Sistemas Analógicos Vs. Sistemas Digitales

En los Sistemas Analógicos cada área geográfica o célula generalmente puede acomodar hasta 70 diferentes canales de usuario simultáneamente. Dentro de una célula, cada canal puede soportar solo un usuario de teléfono móvil a la vez. Los canales están asignados de manera dinámica y dedicados a un solo usuario, por la duración de la llamada, y cualquier usuario puede ser asignado a cualquier canal de usuario. Esto se llama re-uso de frecuencia, y permite que un sistema de telefonía celular, en un área sencilla, maneje considerablemente más de 666 canales disponibles.

Conforme se aleja un automóvil de un transmisor/receptor, en el centro de una célula, la intensidad de la señal recibida comienza a disminuir. La máxima potencia de salida de un transmisor/receptor celular es de 35dBm (3W) y puede ajustarse a incrementos reductores de 4dB hasta 7.8 dBm (0.7 W). La potencia de salida de las unidades móviles se controla por la estación base, mediante la transmisión de canales up/down, lo cual depende de la intensidad de la señal que está recibiendo actualmente. Cuando la intensidad de la señal disminuye, debajo de un nivel umbral predeterminado, el centro de conmutación electrónico localiza la célula en el panal que está recibiendo la señal más fuerte de la unidad móvil y transfiere de la unidad móvil al transmisor/receptor en la nueva célula. 

La transferencia incluye convertir la llamada a una frecuencia disponible dentro del subconjunto de canales distribuidos en la nueva célula. Esta transferencia se denomina entrega y es completamente transparente al suscriptor (el suscriptor no sabe que su servicio ha sido conmutado). La transferencia toma aproximadamente 0.2 s, lo cual es imperceptible a los usuarios de teléfono de voz. Sin embargo, este retardo puede ser destructivo para las comunicaciones de datos.

Los seis componentes principales de un sistema de radio celular analógico son: el centro de conmutación electrónico, controlador del sitio de célula, transmisores/receptores de radio, interconexiones del sistema, unidades de telefonía móvil y un protocolo de comunicaciones.

Centro de Conmutación Electrónica. Es un conmutador telefónico digital es el corazón del sistema celular. El conmutador realiza dos funciones esenciales: (1) controla la conmutación entre la red telefónica pública y los sitios de células para todas las llamadas de línea alámbrica a móvil, móvil a línea alámbrica y móvil a móvil; y (2) procesa información recibida de los controladores de sitio de célula que concierne al estado de la unidad móvil, información de diagnóstico y compilación de información de facturas.

Controlador del sitio de célula. Cada célula contiene un controlador de sitio de célula que opera bajo la dirección del centro de conmutación. El controlador del sitio de célula administra cada uno de los canales de radio en el sitio, supervisa llamadas, enciende y apaga el transmisor y receptor de radio, inyecta información a los canales de control y usuario y realiza pruebas de diagnóstico en el equipo de sitio de la célula.

Transmisor/receptor de radio. Los transmisores/receptores utilizados para la radio celular, son FM de banda angosta, con una frecuencia de audio de 300 Hz a 3kHz y una desviación de frecuencia de ±12kHz para una modulación al 100%. Esto corresponde a un ancho de banda de 30kKhz usando la regla de Carlson. Cada célula contiene un transmisor y dos receptores de radio sintonizados a la misma frecuencia. Se selecciona cualquier receptor de radio que detecte la señal más fuerte.

Interconexiones del sistema. Las líneas telefónicas terminadas a cuatro hilos generalmente se utilizan para conectar los centros de conmutación a cada uno de los sitios de la célula. Existe un circuito troncal de cuatro hilos asignado para cada uno de los canales del usuario de la célula. Además, debe haber por lo menos un circuito a cuatro hilos para conectar el conmutador a un controlador de sitio de la célula como un canal de control.

Unidades de telefonía móvil (teléfonos móviles y portátiles). Las unidades de teléfonos móviles y portátiles son básicamente la misma cosa. La única diferencia es que las unidades portátiles tienen una potencia de salida más baja y una antena menos eficiente. Cada unidad de teléfono móvil consiste de una unidad de control, un transmisor/receptor de radio, una unidad lógica y una antena móvil. La unidad de control alberga todas las interfaces del usuario, incluyendo un auricular. El transmisor/receptor utiliza un sintetizador de frecuencia para sintonizar cualquier canal celular asignado. La unidad lógica interrumpe las acciones del suscriptor y los comandos del sistema y maneja al transmisor/receptor y las unidades de control.

Protocolo de Comunicaciones. El último componente de un sistema celular es el protocolo de comunicaciones  que gobierna la manera en que una llamada telefónica es establecida. Los protocolos celulares difieren entre países. En Estados Unidos se utiliza el estándar del Servicio de Telefonía Móvil Avanzado (AMPS), en Canadá el sistema AURORA 800, y cada país Europeo utilizaba hasta hace poco uno propio. Más adelante se explicará con más detalles algunas características de estos y otros protocolos de comunicación.