1、 Rec. UIT-R M.1651 1 RECOMENDACIN UIT-R M.1651*Mtodo de evaluacin del espectro necesario para los sistemas de acceso inalmbrico nmadas de banda ancha, incluidas las redes radioelctricas de rea local1que utilizan la banda de 5 GHz (Cuestiones UIT-R 212/8 y UIT-R 142/9) (2003) Resumen Esta Recomendaci
2、n presenta un mtodo para evaluar el espectro necesario para los sistemas de acceso inalmbrico nmadas (NWA) de banda ancha, incluidas las redes radioelctricas de rea local (RLAN). En el Anexo 1 figura una descripcin general de las RLAN, las hiptesis de instalacin, las caractersticas generales del mto
3、do para estimar el espectro requerido y un ejemplo de clculo en la banda de 5 GHz. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que es necesario determinar las necesidades reales de espectro de los sistemas de acceso inalmbrico nmadas (NWA) de banda ancha, incluidas las redes radioe
4、lctricas de rea local (RLAN) utilizadas en diversos entornos; b) que la Recomendacin UIT-R M.1390, donde se calculan los requisitos de espectro para la componente terrenal de las IMT-2000, sera el texto bsico adecuado para la elaboracin de un nuevo mtodo con arreglo a lo indicado en el considerando
5、a), recomienda 1 que se utilice el mtodo descrito en el Anexo 1 como orientacin para determinar los requisitos de espectro de los sistemas NWA de banda ancha, incluidas las RLAN que utilizan la banda de 5 GHz. NOTA 1 En el Cuadro 1 figuran las abreviaturas utilizadas en esta Recomendacin. NOTA 2 En
6、el Cuadro 2 aparecen las referencias a Recomendaciones de la UIT. *Esta Recomendacin ha sido elaborada conjuntamente por las Comisiones de Estudio 8 y 9 de Radiocomunicaciones y las futuras revisiones debern realizarse tambin conjuntamente. 1En esta Recomendacin, red radioelctrica de rea local (RLAN
7、) es como se describe en la Recomendacin UIT-R M.1450. NOTA Los Estados Unidos de Amrica estn en desacuerdo con la presente Recomendacin y por consiguiente se reservan su posicin sobre ella. 2 Rec. UIT-R M.1651 CUADRO 1 Abreviaturas utilizadas en esta Recomendacin CUADRO 2 Referencia a Recomendacion
8、es de la UIT AP Punto de acceso DLC Control de enlace de datos HiMM Multimedios interactivos de alta velocidad HMM Multimedios de alta velocidad IP Protocolo Internet LAN Red de rea local MAC Control de acceso al medio MAQ Modulacin de amplitud en cuadratura MDP-2 Modulacin por desplazamiento de fas
9、e binaria MDP-4 Modulacin por desplazamiento de fase cuaternaria MiMM Multimedios interactivos de velocidad media MMM Multimedios de velocidad media MT Terminal mvil NWA Acceso inalmbrico nmada PDA Agenda digital personal PER Tasa de errores en los paquetes PHY Fsica (capa) QoS Calidad de servicio R
10、LAN Red radioelctrica de rea local TVAD Televisin de alta definicin VCR Magnetoscopio VHiMM Multimedios interactivos de muy alta velocidad VHMM Multimedios de muy alta velocidad WAS Sistemas de acceso inalmbrico Recomendacin UIT-R P.1238 Datos de propagacin y mtodos de prediccin para la planificacin
11、 de sistemas de radiocomunicaciones de interiores y redes de radiocomunicaciones de rea local en la gama de frecuencias de 900 MHz a 100 GHz Recomendacin UIT-R M.1390 Metodologa para el clculo de las necesidades de espectro terrenal de las telecomunicaciones mviles internacionales-2000 (IMT-2000) Re
12、comendacin UIT-R M.1450 Caractersticas de las redes radioelctricas de rea local de banda ancha Recomendacin UIT-T I.356 Calidad de funcionamiento en la transferencia de clulas en la capa de modo de transferencia asncrono de la RDSI-BA Rec. UIT-R M.1651 3 Anexo 1 Mtodo de evaluacin del espectro neces
13、ario para los sistemas NWA de banda ancha, incluidas las RLAN que utilizan la banda de 5 GHz 1 Consideraciones generales Una condicin fundamental para la aceptacin por parte del mercado de los sistemas NWA es la disponibilidad de una cantidad suficiente de espectro para poder ofrecer al usuario una
14、alta calidad de recepcin en presencia de otros usuarios sin coordinar. Por consiguiente se necesita establecer un mtodo que determine el volumen de espectro necesario para soportar la penetracin del mercado prevista as como las densidades y distribucin de usuarios y el tipo de trfico que generan. Un
15、a base adecuada para un mtodo de estimacin de las necesidades de espectro para los sistemas NWA puede ser la Recomendacin UIT-R M.1390 que fue elaborada para calcular las necesidades de espectro terrenal de las IMT-2000. De hecho, en el alcance de esta Recomendacin se indica que el mtodo puede aplic
16、arse a otros sistemas de radiocomunicaciones mviles terrestres pblicas as como a tecnologas de radiocomunicaciones con conmutacin de circuitos y con conmutacin de paquetes. En el Apndice 1 se incluye un ejemplo de clculo para mostrar la forma en que puede aplicarse el mtodo. En este ejemplo, las RLA
17、N se utilizan como modelos representativos de sistemas NWA. El 2 proporciona una breve introduccin a los sistemas NWA y describe diversas hiptesis de distribucin de usuarios. El 3 examina la metodologa. El 4 explica la aplicacin de la metodologa para los requisitos de espectro de las RLAN y, por lti
18、mo, en el Apndice 1 aparece un ejemplo de clculo. 2 Introduccin a los sistemas NWA Los sistemas NWA incluyen RLAN de banda ancha, que se describen en la Recomendacin UIT-R M.1450. Las aplicaciones tpicas abarcan los sistemas de acceso inalmbrico pblicos y privados destinados a hogares, escuelas, hos
19、pitales, hoteles, centros de conferencia, aeropuertos, centros comerciales, etc. Las administraciones, mediante reglas y polticas nacionales pueden elegir entre conceder licencia a estos dispositivos o permitir que funcionen sin licencia. Los entornos de oficinas o interiores normalmente tienen p.i.
20、r.e. bajas y las clulas radioelctricas son de tamao muy pequeo, del orden de 30 m de radio o menos. Los entornos en exteriores generalmente utilizan p.i.r.e. superiores y tienen radios mayores. Entre otras cosas, contar con suficiente cantidad de espectro es condicin necesaria para permitir un compo
21、rtamiento satisfactorio en presencia de otros usuarios no coordinados y constituye una de las condiciones fundamentales para que el mercado acepte este tipo de sistemas. La mayora de las normas de interfaz area de 5 GHz presentan una caracterstica adaptativa gracias a la cual el modo de capa fsica (
22、PHY) puede adaptarse automticamente a las caractersticas del trayecto radioelctrico. El Cuadro 3 muestra los modos PHY y el caudal tpico para cada modo. Ello permite una utilizacin ms eficaz del canal radioelctrico pero tiene como consecuencias la aparicin de zonas de servicio distintas. La velocida
23、d binaria ms elevada slo est disponible en una parte de la zona de cobertura total de la velocidad binaria ms baja para un punto de acceso (AP) especfico. Por consiguiente, en los clculos detallados se aplica un valor promediado en toda 4 Rec. UIT-R M.1651 la zona de servicio. La eficacia espectral
24、en bit/s/Hz suministrada a la capa de red es funcin del caudal que puede lograrse en la capa de control de acceso al medio (MAC). Las distintas normas de RLAN de 5 GHz aqu consideradas utilizan diferentes estrategias MAC y, en consecuencia distintos caudales de capa de red. Para el clculo de los req
25、uisitos de espectro, se ha supuesto el mayor caudal que puede lograrse, como indica el Cuadro 3. Con ello se obtiene un lmite inferior para el espectro requerido. Un caudal MAC inferior da lugar a que se necesite una mayor cantidad de espectro en un entorno determinado para soportar el mismo trfico
26、de usuario combinado. CUADRO 3 Ejemplo de caudal MAC de RLAN con paquetes de 1 500 bytes 2.1 Terminologa de la Recomendacin UIT-R M.1390 en el contexto RLAN Las RLAN pueden considerarse como un complemento a los sistemas IMT-2000, que proporcionan velocidades de transmisin de datos ms elevadas y may
27、or caudal del sistema en zonas geogrficas limitadas (con un alcance del orden de 100 m). Los servicios multimedios se definen en la Recomendacin UIT-R M.1390 como MMM, HMM y HiMM con velocidades binarias de usuario de 64 kbit/s a 384 kbit/s y hasta 2 000 kbit/s. La anchura de banda exigida por las v
28、erdaderas comunicaciones multimedios de alta resolucin requerir velocidades binarias del orden de 10 Mbit/s y superiores. Las RLAN pueden lograr mayores velocidades de transmisin de datos y capacidad del sistema mucho ms elevada. Estas velocidades de transmisin de datos pueden ser manejadas por las
29、normas RLAN en la banda de 5 GHz para varios usuarios simultneamente con clulas ms pequeas que los sistemas IMT-2000 y normalmente en el interior de edificios. Las RLAN se instalan normalmente en una estructura celular pero sin cobertura de zona contigua como sucede en los sistemas celulares. Aunque
30、 la zona de cobertura de las RLAN es limitada, puede necesitarse todo el espectro debido a las demandas del trfico local. 2.2 Entornos de aplicacin En la Recomendacin UIT-R M.1450 aparecen aplicaciones tpicas. Los entornos aqu analizados son: entorno de oficinas; entorno de acceso pblico; Caudal mxi
31、mo Modo PHY (Mbit/s) ndice de codificacin Mbit/s Caudal (%) 6 1/2 4,6 77 9 3/4 6,9 77 12 1/2 9,2 77 18 3/4 13,9 77 27 9/16 21 77 36 3/4 28 77 54 3/4 42 77 Rec. UIT-R M.1651 5 entorno de acceso de rea amplia; entorno domstico. En los puntos que aparecen a continuacin se indican los atributos de cada
32、uno de los entornos que deben utilizarse en los clculos. 2.2.1 Entorno de oficinas Las RLAN pueden utilizarse para sustitucin o ampliacin de las LAN cableadas. Como casos tpicos pueden citarse la instalacin de oficinas temporales o instalaciones en espacios donde las caractersticas del edificio o la
33、s protecciones necesarias prohben la utilizacin extensiva de cableado. Ms recientemente, la posibilidad de establecer conexiones no cableadas a la LAN ha despertado un gran inters entre los usuarios de ordenadores personales porttiles y los productos RLAN estn experimentando una alta tasa de crecimi
34、ento. Los terminales normalmente conectados a las redes de infraestructura estn diseados para utilizacin fija. Dichos terminales podran ser, por ejemplo, una estacin de trabajo, un ordenador personal o cualquier otro terminal concreto. Se trata normalmente de aplicaciones de banda ancha. En esta hip
35、tesis, el dispositivo de usuario es fijo en la mayora de los casos y la principal ventaja obtenida de las RLAN es la conexin inalmbrica. Por consiguiente, la hiptesis ms probable es que las RLAN proporcionen una calidad de servicio (QoS) de red fija o prxima a la misma a un usuario estacionario. El
36、usuario no debe ser capaz de apreciar la diferencia entre la utilizacin de un sistema inalmbrico y un sistema cableado. CUADRO 4 Caractersticas de un entorno de oficinas 2.2.2 Entorno de acceso pblico Los lugares tpicos de utilizacin del sistema RLAN fuera de un despacho son las salas de reuniones,
37、los comedores, los pabellones de hospitales, las aulas, los auditorios y las salas de espera. Un usuario tambin puede acceder a la red pblica a travs de estaciones de base instaladas en emplazamientos tales como estaciones ferroviarias, aeropuertos y centros comerciales. En algunos casos, debe mante
38、nerse la conectividad mientras el usuario est trasladndose de un emplazamiento a otro. Los terminales en este caso son porttiles. Un terminal tpico puede estar construido, precisamente, en torno a un ordenador personal porttil y una tarjeta RLAN. El nodo mvil consiste en muchos casos en un dispositi
39、vo alimentado por batera de manera que se necesita un consumo de potencia bajo. Atributo Requisito Equipo terminal de usuario Ordenador personal porttil, estacin de trabajo o agenda digital personal (PDA) Entorno de utilizacin Oficinas empresariales, etc. Alcance Hasta 50 m para sistemas en interior
40、es QoS esperada Bsicamente la misma que la de una instalacin fija Aplicaciones Bsicamente la misma que la de una instalacin fija Movilidad Limitada Cobertura Continua dentro del lugar de trabajo 6 Rec. UIT-R M.1651 Las aplicaciones de acceso inalmbrico pblicas son en principio similares a las aplica
41、ciones de entorno de oficinas. Sin embargo, los usuarios pueden estar situados en una amplia variedad de tipos de edificios y normalmente los alcances son mayores que en los entornos de oficina. Adems, puede haber redes no coordinadas de diferentes propietarios que pueden interferir con un terminal
42、determinado. La QoS que cabe esperar de un sistema RLAN en este caso es algo inferior que la QoS ofrecida por un sistema instalado en oficinas o domstico. Puede suponerse que el usuario acepta una pequea prdida en la QoS como precio a pagar por la movilidad obtenida. Por ejemplo, la conexin puede to
43、lerar una breve interrupcin debido a un cambio de clula (lo que da lugar a una perturbacin momentnea de la imagen de vdeo) y el tamao y definicin de la imagen de vdeo requeridos por una persona que se encuentre temporalmente en la zona de acceso tambin son inferiores. CUADRO 5 Caractersticas de un e
44、ntorno de acceso pblico Algunas administraciones prevn que las RLAN pueden ser utilizadas para el acceso pblico. Los dispositivos de usuario para dicho acceso pblico deben tener la misma interfaz area que en el caso de acceso privado. Por lo tanto, un dispositivo de usuario puede acceder tanto a red
45、es pblicas como privadas. 2.2.3 Entorno de acceso de rea amplia Algunas administraciones prevn que las WAS/RLAN pueden ser utilizadas para acceso inalmbrico con una cobertura de rea amplia. Los terminales para dicho acceso deben tener la misma interfaz area que los dispositivos WAS/RLAN de interiore
46、s, pero probablemente utilizaran antenas modificadas y protocolos MAC que permitan un mayor alcance y puedan superar los problemas relativos a los retardos inherentes al acceso mltiple y a un trayecto de propagacin ms largo a causa del funcionamiento en exteriores. Pueden utilizarse antenas omnidire
47、ccionales sectoriales o de alta ganancia, o repetidores, para crear microclulas en las que es posible lograr alcances operativos de 300 a 3 000 m, dependiendo de las condiciones de propagacin en exteriores. En esas instalaciones las antenas normalmente son muy directivas y se orientan dirigidas haci
48、a un AP central. Atributo Requisito Equipo terminal de usuario Ordenador porttil; por ejemplo, agenda o PDA Entorno de utilizacin Oficinas, colegios, hospitales, aeropuertos, estaciones ferroviarias, centros comerciales, etc. Alcance Hasta 50 m para sistemas en interiores Hasta 150 m para sistemas e
49、n exteriores QoS esperada Algo inferior a la de un terminal de sobremesa Aplicaciones Similar a la de un terminal de sobremesa Movilidad Limitada Cobertura Continua dentro de una zona definida; por ejemplo, la sala de un aeropuerto Rec. UIT-R M.1651 7 Todas las aplicaciones se consideran nmadas porque los terminales pueden desp
