Comunicaciones Móviles
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Descripción del curso
REQUISITOS Y CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS
- Conceptos generales sobre radiocomunicaciones; caracterización de antenas y equipos; propagación.
- Teoría de la probabilidad y variables aleatorias.
- Caracterización de sistemas lineales invariantes; transformada de Fourier.
- Modulaciones digitales.
- Codificación de canal.
- Conceptos básicos de teoría de colas.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA
Comunicaciones Móviles es una asignatura optativa de segundo ciclo impartida en el primer semestre del quinto curso del Plan de Estudios 1994 de Ingeniería de Telecomunicación. Los descriptores según BOE de esta asignatura son los siguientes: materias relativas a sistemas específicos de radio, tales como: sistemas radar, sistemas de radionavegación, comunicaciones móviles, comunicaciones por satélite.
OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES
Los objetivos son que el alumno:- comprenda los fundamentos de los sistemas de comunicaciones móviles;
- conozca de forma detallada el funcionamiento de los sistemas y de las tecnologías radio utilizadas actualmente en este campo;
- sea capaz de aplicar los métodos de planificación radio de estos sistemas.
METODOLOGÍA DOCENTE
Se incluyen las transparencias utilizadas en el curso, así como material complementario en forma de artículos, registros de medidas y programas de uso didáctico.
Programa
1. Introducción
- Conceptos generales.
- Composición de un sistema de comunicaciones móviles.
- Clasificación. Bandas de frecuencias.
- Cobertura, calidad y capacidad.
- Visión general de los sistemas de comunicaciones móviles.
2. Fundamentos de la interfaz radio
- Modelo energético.
- Modulaciones utilizadas en comunicaciones móviles.
- Codificación de canal en comunicaciones móviles.
- Acceso múltiple y multiplexación: FDMA, TDMA, CDMA. Aloha. Duplexación: FDD y TDD.
3. Propagación en comunicaciones móviles
- Caracterización del fenómeno de propagación.
- Atenuación. Modelos de cálculo: clasificación. Modelos para macrocélulas rurales; para macrocélulas urbanas; para microcélulas urbanas; para interiores.
- Desvanecimiento por sombra. Influencia sobre el sistema.
- Multitrayecto. Desvanecimiento y diversidad. Distorsión. Influencia sobre el sistema.
4. Sistemas celulares clásicos (FDMA/TDMA)
- Concepto celular clásico.
- Estructura celular y cálculo de interferencias.
- Dimensionamiento.
- Arquitectura general de las redes de comunicaciones móviles. Funciones relacionadas con la movilidad.
5. Sistemas PMR y PAMR. Sistema TETRA
- Sistemas PMR: conceptos básicos y ámbito de aplicación. Señalizaciones. Ejemplos de sistemas.
- Sistema TETRA: servicios y ámbito de aplicación. Diagrama de bloques. Interfaz aire. Cobertura. Ejemplo de sistema real.
6. Sistema GSM
- Organismos de estandarización. Evolución de los sistemas de comunicaciones móviles: generaciones. Origen del GSM.
- Arquitectura de red. Entidades funcionales. Zonas e identidades.
- Interfaz radio: características generales. Canales físicos y lógicos. Estructura TDMA. Estructura de las ráfagas.
- Modulación, codificación, entrelazado.
- Procesos asociados a la transmisión: avance temporal, control de potencia, transmisión discontinua, salto de frecuencia.
- Protocolos. Gestión de recursos radio. Funcionamiento de los canales radio. Gestión de movilidad. Gestión de la comunicación. Servicios.
- Planificación. Balance de enlace.
- Evolución de GSM: HSCSD, EDGE.
7. Sistema GPRS
- Origen del GPRS.
- Arquitectura de la red GPRS.
- Interfaz radio. Canales físicos y lógicos. Estructura TDMA.
- Métodos de codificación.
- Protocolos. Gestión de recursos radio, de movilidad y de sesión.
- Planificación.
8. Sistemas celulares CDMA
- Fundamentos de espectro ensanchado.
- Fundamentos de CDMA.
- Características de los sistemas celulares CDMA.
9. Sistema UMTS
- Origen del UMTS. Características de la Tercera Generación.
- Arquitectura de la red UMTS.
- Interfaz radio: características generales. Ensanchamiento espectral. Canales físicos, lógicos y de transporte. Estructura de tramas.
- Adaptación de tasa, modulación, codificación, entrelazado.
- Procesos asociados a la transmisión: control de potencia, traspaso con continuidad, modo comprimido, uso de PCH y PICH, uso de PRACH y AICH, diversidad de transmisión.
- Protocolos. Estados de conexión. Gestión de movilidad. Servicios.
- Capacidad en UMTS.
- Planificación. Caracterización del enlace radio. Balances de enlace.
10. Sistemas celulares: evolución de 3G
- OFDM.
- HARQ con combinación de retransmisiones.
- Adaptación al canal radio.
- Planificación de usuarios dependiente del canal radio.
- MIMO.
11. Sistema HSDPA
- Origen de HSDPA. Diferencias respecto a UMTS.
- Modificaciones en la red.
- Canales físicos.
- Modulación, codificación, adaptación de tasa.
- Procesos asociados a la transmisión: HARQ con combinación, adaptación de tasa binaria al estado del canal, planificación de usuarios, traspaso.
- Protocolos.
- HSDPA+.
- Planificación.
12. Sistema HSUPA
- Origen de HSUPA. Diferencias respecto a UMTS.
- Modificaciones en la red.
- Canales físicos. Ensanchamiento.
- Adaptación de tasa, codificación.
- Procesos asociados a la transmisión: HARQ con combinación, planificación de usuarios, elección del formato de transporte.
- Protocolos.
- Planificación.
13. Sistema LTE
- Origen de LTE.
- Arquitectura de red.
- Interfaz radio: características generales.
- Canales en la interfaz radio.
- Modulación, codificación, transmisión multiantena.
- Procesos asociados a la transmisión: HARQ con combinación, adaptación de tasa binaria al estado del canal, control de potencia, planificación de usuarios.
- LTE-Advanced.
- Planificación.
Bibliografía
- Comunicaciones Móviles, 2ª ed. J.M. Hernando. CEURA, 2004.
- 3G Evolution. HSDPA and LTE for Mobile Broadband, 2ª ed. E. Dahlman y otros. Academic Press, 2008.
- Radio Access Networks for UMTS. C. Johnson. John Wiley and sons, 2008.
- Fundamentals of Wireless Communication. D. Tse, P. Viswanath. Cambridge University Press, 2005.
- Introduction to Mobile Communications Engineering. J. M. Hernando, F. Pérez-Fontán. Artech House, 1999.
- Radio Network Planning and Optimisation for UMTS, 2ª ed. Jaana Laiho y otros. John Wiley and sons, 2006.
- Comunicaciones Móviles de Tercera Generación: Sistema UMTS, 2ª ed. J. M. Hernando, C. Lluch (coords.). Telefónica Móviles España, 2001.
- WCDMA for UMTS, 4ª ed. H. Holma, A. Toskala (editores). John Wiley and sons, 2007.
Material de clase
- Presentación de la asignatura (PDF)
Capítulo 1. Introducción
- Transparencias (PDF)
Capítulo 2. Fundamentos de la interfaz radio- Transparencias (PDF)
Capítulo 3. Propagación en Comunicaciones Móviles- Transparencias (PDF)
- Medida de canales multitrayecto utilizando ondas de sonido (PDF)
- Medida de canales multitrayecto mediante analizador de espectros (PDF)
Capítulo 5. Sistemas PMR y PAMR. Sistema TETRA- Transparencias (PDF)
Capítulo 6. Sistema GSMCapítulo 7. Sistema GPRSCapítulo 8. Sistemas celulares CDMACapítulo 9. Sistemas UMTSCapítulo 10. Sistemas celulares: evolución de 3G
Autores del material
Dr. Luis Mendo Tomás
Profesor Titular de Universidad
Dr. José Benito García Vilas
Profesor Asociado