Introduccion a las antenas Inteligentes

Introducción a la tecnología de antenas
inteligentes. Aplicación a UMTS
Óscar Moreno Jiménez, Ignacio Javier Franco Martín
Telefónica Investigación y Desarrollo

José Luis Miranda Sierra
Telefónica Móviles España

Durante los últimos años, el crecimiento continuado del número de usuarios en los
sistemas de comunicaciones móviles ha provocado una necesidad cada vez mayor de
incrementarsu capacidad. Con la llegada inminente de UMTS y la implantación de
nuevos servicios de tercera generación que requerirán altas tasas binarias, se hace
imprescindible pensar en el uso de técnicas que permitan aumentar la capacidad del
sistema hasta un nivel tan alto como sea posible.
En este aspecto, se ha planteado como una buena solución el uso de antenas
inteligentes en los nodos B de lared UMTS. El empleo de esta novedosa tecnología
permitirá no sólo aumentar la capacidad, sino también mejorar la calidad de la señal,
incrementar el alcance, aumentar el nivel de seguridad e incluso introducir nuevos
servicios aprovechando las características particulares de este tipo de antenas.
Sin embargo, la introducción de antenas inteligentes implicará realizar algunos
cambios en laplanificación y despliegue de la red, sin contar, además, con el aumento
de la complejidad tanto de los transceptores como de la gestión de los recursos
radioeléctricos y de la movilidad de los usuarios.
En este artículo se pretende dar una visión general acerca del estado del arte de esta
tecnología, así como de los distintos tipos y formas de implementarla. Se presentan
también los resultados devarias pruebas de campo realizadas sobre prototipos reales
y las conclusiones preliminares que se han extraído de ellas.
Por último, se abordan los efectos causados por su introducción en una red UMTS, sus
beneficios y sus desventajas.

INTRODUCCIÓN
Los sistemas de comunicaciones móviles están experimentando un claro giro hacia la provisión de servicios
multimedia a sus abonados. Uno delos aspectos más
característicos de estos servicios son las altas tasas
binarias que demandan, lo cual, unido al hecho de
que el número de usuarios no deja de crecer, provocará a medio plazo un incremento espectacular en el tráfico soportado por las redes móviles, haciendo necesario un incremento paralelo de su capacidad.

La capacidad de un sistema de comunicaciones móviles se puede definircomo la tasa binaria que puede
ofrecerse en el ancho de banda disponible y en un área
geográfica determinada [1]. En el sistema GSM se ha
conseguido aumentar la capacidad mediante el uso de
celdas de menor tamaño (microceldas y picoceldas) y,
recientemente, mediante la incorporación del sistema
GPRS (que permite asignar varios timeslots simultáneos
a un mismo usuario). En los próximos mesesentrará
en funcionamiento el sistema de 3ª Generación (3G)
UMTS, que presenta mayor capacidad, debido a su

Número 21 · Junio 2001

Comunicaciones de Telefónica I+D

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mayor ancho de banda y a la mejora en la eficiencia
espectral respecto a GSM. Sin embargo, este incremento de la capacidad puede no ser suficiente en
futuras aplicaciones.
La capacidad no es la única limitacióninherente a los
sistemas móviles como GSM y UMTS, también
podemos destacar las siguientes [2]:
1. El desvanecimiento por multitrayecto, que degrada
las prestaciones del canal de comunicaciones. Es
menos importante en UMTS, debido a que es un
sistema de banda ancha (por lo que está menos
afectado por un desvanecimiento selectivo en frecuencia) y, además, el empleo de receptores Rake
permitirácombinar las componentes de multitrayecto para mejorar la recepción de la señal deseada.
2. La interferencia cocanal, que empeora la relación
C/I de la señal recibida, lo que afecta directamente
al buen funcionamiento del sistema. Este efecto es
mucho más pronunciado en los sistemas CDMA
(como UMTS), ya que la relación C/I está directamente relacionada con el grado de cobertura de un
Nodo B...