.

Desde un punto de vista técnico, los sistemas de comunicaciones móviles se han desarrollado empleando tecnologías que extienden el servicio gracias a la superposición de la cobertura circular (o celular) de una estación base sobre una determinada zona. Así las tecnologías celulares se emplean en el despliegue de redes que dividen el territorio en celdas para incrementar la capacidad de la red reutilizando las mismas frecuencias en diferentes celdas. La siguiente figura muestra un ejemplo de una red celular con sus diferentes elementos.