Comunicaciones por Radio – Tecnologías, Redes y Servicios

Sinopsis del producto

Presenta los aspectos más destacados de los sistemas de comunicaciones por radio utilizados actualmente, así como otros relativos a las tecnologías y servicios asociados, al espectro electromagnético y a la legislación a la que deben someterse, se inicia con una breve introducción histórica y presenta los conceptos principales de las radiocomunicaciones, describiendo en detalle el espectro electromagnético, así como las propiedades de las ondas electromagnéticas y su empleo para la emisión y recepción de información. n nPresenta sus conceptos fundamentales y las diversas divisiones en bandas existentes, detallando para cada una sus características principales y sus aplicaciones concretas. A continuación, se pasa a explicar los principales sistemas de radiocomunicaciones por radio o sin hilos y los servicios que se pueden recibir a través de ellos, incluyendo clasificaciones y tipologías, con especial dedicación a las comunicaciones inalámbricas (Wi-Fi, Bluetooth, WiMAX, RFID, NFC, etc.), celulares (GSM, GPRS, UMTS, HSPA y LTE) y por satélite (LEO, MEO y GEO), comentándose los servicios tanto terrestres como marítimos y aeronáuticos, también expone diversos aspectos la de reglamentación, se presentan las características del espectro como recurso estratégico y se muestra el papel de diversos organismos de normalización; se describe la legislación aplicable al uso del espectro y a la protección frente a las radiaciones electromagnéticas. n nVentaja Competitiva: n

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• Explicado desde una perspectiva actual, de manera clara, sencilla y rigurosa, de modo que el lector pueda entenderlo sin necesidad de conocimientos previos.
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nConozca: n

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• Las bases necesarias para entenderlas comunicaciones por radio.
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• La historia de las radiocomunicaciones
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• Los sistemas de radiocomunicaciones.
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• El espectro electromagnético.
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• La reglamentación en radiocomunicaciones.
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nAprenda: n

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• Como caracterizar las comunicaciones por satélite que constituyen el elemento fundamental para la radiocomunicación.
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nAplique: n

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• Los servicios de radiocomunicaciones.
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• Servicios Móviles y redes inalámbricas.
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nContenido: n. nACERCA DE LOS AUTORES ..........................................................................................15 nINTRODUCCIÓN ..............................................................................................................17 n nCAPÍTULO 1. HISTORIA DE LAS RADIOCOMUNICACIONES.............................21 n n1.1 ORIGEN DE LAS RADIOCOMUNICACIONES................................................21 n1.1.1 Descubrimiento de las ondas electromagnéticas ......................................23 n1.1.2 Los primeros desarrollos. Telegrafía sin hilos..........................................25 n1.1.3 Invención de la radio ................................................................................27 n1.1.4 Invención de la televisión.........................................................................32 n1.2 LOS PIONEROS DE LAS RADIOCOMUNICACIONES...................................34 n1.2.1 Maxwell....................................................................................................35 n1.2.2 Hertz .........................................................................................................37 n1.2.3 Popov........................................................................................................39 n1.2.4 Tesla..........................................................................................................40 n1.2.5 Marconi.....................................................................................................43 n1.2.6 Fessenden..................................................................................................47 n1.3 EVOLUCIÓN Y NORMALIZACIÓN ..................................................................48 n1.3.1 Estado actual de las radiocomunicaciones................................................50 n1.3.2 Normalización ..........................................................................................52 n1.4 ALGUNOS SISTEMAS RELEVANTES ..............................................................58 n1.4.1 Satélites de comunicaciones .....................................................................59 n1.4.2 Telefonía móvil.........................................................................................61 n1.4.3 Redes inalámbricas de datos.....................................................................66 n nCAPÍTULO 2. INTRODUCCIÓN A LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS...............................................................................................................67 n n2.1 CONCEPTOS DE RADIOCOMUNICACIONES ................................................67 n2.1.1 Tipos de radiocomunicación.....................................................................68 n2.1.2 Emisión y recepción. Estaciones radioeléctricas......................................70 n8 COMUNICACIONES POR RADIO © RA-MA n2.2 ONDAS. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS..........................................................70 n2.2.1 Caracterización de una onda como función sinusoidal ............................72 n2.3 ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS.....................................................................75 n2.3.1 Polarización de ondas electromagnéticas .................................................77 n2.3.2 Velocidad de propagación en ondas electromagnéticas............................79 n2.3.3 Dualidad de la radiación...........................................................................79 n2.3.4 Energía de las ondas electromagnéticas ...................................................79 n2.4 PROCESO DE RADIOCOMUNICACIÓN ..........................................................80 n2.4.1 Transmisión de información. Modulación................................................80 n2.4.2 Tratamiento de señales. Conceptos básicos..............................................83 n2.4.3 Técnicas de acceso múltiple al medio ......................................................86 n2.4.4 Producción de radiación ...........................................................................89 n2.4.5 Aplicaciones de la radiación.....................................................................91 n2.5 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS Y RADIO...........................................92 n2.5.1 Empleo de la terminología........................................................................93 n nCAPÍTULO 3. SISTEMAS DE RADIOCOMUNICACIONES .....................................95 n n3.1 SISTEMA. CONCEPTOS PRINCIPALES ...........................................................95 n3.1.1 Esquema y componentes del sistema........................................................96 n3.1.2 Estaciones radioeléctricas. Elementos típicos ..........................................98 n3.2 ANTENAS .............................................................................................................99 n3.2.1 Emisión y recepción ...............................................................................100 n3.2.2 Parámetros de una antena .......................................................................101 n&ODVL¿FDFLRQHVGHDQWHQDV......................................................................103 n3.2.4 Antenas de hilo .......................................................................................104 n3.2.5 Antenas de apertura ................................................................................108 n3.2.6 Antenas planas........................................................................................109 n$QWHQDVFRQUHÀHFWRUSDUDEyOLFDV........................................................109 n3.2.8 Arrays..................................................................................................... 111 n3.2.9 Antenas inteligentes................................................................................ 112 n3.2.10 Diagrama de radiación de una antena..................................................... 114 n3.3 EL CANAL RADIOELÉCTRICO....................................................................... 117 n3.3.1 Tipos de canal radioeléctrico.................................................................. 118 n3.3.2 Radioenlaces........................................................................................... 119 n3.3.3 Modelos de representación de canal....................................................... 119 n3.3.4 Zona de Fresnel ......................................................................................121 n3.4 RUIDO E INTERFERENCIA..............................................................................123 n3.5 EFECTOS DE RADIOPROPAGACIÓN ............................................................125 n3.5.1 Absorción................................................................................................126 n3.5.2 Dispersión...............................................................................................129 n5HÀH[LyQ.................................................................................................130 n3.5.4 Refracción...............................................................................................131 n3.5.5 Difracción ...............................................................................................132 n3.5.6 Desvanecimiento ....................................................................................133 n3.5.7 Efecto doppler.........................................................................................133 n© RA-MA ÍNDICE 9 n3.5.8 Despolarización ......................................................................................134 n3.5.9 Diversidad y multitrayecto .....................................................................134 n3.5.10 Climatología ...........................................................................................135 n3.6 PARÁMETROS DE RADIACIÓN DE UN SISTEMA ......................................136 n3.6.1 Parámetros de emisión............................................................................136 n3.6.2 Denominación de las emisiones .............................................................137 n3.6.3 Características de propagación ...............................................................142 n3.6.4 Parámetros de recepción y explotación ..................................................144 n nCAPÍTULO 4. COMUNICACIONES POR SATÉLITE ..............................................145 n n4.1 SATÉLITES. CONCEPTOS PRINCIPALES ......................................................145 n4.1.1 Componentes de los satélites..................................................................147 n4.1.2 Sistemas de satélites ...............................................................................150 n4.2 ÓRBITAS SATELITALES...................................................................................151 n&ODVL¿FDFLRQHVGHyUELWDV.......................................................................153 n4.2.2 Órbita geoestacionaria ............................................................................156 n4.2.3 Comparativa entre órbitas geocéntricas..................................................159 n4.3 USOS Y COBERTURAS DE LOS SATÉLITES ................................................161 n$SOLFDFLRQHVGHORVVDWpOLWHVDUWL¿FLDOHV.................................................161 n1~PHURGHVDWpOLWHVDUWL¿FLDOHV...............................................................162 n)UHFXHQFLDVGHORVVDWpOLWHVDUWL¿FLDOHV...................................................163 n4.3.4 Coberturas satelitales..............................................................................164 n4.4 VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL SATÉLITE.......................................166 n4.5 HAPS....................................................................................................................166 n4.5.1 Tipos de plataformas estratosféricas ......................................................167 n4.5.2 Características de los sistemas HAPS ....................................................168 n nCAPÍTULO 5. EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.........................................173 n n5.1 ESPECTRO Y PROPAGACIÓN .........................................................................173 n5.1.1 Espectro electromagnético y materia......................................................174 n5.1.2 Espectro electromagnético y telecomunicaciones ..................................177 n5.2 DIVISIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO ...................................178 n5.2.1 Nomenclatura de bandas de frecuencia según UIT-R.............................179 n5.2.2 Otras nomenclaturas para bandas de frecuencia.....................................181 n5.2.3 Ondas subradio .......................................................................................183 n5.2.4 Ondas radioeléctricas..............................................................................185 n5.2.5 Microondas .............................................................................................186 n5.2.6 Rayos T...................................................................................................186 n5.2.7 Radiación infrarroja................................................................................187 n5.2.8 Luz visible ..............................................................................................190 n5.2.9 Radiación ultravioleta.............................................................................193 n5.2.10 Rayos X ..................................................................................................195 n5.2.11 Rayos gamma .........................................................................................197 n5.2.12 Rayos cósmicos ......................................................................................198 n5.2.13 Radiación y atmósfera ............................................................................200 n5.3 RADIACIÓN Y ESPECTRO...............................................................................201 n5.3.1 Radiación ionizante y no ionizante.........................................................201 n5.3.2 Radiación y radiactividad .......................................................................202 n5.4 EL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO ................................................................203 n5.4.1 Banda 4. VLF .........................................................................................204 n5.4.2 Banda 5. LF ............................................................................................204 n5.4.3 Banda 6. MF ...........................................................................................204 n5.4.4 Banda 7. HF............................................................................................205 n5.4.5 Banda 8. VHF .........................................................................................205 n5.4.6 Banda 9. UHF.........................................................................................206 n5.4.7 Banda 10. SHF........................................................................................206 n5.4.8 Banda 11. EHF........................................................................................206 n nCAPÍTULO 6. SERVICIOS DE RADIOCOMUNICACIONES .................................207 n n6.1 CLASIFICACIONES DE LOS SERVICIOS ......................................................209 n6.1.1 Tipos de servicios de radiocomunicaciones ...........................................210 n6.1.2 Tipos de estaciones radioeléctricas.........................................................216 n6.2 SERVICIO FIJO...................................................................................................219 n6HUYLFLR¿MRSRUVDWpOLWH..........................................................................221 n6.2.2 Telepuertos..............................................................................................223 n6.2.3 Terminales y sistemas VSAT..................................................................224 n6.3 SERVICIO MÓVIL TERRESTRE ......................................................................226 n6.4 SERVICIOS MARÍTIMOS Y AERONÁUTICOS ..............................................226 n6.5 SERVICIOS DE RADIODIFUSIÓN...................................................................226 n6.5.1 Tipos de servicio de radiodifusión..........................................................226 n6.5.2 Redes de radiodifusión ...........................................................................228 n6.5.3 Periodismo electrónico ...........................................................................231 n6.5.4 Servicios y frecuencias para la radiodifusión.........................................233 n6.5.5 Radiodifusión sonora analógica en onda media .....................................233 n6.5.6 Radiodifusión sonora analógica en onda corta.......................................234 n6.5.7 Radiodifusión sonora analógica en ondas métricas................................235 n6.5.8 Radiodifusión sonora digital terrenal .....................................................236 n6.5.9 Radiodifusión de televisión analógica....................................................238 n6.5.10 Radiodifusión de televisión digital.........................................................238 n6.6 SERVICIO DE RADIOAFICIONADOS.............................................................244 n3UiFWLFDGHODUDGLRD¿FLyQ.......................................................................245 n7LSRVGHHVWDFLyQGHUDGLRD¿FLRQDGRV....................................................248 n,GHQWL¿FDWLYRVGHORVUDGLRD¿FLRQDGRV ...................................................250 n6.6.4 Abreviaturas de servicio .........................................................................252 n6.6.5 Diexismo y tarjetas QSL.........................................................................256 n6.6.6 Características técnicas del servicio .......................................................257 n6DWpOLWHVGHUDGLRD¿FLRQDGRV ..................................................................260 n%DQGDVGHIUHFXHQFLDSDUDUDGLRD¿FLRQDGRV...........................................261 n6.6.9 Banda ciudadana. CB-27 ........................................................................262 n6.7 SERVICIOS DE POSICIONAMIENTO Y NAVEGACIÓN...............................264 n6.7.1 Tipos de sistemas de posicionamiento y navegación .............................265 n6.7.2 Primeros sistemas de posicionamiento y navegación.............................267 n6.7.3 Sistemas GNSS.......................................................................................269 n6.7.4 Sistemas regionales y locales .................................................................272 n6.7.5 Sistemas asistidos y diferenciales...........................................................272 n6.7.6 Sistemas de aumentación........................................................................274 n6.7.7 Determinación de la posición ................................................................279 n6.7.8 Frecuencias de los servicios de radionavegación ...................................282 n6.7.9 Comparativa entre sistemas GNSS.........................................................284 n6.8 SERVICIOS CIENTÍFICOS................................................................................285 n6.8.1 Servicio de exploración de la Tierra por satélite ....................................285 n6.8.2 Servicio meteorológico...........................................................................294 n6.8.3 Servicio de investigación espacial..........................................................301 n6.8.4 Servicio de radioastronomía ...................................................................303 n6.9 SERVICIOS OPERACIONALES........................................................................305 n6.9.1 Servicio entre satélites............................................................................305 n6.9.2 Servicio de operaciones espaciales.........................................................307 n6.10 SERVICIOS DE APOYO.....................................................................................310 n6.10.1 Servicios de frecuencias patrón y señales horarias.................................310 n6.10.2 Servicio de seguridad..............................................................................314 n6.11 SERVICIOS ESPECIALES .................................................................................314 n nCAPÍTULO 7. SERVICIOS MÓVILES.........................................................................315 n n7.1 CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS ...........................................................316 n7.2 RADIOBÚSQUEDA............................................................................................319 n7.2.1 Concepto y tipos .....................................................................................319 n7.3 RADIOTELEFONÍA DE CORTO ALCANCE ...................................................321 n7.3.1 Radiotelefonía móvil privada ................................................................322 n7.4 TELEFONÍA SIN HILOS....................................................................................325 n7.4.1 Generaciones CT0, CT1 y CT2 ..............................................................326 n7.4.2 El estándar DECT...................................................................................326 n7.5 TELEFONÍA MÓVIL CELULAR.......................................................................329 n7.5.1 Sistemas celulares...................................................................................330 n7.5.2 Generaciones de telefonía móvil ............................................................335 n7.5.3 Telefonía móvil 1G. AMPS, NMT, TACS..............................................339 n7.5.4 Telefonía móvil 2G. GSM-GPRS...........................................................342 n7.5.5 Telefonía móvil 3G. UMTS-CDMA.......................................................348 n7.5.6 Telefonía móvil 4G. LTE y LTE-A.........................................................352 n7.5.7 Terminales móviles.................................................................................360 n7.5.8 Comunicaciones móviles por satélite .....................................................363 n7.6 REDES HETEROGÉNEAS Y SMALL CELLS ...................................................366 n&UHFLPLHQWRGHOWUi¿FRGHGDWRV.............................................................367 n7.6.2 La solución de las small cells.................................................................368 n12 COMUNICACIONES POR RADIO © RA-MA n7.7 SERVICIOS MARÍTIMOS .................................................................................371 n7.7.1 Bandas de frecuencias ............................................................................373 n7.7.2 Sistema mundial de socorro y seguridad marítima.................................377 n7.7.3 COSPAS - SARSAT ...............................................................................385 n7.8 SERVICIOS AERONÁUTICOS..........................................................................389 n7.8.1 Bandas de frecuencias ...........................................................................390 n7.8.2 Estaciones aeronáuticas ..........................................................................393 n nCAPÍTULO 8. REDES INALÁMBRICAS ....................................................................401 n n8.1 RED INALÁMBRICA. CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN ..............................402 n8.1.1 Concepto de red inalámbrica ..................................................................402 n&ODVL¿FDFLRQHVGHUHGHVLQDOiPEULFDV....................................................403 n8.2 REDES WBAN....................................................................................................407 n8.2.1 Concepto y características generales ......................................................407 n8.2.2 Redes BSN..............................................................................................408 n8.2.3 Redes WSN.............................................................................................409 n8.3 REDES WPAN.....................................................................................................417 n8.3.1 Concepto y características generales ......................................................417 n8.3.2 Tecnologías de redes WPAN ..................................................................418 n8.4 REDES WLAN ....................................................................................................440 n8.4.1 Concepto y características generales ......................................................441 n8.4.2 Arquitectura............................................................................................441 n8.4.3 Normalización WLAN............................................................................444 n8.4.4 WI-FI 802.11 ..........................................................................................448 n8.5 REDES WMAN ...................................................................................................461 n8.5.1 Concepto y características generales ......................................................461 n8.5.2 Tecnologías de redes WMAN.................................................................462 n8.6 REDES WRAN....................................................................................................468 n8.6.1 Concepto y características generales ......................................................468 n8.6.2 Tecnologías de redes WRAN..................................................................469 n8.7 REDES WWAN ...................................................................................................471 n8.7.1 Concepto y características generales ......................................................471 n8.7.2 Tecnologías de redes WWAN.................................................................472 n nCAPÍTULO 9. REGLAMENTACIÓN EN RADIOCOMUNICACIONES ................473 n n9.1 EL ESPECTRO COMO RECURSO ESTRATÉGICO........................................474 n9.1.1 El espectro como recurso natural............................................................475 n9.1.2 El espectro como recurso limitado .........................................................476 n9.1.3 El espectro como recurso escaso ............................................................476 n9.1.4 El espectro como recurso internacional..................................................477 n9.1.5 El espectro como recurso económico .....................................................478 n9.1.6 Importancia estratégica del espectro.......................................................478 n9.2 UIT-R....................................................................................................................479 n9.2.1 Estructura y sectores de UIT...................................................................481 n9.2.2 Estructura de UIT-R. Sector de radiocomunicaciones............................483 n9.2.3 Comisiones de estudio de radiocomunicaciones ...................................487 n© RA-MA ÍNDICE 13 n9.2.4 Conferencias mundiales y regionales .....................................................491 n9.2.5 Recomendaciones y otras publicaciones ................................................491 n9.2.6 Reglamento de Radiocomunicaciones....................................................497 n9.3 OTROS ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN ............................................500 n9.3.1 Organismos regionales de normalización...............................................500 n9.3.2 CEPT ......................................................................................................501 n9.3.3 Organismos nacionales de normalización ..............................................502 n9.3.4 Otros consorcios de investigación y estandarización .............................502 n9.4 RADIOCOMUNICACIONES. LEGISLACIÓN BÁSICA.................................503 n9.4.1 Ley General de Telecomunicaciones......................................................503 n9.4.2 Real Decreto 863/2008 ...........................................................................510 n9.4.3 Otra legislación aplicable en radiocomunicaciones................................ 511 n9.5 EL ESPECTRO COMO BIEN DE DOMINIO PÚBLICO..................................513 n9.5.1 El dominio público radioeléctrico ..........................................................513 n9.5.2 Tipos de uso y títulos habilitantes ..........................................................514 n9.5.3 Servidumbres radioeléctricas..................................................................516 n9.5.4 Tasas por reserva de dominio público ....................................................516 n9.6 ATRIBUCIÓN, ADJUDICACIÓN Y ASIGNACIÓN ........................................520 n9.6.1 Atribución de frecuencias.......................................................................522 n9.6.2 Adjudicación de frecuencias...................................................................524 n9.6.3 Asignación de frecuencias......................................................................526 n9.6.4 Bandas con y sin licencia. Bandas ICM .................................................527 n9.7 CUADROS DE ATRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS.........................................530 n9.7.1 Cuadro internacional de atribución.........................................................531 n9.7.2 Cuadro europeo de atribución.................................................................535 n9.7.3 Cuadro nacional de atribución. CNAF ...................................................538 n9.8 REGLAMENTACIÓN TÉCNICA.......................................................................552 n&HUWL¿FDFLRQHVHLQWHUIDFHVUDGLRHOpFWULFDV.............................................552 n9.8.2 Radiaciones y salud. Niveles de exposición...........................................554 nACRÓNIMOS ...................................................................................................................563 nREFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................575 nÍNDICE ALFABÉTICO ...................................................................................................579

9786077077244

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