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Comunicaciones Móviles e Inalámbricas Proyecto-Práctica Planificación Red Móvil 5-12 Sept 2018

1. Elementos de la instalación de estaciones base El proyecto que vamos a desarrollar consiste en la planificación inicial de una red móvil que soportará tecnologías 3G y 4G en una zona urbana densamente poblada. La primera información que vamos a incorporar al proyecto es el estudio de las instalaciones típicas de estaciones base en ciudades. Las redes de comunicaciones móviles se han basado tradicionalmente en el despliegue inicial de estaciones base en exteriores, ubicadas en azoteas de edificios, zonas elevadas o torres de comunicaciones, con el fin de conseguir la mayor visibilidad y mejor cobertura posible alrededor de su instalación. La evolución de la tecnología y el crecimiento del tráfico ha hecho que las estaciones base incorporasen cada vez más elementos, por un lado por la extensión de la red a nuevos estándares (desde 2G a GPRS, EDGE, 3G, HSPA, LTE, LTE-A,…) que recientemente se han ido compactando a partir de conceptos “single-RAN”, RAN-sharing” e incluso en algunas instalaciones se empieza a usar el modelo de Cloud-RAN, minimizando el hardware instalado en la estación base. Sin entrar en excesivos detalles, se pide que el alumno investigue acerca de las instalaciones típicas que se pueden encontrar en entornos urbanos y, como sugerencia de guion, desarrolle estos conceptos: 1. Localizar al menos dos estaciones base de distinto aspecto, con distinta configuración física en su instalación. Un ejemplo evidente es una instalada en torre vs. otra en azotea, aunque hay más variaciones. Aporte fotografías si es posible. 2. Describa sus elementos visibles tratando de identificar:  Número de antenas y su orientación  Altura aproximada sobre el edificio y sobre el suelo  Si está equipada con equipos a pie de antena, a pie de mástil o en caseta  ¿Coexiste en la misma ubicación o en su vecindad con otras instalaciones similares?  Distancia aproximada hasta la siguiente estación del mismo operador  … 3. Busque información sobre qué parámetros de las celdas instaladas en una estación base serán configurables una vez elegido el emplazamiento (potencia, altura, orientación de antena, …) 4. [OPCIONAL] En base a la información facilitada en PoliformaT (véase …Commov\Recursos\Prácticas. Material_de_apoyo\) , estime la dimensión física de una instalación típica (metros cuadrados) y la potencia eléctrica necesaria para equipar la estación con celdas 2G y 3G.

(*) Cite las referencias bibliográficas utilizadas Entrega: 13 de septiembre 2018

1. Elementos de la instalación de estaciones base

ANTONIO ÁLVAREZ GALIANA UPV Universitat Politècnica de València 13-9-2018

1. Bandas de frecuencia para telefonía móvil en España. 2. Localización geográfica, orientación, altura y configuración de las estaciones base a estudio. 1) Av. Del Puerto. 2) Atarazanas del Puerto. 3) C/ Massamagrell 26. 3. Parámetros configurables en una antena . 4. Cercanía de alguna de estas estaciones base al lugar de residencia y distancia entre estaciones 5. Dimensionado típico de antenas y potencia necesaria para las celdas 2G y 3G. 6. Bibliografía

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1) Ban Bandas das d de e fr fre ecue cuen ncia p para ara te telef lef lefon on onía ía m móv óv óvilil een n EEsp sp spañ añ añaa Las frecuencias de telefonía móvil o bandas de telefonía móvil utilizadas en España en la actualidad son las siguientes: •

2G/GSM: 900 y 1800 MHz.

•

3G/WCDMA: 900 (desde septiembre de 2011) y 2100 MHz.

•

4G/LTE: 800 (desde abril de 2015), 1500 MHz (próximamente), 1800 MHz y 2600 Mhz.

•

5G: 700 MHz (a partir de 2020), 1500 MHz (próximamente), 3.500 MHz (próximamente).

La banda de 1500 MHz se encuentra en periodo de licencia, para usarse próximamente en servicios 4G/LTE únicamente en sentido descendente, como complemento a otras bandas 4G/LTE. Por último, se utiliza la banda de los 3,5 GHz para WiMAX (IEEE 802.16).

2) Loca Localiz liz lizació ació ación n geo geoggrá ráfic fic fica, a, o ori ri rien en entac tac tación ión ión,, altu altura ra y ccon on onfig fig figur ur uraci aci ació ón d de e las est estac ac acion ion iones es ba base se a est estud ud udio io io.. 1) Av. Del Puerto. En este lugar, nos encontramos ante una estación base que posee 3 antenas para comunicaciones móviles. Debido a la altura del edificio no ha sido posible realizar fotos de las mismas, solo se ha podido obtener vía satélite.

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Esta estación base se encuentra muy próxima al lugar de residencia y por tanto es de interés su estudio. Al no poder realizar fotografías, se ha cogido una estación base estándar como la de la imagen para su estudio.

Como podemos observar, en esta estación base tipo podemos encontrar 3 grupos de dipolos donde cada uno cubre un área de 120° para así tener una cobertura completa de 360°. Cada de estos dipolos, está formado a la vez por 3 grupos de arrays verticales. Todo esto está sujeto a un mástil unido a la azotea del edificio y sujetado con 3 patas para evitar que se pueda caer debido a los elementos meteorológicos. Esta base a simple vista parece tener unos 7-8 metros de altura. Mediante la web del ministerio de economía y empresa, se ha podido obtener los parámetros más influyentes de las antenas. Como se muestra en las siguientes imágenes, nos encontramos ante una antena del operador Orange, frente a dos antenas de Vodafone.

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Como se puede observar, las 3 antenas están destinadas para 2G/GSM, 3G/WCDMA y 4G/LTE.

2) Atarazanas del Puerto. En este lugar, nos encontramos ante una estación base de la compañía Vodafone para comunicaciones móviles.

Como podemos observar, en esta estación base de estructura diferente a la anterior, podemos observar antenas verticales a lo largo del mástil. Esta estación base se encuentra sobre un antiguo edificio que se utilizaba para la venta de billetes de barco. Este mástil esta unido a la azotea del edificio y sujetado con 3 cables para evitar que se pueda caer debido a los elementos meteorológicos. Esta base a simple vista parece tener unos 15-20 metros de altura.

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De este modo, los parámetros que nos proporciona la web del ministerio son los siguientes:

Como se puede observar, las antenas están destinadas para 2G/GSM, 3G/WCDMA y 4G/LTE.

3) C/ Massamagrell 26. En este lugar, nos encontramos ante dos estaciones bases muy próximas entre sí para comunicaciones móviles.

Como podemos observar, en estas estaciones base de estructura diferente a la anterior, además de antenas verticales a lo largo del mástil (como el caso anterior), también encontramos arrays de dipolos. Estas estaciones base se encuentran sobre el suelo. Esta base a simple vista parece tener unos 30 metros de altura.

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De este modo, los parámetros que nos proporciona la web del ministerio sobre la estación base de la izquierda son los siguientes:

Como se puede observar, las antenas están destinadas para 2G/GSM, 3G/WCDMA y 4G/LTE.

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Por otra parte, los parámetros que nos proporciona la web del ministerio sobre la estación base de la derecha son los siguientes:

Como se puede observar, las antenas están destinadas para 2G/GSM, 3G/WCDMA y 4G/LTE.

3. Pará Paráme me metr tr tros os co conf nf nfigu igu igura ra rable ble bless en u una na ante antena. na. En una antena, podemos encontrar diferentes parámetros a configurar para obtener la máxima eficiencia para el uso que se necesita, algunos de estos son: • • • • • • • • •

•

Ganancia Diagrama de Radiación Altura de la antena: altura del sistema radiante receptor utilizado en metros. Feeder, longitud y pérdidas. Polarización. Orientación del campo electromagnético radiado en la antena receptora. Puede elegir entre horizontal, vertical, circular o cruzada. Umbral de recepción. Nivel de señal mínima para poder recibir. Puede expresarse en valores de campo o bien de potencia. Pérdidas. Debidas a elementos pasivos como conectores, diplexores, exceptuando las pérdidas de feeder contempladas con anterioridad, etc. MTTR. Tiempo medio de reparación del equipo. Indicador de eficiencia de mantenibilidad. Sólo está disponible para receptores de servicio fijo. Frecuencias de transmisión. Sólo está disponible para receptores de servicios donde se contemple una comunicación bidireccional con el transmisor como los servicios móviles. Esta frecuencia es la frecuencia del uplink. Potencia de transmisión. Sólo está disponible para receptores de servicios donde se contemple una comunicación bidireccional con el transmisor como los servicios móviles. Esta potencia es la frecuencia del uplink.

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4. Cer Cercan can canía ía de alg alguna una d de e est estas as esta estacio cio ciones nes b bas as ase e aall lu luggar d de e res reside ide idenci nci nciaa y d dist ist istan an ancia cia eentr ntr ntre e eest st stac ac acion ion ione es Como se ha mencionado anteriormente, la estación base del caso 1 se encuentra muy próxima al lugar de residencia habitual (unos 100m). Como se puede observar en la siguiente foto, se ve que hay un gran numero de estaciones base (en torno a 15) en una distancia aproximada de una manzana.

5. Dim Dimen en ensio sio sionad nad nado o tí típic pic pico od de e aant nt nten en enas as y p po oten tencia cia n nece ece ecesa sa saria ria p par ar araa la lass celd celdaas 2G y 33G. G. Los monopostes o torres soportes de antenas son la estructura física de fierro, cemento u otro material similar, que se construye para sostener una o más antenas. Estas estructuras habitualmente miden entre 12 y 50 metros de altura y las antenas van ubicadas sobre ellas. Las antenas de telefonía móvil suelen emitir con potencias radiadas máximas de algunos centenares de vatios (W) y en general, en la gran mayoría de los casos con niveles máximos absolutos por debajo de los 1500-2000 W de PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente).

6. Bibli Bibliog og ogra ra rafía fía • • • •

https://wiki.bandaancha.st/Frecuencias_telefonía_móvil https://geoportal.minetur.gob.es/VCTEL/vcne.do Apuntes asignatura de Antenas UPV https://www.xirio-online.com/help/es/rx_radio_params.htm

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