Tecnología celular: celdas, reutilización de frecuencias y handover

Resumen

El texto explica los fundamentos de las redes móviles celulares: el radio de cobertura, la subdivisión del territorio en celdas hexagonales con una estación base cada una, y la reutilización de frecuencias para evitar interferencias. También describe las características del sistema y el proceso de traspaso (handover) entre celdas.

Puntos clave

La comunicación entre estación base y móvil solo es posible dentro del radio de cobertura, que depende de la altura de las antenas.
El territorio se divide en celdas o células, normalmente hexagonales, con una estación base y un conjunto de frecuencias asignadas.
La reutilización de frecuencias consiste en repetir frecuencias en celdas separadas por la distancia cocanal para evitar interferencias.
La forma hexagonal es la ideal porque, para un radio dado, cubre la mayor superficie sin huecos ni solapamientos.
Características del sistema: reutilización de frecuencias, división celular, compartición de circuitos radioeléctricos, roaming y handover.
El handover transfiere la comunicación a la celda con mayor potencia de señal y suele completarse en unos 300 milisegundos.

Ponte a prueba

Estructura Celular y Funcionamiento de las Redes Móviles

La comunicación base-móvil o móvil-móvil en una frecuencia específica solo es posible si no se supera una distancia entre ellos denominada radio de cobertura. Este valor es proporcional a la altura de las antenas de la estación móvil y la estación base. Superada esta distancia, la atenuación que sufre la señal transmitida es tan elevada que imposibilita la comunicación.

Subdivisión del Área de Cobertura: El Concepto de Celda

Para aprovechar los 180 canales disponibles en este sistema, se emplea la técnica de subdividir la superficie total a cubrir en zonas más pequeñas llamadas celdas o células, usualmente representadas geométricamente como hexágonos. En cada una de estas celdas habrá una estación base con un cierto número de frecuencias o canales asignados.

Técnica de Reutilización de Frecuencias

Para evitar la interferencia de un canal con sus contiguos, se utiliza la técnica de reutilización. Esta técnica consiste en repetir las frecuencias en hexágonos que están separados por una distancia denominada distancia cocanal o distancia de reutilización. Reutilizando frecuencias, se logra un mayor tráfico de usuarios.

Características Fundamentales del Sistema Celular

Reutilización de frecuencias
División celular
Compartición de los circuitos radioeléctricos
Función de seguimiento (roaming)
Función de traspaso (handover)

Forma Geométrica de las Celdas

La forma más conveniente para las celdas debe cumplir con los siguientes criterios:

Procurar que no existan huecos o solapamientos en los bordes.
Buscar la forma que, para un radio dado 'R', se obtenga la mayor superficie posible. Esto permite utilizar un menor número de celdas para cubrir la misma zona, reduciendo así la necesidad de frecuencias.

La forma ideal para la subdivisión celular es el hexágono.

Proceso de Handover entre Celdas

En todo momento, un teléfono móvil se encuentra situado en una celda determinada y bajo el control de la estación base de dicha celda. Cuando un móvil abandona una celda, su estación base detecta que la señal del teléfono se debilita. Posteriormente, consulta a todas las estaciones adyacentes para determinar cuál de ellas recibe la señal con mayor potencia.

La estación base entonces transfiere la propiedad de la comunicación a la celda en la que se localiza el teléfono.

Este proceso es llamado hand off o handover y suele completarse en aproximadamente 300 milisegundos.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el radio de cobertura en una red celular?

Es la distancia máxima entre estación base y móvil (o entre móviles) para que la comunicación en una frecuencia específica sea posible. Más allá de ella, la atenuación de la señal impide la comunicación.

¿Por qué las celdas tienen forma hexagonal?

Porque el hexágono permite cubrir una superficie con el mayor área posible para un radio dado, sin dejar huecos ni solapamientos, lo que reduce el número de celdas y de frecuencias necesarias.

¿En qué consiste la reutilización de frecuencias?

Consiste en repetir las mismas frecuencias en celdas separadas por una distancia cocanal, evitando que canales contiguos interfieran entre sí. Así se logra un mayor tráfico de usuarios.

¿Cuánto tarda un handover?

Según el texto, el proceso de handover o hand off suele completarse en aproximadamente 300 milisegundos.