En muchas oportunidades, he recibido preguntas referentes a que si un determinado terminal de un fabricante ya sea Nokia, Samsung, Sony Ericsson, LG o Motorola, generalmente comprados en el exterior, funciona en la red de un operador móvil nacional como Movistar o Claro.

Cada terminal móvil tiene un rango de bandas de frecuencias en el que funciona, generalmente operan en dos, tres o cuatro bandas de frecuencias. Voy intentar usar un ejemplo algo grosero para explicar esto. Sería similar a que pudieras adquirir dispositivos para escuchar música que sintonizan sólo dos, tres o cuatro estaciones de radio FM, y desearías saber en que estaciones funciona un dispositivo que te gusta para poder comprarlo, puesto que en el país o región donde vives sólo hay unas pocas estaciones de radiodifusión de FM.

Pues bien, generalmente, las bandas de frecuencias han sido adjudicadas a los operadores móviles bajo licitación pública, y en el caso de nuestro país se puede visitar el portal del MTC <click> para conocer con exactitud las frecuencias asignadas a determinado operador. Una vez conocida esta información, es recomendable revisar las especificaciones técnicas de estos equipos para asegurarnos que funcionarán en el país o región donde vamos a usarlos.

A continuación tienen el artículo titulado “Espectro para Sistemas Móviles” (*) que presenta muy bien diferentes aspectos técnicos de estas bandas de frecuencias bajo las que operan los distintos sistemas de telefonía celular y los de acceso inalámbrico.

Acá tienen la primera parte.¿Por qué los sistemas móviles usan diferentes bandas de frecuencia?

Los sistemas de telefonía móvil celular y de acceso inalámbrico utilizan una gama de diferentes bandas de frecuencia, de 700 MHz hasta casi 4 GHz, incluyendo las bien conocidas bandas de 800, 900, 1,800 y 1,900 MHz, y 2, 2.3, 2.5 y 3.5 GHz. Estas bandas de radio son el resultado de un largo proceso de sucesivas fases de concesión de licencias de espectro, así como de la necesidad de cada operador de disponer de una buena cobertura (usando bajas frecuencias) y de la necesidad de soportar el tráfico de sus usuarios finales.

¿Cuál es la diferencia entre las capas de “cobertura” y “capacidad” en un sistema móvil multi-banda?

En zonas urbanas, en primer lugar se necesita diseñar el sistema de radio para tener una buena “cobertura” asegurando que el 95% del área tenga una buena señal de radio; o en caso se quiera usar un criterio más complejo, asegurando que el 98% del área de exteriores y el 80% de interiores tenga una buena señal. Como señalamos arriba, esto se logra mejor utilizando una banda de radio de baja frecuencia.

Dado que el tráfico aumenta, el operador de telefonía móvil necesita añadir más capacidad a la red, y esto se consigue, ya sea adicionando nuevas portadoras de radio o instalando nuevas estaciones base como micro-celdas. El asunto es que la banda inicial que dispone un operador se agota rápidamente, por lo que necesita utilizar nuevas portadoras de frecuencias superiores para ofrecer más “capacidad”.

Sin embargo, estas bandas de frecuencias superiores no ofrecen el mismo porcentaje de superficie cubierta. Dependiendo de la frecuencia, por ejemplo, podrían sólo cubrir el 80% del área en exteriores y cubrir la cercanía a las ventanas en interiores. Por lo tanto, se hace necesario disponer de dos capas de diseño: una para la banda que ofrece una alta calidad de cobertura, y una para la segunda banda de radio o micro-celdas que ofrecen capacidad adicional para la mayoría de los usuarios. El tráfico se reparte entre estas dos capas usando handover inter-frecuencia. Si la banda más alta ofrece una adecuada señal, entonces se prefiere que los terminales activos trabajen en esta banda, dejando por lo tanto, la banda inferior para el uso de los terminales en zonas de coberturas difíciles.

¿Por qué las frecuencias bajas son interesantes para la cobertura?

Las frecuencias bajas (menos de 1 GHz) son ideales tanto para la cobertura en zonas rurales y la penetración en interiores. De hecho, para los mismos requerimientos de cobertura, tipo de terreno, potencia de transmisión y ancho de banda, si la frecuencia se duplica, las pérdidas asociadas a la trayectoria de radio aumentan y la cantidad necesaria de estaciones base para la misma cobertura se puede duplicar. Es importante tener en cuenta el impacto en la cobertura en lugar de la capacidad para zonas rurales, ya que el aumento en el número de sitios corresponde directamente a un incremento en el costo de la inversión (ver figura de abajo).

Cabe señalar, sin embargo, que si la frecuencia de la portadora de radio disminuye entonces el tamaño de la antena del terminal móvil aumenta para la misma ganancia de antena. Es relevante mencionar, que a medida que las frecuencias van por debajo de 600 MHz aproximadamente, esto se convierte en uno de los principales obstáculos para fabricar pequeños dispositivos de usuario con antena incorporada.

El efecto neto es que las bandas de radio de 600 MHz a 1 GHz son especialmente importantes para los operadores de telefonía móvil. Estas frecuencias ofrecen una excelente performance para la propagación de las ondas de radio y a su vez permiten aún ofrecer atractivos dispositivos móviles.

Continua >>> Espectro para Sistemas Móviles – Parte 2

(*) Publicado por Alcatel-Lucent (en inglés)