08 Mov Inalambricos

PRESENTADO POR:PRESENTADO POR:

Mg.Ing. Wilbert Chávez Mg.Ing. Wilbert Chávez IrazábalIrazábal

COMUNICACIONES MÓVILES

Universidad Nacional del Callao Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaFacultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica


Comunicaciones Móviles por Satélite

Los principales sistemas de comunicaciones móviles por satélite sobre los que se trabaja son:

GlobalStarIridiumTeledesicInmarsat-P


Comunicaciones Móviles por Satélite GlobalStar

La constelación del sistema GlobalStar formada por 48 satélites de órbita baja (LEO) a una altura de 1,414 km proporcionarán servicios de comunicaciones móviles con servicios de voz y datos, cubriendo alrededor del 98% de la población.

Comprende ocho planos de seis satélites cada uno.Su inclinación será de 52º


Comunicaciones Móviles por Satélite GlobalStar

Banda Frecuencia

L/Up 2'4835 - 2'5 GHz

L/Dw 1'61 - 1'6265 GHz

C/Up 5'025 - 5'225 GHz

C/Dw 6'875 - 7'075 GHz



Iridium

6 planos orbitales con 11 satélite en cada uno de los planos separados 420 millas naúticas sobre la superficie terrestre.

El sistema IRIDIUM constará de 66 satélites situados en 6 órbitas bajas quasi-polares a 780 Km. de altura



Frecuencia entre el Satélite y Usuario: Banda L 1616-1626.5 MHzFrecuencia entre el Satélite y el Gateway: Banda Ka (19.4-19.6 GHz descendente y 29.1-29.3 GHz ascendente). Frecuencia de comunicación entre satélites: Banda Ka entre 23.18 y 23.38 GHz.

Móviles Terrestre

Provee cobertura en un amplio área introduciendo varios transmisores que emiten la misma frecuencia de forma simultánea.

Los emplazamientos "Simulcast" suelen solaparse. Los usuarios pueden recibir- comunicaciones independientemente de donde se

hallen en el sistema.

Simulcast


Radio Trunking

TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN

Para ampliar la cobertura con frecuencias mínimas. Simulcast también puede ser utilizado para multiplicar la cantidad de canales

disponibles desde diferentes pares de frecuencia no tienen que ser utilizados en cada sitio repetidor.

¿Por que Utilizar Simulcast?

Simulcast requiere un diseño del sistema más complejo Hay una ligera degradación en la calidad de audio en las zonas de

solapamiento. La transmisión simultánea requiere un hardware más costoso que un sistema

convencional de radio.

¿Qué problemas se tiene al utilizar Simulcast?


Radio Trunking

Multicast Este proporciona un amplio área de cobertura a través de múltiples

emplazamientos que se solapan y que utilizan conjuntos diferentes de frecuencias.


Radio Trunking

Los Sistemas Radio Trunking son sistemas de radiocomunicaciones móviles para aplicaciones privadas, formando grupos y subgrupos de usuarios.

“Trunking” es compartir un pequeño numero de enlaces de comunicaciones entre un numero grande de usuarios.

Un sistema de radio Troncalizados es un tipo complejo de sistema de radio controladas por ordenador.


Definición:

Radio Trunking

La efectividad de un sistema Trunking esta basada en:

a.El Promedio de tiempo que el usuario utiliza el canal de comunicación es corto.

b.La probabilidad de que la mayoría de los usuarios requieran comunicarse al mismo tiempo es mínima.

c. Pocos canales, muchos usuarios.

Radio Trunking


Filosofía de funcionamiento:


Radio Trunking

Sistemas trunking analógicos: Modulación FM (o variantes)

Ancho de banda de canal de 12, 20 o 25kHz

Acceso al canal, la técnica FDMA.El área de cobertura de un Sistema Troncalizado se halla definida por la zona geográfica donde la intensidad de campo eléctrico nominal mínimo debe ser mayor de 38,5 dBuV/m.3

MODULACIÓN: CH-VOZ FM CH-CONTROL FFSK

Características

Técnicas:


TRUNKING ANALÓGICOS

Cobertura más amplia comparada con los sistemas Troncalizados digitales.

Hasta 28 canales de comunicación por sitio y Hasta 48,000 usuarios. Potencia de estación base 100/125 Watts. Utiliza un canal de comunicación por sitio. Desviación de frecuencia 2.5/5 KHz. Hasta 100 usuarios por sitio. Comunicación entre usuarios: radio a radio; estación base a radio;radio a estación base y a radio. Transmisión de voz con técnica half-duplex.


Características

Técnicas:

TRUNKING ANALÓGICOS

SISTEMA DE RADIO TRONCALIZADO

CANALES DE VOCESCANAL DE CONTROL


Canal que utiliza una estación para enviar mensajes de control del sistema y señalización de establecimiento de llamada a los terminales móviles y para transmitir mensajes de datos del usuario.

Para la señalización del canal de control, se usan dos frecuencias, una en sentido descendente, que transmite la señalización de la estación a los terminales móviles, y otra ascendente o de retorno, en la que los terminales móviles emiten la señalización de respuesta a la estación.

El controlador mantiene una base de datos que mantiene los ID de cada una de las unidades de radio del sistema además de los grupos de conversación (talkgroups) activos dentro del sistema.


Características

Técnicas:

SISTEMA TRUNKING MONOSITIOEstá constituido principalmente por los siguientes componentes:

Subscriptores Controlador Central Repetidores Canal de Control Canales de Voz Combinador Multiacoplador

SISTEMA TRUNKING MULTISITIOAumentan el tamaño del área de cobertura y proporcionan comunicación de radio en lugares que están fuera del alcance de los sistemas trunking monositio.


SISTEMA TRUNKING MONOSITIO:


Existen dos configuraciones del controlador:Controlador Central Dedicado: En la configuración con controlador central dedicado, existe un único gran controlador que administra todos los repetidores.Controlador central distribuido: Existe un controlador más pequeño para

cada repetidor, denominado Módulo de Control de Canal (CCM: Channel ControlModule), los cuales se comunican entre sí a través de un bus de datos para administrar el sistema completo.


Sistema Trunking MONOSITIO con controlador Dedicado


Sistema Trunking MONOSITIO con Controlador Distribuido




SISTEMA TRUNKING MULTISITIO:

SISTEMA TRUNKING SIMULCASTSISTEMA TRUNKING SIMULCASTSe limitaron los sistemas Simulcast en general a 10 sitios.

En un sistema de radio trunking multisitio pueden encontrarse los siguientes subsistemas:Sitio de RadioPermite la comunicación bidireccional entre las radios móviles o portátilesSitio MaestroEs el punto central de control para la operación de un sistema multisitio. Realiza el control, el procesamiento de las llamadas, la asignación de los recursos dentro del sistema y la distribución del audio a todos los otros sitios del sistema.ZonasTiene varios sitios de radio y un sitio maestro

SISTEMAS TRUNKING DE UNA ZONA


TRUNKING DIGITALES

Motorola TETRA


TETRA EN EL MUNDO

ARQUITECTURA BÁSICA TETRA


TETRA


Potencia de equipos móviles de 1; 1,8; 3 y 10 W.Potencia de estaciones base de 0,6 a 40 W.Bandas de trabajo: 350-370, 380-400, 410-430, 450-470, 806-870MHz.Operación en escenarios diversos (urbano, suburbano, rural, montañoso) y con velocidades de desplazamiento de hasta 200 km/h.En TETRA Release2:Se incluyen nuevas canalizaciones (50, 100 y 150 kHz) y nuevas modulaciones (π/8 D8PSK, 4-QAM, 16-QAM y 64-QAM). Comunicaciones:SemiduplexFullduplex

Características Técnicas:

TETRA


Ancho de Banda de los canales de voz y datos de 25 KHz.Acceso aleatorio mediante Aloha ranurado.Modulación π/4 DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) a 36 kbps con filtros conformadores del tipo coseno realzado con β= 0,35.Separación de canales: 25 kHz.Rechazo al canal adyacente > 60 dBc.Sistema TDMA (Time Division MultipleAccess) de 4 slots por trama por cada 25 KHz




ESTRUCTURA TDMA TETRA

La tasa de modulación es 36 kbps(18 kbaudios).Cada portadora RF se divide en 4 canales físicos (timeslots). El recurso radio básico será un ‘timeslot’(14,167 ms). Las llamadas vocales utilizan un único canal (timeslot).Las llamadas de datos pueden utilizar hasta 4 canales (time slots).Voz y datos pueden ser transmitidos simultáneamente en timeslots diferentes.Duplexado FDD (FrequencyDivisionMultiplex), de modo que una comunicación requiere un canal de 25 kHz en el UL y otro de 25 kHz en el DL. Ambos canales están separados una distancia fija D MHz(10 MHz en la banda de 400 MHz y 40 MH zen la banda de 800 MHz).

Móviles Terrestre


Evolución Móvil


3GPP Móvil


Celdas para Telefonía Celular

Handoff

Roaming


ALGORITMO HANDOFFALGORITMO HANDOFF

Información:Distancias

velocidades retardos anteriores

Información:Distancias

velocidades retardos anteriores

Información:Tráfico y

capacidades de la red

Información:Tráfico y

capacidades de la red

Información:Potencia pérdidas de

la señal

Información:Potencia pérdidas de

la señal

Información:Calidad del

enlace

Información:Calidad del

enlace

Determinación de celdas objetivo

Determinación de celdas objetivo

Selección del Handoff apropiado (forward/backward)

Selección del Handoff apropiado (forward/backward)

Inicio Handoff?

Inicio Handoff?EjecuciónEjecución

Enlace establecido

?

Enlace establecido

?TerminaciónTerminación


ROAMING

Es la capacidad de hacer y recibir llamadas en redes móviles fuera del área de servicio local de su compañía.

Es decir, dentro de la zona de servicio de otra empresa del mismo país, o bien durante una estancia en otro país diferente, con la red de una empresa extranjera.

GSM


Especificaciones Técnicas GSM

Modulación:GMSK con B·T = 0,3. Velocidad de modulación: 270,83 kbps. Rendimiento espectral: aprox. 1 bps/Hz.Relación de protección: Interferencia cocanal: C/I = 9 dB. Interferencia canales adyacentes: C/I = -9 dB. Retardo compensable máximo: 223 μs. Desplazamiento Doppler tolerable máximo: 200 Hz (250km/h). Máxima dispersión temporal ecualizable: 16 μs (4,8 km). Codificación de canal:Externa: código de bloque detectorInterna: código convolucional corrector, con entrelazado de bits para combatir ráfagas de errores.


Arquitectura GSM


• Dual band: Terminal que puede transmitir en dos bandas de frecuencias: GSM 900 (europeo) y DCS1800/PCS1900 (americana)

• Dual mode: Capaz de conectarse a redes de tecnología distinta: GSM y DECT.• Potencias de 0.25 W hasta 2 W.

Arquitectura GSM

Se divide en dos módulos:

1.- ME (Mobile Equipment): Terminal en sí. Está identificado por el IMEI (International Mobile Equipment Identity) número de 15 cifras que se puede obtener tecleando *#06# y utilizado por el EIR.

MCC: Mobile Country Code (3 dígitos)MNC: Mobile Network Code (2 dígitos)MSIN: Mobile Subscriber Identification Number (hasta 10 dígitos)


Estación Móvil (MS)

IMSI

Arquitectura GSM



2.- La SIM Card almacena:

Datos Permanentes : Permanent subscriber identity

(IMSI) Key (Ki) : Clave de autentificación

individual. Algoritmos para autentificación

(A3) y encriptación (A8)Datos Temporales:

Temporary subscriber identity (TMSI)

Actual location information (LAI) Datos para Encriptación.

Arquitectura GSM

2.- SIM (Subscriber Identity Module): Identificador de usuario. Contiene:

• Identificador de usuario IMSI (International Mobile Subscriber Identity).• Claves para criptografía.• Agenda de usuario• SMSs recibidos y guardados por el usuario.• Contraseña para restringir el uso del SIM.• MEs y SIMs son intercambiables.

Identidad Temporal del Abonado Móvil (TMSI)•Se utiliza en los intercambios de mensajes entre la MS y la BTS para evitar la identificación de los usuarios.•El TMSI se asigna durante el registro (actualización de la localización) y se almacenan en la red junto con el IMSI. Lo asigna, administra y actualiza el VLR.•La MS almacena el TMSI en la SIM.




Arquitectura GSM

Arquitectura GSM

1.- BTS (Base Transceiver Station): Puede haber una o más por BSS. Contiene los transmisores/receptores utilizados en

una celda: Está localizada en el centro de la célula Su potencia determina la dimensión de la célula• Hasta 20W(0.16W en micro-BTS)• Control Dinámico de Potencia. Puede tener de 1 a 16 Transceptores( 1 a 16 Radiocanales) Interface física entre MT y BSC. Gestión de Diversidad de Antenas. FH (Frecuency Hopping). Gestión de algoritmos de Clave. Monitorización de la conexión.

Controla la interface radio, y se divide en dos partes:


Subsistema Estación Base (BSS)

Arquitectura GSM

PIRE máxima de las estaciones base: 500 W por portadora. Control de potencia:•En la estación móvil: 19 escalones, entre 5 dBm y 39 dBm.• En la estación base: 15 niveles con salto de 2 dB/nivel Potencia nominal estaciones base y móviles:



2 .- BSC (Base Station Controller): Gobierna los recursos de radio para las BTS a él conectadas. Monitorea y controla varias BTS´s (10-100). Situado en la misma BTS, en su propio sitio o en el sitio del MSC. Gestión y configuración del canal radio: elección de la celda y canal.• Administra las frecuencias y controla la Conmutación Gestión de los handover. Transcodificación de canales radio (16 ó 8kbps) a canales a 64kbps.



Arquitectura GSM


Arquitectura GSM

Permite la interconexión entre BSS y con otras redes públicas (PSTN, ISDN, y otras).

Implementa las funciones de base de datos necesarias para:

• Identificación de usuarios y terminales,

• Localización de los terminales y conducción de llamadas,

• Facturación, etc.


Subsistema de Red (NSS)

Arquitectura GSM

Se ocupa de la gestión del tráfico de una o más BSS, actuando como un router. Además interconexiona todos los demás elementos del NSS.

Funciones:•Gestión de llamadas:Autenticación de la llamada: localización e identificación del MS. Conmutación entre BSS del mismo NSS o con otros MSC o redes.Funciones de gateway con otras redes (PLMN, ISDN, PSTN,etc.) Proceso de handover: Handover Intra-MSC Handover Inter-MSC•Confidencialidad de la identidad de usuario: Uso del TMSI en lugar del IMSI en la transmisión. El MSC asocia el IMSI con el TMSI.

MSC (Mobile Switching Center):


Arquitectura GSMSubsistema de Red (NSS)

HLR (Home Location Register):

Base de Datos central o distribuida que contiene información sobre el usuario:

• IMSI: identificación del usuario en toda la red GSM• MSISDN (Mobile Station ISDN Numberk): Número de abonado en una red ISDN.• Tipos de servicios contratados.• Posición actual del MS: dirección del VLR en el que está. Funciones:• Seguridad: diálogo con el AuC y el VLR.• Registro de posición: actualización de los VLRs.• Coste de llamada: obtenido de la información del MSC.• Gestión de datos del usuario.• Gestión de datos estadísticos.



VLR (Visitor Location Register):

Base de datos temporal que contiene información del abonado en el área geográfica bajo su control. Los datos son suministrados por el HLR.

Se suele implementar en el MSC para simplificar la señalización, entonces, el área geográfica del MSC es la del VLR.

Almacena:• TMSI usado para garantizar la seguridad del IMSI.• Estado del MS (Standby, ocupado, apagado).• Estados de los servicios suplementarios: llamada en espera, llamada diferida, etc.• Tipo de servicios suscriptos por el abonado.• LAI (Location Area Identity): zona dentro de aquéllas bajo el control del MSC/VLR

donde está el MS.



AuC (Autentication Center)

Verifica si el servicio es solicitado por un abonado legítimo.

Proceso:• Verifica el IMSI sin transmitir información personal del abonado.• Genera la claves a partir del IMSI.Las claves son usadas para la encriptación de la información.Las claves y códigos de autentificación también están almacenados en el SIM.¿Cuándo se produce la autentificación?• Cada vez que el MS se conecta a la red.• Cada vez que el MS recibe o efectúa una llamada.• Cada vez que se actualiza la posición del MS.• Cada vez que se realiza acceso a alguno de los servicios suplementarios.



EIR (Equipment Identity Register)

Verifica si un ME está autorizado para acceder al sistema.

Tres Listas:• Lista Blanca: Contiene los IMEI que pueden acceder a la red.•Lista Gris: Contiene IMEI marcados y no homologados. Son monitoreados por la red, pudiéndose determinar su localización y el SIM que está siendo usado.•Lista Negra: Contiene IMEI bloqueados, formada entre otros por IMEI robados a los cuales se les niega el acceso a la red. Cada vez que un ME intenta acceder a la red la MSC verifica mediante el EIR la lista a la que pertenece el ME, tomando las acciones necesarias.


Arquitectura GSM


OMC (Operation and Maintenance Center)

Utilizado para la monitorización y mantenimiento de la red por parte del operador.

Funciones:• Acceso remoto a todos los elementos del PLMN.• Gestión de alarmas y estado del sistema.• Recogida de información de tráfico de usuarios para facturación.• Supervisión del flujo de tráfico, para posibles cambios de arquitectura de red.• Reconfiguración de la red mediante acceso remoto.•Administración de abonados: altas, bajas, localización dentro de la red,etc.


Arquitectura GSM



Arquitectura GSM

Canales de tráfico: Usados para transportar voz y datos.• Usan multitramas de 26 tramas.• De las 26 tramas de la Multitrama: 24 son usadas para tráfico 1 es usada para control (SACCH) 1 no es usada.• Los enlaces UL y DL están separados por 3 TS.

Canales de control: usados para el intercambio de información de control.

• Usan multitramas de 51 tramas o la trama de control de las de 26.


Interface UmCANALES

Um Canales

Canales Lógicos


Canales de Trafico:Canales de Trafico:

TCH/FS(Traffic Channel/Full-rate Speech): El Canal de Trafico de voz a tasa máxima se utiliza para transmitir la señal de voz

con una tasa neta de 13 kbps (Reales).

TCH/HS(Traffic Channel/Half-rate Speech): El Canal de voz a mitad de tasa, ocupa la mitad de un canal TCH/FS.

TCH/F9.6/4.8/2.4(Traffic Channel/Full-rate Data): El Canal de Trafico de Datos, se usa para la transmisión de datos a tasas variables

de 9.6/4.8/2.4 kbps.

TCH/H4.8/2.4 (Traffic Channel/Half-rate Data):El Canal de trafico de datos a mitad de tasa, se utiliza para la transmisión de datos

a mitad de tasa del TCH.


Um Canales


Um Canales

Canales de Control:Canales de Control:

Canales de Difusión (BC)

• BCCH (Broadcast Control CHannel):Transmite a todas las MS los parámetros necesarios para identificar la red y

conseguir el acceso a la misma.• FCCH (Frequency Correction CHannel):Indica a la MS la frecuencia de referencia del sitema.• SCH (Synchronisation CHannel):Suministra a las MS las claves para demodular correctamente la información.

El FCCH Y EL SCH Sincronizan el MS a la estructura de TS de la celda.


Um Canales

Um Canales



Canales de Control Comunes (CCC):

• RACH (Randon Access CHannel):Lo utiliza la MS para solicitar que se le asigne un canal dedicado.

• PCH (Paging CHannel): Se destina para que la BTS avise a sus MS cuando tienen una llamada.

• AGCH (Access Grant CHannel): El canal de Concesión de acceso, lo utiliza la BTS para responder a un

mensaje RACH.


Um Canales


Um Canales


Canales Dedicados (DCH)

• SDCCH (Stand Alone Dedicated Control CHannel):El canal de control dedicado autónomo, se utiliza para la autenticación y

transferencia de otros datos previo al establecimiento de una llamada.

• SACCH (Slow Associated Control CHannel):El canal de control asociado lento, Va asociado a un canal de trafico o a un canal

dedicado y se utiliza para el intercambio de información recurrente, no urgente, durante la llamada.

• FACCH (Fast Associated Control CHannel):Este canal de control, va asociado a un canal de trafico y se utiliza para el intercambio

de información urgente de llamada.


Um Canales

Encendido del Teléfono Móvil


Busca los Canales de difusión, BCH. Se sintoniza en frecuencia y se sincroniza en tiempo. Decodifica los canales BCCH. Se comprueba si el SIM es valido en la red. Se actualiza la localización. Se autentica.

Realizando una llamada telefónica I

Realizando una llamada telefónica II


FACCH (Conectar cuando el móvil “responda”)

FACCH (Aceptación de mensaje de conexión)

TCH (Intercambio de datos del usuario-Llamada en progreso)

FACCH (Alerta)

FACCH (Reconocimiento del Canal de Tráfico)

SDCCH (Asignación de un canal de tráfico)

SDCCH (Confirmación)

SDCCH (Establecimiento de mensaje para llamada

entrante)

SDCCH (Reconocimiento de Requerimiento)

SDCCH (Requerimiento de Transmisión)

SDCCH (Respuesta de Autentificación)

SDCCH (Solicitud de Autentificación)

SDCCH (Respuesta al Paging de la Red)

AGCH (Asignación de Canal)

RACH (Solicitud de Canal)

PCH (Paging del MS)

Estación Base (Red

Móvil)

Estación Móvil

Actualización de la localización

Procedimiento forzado por la red:Para evitar tráfico innecesario a MS apagadas

Motivado por un cambio de área de localización:Si la MS se enciende en un área de localización diferente a la grabada en su SIM o entra en una nueva área, informa a la red desu nueva ubicación.


Procedimiento de actualización de la localización (I)

SDCCH :

Solicitud de actualización de la localización.La red solicita autenticaciónRespuesta de autenticaciónLa red comprueba la firmaSolicitud de transmisión en modo cifradoAceptación del modo cifradoAsignación de la nueva área de localización y del nuevo TMSI en VLR y HLR Aceptación de la nueva localización y de la nueva TMSI La red libera el canal dedicado


RACH : Solicitud de un canal

AGCH : Concesión de un canal dedicado

ok


GMSC

MSCC

MSCB MSCAVLRB

HLR

PSTN

PLMNPLMN1:M

SISDN

4:MSRN

2:MSISDN

3:MSRN

5:MSRN

6:TMSI 7 : Paging

Handover


Handover por nivel de señalHandover por trafico

Existen 2 razones por las cuales se inicia un handover:

Handover

Ocurre cuando el nivel de recepción de la señal disminuye hasta alcanzar el umbral preestablecido por la BSC.

La disminución en la intensidad de la señal es detectada tanto por el MS como por la BTS

Como consecuencia de esto la conexión se conmuta a una nueva celda con mejor intensidad de señal.

Handover por nivel de señal :


Handover por trafico: Ocurre cuando se alcanza la capacidad máxima de trafico en la celda. En este caso los MS cercanos a los límites de la celda pueden serconmutados a celdas vecinas con menor tráfico

El Handover siempre es hecha por la BSC quesirve al MS, excepto por el Handover por tráfico.

Tipos de Handover


1. Intra-Celda: Cambio de frecuencia o timeslot dentro de la misma celda que

cubre la BTS. Es controlado por el BSC.

2. Inter-celda, intra-BSC: Handover a una nueva BTS, que está bajo el control del mismo

BSC. Es controlado por el BSC.

3. Inter-BSC, intra-MSC:Handover a una nueva BTS que está controlada por un

diferente BSC, pero el mismo MSC. Es controlado por el MSC.

4. Inter-MSC: Handover a una nueva BTS que está controlada por un

diferente MSC. Es controlado por la señalización del MSC.

Tipos de Handover


Señalización en GSM

En GSM se tiene 02 sistemas de señalización:

1.- El sistema de señalización N°07 de la UIT-T, que es utilizado para el NNS:Emplea parte de aplicación Móvil(MAP) de la SSN°7 entre las unidades propias del NSS del GSM y las partes de usuario de ISDN, y de telefonía para el funcionamiento con la PSTN.

2.- Sistema de Señalización especifico GSM para el BSS y su interfaz Um, para sustentar las funciones propias de la movilidad.


•Anchura de banda reducida.• Escasa eficiencia espectral.• Canales de usuario poco flexibles.• Codificación fija, independiente del canal radio.• Solo conmutación de circuitos.• Rigidez en la especificación de los servicios.• No proporciona servicios multimedia.• Dificultades para la innovación.• Centrales con el control y la conmutación unidos.• Exceso de estandarización.•La Internet podría abrir nuevos mercados pero eso exige orientación a tráfico de paquetes.• Poco adecuado para IP

Limitaciones del sistema GSM



GPRS

GPRS. Arquitectura de Red


GPRS. Arquitectura de Red GPRS introduce dos nuevos nodos:

Gateway GPRS Support Node (GGSN): Tiene como misión principal la conexión del terminal móvil a redes de datos externas para el acceso a sus servicios y aplicaciones basadas en IP: Internet, intranet. Desde el punto de vista de las redes externas, se comporta como un router conectado a una subred, oculta la infraestructura de red GPRS al resto de redes.

Serving GPRS Support Node (SGSN): Nodo encargado (junto con el GGSN) de realizar la conmutación de paquetes en la red GPRS. Está conectado a la BSC por medio del interfaz Gb y constituye para el terminal móvil el punto de acceso al servicio de la red GPRS.

También introduce a nivel de BSC (Base Station Control) el denominado Packet Control Unit (PCU) que se encarga de manejar la comunicación de paquetes.


La tecnología de paquetes permite:Varios usuarios pueden compartir un mismo canal.Separar las asignaciones de recursos entre enlace

ascendente y descendente.

Velocidades de e transmisión desde 14.4 kbits/s (utilizando un slot TDMA) hasta 144 kbps(utilizando ocho slots).

GPRS soporta el protocolo IP y el protocolo X.25. Para IP, da una conexión continua a Internet.


Protocolos en el sistema GPRS


MS BSS SGSN GGSNUm GbGSM RF L1bis

Network Service

BSSGPRLC

MAC

Relay

L1

L2

GTP

IP

UDP/TCP

L1bis

LLC

Network Service

SNDCP

BSSGP

Relay

GSM RF

LLC

RLC

MAC

SNDCP

IP/X.25Applicac.

L1

UDP/TCP

L2

GTP

IP/X.25

IP

GiGn

SNDCP(Sub Network Dependent Convergence Protocol)

Segmentación Compresión de datos Compresión de cabeceras TCP/IP Encriptación

LLC( Logical Link Control)

Mantenimiento del Contexto entre el movil y la Red Retransmisión de tramas no reconocidas Detección de tramas corruptas

Capa RLC/MAC: proporciona servicios para la transferencia de información sobre la capa física de la interfaz de radio GPRS.



Funciones de la capa – RLC (Radio Link Control):

Primitivas de interfaz para permitir la transferencias de PDUs de la capa LLC. Segmentación y reensamblado de PDUs de LLC en bloques de datos RLC Procedimientos de corrección de errores hacia atrás (BEC) habilitando una

retransmisión selectiva.



Funciones de las capas – MAC:Proporcionar un multiplexado eficiente de los datos e información de señalización en ambos enlaces, Up Link y Down Link.El control reside en la parte de red.DL: El multiplexado se implementa por un mecanismo de “Scheduling”UL: Se implementa mediante la asignación del medio a los usuarios individuales (en respuesta a una solicitud).Gestión de prioridades.


EGPRS y GPRS comparten los mismos protocolos de gestión de paquetes sobre el núcleo de red central

Se reutiliza la infraestructura del núcleo GPRS (SGSN y GGSN) Funcionamiento igual de la Unidad de Control de Paquetes (PCU) Esquema de red Estación base (BTS) + Unidad transceptora (TRU) Estación móvil (MS)

Cambios en la arquitectura de red EGPRS

CALIDAD DE SERVICIO QoS

La norma GPRS ha establecido cuatro parámetros para el perfil de QoS:Prioridad: Prioridad relativa a la hora de mantener el servicio (p.e., congestión de red).Fiabilidad: Se especifica en términos de probabilidad, de perdidas de paquetes, entre de paquetes con errores, desordenados, y entrega de paquetea duplicados. Retardo: valores máximos del retardo medio que se incurre en la transferencia de PDUs.Caudal: Indica el rendimiento (bps o byte) solicitado por el usuario Caudal máximo (Peak Throughput), y Caudal medio (Mean Throughput)



Comparación GSM y UMTS Comparación GSM y UMTS

UMTS UMTS


Velocidad binaria elevada: 144 kbits/s en entornos rurales384 kbits/s en entornos suburbanos2 Mbits/s en entornos urbanos

Velocidad binaria variable dinámicamente

Conmutación de circuitos y de paquetes.

Estructura modular y arquitectura abierta para la introducción de nuevas aplicaciones.

Interfaz de Radio UMTSInterfaz de Radio UMTS



Acceso múltiple DS-CDMA, denominado “WCDMA” Modos FDD y TDD Velocidad de chip: 3.84 Mc/s Separación entre portadoras: 5 MHz Secuencias código:Canalización: Códigos ortogonales de factor de ensanchamiento variable (OVSF) Aleatorización: Varios tipos de códigos pseudoaleatorios Trama de 10 ms dividida en 15 intervalos Modulación BPSK/QPSK en coseno alzado


Interfaz de Radio UMTSInterfaz de Radio UMTSSe han definido dos modos de funcionamiento en UMTS:• Modo FDD, con dos portadoras por radiocanal, para operación enbandas de frecuencias emparejadas.• Modo TDD, con una portadora por radiocanal, para operación en bandas de frecuencias no emparejadas.

Bandas Emparejadas (Paired Bands):• Enlace Ascendente: 1920 – 1980 MHz• Enlace Descendente: 2110 – 2170 MHz• 60 MHz = 12 Portadoras

Bandas no emparejadas (Unpaired Bands):• 2010 – 2025 MHz• 1900 – 1920 MHz• 35 MHz = 7 Portadoras



Canales en UMTS

Tienen tres tipos de canales:

Canal lógico: Define el tipo de información enviada de control/tráfico.Canal de transporte: Define el formato de envío, comunes/dedicados.Canal físico: frecuencia, secuencias código. Además pueden distinguirse por división temporal (en DL) o fase I/Q (en UL). El formato de envió puede ser comunes o dedicados.

Protocolos de la interfaz radio UMTSUMTS



Protocolos de la interfaz radio IuCS UMTS UMTS

Calidad de ServicioCalidad de Servicio QoS QoS

UMTS UMTS


Parámetros QoS.Retardo en el establecimiento de la conexión:Autentificación, enrutado, sincronización de los elementos de la red. Probabilidad de bloqueo:Carencia de recursos en el plano de usuario o de red. Ancho de banda efectivo: Medida de la utilización de recursos.

Clases QoS.

08 Mov Inalambricos

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