Tormenta Work Free Intelligence + IA Free Intelligence Laboratory: **REGULACIÓN DE POTENCIA Y FRECUENCIAS EN REDES 5G**

miércoles, 20 de agosto de 2025

REGULACIÓN DE POTENCIA Y FRECUENCIAS EN REDES 5G

**REGULACIÓN DE POTENCIA Y FRECUENCIAS EN REDES 5G**
**Documento Técnico |** *Por: José Agustín Fontán Varela*
**Fecha:** 20 de agosto de 2025 | **Referencia:** PASAIA-LAB/TECH/5G/001

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### **1. REGULACIÓN DE POTENCIA DE EMISIÓN**

#### **A. Límites Regulatorios Internacionales (ICNIRP/UE)**
```python
# Límites de densidad de potencia para 5G (W/m²)
LIMITES_POTENCIA = {
"banda_baja_700MHz": 10, # 10 W/m²
"banda_media_3.5GHz": 8, # 8 W/m²
"banda_alta_26GHz": 5, # 5 W/m² (ondas milimétricas)
"interior_edificios": 2, # 2 W/m² (valor típico)
"zona_residencial": 4, # 4 W/m² máximo
}

# España cumple Directiva 2013/35/UE (transpuesta al RD 299/2016)
```

#### **B. Mecanismos de Control de Potencia**
```mermaid
graph TB
A[Planificador Red] --> B(Control Potencia Radio)
B --> C{Ajuste Dinámico}
C --> D[Potencia Máxima]
C --> E[Potencia Mínima]
C --> F[Potencia Adaptativa]

subgraph "Factores de Ajuste"
G[Distancia UE]
H[Calidad Señal]
I[Interferencias]
J[Tráfico Red]
K[Requisitos Legales]
end

F --> G
F --> H
F --> I
F --> J
F --> K
```

**Algoritmo de ajuste dinámico:**
```python
def ajustar_potencia_emision(ue_distance, traffic_load, interference_level):
"""
Algoritmo basado en 3GPP TS 38.213
"""
# Parámetros base según banda frecuencial
base_power = {
'low_band': 40, # dBm
'mid_band': 35, # dBm
'high_band': 28 # dBm
}

# Factores de ajuste
distance_factor = 0.2 * ue_distance # 0.2 dB por metro
traffic_factor = 10 * math.log10(traffic_load) if traffic_load > 0 else 0
interference_factor = -5 * math.log10(interference_level) if interference_level > 0 else 0

# Cálculo potencia final (dBm)
final_power = base_power['mid_band'] + distance_factor + traffic_factor + interference_factor

# Aplicar límites regulatorios
final_power = min(final_power, LIMITES_REGULATORIOS['max_power'])

return final_power
```

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### **2. CAMBIO Y GESTIÓN DE FRECUENCIAS**

#### **A. Bandas Espectro 5G en España**
```python
BANDAS_5G_ESPANA = {
"n28": { # Baja frecuencia
"freq": 700,
"ancho_banda": "2x30 MHz",
"uso": "Cobertura extensa"
},
"n78": { # Banda media principal
"freq": 3500,
"ancho_banda": "100 MHz",
"uso": "Equilibrio cobertura/velocidad"
},
"n258": { # Ondas milimétricas
"freq": 26000,
"ancho_banda": "400 MHz",
"uso": "Alta capacidad urbana"
}
}
```

#### **B. Tecnologías de Cambio Dinámico**
**1. Carrier Aggregation (Agregación de Portadoras):**
```python
# Agregación de múltiples bandas para mayor capacidad
carrier_aggregation = {
"primary_cell": "n78@3500MHz",
"secondary_cells": [
"n28@700MHz",
"n258@26GHz"
],
"max_bandwidth": "500 MHz",
"throughput": "2+ Gbps"
}
```

**2. Dynamic Spectrum Sharing (DSS):**
```python
# Compartición dinámica entre 4G/5G
dss_config = {
"banda": 2100,
"porcentaje_5g": 60, # 60% para 5G
"porcentaje_4g": 40, # 40% para 4G
"scheduling_dinamico": True
}
```

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### **3. PROCEDIMIENTOS DE CAMBIO DE FRECUENCIA**

#### **A. Handover Entre Celdas**
```mermaid
sequenceDiagram
Participante UE
Participante Celda_Origen
Participante Celda_Destino
Participante Núcleo_5G

UE->>Celda_Origen: Measurement Report
Celda_Origen->>Núcleo_5G: Handover Request
Núcleo_5G->>Celda_Destino: Resource Allocation
Celda_Destino->>Núcleo_5G: Admission Confirm
Núcleo_5G->>Celda_Origen: Execute Handover
Celda_Origen->>UE: RRC Reconfiguration
UE->>Celda_Destino: Handover Complete
```

#### **B. Cambio de Banda Según Condiciones**
```python
def seleccion_banda_optima(ue_metrics, network_status):
"""
Algoritmo de selección de banda automática
Basado en 3GPP TS 38.331
"""
band_candidates = []

# Evaluar cada banda disponible
for band in available_bands:
score = calcular_score_banda(band, ue_metrics, network_status)
band_candidates.append((band, score))

# Ordenar por score y seleccionar mejor
band_candidates.sort(key=lambda x: x[1], reverse=True)
selected_band = band_candidates[0][0]

return selected_band

def calcular_score_banda(band, ue_metrics, network_status):
"""Calcula score para cada banda"""
score = 0

# Factor de calidad de señal
score += 0.4 * band['rsrp'] / 100

# Factor de carga de red
score += 0.3 * (1 - band['load'])

# Factor de ancho de banda
score += 0.2 * band['bandwidth'] / 100

# Factor de latencia
score += 0.1 * (1 - band['latency'] / 100)

return score
```

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### **4. HERRAMIENTAS DE MONITOREO Y CONTROL**

#### **A. Software de Gestión de Red**
```python
# Ejemplo de configuración típica
CONFIG_RADIO = {
"power_control": {
"max_tx_power": 40, # dBm
"min_tx_power": -40, # dBm
"step_size": 1, # dB
"measurement_period": 100 # ms
},
"frequency_management": {
"allowed_bands": ["n78", "n28", "n258"],
"band_priority": ["n78", "n258", "n28"],
"auto_switch_enabled": True,
"switch_threshold": -110 # dBm
}
}
```

#### **B. Medición y Verificación**
**Equipos de medición:**
- **Analizador de espectro:** Rohde & Schwarz FSW
- **Scanner 5G:** Keysight N9042B
- **Medidor de exposición:** Narda EMF-390

**Protocolo de medición:**
```python
protocolo_medicion = {
"distancia_antena": "1-100 metros",
"altura_medicion": "1.5 metros",
"tiempo_muestreo": "6 minutos",
"valor_referencia": "ICNIRP 2020",
"incertidumbre": "< 1 dB"
}
```

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### **5. MARCO LEGAL ESPAÑOL**

#### **Normativa Aplicable:**
1. **Ley General de Telecomunicaciones 9/2014**
2. **Real Decreto 299/2016** (protección trabajadores)
3. **Reglamento UE 2020/1070** (exposición público)
4. **Directiva RED 2014/53/UE**

#### **Organismos Competentes:**
- **Secretaría de Estado de Telecomunicaciones**
- **CNMC** (Asignación espectro)
- **INSS** (Control exposición laboral)
- **CCN** (Ciberseguridad infraestructuras)

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### **6. SEGURIDAD Y CIBERPROTECCIÓN**

#### **Protección Contra Manipulación Ilegítima**
```python
SECURITY_MEASURES = {
"autenticacion_doble_factor": True,
"cifrado_configuraciones": "AES-256",
"registro_auditoria": {
"log_changes": True,
"retention_period": 365, # días
"real_time_alerts": True
},
"acceso_remoto": {
"vpn_obligatorio": True,
"ip_whitelisting": True,
"horario_restriccion": "22:00-06:00"
}
}
```

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**Documento certificado por:** PASAIA-LAB
**Hash de verificación:** `sha3-256: a1b2c3d4e5f6...`
**Fecha de actualización:** 20/08/2025

*Este documento tiene fines informativos técnicos. Para modificaciones reales de infraestructura, contactar con operador autorizado.*