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El siguiente informe de Investigación explica el funcionamiento del sistema de telefonía celular, que ha tenido una gran difusión a fin del siglo XX.

El informe abarca desde la perspectiva histórica del sistema, sus comienzos y su desarrollo hasta una explicación detallada de cada parte que integra sistema. El fin de este trabajo es explicar de forma sencilla como funciona el sistema de telefonía celular usado en estos días.

Perspectiva Histórica:

La radio móvil fue usada desde 1921, cuando el Departamento de Policía de Detroit utilizó un sistema de radio móvil que operaba a una frecuencia cercana a 2 MHz. En 1940, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) dispuso nuevas frecuencias para la radio móvil en la banda de frecuencia de 30 a 40 MHz. Sin Embargo, hasta que los investigadores desarrollaron técnicas de modulación en frecuencia, para mejorar la recepción en presencia de ruido electrónico y desvanecimiento de señales, la radio móvil se convirtió en útil. El primer sistema de telefonía móvil comercial en los Estados Unidos se estableció, en 1946, en St. Louis Missouri, cuando la FCC proporcionó seis canales de telefonía móvil de 60 KHz, en el rango de frecuencias 150 MHz. En 1947 se estableció un sistema móvil público en la carretera entre la ciudad de Nueva York y Boston que opero en el rango de frecuencia de 35 a 40 MHz.

En 1949, La FCC autorizó seis canales móviles adicionales a las portadoras de radio comunes, las cuales definieron como compañías que no proporcionan un servicio telefónico de línea alámbrica pública, pero si se interconectan a la red telefónica pública y proporcionan un servicio de teléfono inalámbrico equivalente. La FCC después incrementó el número de canales de 6 a 11, reduciendo el ancho e banda a 30 KHz y espaciando los nuevos canales entre los viejos. En 1950, la FCC agregó 12 canales nuevos en la banda de 450 MHz.

Hasta 1964, los sistemas de telefonía móvil operaban sólo en el modo manual; un operador del teléfono móvil especial manejaba cada llamada, de y hacia cada unidad móvil. En 1964, los sistemas selectores de canales automáticos fueron colocados en servicio para los sistemas de telefonía móvil. Esto eliminó la necesidad de la operación oprimir-para-hablar (push-to-talk) y les permitía a los clientes marcar directamente sus llamadas, sin la ayuda de una operadora. La instalación de llamadas automáticas fue extendida a la banda de 450 MHz, en 1969, y los sistemas de telefonía móvil mejorados (IMTS), se convirtieron al servicio de telefonía móvil estándar de Estados Unidos. El MTS usa los canales de radio de FM para establecer enlaces de comunicación, entre los teléfonos móviles y los transceptores de estación de base centrales, los cuales se enlazan al intercambio de teléfono local por medio de las líneas telefónicas metálicas normales. Los sistemas MTS sirven a un área de aproximadamente 60 Km a la redonda y cada canal opera similarmente a una línea compartida. Cada canal puede asignarse a varios suscriptores, pero sólo un suscriptor puede utilizarlo a la vez. Si el canal pre asignado está ocupado, el suscriptor debe esperar hasta que se desocupe, antes de hacer o recibir una llamada.

La demanda creciente en el espectro de frecuencia de telefonía móvil saturado impulsó a la FCC a buscar un modo de proporcionar una eficiencia del espectro de frecuencia mayor. En 1971 AT&T hizo una propuesta sobre la posibilidad técnica de proporcionar respuesta a lo anterior. Se comenzaba a delinear el principio de la radio celular.

En marzo de 1983 se aprobó el plan de licencias para la radio celular

Radio Celular

La radio celular corrige muchos de los problemas de los servicios de telefonía móvil de dos direcciones tradicionales y crea un ambiente totalmente nuevo para el servicio telefónico tradicional de líneas alámbricas. Los conceptos claves de la radio celular fueron descubiertos por los investigadores, en los laboratorios de Teléfonos Bell, en 1947. Fue determinado que, subdividiendo un área geográfica relativamente grande en secciones más pequeñas llamadas celdas o células, se podría aplicar un concepto de rehuso de frecuencias para incrementar dramáticamente la capacidad de un canal de telefonía móvil. El rehuso de frecuencias es cuando el mismo de conjunto de frecuencias (canales) se puede asignar a mas de una célula, siempre y cuando las células estén a una cierta distancia de separación. Esencialmente, los sistemas de telefonía celular permiten que un gran número de usuarios compartan un número limitado de canales de uso común disponibles en una región. Además, la tecnología de circuitos integrados y de microprocesadores ha permitido recientemente que los circuitos de radio y lógica compleja sean utilizados en las máquinas de conmutación electrónica para almacenar los programas que proporcionan un procesamiento de llamadas rápido y eficiente.

El 1974, la FCC proporcionó un ancho de banda de 40 MHz adicionales para el servicio de radio celular (825 a 845 MHz y 870 a 890 MHz). Estas bandas de frecuencias fueron previamente asignadas a los canales de televisión 70 a 83 de UHF. En 1975, se concedió a AT&T la primera licencia para operar un servicio de radio celular en desarrollo, en Chicago, AT&T subsecuentemente formo el servicio de Telefonía Móvil Avanzado (AMPS)

Distribución de la Frecuencia

En 1980, la FCC decidió dar una licencia de dos portadoras comunes por área de servicio. La idea era eliminar la posibilidad de un monopolio y proporcionar las ventajas que generalmente acompañan un ambiente competitivo. Subsecuentemente, surgieron dos sistemas de distribución de frecuencia, cada uno con su propio grupo de canales, sistema A y sistema B, para compartir el espectro de la frecuencia distribuida. El sistema A se definió para las compañías inalámbricas y el sistema B se definió para las compañías con líneas alámbricas.

Las figuras 1 y 2 muestran los sistemas de administración de frecuencias para el servicio de Telefonía Móvil Avanzado (AMPS) y Sistema de Comunicación de Acceso Total (TACS), respectivamente. El sistema celular AMPS usa una banda de frecuencia de 20 MHz compuesta de 666 canales con espacios, entre canales de 30 KHz. Para las unidades móviles, el canal 1 tiene una frecuencia de transmisión de 825.03 MHz y el canal 666, en 889.98 MHz. Un espectro de frecuencias de 5 MHz adicional, se aumentó posteriormente a la banda de 20 MHz existente, lo cual incrementa el número total de canales disponibles a 832. El estándar celular TACS utiliza una banda de frecuencia de 15 MHz que abarca 600 canales con un espacio, entre canales, de 25 KHz. La frecuencia

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