Un teléfono móvil es un dispositivo electrónico utilizado para las telecomunicaciones móviles a través de una red celular de estaciones base especializadas conocidas como sitios celulares. Un teléfono móvil ofrece una comunicación dúplex completa y transfiere el enlace cuando el usuario se mueve de una celda a otra. Cuando el usuario del teléfono se desplaza de una zona celular a otra, el sistema ordena automáticamente al teléfono móvil y a un sitio celular con una señal más fuerte, que cambie a una nueva frecuencia para mantener el enlace.
El teléfono móvil está diseñado principalmente para la comunicación de voz. Además de la función de voz estándar, los teléfonos móviles de nueva generación admiten muchos servicios y accesorios adicionales, como SMS para mensajes de texto, correo electrónico, conmutación de paquetes para acceder a Internet, juegos, Bluetooth, cámara con grabadora de vídeo y MMS para enviar y recibir fotos y vídeos, reproductor MP3, radio y GPS.
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Frecuencia de la señal en el teléfono celular
El sistema celular consiste en la división de un área en pequeñas celdas.
Esto permite una amplia reutilización de frecuencias en toda esa área, de modo que muchas personas pueden utilizar los teléfonos celulares simultáneamente. Las redes celulares tienen una serie de ventajas como el aumento de la capacidad, la reducción del uso de energía, una mayor área de cobertura, la reducción de las interferencias de otras señales, etc.
Sistemas FDMA y CDMA
El acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) y el acceso múltiple por división de código (CDMA) se desarrollaron para distinguir las señales de varios transmisores diferentes. En FDMA, las frecuencias de transmisión y recepción utilizadas en cada célula son diferentes de las utilizadas en las células vecinas. El principio de CDMA es más complejo y los transceptores distribuidos pueden seleccionar una célula y escucharla. Otros métodos son el acceso múltiple por división de polarización (PDMA) y el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). El acceso múltiple por división de tiempo se utiliza en combinación con FDMA o CDMA para dar múltiples canales dentro del área de cobertura de una sola célula.
Códigos en el teléfono móvil
Los teléfonos móviles tienen códigos especiales asociados. Estos incluyen:
- Número de serie electrónico (ESN) – Número único de 32 bits programado en el teléfono
- Número de identificación del móvil (MIN) – Número de 10 dígitos derivado del número del teléfono.
- Código de identificación del sistema (SID) – Número único de 5 dígitos que es asignado a cada operador por la FCC.
- Los 3 primeros dígitos – código de país del móvil
- Los 2 segundos dígitos – código de red del móvil
- Los 10 terceros dígitos – número de identificación de la estación móvil
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El ESN es una parte permanente del teléfono mientras que los códigos MIN y SID se programan en el teléfono cuando se selecciona y activa un plan de servicio.
El teléfono móvil es un dispositivo Dúplex. Cuando utilizamos una frecuencia para hablar, una segunda frecuencia separada se utiliza para escuchar. De modo que las dos personas en la llamada pueden hablar a la vez. El teléfono móvil puede comunicarse en 1.664 canales o más. Los teléfonos móviles operan dentro de las celdas, por lo que es fácil conectarse a diferentes celdas mientras se desplazan. Una persona que utiliza un teléfono móvil puede conducir cientos de kilómetros y puede mantener una conversación durante todo el tiempo debido al enfoque celular.
Activación de la tarjeta SIM
La tarjeta SIM (Módulo de Identificación del Suscriptor (SIM)) es un tipo de tarjeta inteligente utilizada en el teléfono móvil. La SIM es una tarjeta inteligente desmontable que contiene la información de suscripción del usuario y la agenda telefónica. Esto permite al usuario conservar su información incluso después de apagar el teléfono. Además, el usuario puede cambiar de proveedor de servicios conservando el teléfono simplemente cambiando la SIM. La tarjeta SIM almacena de forma segura la clave de abonado del servicio que tiene 15 dígitos.
Los dígitos de la clave son :
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Módulo de identificación del abonado SIM
Cuando el teléfono móvil se utiliza por primera vez, envía un número llamado International Mobile Subscriber Identity – IMSI presente en la tarjeta SIM a la red, que lo busca en una base de datos para asegurarse de que la tarjeta está registrada. Si se reconoce la IMSI, la red crea otro número llamado Identidad de Abonado Móvil Temporal (TMSI), que se encripta y se devuelve al teléfono. En todas las llamadas posteriores, el teléfono se identifica emitiendo la TMSI.
¿Qué ocurre cuando hacemos una llamada?
- Cuando encendemos el teléfono móvil, éste busca un SID en el canal de Control. El canal de control es una frecuencia especial que el teléfono y la estación base utilizan para hablar entre sí. Si el teléfono móvil encuentra dificultades para enlazar con el canal de control, muestra un mensaje de «sin servicio».
- Si el teléfono móvil consigue el SID, lo compara con el SID programado en el teléfono. Si ambos SID coinciden, el teléfono identifica que la celda con la que se está comunicando forma parte de su sistema doméstico.
- El teléfono también transmite una solicitud de registro junto con el SID y el MTSO mantiene la ubicación de su teléfono en una base de datos. El MTSO sabe en qué celda te encuentras cuando quiere hacer sonar el teléfono.
- El MTSO entonces recibe la señal, intenta encontrar el teléfono. El MTSO busca en su base de datos la celda en la que está el teléfono. A continuación, el MTSO elige un par de frecuencias para atender la llamada.
- El MTSO se comunica con el teléfono móvil a través del canal de control para indicarle qué frecuencias debe utilizar. Una vez que el teléfono móvil y la torre cambian a esas frecuencias, la llamada se conecta.
- Cuando el teléfono móvil se mueve hacia el borde de la célula, la estación base de la célula notará que la intensidad de la señal está disminuyendo. Al mismo tiempo, la estación base de la célula en la que se mueve el teléfono podrá ver que la intensidad de la señal del teléfono aumenta.
- Las dos estaciones base se coordinan a través del MTSO. En algún momento, el teléfono móvil recibe una señal en un canal de control y le indica que cambie de frecuencia. Esto cambiará el teléfono a la nueva celda.
Red Móvil
El Sistema GSM
El Sistema Global de Comunicaciones Móviles es el estándar para los sistemas de telefonía móvil en el mundo. En el GSM, los canales de señalización y de voz son digitales, por lo que el GSM se considera un sistema de 2G (Segunda Generación). Esto ayuda a la implementación generalizada de aplicaciones de comunicación de datos. Hay cinco tamaños diferentes de celdas en una red GSM: macro, micro, pico, femto y paraguas.
Las macroceldas son celdas en las que la antena de la estación base está instalada en un mástil por encima del nivel medio del tejado. Las microceldas son celdas cuya altura de antena está por debajo del nivel medio del tejado. Las picocélulas son células pequeñas cuyo diámetro de cobertura es de unas decenas de metros. Se utilizan principalmente en aplicaciones interiores. Las femtoceldas son celdas diseñadas para su uso en entornos residenciales o de pequeñas empresas y se conectan a la red del proveedor de servicios a través de una conexión a Internet de banda ancha.
Las celdas paraguas se utilizan para cubrir las regiones de sombra de las celdas más pequeñas y rellenar los huecos de cobertura entre esas celdas.El radio horizontal de la celda varía en función de la altura de la antena, la ganancia de la misma y las condiciones de propagación. La distancia máxima que soporta el GSM es de 35 kilómetros. La mayoría de las redes GSM 2G operan en las bandas de 900 MHz o 1800 MHz, mientras que el GSM 3G en la banda de frecuencia de 2100 MHz.
La técnica de Multiplexación por División de Tiempo se utiliza para compartir ocho canales de voz de velocidad completa o dieciséis de velocidad media por canal de radiofrecuencia. Hay ocho ranuras de tiempo de radio agrupadas en una trama TDMA.
Red móvil
El teléfono móvil convierte la voz, el texto, los mensajes multimedia o las llamadas de datos en radiofrecuencias (RF). Las estaciones base de telefonía móvil transmiten y reciben estas señales de RF y conectan a los llamantes con otros teléfonos y otras redes. La red de telefonía móvil está dividida en miles de áreas geográficas individuales superpuestas o «células», cada una con una estación base. El tamaño de una célula depende de la zona de cobertura y del número de llamadas que se realizan en ella. Las células más pequeñas se encuentran en zonas urbanas muy pobladas con grandes edificios y una gran densidad de población, mientras que las células más grandes se encuentran en zonas rurales, donde la gente está dispersa.
Hay dos tipos de canales utilizados en GSM . Se trata de los canales de control y los canales de tráfico.
Los canales de control
Se encargan de las tareas domésticas, como indicar al móvil cuándo entra una llamada y qué frecuencia debe utilizar. Para garantizar que este traspaso funcione, el teléfono supervisa constantemente el canal de control de emisión de hasta 16 celdas vecinas. En funcionamiento normal, los teléfonos ajustan continuamente la potencia de las ondas de radio que envían para que sea la mínima necesaria para que la estación base reciba una señal clara. Si un teléfono se aleja de su estación base y si la señal es débil, la red consulta la lista y activa un traspaso a una celda vecina con mejor señal.
Canales de tráfico
Se utiliza para transportar llamadas u otros datos desde el teléfono móvil a la estación base y viceversa. En el canal de tráfico, los datos de voz o de texto se transportan en ráfagas. Cada ráfaga consta de dos cadenas consecutivas de bits (una serie de señales que representan 1s y 0s), cada una de ellas de 57 bits.
Alcance
El alcance dentro del cual los dispositivos móviles pueden conectarse no es una cifra fija. Depende de una serie de factores como la frecuencia de la señal en uso, la potencia nominal del transmisor, el tamaño del transmisor, etc.
Dentro del teléfono móvil
El teléfono móvil es un dispositivo sofisticado que utiliza componentes SMD, microprocesador, memoria Flash, etc. Además de la placa de circuito, el teléfono móvil también tiene antena, pantalla de cristal líquido (LCD), teclado, micrófono, altavoz y batería. A continuación se muestra el diagrama de bloques del teléfono móvil
La placa de circuito es el corazón del teléfono móvil. Tiene chips como los de conversión de analógico a digital y de digital a analógico que traducen la señal de audio saliente de analógica a digital y la señal entrante de digital a analógica.A continuación se muestran los chips presentes en el teléfono móvil.
- Procesador de señal digital
Suele tener 40 MIPS (millones de instrucciones por segundo) para realizar cálculos de manipulación de señales a alta velocidad. Este chip se encarga tanto de la compresión como de la descompresión de las señales.
2. Microprocesador
Se encarga de todas las tareas de mantenimiento del teclado y la pantalla. También se ocupa de la señalización de mando y control con la estación base, y coordina el resto de funciones de la placa.
Microprocesador del móvil y memoria Flash
3.La memoria Flash y los Chips ROM del móvil actúan como lugar de almacenamiento del teléfono. Estos chips almacenan las opciones personalizables del móvil, así como todo el sistema operativo. Este chip controla las secciones de energía y radiofrecuencia del teléfono, la recarga del teléfono y la gestión de la energía, etc. También controla varios cientos de canales de FM. Los amplificadores de radiofrecuencia se centran en las señales que entran y salen de las antenas del teléfono.
Mantenimiento del teléfono móvil
El teléfono móvil es un dispositivo delicado y necesita cuidados para su correcto funcionamiento. Estas son las medidas habituales para mantener el teléfono móvil en buen estado.
- No guarde el teléfono móvil en una zona húmeda ni lo utilice con las manos mojadas. La humedad puede provocar una corrosión interna no reparable de las piezas.
- No deje caer el teléfono ni dañe los puntos de conexión.
- No estrese demasiado el teléfono. Puede dañar la pantalla.
- No mantenga el teléfono cerca de dispositivos que generen calor. La alta temperatura en un coche puede dañar su electrónica.
- No sobrecargue la batería. Cargue la batería sólo cuando su estado de carga sea inferior al 50 por ciento.
- Prevenga la clonación.
Un teléfono es «clonado» cuando alguien roba su número de identificación y es capaz de realizar llamadas fraudulentas con la cuenta del propietario. Cuando el teléfono hace una llamada, transmite el ESN y el MIN -una etiqueta única- de su teléfono a la red al principio de la llamada. Cuando el teléfono transmite su par MIN/ESN, es posible capturar el par ESN-MIN. Utilizando un dispositivo escáner es fácil modificar otro teléfono para que contenga sus etiquetas MIN-ESN. Esto permite a la persona hacer llamadas con su cuenta. La clonación también puede ocurrir cuando el teléfono se repara en un centro de servicio no autorizado. Es posible copiar los datos, incluidas las imágenes y los vídeos presentes en el teléfono.