1. Alcance, objetivos y estructura de la memoria

1. Alcance, objetivos y estructura de la
memoria.
El objetivo de este Proyecto de Fin de Carrera es planificar y diseñar una red de
telefonía móvil con tecnología UMTS.
UMTS (o 3G, como es comercialmente conocido) es una tecnología madura.
Hoy días existen más de 181 operadores en servicio en 77 países, y otras 72
redes están en etapa de planificación, implantación o prueba. De esos 181
operadores, 135 han optimizado el servicio con HSDPA (3,5G), con 80 redes
HSDPA adicionales en planificación. A la fecha, 5 operadores de distintas partes
del mundo lanzaron tecnología HSUPA, y otros 130 operadores más planean
realizar actualizaciones con HSUPA [10].
Mientras que GSM (2G) ya es una tecnología plenamente extendida (más del
99% del territorio habitado posee ya cobertura GSM), UMTS es una tecnología
todavía en expansión y que empieza a llegar ahora a países como México,
donde desde Abril de 2007 disponen de su primer operador de UMTS.
Hoy día entre el 80 y 90% de los operadores de lo que se denomina el 1er
Mundo trabajan bajo UMTS y ya empiezan a hablar de 4G, pero en otras zonas
del mundo UMTS es todavía una tecnología en fase de planificación y
despliegue y por tanto no se puede decir que se trate ni mucho menos de una
tecnología desfasada y en desuso.
Por ello, la realización de un proyecto de planificación y diseño de una red
UMTS es una actividad valida, útil y de actualidad y eso, junto el interés que
despiertan en mí las Comunicaciones Móviles, han sido precisamente las
motivaciones que me han llevado a realizar este proyecto.
Se ha escogido la ciudad de Sevilla como zona objetivo a la que dar cobertura
principalmente por dos motivos: 1) Se trata de una ciudad bien conocida tanto
por el planificador, como por el tribunal y los futuros lectores y por tanto será
más fácil para todos hacerse una idea de las capacidades y limitaciones de la
tecnología UMTS y 2) Por que nos resulta más fácil tener acceso a
documentación (demografía, cartografía, etc.) de esta ciudad por cercanía.
Los objetivos que se han marcado al realizar este proyecto son los siguientes:
En primer lugar se pretende explicar de manera general los fundamentos del
funcionamiento de los sistemas de comunicaciones móviles celulares y en
particular y de forma más detallada el del Sistema UMTS. Además, se
estudiarán las técnicas clásicas de diseño de este tipo de sistemas. Este estudio
teórico deber proporcionar una panorámica y una base suficiente para la
comprensión del resto del documento.
El objetivo principal del Proyecto es el diseño de la red. Las herramientas,
documentación y conocimientos de los que se dispone aconsejan centrarse
sobre todo en la parte de diseño de la red de acceso. La red de acceso de un
sistema UMTS está formada por una serie de estaciones base o Nodos B. El
diseño de la red de acceso de un sistema UMTS consiste en determinar las
localizaciones de estas estaciones base y determinar todos los parámetros de
configuración que optimizan el funcionamiento de la red. El diseño debe tener
como objetivo alcanzar unos requisitos de calidad marcados a priori con el
mínimo coste económico posible (mínimo número de emplazamientos). Para el
diseño de la red se empleará una herramienta informática, el programa Atoll,
que es usado a nivel profesional en el mundo de las telecomunicaciones para la
planificación y diseño de todo tipo de redes inalámbricas.
Atoll permite generar un fichero con información detallada sobre una red de
telefonía móvil UMTS (localización de emplazamientos, características del
equipamiento, configuración de los equipos…) y realizar simulaciones que
permitan comprobar si una red de esas características cumpliría los objetivos de
calidad mínimos fijados inicialmente. El modelo generado para simular la red es
fácilmente reconfigurable, lo que permite ir poco a poco optimizando la red
mediante un proceso iterativo de diseño y simulación.
A continuación se realizará una estimación de la inversión económica que
requeriría una red de estas características. Para ello se describen y
presupuestan por separado los elementos que componen una estación base
UMTS para estimar el coste aproximado de este tipo de instalaciones.
Seguidamente se computará el número de estaciones base para estimar el
coste global del despliegue.
Finalmente se presentan las conclusiones que se han extraído de la realización
de este proyecto acerca de la tecnología UMTS y se marcan algunas líneas
futuras de investigación.
La Memoria del presente Proyecto Fin de Carrera se ha estructurado de manera
acorde a los objetivos marcados. Los 5 capítulos en los que se divide la
Memoria son los siguientes:
Capítulo 1: Alcance, objetivos y estructura de la memoria, explica las
motivaciones que han llevado a la realización de este Proyecto y marca las
líneas maestras del contenido de este documento, tratando de fijar de una
manera clara, concisa y ordenada los objetivos que se persiguen. Además, se
describe de manera detallada el contenido de cada uno de los Capítulos del
presente documento.
Capítulo 2: Fundamento teórico: se describen los fundamentos teóricos de las
Comunicaciones móviles y celulares de una manera general y se profundiza un
poco más en el fundamento del Sistema UMTS. Finalmente, se explica el
fundamento matemático de la planificación radioeléctrica. Se pretende que este
documento sea autocontenido, ya que este Capítulo se ha redactado para que
una persona sin conocimientos previos de Comunicaciones Móviles tenga una
base teórica suficiente como para seguir sin dificultad el contenido de los
capítulos posteriores.
Capítulo 3: Planificación radioeléctrica con Atoll, en este capítulo se comenta
brevemente la herramienta software utilizada para el diseño de la red y se
describe de manera detallada el proceso de diseño. Se explica en primer lugar
como se crea un modelo que permita simular el tráfico demandado por la
ciudad. Posteriormente se detallan los parámetros de diseño de la red y se
realizan varias tandas de simulaciones, modificando algunos parámetros entre
simulación y simulación afinando cada vez más la configuración definitiva.
Finalmente se realizan una serie de estudios de cobertura cuyo objetivo es
mostrar de manera gráfica y detallada la capacidad de la red.
Capítulo 4: Estimación del coste de la red: se describen y se presupuestan de
manera detallada los elementos que componen 2 estaciones básicas típicas,
una de tipo rural y otra urbana. Se computan cuantas estaciones de cada tipo
componen nuestra red y se evalúa el coste global del despliegue.
Capitulo 5: Conclusiones y líneas futuras de trabajo: se comentan las
conclusiones que ha extraído el autor de la realización de este Proyecto Fin de
Carrera acerca de la tecnología UMTS, se realiza un sencillo computo
económico para determinar la rentabilidad de la inversión y se plantean algunas
posibles líneas de trabajo que complementen, completen o continúen el trabajo
realizado en este Proyecto.