

Una red celular o red móvil es una red de telecomunicaciones donde la conexión hacia y desde los nodos finales es inalámbrica y la red se distribuye en áreas terrestres llamadas celdas , cada una atendida por al menos un transceptor de ubicación fija (como una estación base ). Estas estaciones base proporcionan a la celda la cobertura de red que se puede utilizar para la transmisión de voz, datos y otros tipos de contenido a través de ondas de radio . El área de cobertura de cada celda está determinada por factores como la potencia del transceptor, el terreno y la banda de frecuencia utilizada. Una celda generalmente utiliza un conjunto de frecuencias diferente al de las celdas vecinas para evitar interferencias y proporcionar una calidad de servicio garantizada dentro de cada celda. [ 1 ] [ 2 ]
Al unirse, estas celdas proporcionan cobertura de radio en una amplia zona geográfica. Esto permite que numerosos dispositivos , como teléfonos móviles , tabletas , ordenadores portátiles con módems de banda ancha móvil y dispositivos portátiles como relojes inteligentes , se comuniquen entre sí y con transceptores y teléfonos fijos en cualquier punto de la red, a través de estaciones base, incluso si algunos dispositivos se desplazan por más de una celda durante la transmisión. El diseño de las redes celulares permite una transferencia fluida , lo que posibilita una comunicación ininterrumpida cuando un dispositivo se mueve de una celda a otra.
Las redes celulares modernas utilizan tecnologías avanzadas como la entrada múltiple y la salida múltiple (MIMO), la formación de haces y las celdas pequeñas para mejorar la capacidad y la eficiencia de la red.
Las redes celulares pueden ofrecer una serie de características deseables: [ 2 ]
- Mayor capacidad que un único transmisor grande, ya que la misma frecuencia se puede usar para múltiples enlaces siempre que estén en celdas diferentes.
- Los dispositivos móviles consumen menos energía que un solo transmisor o satélite, ya que las torres de telefonía celular están más cerca.
- Mayor área de cobertura que un solo transmisor terrestre, ya que se pueden agregar torres celulares adicionales indefinidamente y no están limitadas por el horizonte.
- Capacidad para utilizar señales de mayor frecuencia (y, por lo tanto, mayor ancho de banda disponible / velocidades de datos más rápidas) que no pueden propagarse a largas distancias.
- Mediante la compresión y multiplexación de datos, varios canales de vídeo (incluido el vídeo digital) y audio pueden viajar a través de una señal de mayor frecuencia en un único portador de banda ancha.
Los principales proveedores de telecomunicaciones han desplegado redes celulares de voz y datos en la mayor parte del territorio habitado del planeta . Esto permite que los teléfonos móviles y otros dispositivos se conecten a la red telefónica pública conmutada y al acceso público a Internet . Además de los servicios tradicionales de voz y datos, las redes celulares ahora admiten aplicaciones del Internet de las Cosas (IoT), conectando dispositivos como contadores inteligentes , vehículos y sensores industriales.
La evolución de las redes celulares, desde la 1G hasta la 5G, ha introducido progresivamente velocidades más rápidas, menor latencia y compatibilidad con un mayor número de dispositivos, lo que permite aplicaciones avanzadas en campos como la atención médica, el transporte y las ciudades inteligentes .
Las redes celulares privadas pueden utilizarse para la investigación [ 3 ] o para grandes organizaciones y flotas, como el despacho de agencias locales de seguridad pública o una compañía de taxis, así como para comunicaciones inalámbricas locales en entornos empresariales e industriales como fábricas, almacenes, minas, centrales eléctricas, subestaciones, instalaciones de petróleo y gas y puertos. [ 4 ]
Concepto

En un sistema de radio celular , un área terrestre que recibirá servicio de radio se divide en celdas según un patrón que depende del terreno y las características de recepción. Estos patrones de celdas suelen tener formas regulares, como hexágonos, cuadrados o círculos, aunque las celdas hexagonales son las más comunes. A cada celda se le asignan múltiples frecuencias ( f1 - f6 ) que tienen estaciones base de radio correspondientes . El grupo de frecuencias se puede reutilizar en otras celdas, siempre que no se reutilicen las mismas frecuencias en celdas adyacentes, ya que esto causaría interferencia de canal .
La mayor capacidad de una red celular, en comparación con una red con un solo transmisor, proviene del sistema de conmutación de comunicaciones móviles desarrollado por Amos Joel de Bell Labs [ 5 ] , que permite que múltiples usuarios en un área determinada utilicen la misma frecuencia, conmutando las llamadas a la torre celular disponible más cercana que disponga de dicha frecuencia. Esta estrategia es viable porque una frecuencia de radio determinada puede reutilizarse en un área diferente para una transmisión no relacionada. En cambio, un solo transmisor solo puede gestionar una transmisión para una frecuencia determinada. Inevitablemente, existe cierto nivel de interferencia de la señal de las otras celdas que utilizan la misma frecuencia. Por consiguiente, debe existir al menos un espacio entre celdas que reutilizan la misma frecuencia en un sistema estándar de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA).
Consideremos el caso de una compañía de taxis, donde cada radio tiene un selector de canales manual para sintonizar diferentes frecuencias. A medida que los conductores se desplazan, cambian de canal. Saben qué frecuencia cubre aproximadamente una zona determinada. Cuando no reciben señal del transmisor, prueban otros canales hasta encontrar uno que funcione. Los taxistas solo hablan de uno en uno cuando el operador de la estación base se lo permite. Esto es una forma de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).
Historia
La idea de establecer una red de telefonía celular estándar se propuso por primera vez el 11 de diciembre de 1947. Esta propuesta fue presentada por Douglas H. Ring , ingeniero de Bell Labs , en un memorando interno que sugería el desarrollo de un sistema de telefonía celular por parte de AT&T . [ 6 ] [ 7 ]
La primera red celular comercial, de primera generación (1G ), fue lanzada en Japón por Nippon Telegraph and Telephone (NTT) en 1979, inicialmente en el área metropolitana de Tokio . Sin embargo, NTT no comercializó el sistema en un principio; el lanzamiento inicial estuvo motivado por el esfuerzo de comprender un sistema celular práctico más que por el interés de obtener ganancias. [ 8 ] [ 9 ] En 1981, se creó el sistema de telefonía móvil nórdico como la primera red en cubrir un país entero. La red se lanzó en 1981 en Suecia y Noruega, y luego en Finlandia y Dinamarca a principios de 1982. Televerket , una corporación estatal responsable de las telecomunicaciones en Suecia, lanzó el sistema. [ 8 ] [ 10 ] [ 11 ]
En septiembre de 1981, Jan Stenbeck , financiero y empresario, fundó Comvik , una empresa sueca de telecomunicaciones. Comvik fue la primera empresa europea de telecomunicaciones en desafiar el monopolio telefónico estatal en el sector. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Según algunas fuentes, Comvik fue la primera en lanzar un sistema celular automático comercial antes de que Televerket lanzara el suyo en octubre de 1981. Sin embargo, en el momento del lanzamiento de la nueva red, la Autoridad Sueca de Correos y Telecomunicaciones amenazó con cerrar el sistema alegando que la empresa había utilizado un equipo automático sin licencia que podría interferir con sus propias redes. [ 14 ] [ 15 ] En diciembre de 1981, Suecia otorgó a Comvik una licencia para operar su propia red celular automática en aras de la competencia de mercado. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
El sistema Bell había desarrollado tecnología celular desde 1947 y tenía redes celulares en funcionamiento en Chicago , Illinois, [ 17 ] y Dallas , Texas, antes de 1979; sin embargo, las batallas regulatorias retrasaron el despliegue del servicio celular de AT&T hasta 1983, [ 18 ] cuando su compañía holding regional Illinois Bell proporcionó por primera vez el servicio celular. [ 19 ]
La tecnología de redes celulares de primera generación continuó expandiendo su alcance al resto del mundo. En 1990, Millicom Inc. , un proveedor de servicios de telecomunicaciones, se asoció estratégicamente con las operaciones celulares internacionales de Comvik para convertirse en Millicom International Cellular SA. [ 20 ] La compañía estableció una base de sistemas 1G en Ghana, África, bajo la marca Mobitel. [ 21 ] En 2006, las operaciones de la compañía en Ghana pasaron a llamarse Tigo. [ 22 ]
La revolución inalámbrica comenzó a principios de la década de 1990, [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] llevando a la transición de redes analógicas a digitales . [ 26 ] El MOSFET inventado en Bell Labs entre 1955 y 1960, [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] fue adaptado para redes celulares a principios de la década de 1990, con la amplia adopción de dispositivos MOSFET de potencia , LDMOS ( amplificador de RF ) y CMOS de RF ( circuito de RF ) que condujo al desarrollo y proliferación de redes móviles inalámbricas digitales. [ 26 ] [ 32 ] [ 33 ]
La primera red celular digital comercial, de la generación 2G , se lanzó en 1991. Esto desató la competencia en el sector, ya que los nuevos operadores desafiaron a los operadores de redes analógicas 1G ya establecidos.
Codificación de señales celulares
Para distinguir las señales de varios transmisores diferentes, se han desarrollado varios métodos de acceso al canal , incluyendo el acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA, utilizado por los sistemas analógicos y D-AMPS ), el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA, utilizado por GSM ) y el acceso múltiple por división de código (CDMA, utilizado por primera vez para PCS y la base de 3G ). [ 2 ]
Con FDMA, las frecuencias de transmisión y recepción utilizadas por los distintos usuarios en cada celda son diferentes entre sí. A cada llamada celular se le asignó un par de frecuencias (una para la comunicación de la base al móvil y otra para la comunicación del móvil a la base) para proporcionar operación dúplex completo . Los sistemas AMPS originales tenían 666 pares de canales, 333 para el sistema CLEC "A" y 333 para el sistema ILEC "B". El número de canales se amplió a 416 pares por portadora, pero, en última instancia, el número de canales de radiofrecuencia limita la cantidad de llamadas que una estación base puede gestionar. FDMA es una tecnología familiar para las compañías telefónicas, que utilizaban la multiplexación por división de frecuencia para añadir canales a sus redes alámbricas punto a punto antes de que la multiplexación por división de tiempo hiciera obsoleta la FDM.
Con TDMA, las ranuras de tiempo de transmisión y recepción utilizadas por los distintos usuarios en cada celda son diferentes entre sí. TDMA normalmente utiliza señalización digital para almacenar y reenviar ráfagas de datos de voz que se ajustan a segmentos de tiempo para la transmisión y se expanden en el extremo receptor para producir una voz con un sonido relativamente normal. TDMA debe introducir latencia (retardo de tiempo) en la señal de audio. Siempre que el tiempo de latencia sea lo suficientemente corto como para que el audio retardado no se escuche como un eco, no supone ningún problema. TDMA es una tecnología familiar para las compañías telefónicas, que utilizaban la multiplexación por división de tiempo (TDM) para añadir canales a sus redes cableadas punto a punto antes de que la conmutación de paquetes hiciera que TDM quedara obsoleta.
El principio de CDMA se basa en la tecnología de espectro ensanchado desarrollada para uso militar durante la Segunda Guerra Mundial y mejorada durante la Guerra Fría, dando lugar al espectro ensanchado de secuencia directa ( DSSS) , utilizado en los primeros sistemas celulares CDMA y Wi-Fi . DSSS permite que se realicen múltiples conversaciones telefónicas simultáneas en un único canal de radiofrecuencia de banda ancha, sin necesidad de canalizarlas en el tiempo o la frecuencia. Aunque más sofisticado que los esquemas de acceso múltiple más antiguos (y desconocido para las compañías telefónicas tradicionales, ya que no fue desarrollado por Bell Labs ), CDMA ha escalado bien hasta convertirse en la base de los sistemas de radio celular 3G.
Otros métodos de multiplexación disponibles, como MIMO , una versión más sofisticada de la diversidad de antenas , combinados con la formación activa de haces, proporcionan una capacidad de multiplexación espacial mucho mayor en comparación con las celdas AMPS originales, que normalmente solo abordaban de uno a tres espacios únicos. El despliegue de MIMO masivo permite una mayor reutilización de canales, lo que aumenta el número de suscriptores por sitio celular, el rendimiento de datos por usuario o alguna combinación de ambos. Los módems de modulación de amplitud en cuadratura (QAM) ofrecen un número creciente de bits por símbolo, lo que permite más usuarios por megahercio de ancho de banda (y decibelios de SNR), un mayor rendimiento de datos por usuario o alguna combinación de ambos.
Reutilización de frecuencia
La característica clave de una red celular es la capacidad de reutilizar frecuencias para aumentar tanto la cobertura como la capacidad. Como se describió anteriormente, las celdas adyacentes deben usar frecuencias diferentes; sin embargo, no hay problema si dos celdas suficientemente separadas operan en la misma frecuencia, siempre que las antenas y los equipos de los usuarios de la red celular no transmitan con demasiada potencia. [ 2 ]
Los elementos que determinan la frecuencia de reutilización son la distancia de reutilización y el factor de reutilización. La distancia de reutilización, D, se calcula como
- ,
donde R es el radio de la celda y N es el número de celdas por clúster. Las celdas pueden variar en radio de 1 a 30 kilómetros (0,62 a 18,64 millas) . Los límites de las celdas también pueden superponerse entre celdas adyacentes y las celdas grandes pueden dividirse en celdas más pequeñas. [ 34 ]
El factor de reutilización de frecuencia es la tasa a la que se puede usar la misma frecuencia en la red. Es 1/K (o K según algunos libros), donde K es el número de celdas que no pueden usar las mismas frecuencias para la transmisión. Los valores comunes para el factor de reutilización de frecuencia son 1/3, 1/4, 1/7, 1/9 y 1/12 (o 3, 4, 7, 9 y 12, según la notación). [ 35 ]
En el caso de N antenas sectoriales en el mismo emplazamiento de estación base, cada una con una dirección diferente, dicho emplazamiento puede dar servicio a N sectores distintos. Normalmente, N es 3. Un patrón de reutilización N/K indica una división adicional de la frecuencia entre N antenas sectoriales por emplazamiento. Algunos patrones de reutilización actuales e históricos son 3/7 (AMPS norteamericano), 6/4 (NAMPS de Motorola) y 3/4 ( GSM ).
Si el ancho de banda total disponible es B , cada celda solo puede usar una cantidad de canales de frecuencia correspondientes a un ancho de banda de B/K , y cada sector puede usar un ancho de banda de B/NK .
Los sistemas basados en acceso múltiple por división de código (CDMA) utilizan una banda de frecuencia más amplia para lograr la misma tasa de transmisión que FDMA, pero esto se compensa con la posibilidad de usar un factor de reutilización de frecuencia de 1, por ejemplo, con un patrón de reutilización de 1/1. En otras palabras, las estaciones base adyacentes usan las mismas frecuencias, y las diferentes estaciones base y usuarios se separan mediante códigos en lugar de frecuencias. Si bien N se muestra como 1 en este ejemplo, esto no significa que la celda CDMA tenga un solo sector, sino que todo el ancho de banda de la celda también está disponible para cada sector individualmente.
Recientemente, también se están implementando sistemas basados en acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal, como LTE , con una reutilización de frecuencia de 1. Dado que estos sistemas no dispersan la señal a través de la banda de frecuencia, la gestión de recursos de radio entre celdas es importante para coordinar la asignación de recursos entre diferentes sitios celulares y limitar la interferencia entre celdas. Existen varios medios de coordinación de interferencia entre celdas (ICIC) ya definidos en el estándar. [ 36 ] La programación coordinada, MIMO multisitio o formación de haces multisitio son otros ejemplos de gestión de recursos de radio entre celdas que podrían estandarizarse en el futuro.
Antenas direccionales

Las torres de telefonía celular suelen utilizar una señal direccional para mejorar la recepción en zonas de mayor tráfico. En Estados Unidos , la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) limita la potencia de las señales omnidireccionales de las torres de telefonía celular a 100 vatios. Si la torre cuenta con antenas direccionales, la FCC permite al operador emitir hasta 500 vatios de potencia radiada efectiva (PRE). [ 37 ]
Aunque las torres de telefonía celular originales creaban una señal uniforme y omnidireccional, estaban en el centro de las celdas y eran omnidireccionales, se puede redibujar un mapa celular con las torres de telefonía celular ubicadas en las esquinas de los hexágonos donde convergen tres celdas. [ 38 ] Cada torre tiene tres conjuntos de antenas direccionales apuntando en tres direcciones diferentes con 120 grados para cada celda (un total de 360 grados) y recibiendo/transmitiendo a tres celdas diferentes en diferentes frecuencias. Esto proporciona un mínimo de tres canales y tres torres para cada celda y aumenta considerablemente las posibilidades de recibir una señal útil desde al menos una dirección.
Los números en la ilustración son números de canal, que se repiten cada 3 celdas. Las celdas grandes se pueden subdividir en celdas más pequeñas para áreas de alto volumen. [ 39 ]
Las compañías de telefonía celular también utilizan esta señal direccional para mejorar la recepción a lo largo de las autopistas y dentro de edificios como estadios y arenas. [ 37 ]
Mensajes de difusión y localización
Prácticamente todos los sistemas celulares cuentan con algún mecanismo de difusión. Este se puede utilizar directamente para distribuir información a múltiples dispositivos móviles. Comúnmente, por ejemplo, en los sistemas de telefonía móvil , el uso más importante de la información de difusión es establecer canales para la comunicación individual entre el transceptor móvil y la estación base. Esto se denomina paginación . Los tres procedimientos de paginación que se suelen adoptar son la paginación secuencial, la paginación paralela y la paginación selectiva.
Los detalles del proceso de localización varían ligeramente de una red a otra, pero normalmente conocemos un número limitado de celdas donde se encuentra el teléfono (este grupo de celdas se denomina Área de Localización en los sistemas GSM o UMTS , o Área de Enrutamiento si se trata de una sesión de paquetes de datos; en LTE , las celdas se agrupan en Áreas de Seguimiento). La localización se realiza enviando un mensaje de difusión a todas esas celdas. Los mensajes de localización se pueden utilizar para la transferencia de información. Esto ocurre en los buscapersonas , en los sistemas CDMA para el envío de mensajes SMS y en el sistema UMTS , donde permite una baja latencia de enlace descendente en conexiones basadas en paquetes.
En LTE/4G, el procedimiento de paginación lo inicia el MME cuando es necesario entregar paquetes de datos al UE.
Los tipos de paginación compatibles con MME son:
- Básico.
- SGs_CS y SGs_PS.
- QCI_1 a QCI_9.
Movimiento de celda en celda y entrega
En un sistema de taxis primitivo, cuando el taxi se alejaba de una primera torre y se acercaba a una segunda, el taxista cambiaba manualmente de una frecuencia a otra según fuera necesario. Si la comunicación se interrumpía por la pérdida de señal, el taxista solicitaba al operador de la estación base que repitiera el mensaje en una frecuencia diferente.
En un sistema celular, a medida que los transceptores móviles distribuidos se desplazan de celda en celda durante una comunicación continua, el cambio de una frecuencia celular a otra se realiza electrónicamente, sin interrupción y sin la intervención de un operador de estación base ni conmutación manual. Esto se denomina traspaso o transferencia. Normalmente, se selecciona automáticamente un nuevo canal para la unidad móvil en la nueva estación base que le prestará servicio. La unidad móvil cambia entonces automáticamente del canal actual al nuevo canal y la comunicación continúa.
Los detalles exactos del traslado del sistema móvil de una estación base a otra varían considerablemente de un sistema a otro (véase el ejemplo siguiente para ver cómo una red de telefonía móvil gestiona la transferencia de llamadas).
red de telefonía móvil

El ejemplo más común de red celular es la red de telefonía móvil. Un teléfono móvil es un teléfono portátil que recibe y realiza llamadas a través de una estación base o torre de transmisión. Se utilizan ondas de radio para transmitir señales desde y hacia el teléfono móvil.
Las redes de telefonía móvil modernas utilizan celdas porque las radiofrecuencias son un recurso limitado y compartido. Las estaciones base y los terminales cambian de frecuencia mediante control informático y utilizan transmisores de baja potencia, de modo que el número generalmente limitado de radiofrecuencias pueda ser utilizado simultáneamente por muchos usuarios con menos interferencias.
Una red celular es utilizada por el operador de telefonía móvil para lograr cobertura y capacidad para sus suscriptores. Las grandes áreas geográficas se dividen en celdas más pequeñas para evitar la pérdida de señal por línea de visión y para dar soporte a un gran número de teléfonos activos en esa área. Todas las estaciones base están conectadas a centrales telefónicas (o conmutadores), que a su vez se conectan a la red telefónica pública .
En las ciudades, cada estación base puede tener un alcance de hasta aproximadamente 0,80 km (1/2 milla ) , mientras que en las zonas rurales, el alcance puede llegar a 8 km (5 millas ) . En áreas abiertas y despejadas, es posible que un usuario reciba señal de una estación base ubicada a 40 km (25 millas ) de distancia. En zonas rurales con baja cobertura de banda ancha y torres altas, el servicio básico de voz y mensajería puede alcanzar los 80 km (50 millas ) , con limitaciones en el ancho de banda y el número de llamadas simultáneas.
Dado que casi todos los teléfonos móviles utilizan tecnología celular , incluyendo GSM , CDMA y AMPS (analógica), en algunas regiones, especialmente en Estados Unidos, el término "teléfono celular" se usa indistintamente con "teléfono móvil". Sin embargo, los teléfonos satelitales son teléfonos móviles que no se comunican directamente con una torre celular terrestre, sino que lo hacen indirectamente a través de un satélite.
Existen diversas tecnologías celulares digitales, entre las que se incluyen: Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM), Servicio General de Radio por Paquetes (GPRS), cdmaOne , CDMA2000 , Evolution-Data Optimized (EV-DO), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS), Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT), Digital AMPS (IS-136/TDMA) e Integrated Digital Enhanced Network (iDEN). La transición del estándar analógico existente al digital siguió un camino muy diferente en Europa y Estados Unidos . [ 40 ] Como consecuencia, surgieron múltiples estándares digitales en Estados Unidos, mientras que Europa y muchos países convergieron hacia el estándar GSM .
Estructura de la red celular de telefonía móvil
Una visión simple de la red de radio móvil celular consta de lo siguiente:
- Una red de estaciones base de radio que forman el subsistema de estaciones base .
- La red central de conmutación de circuitos para gestionar llamadas de voz y texto
- Una red de conmutación de paquetes para el manejo de datos móviles
- La red telefónica pública conmutada conectaba a los abonados a la red telefónica más amplia.
Esta red es la base del sistema GSM . Realiza numerosas funciones para garantizar que los clientes reciban el servicio deseado, incluyendo la gestión de la movilidad, el registro, el establecimiento de llamadas y la transferencia de llamadas .
Cualquier teléfono se conecta a la red a través de una estación base de radio (RBS ) ubicada en una esquina de la celda correspondiente, la cual a su vez se conecta al centro de conmutación móvil (MSC). El MSC proporciona una conexión a la red telefónica pública conmutada (PSTN). El enlace desde un teléfono a la RBS se denomina enlace ascendente, mientras que el enlace inverso se denomina enlace descendente .
Los canales de radio utilizan eficazmente el medio de transmisión mediante los siguientes esquemas de multiplexación y acceso: acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA), acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), acceso múltiple por división de código (CDMA) y acceso múltiple por división espacial (SDMA).
Células pequeñas
Las celdas pequeñas, que tienen un área de cobertura menor que las estaciones base, se clasifican de la siguiente manera:
- Microcelda -> menos de 2 kilómetros,
- Picocelda -> menos de 200 metros,
- Femtocelda -> alrededor de 10 metros,
- Attocelda -> 1–4 metros
Transferencia celular en redes de telefonía móvil
Cuando el usuario del teléfono se desplaza de una zona celular a otra mientras mantiene una llamada, la estación móvil busca un nuevo canal al que conectarse para evitar que se interrumpa la llamada. Una vez encontrado un nuevo canal, la red ordena a la unidad móvil que cambie a dicho canal y, simultáneamente, que la llamada se conecte a él.
Con CDMA , varios teléfonos móviles comparten un canal de radio específico. Las señales se separan mediante un código de pseudorruido (código PN) propio de cada teléfono. A medida que el usuario se desplaza de una celda a otra, el teléfono establece enlaces de radio con varias estaciones base (o sectores de la misma estación) simultáneamente. Esto se conoce como "transferencia suave" porque, a diferencia de la tecnología celular tradicional , no existe un punto definido donde el teléfono se conecta a la nueva celda.
En las transferencias entre frecuencias IS-95 y en sistemas analógicos más antiguos como NMT, normalmente resulta imposible probar el canal de destino directamente durante la comunicación. En este caso, es necesario utilizar otras técnicas, como las balizas piloto en IS-95. Esto implica que casi siempre se produce una breve interrupción en la comunicación mientras se busca el nuevo canal, con el consiguiente riesgo de un retorno inesperado al canal anterior.
Si no hay comunicación en curso o la comunicación se interrumpe, es posible que la unidad móvil se desplace espontáneamente de una celda a otra y luego notifique a la estación base con la señal más fuerte.
Elección de frecuencia celular en redes de telefonía móvil
El efecto de la frecuencia en la cobertura celular implica que distintas frecuencias son más adecuadas para diferentes usos. Las frecuencias bajas, como la NMT de 450 MHz, son muy efectivas para la cobertura en zonas rurales. La GSM 900 (900 MHz) es apropiada para la cobertura urbana ligera. La GSM 1800 (1,8 GHz) comienza a verse limitada por las paredes estructurales. La UMTS , a 2,1 GHz, ofrece una cobertura bastante similar a la de la GSM 1800.
Las frecuencias más altas suponen una desventaja en cuanto a cobertura, pero una clara ventaja en cuanto a capacidad. Se hacen posibles las picoceldas, que cubren, por ejemplo, una planta de un edificio, y se puede utilizar la misma frecuencia para celdas que son prácticamente vecinas.
El área de servicio celular también puede variar debido a la interferencia de los sistemas transmisores, tanto dentro como alrededor de esa celda. Esto es especialmente cierto en los sistemas basados en CDMA. El receptor requiere una cierta relación señal-ruido , y el transmisor no debe enviar con una potencia de transmisión demasiado alta para no causar interferencia con otros transmisores. A medida que el receptor se aleja del transmisor, la potencia recibida disminuye, por lo que el algoritmo de control de potencia del transmisor aumenta la potencia que transmite para restablecer el nivel de potencia recibida. Cuando la interferencia (ruido) aumenta por encima de la potencia recibida del transmisor, y la potencia del transmisor ya no se puede aumentar, la señal se corrompe y finalmente se vuelve inutilizable. En los sistemas basados en CDMA , el efecto de la interferencia de otros transmisores móviles en la misma celda sobre el área de cobertura es muy marcado y tiene un nombre especial, respiración celular .
Se pueden observar ejemplos de cobertura celular estudiando algunos de los mapas de cobertura que ofrecen los operadores en sus sitios web o consultando mapas colaborativos independientes como Opensignal o CellMapper . En algunos casos, estos mapas indican la ubicación del transmisor; en otros, la cobertura se calcula determinando el punto de máxima señal.
Un repetidor celular se utiliza para extender la cobertura celular a áreas más grandes. Existen desde repetidores de banda ancha para uso doméstico en hogares y oficinas hasta repetidores inteligentes o digitales para necesidades industriales.
Tamaño de la célula
La siguiente tabla muestra la dependencia del área de cobertura de una celda con respecto a la frecuencia de una red CDMA2000 : [ 41 ]
Véase también

Listados e información técnica:
- Tecnologías móviles
- Redes 2G (las primeras redes digitales; 1G y 0G eran analógicas):
- Redes 3G :
- Redes 4G :
- IMT Avanzado
- LTE (TD-LTE)
- WiMAX
- WiMAX-Advanced (WirelessMAN-Advanced)
- Banda ancha ultramóvil (nunca comercializada)
- MBWA (IEEE 802.20, Acceso inalámbrico de banda ancha móvil, HC-SDMA, iBurst, ha sido desactivado)
- Redes 5G :
Partiendo de EVDO, también se pueden utilizar las siguientes técnicas para mejorar el rendimiento:
- MIMO , SDMA y formación de haces
- Frecuencias celulares
- Redes desplegadas mediante tecnología
- Redes desplegadas por país (incluida la tecnología y las frecuencias)
- Código de país para telefonía móvil : código, frecuencia y tecnología para cada operador en cada país.
- Comparación de estándares de telefonía móvil
- Lista de marcas de teléfonos móviles por país (fabricantes)
Equipo:
- Repetidor celular
- Enrutador celular
- Radio móvil profesional (PMR)
- OpenBTS
- Cabezal de radio remoto
- Unidad de banda base
- Red de acceso radioeléctrico
- estaciones base de telefonía móvil
Otro:
- Diversidad de antenas
- Tráfico celular
- MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas)
- computación de borde móvil
- Radiación de teléfonos móviles y salud
- Simulación de red
- Servicio de comunicaciones personales
- Gestión de recursos de radio (RRM)
- Enrutamiento en redes celulares
- Intensidad de la señal
- Título 47 del Código de Regulaciones Federales
Referencias
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Lecturas adicionales
Enlaces externos
- Raciti, Robert C. (julio de 1995). "TECNOLOGÍA CELULAR" . Nova Southeastern University. Archivado del original el 15 de julio de 2013. Recuperado el 2 de abril de 2012 .
- Historia de las redes celulares
- ¿Qué son las redes celulares? De 1G a 6G: Características y evolución. Archivado el 27 de julio de 2021 en Wayback Machine.
- Detalles técnicos con flujo de llamadas sobre el procedimiento de paginación LTE .
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