Gsm Moviles

REDES Y SERVICIOS MÓVILES GSM Y GPRS MÓVILES GSM Y GPRS.

Depa tamento de Ingenie ía

Ángela Hernández – Profesora de Ingeniería Telemática

Departamento de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones

REDES Y SERVICIOS MÓVILES GSM Y GPRS.

ÍndiceÍndice

Introducción

Sistemas Celulares

GSM

GPRS

Departamento deIngeniería Electrónica

y Comunicaciones


IntroducciónIntroducciónRed Móvil

No se

No se puede mostrar la i…

No se puede mostrar la i

Pasarela de Acceso

a Red Fija

Internet

Accesoa Internet

PYMERed

de AccesoRed de

TransporteProveedor de Acceso

a Red

de Acceso

ResidenciaP ti l

Transporte

Particular


y Comunicaciones

Red Corporativa


Sistemas Celulares

CONCEPCIÓN INICIAL

Introducción de la arquitectura celularSistemas Celulares

Maximizar la zona de cobertura

- Potencia de las estaciones base (BS) muy elevada.

- Potencia de los móviles (MS) elevada.

R

“handicap” Eficiencia en términos de número de

canales por unidad de superficie es pequeña.

Un número de usuarios alto requiere un ancho deBW

SuperficieNEficiencia canales

banda muy grande.

Solución :Arquitectura celular PRINCIPIOS BÁSICOS:

Canal

Totalcanales BW

BWN

Arquitectura celular- Fragmentación en células de la zona a cubrir.- Potencia de las BS y los MS reducida.- Reuso de frecuencias.

E t t d d i l i t f i - Estructura pensada para reducir la interferencia cocanal.REQUIERE:-Asignación de frecuencias.


y Comunicaciones

Asignación de frecuencias.-Gestión eficiente de los traspasos de llamadas(HANDOVERS)

-Superficie

NnEficiencia canales.


Sistemas CelularesIntroducción de la arquitectura celular

Sistemas Celulares

f3f2

f7

“Reuso de frecuencias”limitación:Interferencias f3

f4f5

f6

f7ff11f2

f f

f2

f3

f4

f5

f6

f7ff11

ff11f3

f4f

f6

f7f5

“CLUSTER”: conjunto de células

f5

“Hand-off”


y Comunicaciones

jque emplean frecuencias diferentesEn este caso el cluster es de 7 células.

Limitación:Complica el control de la red


Sistemas CelularesComponentes básicos de un sistema celular

Sistemas Celulares

“Acceso Radio”MS

BS

BS

BSC BSC BSC “Control”

MS Mobile StationBS Base StationMSC Mobile Switching CenterPSTN Public Switched Telephone Network

MSC“Conmutación”

“Pasarela”


y Comunicaciones

PSTN Public Switched Telephone NetworkPSTN


Sistemas CelularesSistemas Celulares19921992 20002000 200?200?

EDGE/GPRSEDGE/GPRS

GSMGSM GSMGSMIMTIMT--20002000

AMPSAMPS GSMGSM

PDCPDCUMTS/UMTS/

WW--CDMACDMA

GSM+GSM+GPRSGPRS

SystemsSystemsAMPSAMPS

TACSTACS PDCPDC

TDMATDMA TDMATDMA UWCUWC--136 HS136 HS

WW--CDMACDMATACSTACS

NMTNMT(IS(IS--136)136) ISIS--136+136+ (EDGE)(EDGE)

NTTNTT

CDMACDMA(IS(IS--95)95)

CDMA 3GCDMA 3G--1X1X cdma2000cdma2000

ÓÓDepartamento de

Ingeniería Electrónica y Comunicaciones

ANALÓGICOANALÓGICO DIGITALDIGITAL DIGITAL MULTIMEDIADIGITAL MULTIMEDIA


Sistemas Celulares

• 1990: Conclusión de las especificaciones GSM Phase 1

Evolución histórica de los sistemas celulares 2G-3GSistemas Celulares

• 1990: Conclusión de las especificaciones GSM Phase-1.• 1991-1992: Primeras pruebas públicas e inicio de explotación en algunos países.• 1992: SISTEMA OPERATIVO (GSM FASE 1).( )

Septiembre 1993, Sistema DCS 1800.• 1995: GSM FASE 2. PCS 1900 USA• 1997: GSM FASE 2+. Permite nuevos servicios GSM.

• Incremento de velocidad de transmisión de datos• Incremento de velocidad de transmisión de datos.• High Speed Circuit Switched Data (HSCSD)• General Packet Radio Services (GPRS).• Videoconferencia• Acceso a Internet. • WAP• Comercio Electrónico.• WLL a 64 Kbits/seg • WLL a 64 Kbits/seg.

• Terminales duales • GSM / DCS 1800• GSM / PCS 1900


y Comunicaciones

• GSM / DECT• Evolución de GSM hacia UMTS:

•EDGE


GSM: Aspectos Relevantes• Tecnología digital.

GSM: Aspectos Relevantes

• Transmisión de datos con distintas velocidades binarias.• Interconexión con RDSI.• Implantación de sistemas criptográficos. Mejora la seguridad.Implantación de sistemas criptográficos. Mejora la seguridad.• Uso de técnicas de acceso múltiple.

Aumento el número de canales disponibles para las mismas frecuencias.

• Mejoras en la calidad de servicio.Uso de códigos para control de errores y técnicas de ecualización.

• Mayor calidad en presencia de interferencias.Reducción de la distancia de reuso de frecuencias. Aumento de la capacidad

• Mayor eficacia de las baterías de los portátiles.Reducción del volumen y consumo de los terminales.Reducción del volumen y consumo de los terminales.

• Terminales y sistema de bajo coste.• Ampliación de servicios.

C id d d i i t t áti i l i t i l


y Comunicaciones

• Capacidad de seguimiento automático nacional e internacional.• Coexistencia con otros sistemas.


GSM: Aspectos RelevantesGSM: Aspectos Relevantes

Tipos de servicio

Servicios portadores (datos). Velocidad de 2,4. 4,8 y

Tipos de servicio

9,6Kbps.Teleservicios: Telefonía digital con codec a 13Kbps en conmutación de circuitos SMS (Short Message Service) conmutación de circuitos, SMS (Short Message Service) de 160 bytes, fax, etc...Servicios complementarios (llamadas en espera,

l i f i id ifi ió d ll d )multiconferencias, identificación de llamadas, etc...).


y Comunicaciones


GSM: Especificaciones básicasGSM: Especificaciones básicas

Banda de frecuencias asignadas

DECT

GSMasc.

GSMdesc.

DCS 1800asc.

DCS 1800desc.

DECT

UMTS(FDD-TDD-MSS)

UMTS(FDD-MSS)

890 935 1710 1785 1880 2025 2110 2200

MHz

890915

935960

1710 17851805

18801900

2025 2110 2200

DCS 1800 pensado para MHz DCS-1800 pensado para entornos microcelulares:celdas típicas entre 300 m. (urbanas); y


y Comunicaciones

( ); y5 km. (rurales)


GSM: Especificaciones básicasParámetro GSM DCS1800

Frecuencia Transmisión (Mhz)

GSM: Especificaciones básicas

Móvil-> Base

Base -> Móvil

890-915880-915935-960

1710-1785

1805-1880925-960

Tipo de Acceso Múltiple TDMA/FDMA TDMA/FDMAMétodo de Duplexado FDD FDDAncho de Banda por Radiocanal 200 kHz 200 kHzNº Canales tráfico por radiocanalNº Total de canales de tráfico

8992 - 1392

82992

Canal vocal:Tipo de ModulaciónVel. Transmisión /Desviación Frecuencia

GMSK270,8 kbps

GMSK270,8 kHz

Tipo de VOCODER y velocidad FR- EFR 13 kbps FR- EFR 13 kbpsCanal de Servicio:Tipo de Modulación GMSK GMSK


y Comunicaciones

pVel. Transmisión 270,8 kbps 270,8 kbps



Técnicas de acceso múltiple


Función : permitir a varios usuarios compartir el medio Separabilidad

Frecuencia (FDMA)Tiempo (TDMA)

ó{físico de la transmisión. Código (CDMA){

IAIA AIA

EC

UE

NC

IE

CU

EN

CI

USUARIO1

USUARIO2

USUARIO3

EC

UE

NC

IE

CU

EN

CI USUARIO 1

USUARIO 2

TIEMPOTIEMPO

FRE

FRE

TIEMPOTIEMPO

FRE

FRE

USUARIO 3

GOGO

UE

NC

IAU

EN

CIA CÓDIGCÓDIG

USUARIO 1

USUARIO 2USUARIO 3


y ComunicacionesTIEMPOTIEMPO

FRE

CU

FRE

CU



* TDMA

Acceso múltiple TDMA/FDMA:- Los usuarios comparten la misma

GSM: Especificaciones básicasFrecuencia

TDMAfrecuencia en breves instantes detiempo que se repitenperiódicamente. A cada usuario se leasigna un intervalo temporal t0 t t t

Usuario 1 ...Usuario

2Usuario

3Usuario

4

asigna un intervalo temporal t10 t2 t3 t4 Tiempo- En frecuencia, cada radiocanal soporta 8 usuarios simultáneos mediante TDMA.- El radiocanal 0 se usa como banda de guarda con otros sistemas radio.

UPLINK200 KHz

DOWNLINK200KHz

frecuencia890 960915 935

Canal0

Canal1

Canal124

Canal0

Canal1

Canal124

25MHz frecuenciaMHz

890 960915 93525MHzSeparación entre canales: 45 MHz

ARFCN Si lo denominamos n


y Comunicaciones

Fup(n) = 935 + 0,2 n = Flow(n)+ 45 con 1 n 124 Flow(n) = 890 + 0,2 n

ARFCN (Absolute RadioFrequency Channel Number)



Trama TDMA


959,8 MHz 124

Desc.

935,2 MHz935,4 MHz

12

Desc.(Base aMóvil)

.

.

914 8 MH 124

890,4 MHz

914,8 MHz

2

124

Asc.(Móvil aBase)

.

.

.

890,2 MHz890,4 MHz

12 Base)

TiempoCanal


y Comunicaciones

FrecuenciaCanal


Estructura de la red GSM

InterfazAbis

OSSOSSNMCADC


MSMSMÓVILMÓVIL

Abis

BSCBTS OMC OMC

OPERACIÓN YOPERACIÓN YMANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

SIM

TAF TEMT

MÓVILMÓVIL

BTS BSSBSS E

BSC

MSC

Interfaz RadioUm B

DGMSC VLR VLRRED DE ACCESORED DE ACCESO

InterfazA AuCC

H

BTS BSCHLR

SMS-GMSC

NSSNSS

C

FGMSC

VLR


y ComunicacionesEIR

PSTN /RDSI IWFINTERNET RED TRONCALRED TRONCALDepartamento de



Estructura de la red GSMMS Mobile Station

MT Mobile Termination TE Terminal Equipment


TE Terminal EquipmentTAF Terminal Adaptor SIM Subscriber Identity Module

BSS Base Station SubsystemyBTS Base Transceiver StationBSC Base Station Controller

NSS Network and Switching SubsystemMSC M bil S it hi C t MSC Mobile Switching Center GMSC Gateway Mobile Switching CenterHLR Home Location Register VLR Visitor Location RegisterEIR Equipment Identity Register AuC Authentication Center SMS-GMSC Short Message Service GMSC

OSS Operation Support SubsystemOSS Operation Support SubsystemOMC Operation and Maintenance Center NMC Network Management Center ADC ADministration Center


y Comunicaciones

IWF: Conjunto de operaciones que permiten conectar el sistema GSM a redes externas: ej modems, canceladores de eco, etc.



Estructura Jerárquica


GSM System Area: área mundial donde se presta servicio GSM

GSM-PLMN Area: área de servicio de un operador de GSM

GSM-PLMN Area

GSM System Areaun operador de GSM

Switching Area: zona Switching Area

Location Area

Switching Area: zona controlada por una MSC

Zona celularZona celular: área cubierta por una estación base.

Location Area: área donde una estación móvil puede desplazarse sin que se modifique su registro de


y Comunicaciones

desplazarse sin que se modifique su registro de localización


Estructura de la red GSMEstructura de la red GSM

PSTN/RDSI HLRINTERNETGMSC VLR

VLRMSCMSCVLR

BSCBSC BSC

AL 2

BTS

BTS

BTSBTS

BTS

BTSBTS

BTS

BTS

AL1AL 2

AL 3BTS BTS

BTS BTS

BTS

BTS

BTS

BTS


y Comunicaciones

ACTUALIZACIÓN DE LOCALIZACIÓN


Estructura de la red GSMMS: Estación móvil (Mobile Station)= TERMINAL+SIM- Como equipo, la MS proporciona la plataforma física para el acceso, pero es


q p , p p p p , p"anónima” y no puede funcionar con la red hasta que se la "personaliza" mediante la inserción de una "tarjeta inteligente" (smart card) denominada módulo de identidad de abonado, SIM (Subscriber Identity Module) donde figura entre muchas informaciones la identidad del abonado IMSI figura, entre muchas informaciones, la identidad del abonado IMSI (International Mobile Subscriber Identity) dentro de la red.

- En GSM se considera por separado al usuario (SIM) y a los terminales, loque aumenta la movilidad personal, pues la SIM puede insertarse encualquier terminal homologado y acceder con ello a los servicios abonados.

-La SIM además contiene los algoritmos de cifrado, datos de configuración deg , gla red (celda de localización, frecuencias de la estación base, etc) y almacenamensajes cortos provenientes de la red.

I/OEEPROM

RAM ROM

CPUI/O

CLK

RSTVccGNDSIM


y Comunicaciones

RAM ROM



La estación móvil desempeña las siguientes funciones básicas:

Estructura de la red GSMMS: Estación móvil (cont)

- Proporciona una interfaz de comunicaciones entre los usuarios y la redvía radio.- Realiza la transmisión/recepción de las informaciones de usuario y de

ñ l ó é d f dseñalización a través de esa interfaz radio.- Efectúa la inicialización de la conexión con la red.- Realiza la sintonización de frecuencias y seguimiento automático de lasestaciones base en cuya zona de cobertura se encuentre.estaciones base en cuya zona de cobertura se encuentre.- Efectúa funciones de procesamiento de voz: conversión analógico/digitaly viceversa.- Proporciona potencias de nivel 2, 4, 8 y 20W.

P i i f l i h ( i óf i l- Proporciona un interfaz con el usuario humano (micrófono, auricular,pantalla y teclado para gestionar llamadas con transmisión de voz), ofreceun interfaz con otros equipos terminales (fax, ordenadores personales,etc) o ambas.etc) o ambas.- Puede incluir terminales RDSI conectados a través de los interfaces R o Sdefinidos para esa red, ya sea directamente o a través de adaptadores determinal (TA).

R li l d t ió d i t f l id d l ñ l d


y Comunicaciones

- Realiza la adaptación de interfaces y velocidades para las señales dedatos.



- Desde el punto de vista funcional, la MS comprende tres unidades

Estructura de la red GSMMS: Estación móvil (cont)

diferentes:Terminación móvilMT (Mobile Termination)

Equipo físico básico. MT0

- MT0 servicio telefónico básico.- MT1 servicios de datos con interfaces RDSI.- MT2 servicios de datos con interfaces

0

MT1TE1S

MT2 servicios de datos con interfaces no RDSI

Unidades funcionales:

Interfaces con el usuario: micrófono

MT1TE2 TAS

TAF - Interfaces con el usuario: micrófono, auricular, teclado y pantalla.- Radiomódem, unidad con DSP para el tratamiento digital de las señales de voz y datos.

MT2TE2

R Um

- Subsistema de RF, que incluye el modulador/demodulador de portadora, etapa de amplificación de RF, filtrado y

antena.

Entorno GSMEquipo terminalTE (Terminal Equipment).


y Comunicaciones

Adaptador de terminalTA (Terminal Adaptor)Conversión y/o adaptación de velocidad digital y de protocolos.

TE1 con interfaz RDSI TE2 con otros tipos de interfaces


Estructura de la red GSMSubsistema de Estación Base (BSS)= BTS+BSC


Se compone de dos partes:

Transceptor de Estación Base, BTS (Base Transceiver Station). Sesuele denominar simplemente estación base y está constituida por los

i t i / t d di (t t ) l l t d

Se compone de dos partes:

equipos transmisores/receptores de radio (transceptores), los elementos deconexión al sistema radiante, las antenas y las instalaciones accesorias (torresoporte, pararrayos, tomas de tierra, etc.).

Funciones:

- Formación del múltiplex GSM

- Realiza medidas de la señal radio proveniente del móvil.

- Establece el enlace radio con el usuario móvil (modulación, demodulación, igualación, codificación, etc.)

- Gestión del Time Advance (Sincronización)


y Comunicaciones

- Operación y mantenimiento


Estructura de la red GSMEstructura de la red GSMSubsistema de Estación Base (BSS)= BTS+BSC

Controlador de Estación Base, BSC (Base Station Controller).Gestiona y controla las BTS (hasta varias decenas). Constituye un primer nivelde concentración de tráfico hacia la red con objeto de minimizar costes de

i ió transmisión.

- Es el responsable de la asignación y liberación de los radiocanales( di ) l ó il d l t t l d(recursos radio) con el móvil y de canales terrestres con la red.

- Fija el contenido de los canales de Radiodifusión y asigna los mensajes depaging a los subcanales físicos o “paging group”paging a los subcanales físicos o paging group

- Gestión de los procesos de transferencia (handover) entre BTS´s bajo sucontrol.

- Ejecuta los algoritmos del control de potencia y cifrado.

- Físicamente, puede encontrarse en el mismo emplazamiento que una


y Comunicaciones

, p p qBTS, junto a una MSC o sola.


Estructura de la red GSMEstructura de la red GSM

Adapta la señal de voz específica del interfaz radio GSMTRAUSubsistema de Estación Base (BSS) (cont)

13 kb

-Adapta la señal de voz específica del interfaz radio GSM(13Kbps) al formato utilizado en la red fija (64Kbps).-Puede estar localizado en la BTS, BSC o MSC.

TRAU(Transcoder/Rate

Adapter Unit)

Um BSS13 kbps

MSC64 kbps

A13 kbps 64 kbps16 kbps 64 kbps

Um TRAU MSCABTS

BSCA-bis BSS

p16 kbps 64 kbps

13 kbps 64 kbps16 kbps 16 kbps

UmTRAU MSCA

BTS

BSCA-bis BSS

16 kbps 6 bps

13 kbps16 kb 64 kbps16 kbps

Um A-bis

p16 kbps TRAU MSC

64 kbps

ABSC

16 kbps

NSS

64 kbps


y Comunicaciones

TRAU4 × 64 kbpsBSC 4 × 16 kbps

MUX MUX4×16 kbps

pMSC


Estructura de la red GSMEstructura de la red GSMSubsistema de Conmutación (NSS)- Es la parte de GSM que incluye las funciones necesarias para conmutar llamadas y p q y p ylas bases de datos propias del sistema que permiten el establecimiento de las mismas.

Funciones:

La provisión del servicio bá i

- Gestión de llamadas. - Autentificación de la identidad del usuario.- Llamadas de emergencia. - Servicios suplementariosbásico: Servicios suplementarios.- Servicios de grupo de voz. (GSM 2+).- Servicio de mensajes cortos, SMS (Short Message Service). - Confidencialidad de los elementos de información de señalización.

Soportar la operación

- Registro de posición. Son los procedimientos mediante los cuales las bases de datos de la red (VLR y HLR) guardan de forma actualizada la posición en la que se encuentran los móviles. Así, por operación

entre celdas: ejemplo, la red sabrá hacia dónde dirigir una llamada a un móvil.- Traspaso (Handoff). - Restablecimiento de la llamada.


y Comunicaciones

Gestión de la propia red:

Son las funciones relacionadas con la operación y mantenimiento de la red.


Estructura de la red GSMEstructura de la red GSMSubsistema de Conmutación (NSS) (cont)

GMSC HLRGMSCAuC

SMS-GMSCMSC VLR

EIR

SMS-GMSC

SMS-IWMSCIWF

VLR

Voz o datos


y Comunicaciones

Señalización


Estructura de la red GSMEstructura de la red GSMSubsistema de Conmutación (NSS) (cont)MSC/VLR: Funcionalmente son diferentes aunque están relacionados

MSC (Mobile Services Switching Center): Es el componentecentral del NSS y se encarga de realizar las labores de conmutación

/ qestrechamente.

central del NSS y se encarga de realizar las labores de conmutacióndentro de la red y señalización básicas.

- Realiza la gestión completa de las llamadas desde y hacia usuariosGSM ( bl i i i i l fi li ió )GSM (establecimiento, encaminamiento, control y finalización).- Realiza de los traspasos entre dos BSC que estén conectadas a élo a otro MSC.- Proporciona el control de la autentificación y de la actualización deProporciona el control de la autentificación y de la actualización deposición de los móviles, la prestación de servicios suplementarios yla tarificación de las llamadas.

VLR (Visitor Location Register): base de datos en la que seguarda información temporal de cada cliente que se encuentra en elárea de influencia de los MSC. Se guardan datos de identificacióndel usuario como el (IMSI o el TMSI) datos para el encaminamiento


y Comunicaciones

del usuario como el (IMSI o el TMSI), datos para el encaminamientocomo el MSRN, servicios contratados, tripletas de autentificación,etc


Estructura de la red GSMEstructura de la red GSMSubsistema de Conmutación (NSS) (cont)

HLR (Home Location Register): base de datos distribuida (únicapor red GSM) que contiene información estática relativa al serviciode todos los clientes de la red GSM y también información dinámica,y ,como el la MSC y VLR en el que se encuentran, el número C en elcaso de desvío de llamada y las tripletas de autentificación.

GMSC (Gateway Mobile Switching Center) es un nodo quepermite interrogar al HLR para obtener información deencaminamiento para una llamada dirigida a un móvil. Por lo tanto,

l d ió d l d GS des el nexo de unión de la red GSM con otras redes externas.

IWF (InterWorking Function): Entidad funcional asociada alMSC P i l di i l i t f i i tMSC. Proporciona los medios necesarios para el interfuncionamientode la red GSM con las redes externas fijas (PSTN, ISDN y redes depaquetes PDN).


y Comunicaciones


Estructura de la red GSMSubsistema de Conmutación (NSS) (cont)


AuC (Authentication Center):Gestiona los datos de seguridad y autentificación de los usuarios. Proporciona al HLR la tripleta de autentificación (RAND,SRES y Kc) que permite la autentificación del

ó l d / d l l d d f ó d d lmóvil en cada MSC/VLR. Guarda la clave de identificación individual de cada usuario, Ki.

EIR (E i t Id tit R i t ) R i t d id tifi ió d EIR (Equipment Identity Register): Registro de identificación de equipos. Su función consiste en evitar que se utilicen equipos móviles no autorizados en la red. Para la comprobación se utiliza el IMEI o identificación internacional del equipo móvilIMEI o identificación internacional del equipo móvil.

SMS-GMSC (Short Message Service-Gateway Mobile-services Switching Center) Switching Center).

SMS-IWMSC (Short Message Service-InterWorking MSC).


y Comunicaciones


GSM: NumeraciónGSM: Numeración

Identificación de clientes móviles: IMSI, TMSI, LMSI

- El IMSI (International Mobile Subscriber Identity) es la identidad internacional del cliente móvil y, por tanto, es única para cada cliente en todo el mundo. Identifica un cliente con su red GSM.

- Para asegurar la privacidad del IMSI y evitar que esté viajando ti t l i t f di l VLR i ú t l continuamente en la interfaz radio, el VLR asigna un número temporal

TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) a cada uno de sus visitantes.

- De forma opcional y para acelerar la búsqueda de los datos en el VLR, se define el LMSI (Local Mobile Station Identity). El LMSI es asignado por el VLR en el procedimiento de actualización de posición y es por el VLR en el procedimiento de actualización de posición y es enviado al HLR junto con el IMSI. Aunque el HLR no lo utiliza para nada, en caso de que disponga de él, lo envía siempre junto al IMSI hacia el VLR en todos los mensajes referentes a dicho móvil para


y Comunicaciones

j pfacilitarle la búsqueda dentro de su base de datos.


GSM: Numeración

Identificación de clientes móviles: IMSI, TMSI, LMSI

GSM: Numeración

IMSI (International Mobile Subscriber Identity): Identidad internacional del cliente móvil NMSI

MCC (M bil C t C d ) 3 dí it Id tifi l í d d tá d i ili d

MCC MNC MSIN

MCC (Mobile Country Code). 3 dígitos. Identifica el país donde está domiciliado el usuario. La asignación la realiza el ITU-T. España: 214.

MNC (Mobile Network Code). 2 dígitos. Identifica la red a la que pertenece el ó ó ícliente. La asignación la realiza la administración de cada país. Airtel: 01

Movistar: 07Amena: 03

MSIN (Mobile Subscriber Identification Number). 10 dígitos. Identifica al usuario dentro de su red. Lo asigna el operador y si existe más de un HLR en la red, los primeros dígitos referencian al HLR donde está dado de alta el usuario.


y Comunicaciones

NMSI = MNC + MSIN (NMSI = National Mobile Subscriber Identity)


GSM: NumeraciónGSM: NumeraciónPlan de numeración para estaciones móviles- Se utilizan números diferentes:

- MSISDN (Mobile Station International ISDN Number): Es el número ISDN internacional de la estación móvil. Identifica de forma única al cliente móvil dentro del plan de numeración de la red telefónica pública.

( bil i i b ) l ú d

NDC en España

- MSRN (Mobile Station Roaming Number): Es el número de itinerancia o seguimiento de la estación móvil y sirve para que el GMSC pueda encaminar una llamada terminada en móvil al MSC correcto.

CC NDC SN NMN

GSM GSM/DCSAirtel-Vod: 607 600

610 627617 666670 667

677

MSISDN

CC (Country Code). Código del país donde está registrado el móvil. España: 34.NDC (National Destination Code).Código que se asigna a cada red GSM dentro de un país

677678687

TME: 606 626609 636616 646619 659Código que se asigna a cada red GSM dentro de un país.

Cada red GSM puede tener asignados más de un NCD.

SN (Subscriber Number). Dígitos que identifican al usuario. Lo asigna el operador y

619 659629 669630 676639 679649 686

696699


y Comunicaciones

g q g p ysi existe más de un HLR en la red, los primeros dígitos referencian al HLR donde está dado de alta el usuario.

699Amena (DCS): 654

655656

NMN = NDC + SN (NMN = National Mobile Number)Departamento de



GSM: Numeración

IMEI (International Mobile Equipment Identity): Es la identidad

GSM: NumeraciónIdentificación del equipo móvil: IMEI

- IMEI (International Mobile Equipment Identity): Es la identidad internacional del equipo móvil y permite identificar a dicho equipo de forma unívoca.

TAC FAC SNR VLSP (fase 2+)

TAC (Type Approval Code): 6 dígitos. Indica que el equipo está aprobado por un organismo central GSM organismo central GSM. FAC (Final Assembly Code): 2 dígitos. Código que identifica al fabricante.SNR (Serial Number). 6 dígitos. Código de serie único que identifica al equipo dentro de cada TAC y FAC. El fabricante debe asignarlo de forma secuencial.SP (Spare Digit): 1 dígito. Debe ser 0 cuando lo transmite el móvil y aparece por primera vez en las especificaciones de GSM 2+. En las de GSM fase 2, en vez del SP, se encuentra el VL (Version Level) que es un dígito determinado por un organismo central y i t bili l ió ft


y Comunicaciones

sirve para contabilizar la versión software.

REDES Y SERVICIOS MÓVILES GSM Y GPRS.Interfaz Radio GSM.

O i ió d l últi l TDMA

1 trama = 4 625 mseg

Organización del acceso múltiple TDMA

...

1 trama = 4,625 mseg

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2

Downlink (DL)3 TS

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 75 6 7

...

Canal físico = Nº. radiocanal + Nº. TSMS’s

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 75 6 7

BTSUplink (UL)

8 canales de usuario multiplexados en una portadora de 200KHz

Desplazamiento de 3 TS entre tramas de UL y DL para evitar el uso deduplexores en los terminales móviles. Este tiempo es suficiente para


y Comunicaciones

duplexores en los terminales móviles. Este tiempo es suficiente pararealizar la alineación temporal adaptativa, la sintonización del transceptory la conmutación entre recepción y transmisión.


O i ió d l últi l TDMAOrganización del acceso múltiple TDMA

Estructura jerárquica de las tramas GSM

HIPERTRAMA

1 20 2045 2046 2047

(3 horas 28 min. 53 sg. 760 msg)

51 MULTITRAMAS 26 MULTITRAMAS

0 1 23 24 2549 501 20SUPERTRAMA

( 6,12 seg.)

MULTITRAMA26 TRAMAS = 120 msg. 51 TRAMAS = 235,38 msg.

0 0 1 2 49 501 2 24 25

( g )

0 1 2 3 4 5 6 7

0,577 msg

8 TIME SLOTS = 4,61 msg.

0 1 2 3 4 5 6 7

Velocidad de transmisión


y Comunicaciones156,25 bits

156,25 bits0,577 msg

= 270,833 kbpsen la interfaz radio.

2



Tipos de ráfagas

• Ráfaga NORMAL (Uplink y Downlink)

• Ráfagas específicas:

Ráfaga de CORRECCIÓN DE FRECUENCIARáfaga de SINCRONIZACIÓN

Ráfaga de ACCESO

Enlace descendente: Enlace ascendente:

Ráfaga de SINCRONIZACIÓNRáfaga de RELLENO

Ráf (B t)Ráfaga (Burst):Secuencia de bits enviada en un intervalo de tiempo. TS (Time Slot) = 156,25 bits.TS Ráfaga + Tiempo de guardaTS = Ráfaga + Tiempo de guarda.

Tiempos de guarda son necesarios puesto que los equipos no pueden aumentar/disminuir su potencia de salida de forma instantánea


y Comunicaciones

aumentar/disminuir su potencia de salida de forma instantánea.También minimizan el riesgo de colisión.



- Ráfagas de ACCESO Permiten el acceso del móvil a la red


• Móvil base

8 41 36 3 60+8,25-. 8 36 3

Secuencia deentrenamiento

60 8, 5

Informaciónde acceso

0,252 msg.

37,8 km.d1

35 km.radio máximo

d2


y Comunicaciones

celda



ó á ó á


Canales lógicos

Un canal lógico no es más que una combinación ordenada de ráfagasdentro de una estructura de trama. En el sistema GSM existen dos grupos de canales lógicos:

• Canales COMUNES: Transmiten información de señalización común a todos los móviles ubicados en una célula determinada. Son canales punto a multipuntopunto a multipunto.

• Canales DEDICADOS: Transmiten información correspondiente a una conexión establecida entre un móvil concreto y la red Son canales una conexión establecida entre un móvil concreto y la red. Son canales punto a punto.


y Comunicaciones



• Canales comunes


Canales lógicos

• Canales comunes

- Canales de RADIODIFUSIÓN (Broadcast CHannels: BCH)Proporcionan al móvil información suficiente para su sincronización con la red:Proporcionan al móvil información suficiente para su sincronización con la red:

- BCCH (Broadcast Control CHannel) (DL)-- FCCH (Frequency Correction CHannel) (DL)- SCH (Synchronization CHannel) (DL)

- Canales de CONTROL COMUNES (Common Control CHannels: CCCH)Permiten el establecimiento del enlace entre el móvil y la base:Permiten el establecimiento del enlace entre el móvil y la base:

- PCH (Paging CHannel) (DL)-- AGCH (Access Grant CHannel) (DL)( ) ( )- NCH (Notification CHannel) (DL)- CBCH (Cell Broadcast CHannel) (DL)- RACH (Random Access CHannel) (UL)


y Comunicaciones



Canales lógicos

- Canales de TRÁFICO (Traffic CHannels: TCH)Se utilizan para transmitir información de usuario entre la red y el móvil:

• Canales Dedicados

Se utilizan para transmitir información de usuario entre la red y el móvil:

- TCH/F (Traffic CHannel Full Rate) (DL y UL)-- TCH/H (Traffic CHannel Half Rate) (DL y UL)/ ( ) ( y )

- Canales de CONTROL DEDICADOS (Dedicated Control CHannels: DCCH)Se utilizan para transmitir información de control entre la red y el móvil:

- SACCH/TF (Slow Associated Control CHannel/Full Rate) (DL y UL)-- SACCH/HF (Slow Associated Control CHannel/Half Rate) (DL y UL)- FACCH/F (Fast Associated Control CHannel Full Rate) (DL y UL)/ ( ) ( y )-- FACCH/H (Slow Associated Control CHannel Half Rate) (DL y UL)-- SDCCHSDCCH (Stand alone Dedicated Control CHannel) (DL y UL)


y Comunicaciones



MULTIPLEXACIÓN DE CANALES LÓGICOS EN FÍSICOS

T T T T T T TTT T T T S25

I

- Multitrama para un TCH/F

T T T T T T TTT T T T

T = TCH/F o FACCH

24222018 232119171615141311109876543210

26 TRAMAS = 120 msg.

12 25

T = TCH/F o FACCH

S = SACCH

I = Vacío (trama libre)

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 ...

1 TRAMA = 8 Time slots = 4,615 msg.

TN


y Comunicaciones


GSM: Seguridad Autentificación

CCGenerador AleatorioGenerador Aleatorio

SIMRAND (128 bits)RAND (128 bits)

GSM: Seguridad. Autentificación

AuCAuCGenerador AleatorioGenerador Aleatorio

RAND (128 bits)RAND (128 bits)128 bits128 bits

KKii

128 bits128 bits

RANDRANDRANDRAND

KKii

RANDSRES Kc

32 bits32 bits 64 bits64 bits

SRES K32 bits32 bits 64 bits64 bits

AlgoritmoA3A3

AlgoritmoA8A8

Algoritmo A3A3 Algoritmo A8A8

TRIPLETATRIPLETA

HLRHLRVLRVLRMSCMSC

SRES Kc

HLRHLRVLRVLRMSCMSC

BSCBSC

RANDSRESBSCBSC

BTSBTSMS SRES (3)


y Comunicaciones

¿ = ?¿ = ?


GSM: Seguridad CifradoGSM: Seguridad. Cifrado

Generador AleatorioGenerador Aleatorio

SIMRAND (128 bits)RAND (128 bits)

AuCAuCGenerador AleatorioGenerador Aleatorio

RAND (128 bits)RAND (128 bits)128 bits128 bits

KKii

128 bits128 bits

RANDRANDRANDRAND

KKii

RANDSRES Kc

32 bits32 bits 64 bits64 bits

SRES K32 bits32 bits 64 bits64 bits

AlgoritmoA3A3

AlgoritmoA8A8

Algoritmo A3A3 Algoritmo A8A8

RANDTRIPLETATRIPLETA

HLRHLRVLRVLRMSCMSC

SRES Kc

K HLRHLRVLRVLRMSCMSC

BSCBSCKc

KcAlgoritmo

A5A5

DatosDatosKc

KcDatos

Datoscifrados

BSCBSCMS

AlgoritmoA5A5

Datoscifrados


y Comunicaciones

BTS


GSM: Procedimientos

Procedimiento de Handover

GSM: Procedimientos

- Puede ser:•Intra BSC

SWITCHING POINT

•Inter BSC •Inter MSC•Subsequente

- Motivos:•Rescate

BSC nueva

BSCvieja

•Rescate•Confinamiento•Tráfico

MS

- La decisión de handover la toma la BSC en a medidas realizadas por la

propia BSC y la BTS sobre la carga de la celda y la calidad de la transmisión

MS


y Comunicaciones

propia BSC y la BTS sobre la carga de la celda y la calidad de la transmisión.


GSM: ProcedimientosProcedimientos:

- Actualización de localización.

GSM: ProcedimientosGestión de movilidad

- Localización periódica.- Autentifización.- IMSI Attach (Registro del móvil).

IMSI Detach- IMSI Detach.- Reasignación de TMSI.

Procedimiento de Localización

HLR

MSC/VLR MSC/VLR vieja nuevavieja


y Comunicaciones

MS


GSM: ProcedimientosGestión de conexión.

Procedimientos:

GSM: Procedimientos

Procedimientos:

- Establecimiento de llamadas originadas en el móvil (MOC).- Establecimiento de llamadas terminadas en el móvil (MTC).

Restablecimiento de llamadas- Restablecimiento de llamadas.

Procedimiento de MTC(2)ProcedimientoMSISDN MSISDN MSISDN

Terminal Fijo

GMSCHLR

RTC RDSI

(2)Procedimiento de interrogación

MSISDN MSISDN MSISDN

IMSIMSRN

PagingMSC/VLR

BTSPaging

(3) Routing number

(1) MS ISDN

MSRN

MSRN

BSC

BTS Paging

TMSI


y Comunicaciones


GSM: Mejoras de la calidadGSM: Mejoras de la calidad

Transmisión discontinua

-En una conversación normal, cada uno de los interlocutores estáen silencio durante aproximadamente el 50% del tiempo. Esto hapermitido desarrollar en GSM una funcionalidad denominadat i ió di ti (DTX)transmisión discontinua (DTX).

-Cuando se activa la DTX, sólo se transmite señal cuando existeconversación. De este modo, al reducir la energía transmitida, se

d l i l d i f i l d l MSreducen los niveles de interferencia y, en el caso de las MS,además se prolonga la duración de la batería y se disminuye laradiación sobre la cabeza.

ó é-La aplicación de la DTX se realiza a nivel de celda, pudiéndoseactivar por separado en el UL y en DL, lo cual es decisión deloperador de la red.

- Cuando se aplica la DTX, la voz se codifica a su velocidad normalde 13 kbps. Cuando existe conversación. Cuando hay silencio, setransmite una señal a una velocidad mucho menor (500 bps) quesimula el ruido de fondo. Este ruido de fondo mejora la sensación


y Comunicaciones

simula el ruido de fondo. Este ruido de fondo mejora la sensaciónsubjetiva del oyente al evitar períodos de silencio absoluto y evitaque éste piense que la llamada se ha cortado.


GSM: Mejoras de la calidadGSM: Mejoras de la calidad

- Uno de los factores más perniciosos sobre la calidad de las

Frequency Hopping (salto de frecuencias), FH.Uno de los factores más perniciosos sobre la calidad de las

transmisiones en entornos móviles son los desvanecimientos rápidosocasionados por la propagación multicamino.Estos desvanecimientosson selectivos en frecuencia, lo que significa que afectan de distintamanera a señales de frecuencias diferentes. Por ello, cuando unaáf i id f d d i i l

,ráfaga transmitida se ve afectada por un desvanecimiento, lasráfagas sucesivas tienen una elevada probabilidad de verseafectadas por el mismo fenómeno, sobre todo en el caso de móvilesestacionarios o con movimiento lento (peatones). Esto originará unaelevada tasa de tramas erróneas con el consiguiente perjuicio en laelevada tasa de tramas erróneas, con el consiguiente perjuicio en lacalidad del sistema.

- Por otra parte, GSM, como todos los sistemas celulares, es unsistema limitado por interferencia como consecuencia de la

ó áp

reutilización frecuencial. En escenarios de elevada carga de tráfico,la interferencia cocanal es quizá la más importante, pero hay otrascomo las interferencias de canales adyacentes, las externas y lasdebidas a productos de intermodulación.

- Estas dos perturbaciones actúan de forma permanente cuando lafrecuencia de operación de un canal se mantiene constante durantetoda la comunicación. Para contrarrestarlas, puede pensarse enaprovechar la estructura TDMA para cambiar de frecuencia en la


y Comunicaciones

ap o ec a a est uctu a pa a ca b a de ecue c a e atransmisión en cada trama. Esta es la técnica denominada FrequencyHopping, FH.


GSM: Mejoras de la calidad

Cambio de frecuencia en la transmisión en cada trama para evitar

GSM: Mejoras de la calidadFrequency Hopping (cont)

BS t it (d li k)

Cambio de frecuencia en la transmisión en cada trama para evitarque los desvanecimientos e interferencias de canal adyacente actúende forma permanente a un determinado canal.

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 0 1

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 0 1

fd1

fd2

BS transmite (downlink)

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 0 1

d2

fd3

5 6 7 0 1 2 3 4 5 65 6 7 0 1 2 3 45 6 7 0 1 2 3 4fMS transmite (uplink)

5 6 7 0 1 2 3 4 5 65 6 7 0 1 2 3 45 6 7 0 1 2 3 4

5 6 7 0 1 2 3 4 5 65 6 7 0 1 2 3 45 6 7 0 1 2 3 4

fu1

fu2


y Comunicaciones

5 6 7 0 1 2 3 4 5 65 6 7 0 1 2 3 45 6 7 0 1 2 3 4fu3


GSM: Mejoras de la calidadMejoras de Calidad: Control de Potencia

- Mediante el control de potencia se realiza la adaptación de la potencia


Mediante el control de potencia, se realiza la adaptación de la potencia transmitida tanto por el móvil como por la BTS a las condiciones de propagación. El objetivo es minimizar la potencia transmitida por la BTS y la MS manteniendo la calidad en la comunicación.

L i i l bj i id f ió - Los principales objetivos perseguidos con esta función son:- Reducción de la interferencia cocanal.- Aumento de la duración de la batería de los móviles.

L l ió d i ól f i d l MS - La regulación de potencia sólo es efectiva cuando el MS se encuentra en una determinada zona de la celda, denominada área de regulación. En zonas próximas y lejanas a la BS, se transmite al mínimo y al máximo, respectivamente.respectivamente.- Los saltos de potencia los fija el operador (un valor típico es 2 dB).

Área de regulaciónPotencia de salida de la BTSMáxima potencia

...

Máxima potencia permitida

Mínima potencia


y Comunicaciones

BTSPérdidas de propagación

Mínima potencia permitida

Área de regulación


GSM: Mejoras de la calidadGSM: Mejoras de la calidadControl de Potencia (cont)

BTS transmite el mínimo

Potencia de salida si el control

Señal recibidaen MS

Potencia de salida si el controlde potencia estuviese activo

BTS transmite el máximo

BTS regula la potencia

l l d l d l S l

Área de regulaciónPérdidas de propagación

-El algoritmo de control de potencia, tanto para la MS como para la BTS se divide en tres etapas:

P ió d l did


y Comunicaciones

- Preparación de las medidas.- Filtrado de medidas.- Cálculo de la orden de reducción.



Mejora cualitativa de la calidad combinando las técnicas anteriores



y Comunicaciones


GPRS (General Packet Radio Service)GPRS (General Packet Radio Service)

GPRS(General Packet Radio Service)


y Comunicaciones


GPRS: Principios generalesGPRS: Principios generales- GPRS es una extensión de la tecnología GSM, diseñada con el objetivo de desarrollar las capacidades de transmisión de datos objetivo de desarrollar las capacidades de transmisión de datos sobre la red actualmente utilizada para la transmisión de voz.

- Utiliza la misma infraestructura radio. Utiliza la misma infraestructura radio.

Ventajas: * experiencia adquirida* rápido desplieguep p g* cobertura similar

- Total compatibilidad con el sistema GSM.

- Supone una nueva red de conmutación superpuesta a la red convencional GSM.

- Uso de paquetes, no orientado a conexión --> uso más eficiente del espectro.


y Comunicaciones

- Los usuarios están “permanentemente conectados”.


GPRS: Principios generales

GPRSGPRS Resultado de la evolución de GSM


•• Permite a usuarios móviles enviar y recibir datos en modopaquete.

Los recursos de transmisión se utilizan cuando se necesitan.

•• Permite asignar Calidades de Servicio (QoS) diferenciadas a los•• Permite asignar Calidades de Servicio (QoS) diferenciadas a losdistintos usuarios móviles.

Prioridades en función del caudal (throughput) medio/pico

Idóneo para aplicaciones de datos:

Prioridades en función del caudal (throughput) medio/picodel enlace, de los retardos o de la fiabilidad del enlace.

Idóneo para aplicaciones de datos: Transmisiones intermitentes, en forma de ráfaga. Transmisiones frecuentes de pequeño volumen. Transmisiones infrecuentes de volumen elevado


y Comunicaciones

Transmisiones infrecuentes de volumen elevado.


GPRS: Principios generales• La conmutación de paquetes y el uso de multislot con nuevas

codificaciones de canal que permiten una mayor caudal .


q p y

• Es posible la mezcla de canales GPRS y GSM en una misma célulae incluso en una misma portadora.

• Tecnología de paquetes permite:

Varios usuarios pueden compartir un mismo canal de GPRS. Separar las asignaciones de recursos entre enlace ascendente Separar las asignaciones de recursos entre enlace ascendente

y descendente.

• GPRS utiliza las mismas ranuras TDM que GSM, con cuatroposibles esquemas de codificaciónposibles esquemas de codificación

CS-1: 9,05 kbps. CS-2: 13,4 kbps.CS-3: 15,6 kbps. CS-4: 21,4 kbps.

• Tasas de transmisión de datos variables por multislot. Se puedenusar varias ranuras de un mismo canal en una mismacomunicación. La velocidad máxima teórica es de 21,4 * 8 = 171,2Kb/


y Comunicaciones

Kb/s

• Red troncal (backbone) basada en TCP/IP.


Arquitectura de la red GPRS• GPRS es una red superpuesta a GSM, que comparte con ella la

red de acceso MT y BSS

Arquitectura de la red GPRS

red de acceso MT y BSS

• GPRSGPRS introduce dos nuevos nodos:

Gateway GPRS Support Node (SGSN)

S i GPRS S t N d (GGSN)Serving GPRS Support Node (GGSN)

• GGSN actúa como una • SGSN es responsable de lainterfaz lógica hacia lasredes de paquetes de datosexternas

SGSN es responsable de laentrega de paquetes alterminal móvil en su área deservicio

• GPRS también introduce a nivel de BSC el denominado PacketControl Unit (PCU).Nodos adicionales Cha ging Gate a (CG) Bo de Gate a (BG)


y Comunicaciones

• Nodos adicionales: Charging Gateway (CG), Border Gateway (BG) y Domain Name System).



PSTN/RDSI InternetVoz


IWF

modocircuito

GGSN

Datosmodo

paquete

MSCHLR

Datosmodoi i SGSN

GGSN paquete

MSCVLR Red Red

troncaltroncalcircuito SGSN

BSCRed Red

PCU

VOZ

BTS

BTSde de

accesoacceso GPRSDATOS

VOZ


y Comunicaciones

DATOS


Arquitectura de la red GPRSSGSN: Serving GPRS Support Node


• Es junto con el GGSN el elemento encargado de llevar a cabo la• Es, junto con el GGSN, el elemento encargado de llevar a cabo laconmutación de paquetes en la red GPRS. Proporcionafuncionalidades similares a las realizadas por el nodo MSC/VLR enel sistema GSM.

Red de Acceso.- Efectúa los procesos de Aviso (Paging) y Controlde Acceso antes de permitir alguna transmisión de paquetes entre

• Las principales funciones del nodo SGSN están relacionadas con:

de Acceso antes de permitir alguna transmisión de paquetes entreel móvil y la red de acceso. También está encargado de encaminar(mediante tunneling) los paquetes de datos de usuario recibidos.

Gestión de Movilidad - Mantener actualizada la información de Gestión de Movilidad.- Mantener actualizada la información delocalización de los usuarios.

Autentificación y registro de los móviles.

Control Enlace Lógico (LLC).- En el enlace descendente, realiza elproceso de segmentación de los paquetes de usuariotransformándolos en tramas LLC que entrega al PCU (PacketControl Unit) del nodo BSC En el enlace ascendente realiza


y Comunicaciones

Control Unit) del nodo BSC. En el enlace ascendente realizafunciones de ensamblado.

Gestión de facturación.


Arquitectura de la red GPRSGGSN: Gateway GPRS Support Node


• El GGSN constituye la interfaz entre la red GPRS y las redes depaquetes de datos externas para el acceso a sus servicios yaplicaciones basadas en IP.

• Desde el punto de vista de la red externa, el GGSN es un routerconectado a una subred, ya que oculta la infraestructura de la redGPRS al resto de redes.

• Cuando recibe datos dirigidos hacia un usuario específico,comprueba si la dirección está activa, y en caso afirmativo, envíalos datos al SGSN.

• Las principales funciones del nodo GGSN están relacionadas con:

Mantenimiento de los datos de usuarios.- El nodo GGSN contieneinformación sobre cuál es el nodo SGSN al que está conectado elinformación sobre cuál es el nodo SGSN al que está conectado elusuario.

Recepción de los datos de usuario desde una intranet o desdeInternet y envío de los mismos al SGSN que gestiona el terminal a


y Comunicaciones

Internet y envío de los mismos al SGSN que gestiona el terminal através de la red de transporte, mediante el protocolo de tunel GTP(GPRS Tunneling Protocol).



R ió d d t d ñ li ió d d l d d t t

GGSN: Gateway GPRS Support Node (cont)


Recepción de datos de señalización desde la red de transporte yconfiguración de la operación correspondiente.

Recogida de información sobre la sesión: Access Point Name (APN),volumen de datos en sentido ascendente/descendente, tiempo devida del contexto, uso de direcciones IP estáticas/dinámicas, etc.para generación de CDR y su envío al CG en tiempo real.

Asignación de direcciones IP a los terminales GPRS de formaestática o dinámica.

Proporcionar los servicios básicos para el acceso a ISP (Internet Proporcionar los servicios básicos para el acceso a ISP (InternetService Provider) y, en caso de que exista, al plano de servicios.

Garantizar la privacidad y seguridad para la red de transporte y elt i l GPRS P ll l GGSN tú tterminal GPRS. Para ello, el GGSN actúa como un gateway(pasarela) entre las redes externas y la red de transporte GPRS.

En el traspaso inter-SGSN, dialoga con los SGSN implicados con el


y Comunicaciones

fin de mantener actualizada la información concerniente al contextoactivo.



El GGSN se comporta como un router, de forma que “camufla” lasí l d l d d d l d


características especiales de la red GPRS desde el punto de vistade la red externa.

Red IP 155.222.31.0/24

Red IP 131.44.15.0/24Host móvil 155 222 31 55

RedGS /G S

GGSN

RedCorporación 2

Host móvil 155.222.31.55

Host 191.200.44.21

GSM/GPRS

Internet

Red Host 131.44.15.69Corporación 1

Red IP 191.200.44.0/24Routers


y Comunicaciones



El direccionamiento se realiza por medio de direcciones IP


Según la naturaleza de estas direcciones tendremos:

• Direcciones IP Privadas: accesibles sólo dentro de un • Direcciones IP Privadas: accesibles sólo dentro de un entorno determinado dentro de la red.

• Direcciones IP Públicas: accesibles desde cualquier punto de Internetpunto de Internet.

Según la asignación de estas direcciones tendremos:

á á• Direcciones IP Estáticas: estas direcciones irán asociadas de forma estática vía el HLR .

• Direcciones IP Dinámicas: estas direcciones se obtienen de unos pools de direcciones gestionados bien obtienen de unos pools de direcciones gestionados bien por el Operador de la red bien por una Entidad Externa.


y Comunicaciones


Interfaz radio GPRS• En GPRS, cada sesión de transferencia de datos se denomina TBF

(Temporary Block Flow). Los paquetes de un TBF se segmentan, se

Interfaz radio GPRS

(Temporary Block Flow). Los paquetes de un TBF se segmentan, secodifican y se transforman en bloques, denominados bloques radio,para su transmisión por la interfaz aire.

• Cada bloque radio está formado por 4 ráfagas transmitidas en el slot• Cada bloque radio está formado por 4 ráfagas transmitidas en el slotasignado en cuatro trama sucesivas.

• Los slots se asignan dinámicamente según necesidades. Se asignand d tid di d t bl ipor separado para cada sentido, pudiendo establecer conexiones

asimétricas.432107 76543210Enlace Ascendente

E l D d t1:1 { Enlace Descendente

Enlace Ascendente2:2

{

{

107654 43210765

432107 76543210

Enlace Descendente

Enlace Ascendente

2:2

1 4

{

{ 432107 76543210

107654 43210765


y Comunicaciones

Enlace Descendente1:4 {107654 43210765


Interfaz radio GPRS

Bloque radio

Interfaz radio GPRS

Bloque radio

DatosUSF Bits ColaDatos BCS

Código Convolucional de tasa 1/2Precodificación

Purgado del código (puncturing)

USFp

Código Convolucional de tasa 1/2Precodificación

g g (p g)

456 bits

Segmentación y entrelazado

Ráfaga normal Ráfaga normal Ráfaga normal114 bits 114 bits 114 bits 114 bits

Ráfaga normal114 bits 114 bits 114 bits 114 bits


y Comunicaciones


Terminales GPRS

Clase Al á d

Terminales GPRS

• Uso simultáneo de GSM y GPRS.• 1 Time-Slot para GSM y 1 o más Time-Slots para GPRS• No hay degradación de ninguno de los dos servicios.y g g

Clase B• Registro GPRS y GSM.• Uno de los dos está en suspenso mientras el otro está activo • Uno de los dos está en suspenso mientras el otro está activo.

Prioridad para GSM.• Si el móvil recibe un aviso de solicitud de conexión en modo

circuito cuando está en curso otra conexión en modo paquete circuito cuando está en curso otra conexión en modo paquete, el terminal móvil debe avisar al usuario para que éste pueda, si lo desea, dar curso a la llamada en modo circuito.Sól GPRS d b f i d d ió d Q S• Sólo GPRS debe sufrir degradación de QoS.

Clase C• Elección manual de GPRS o GSM.


y Comunicaciones

• Ningún uso simultáneo.


Calidad de ServicioProcedimiento

Calidad de Servicio

El usuario demanda un cierto perfil QoS al activar su dirección IP. La red (SGSN) negocia el perfil demandado y responde al móvil.

Prioridad 3 clasesPrioridad 3 clasesRetardo 4 clasesFiabilidad 3 clasesCaudal máx. 9 clasesCaudal medio 19 clases

Los parámetros del perfil QoS son asociados a parámetros denivel inferior.

La transmisión de paquetes entre la red (SGSN) y BSS se hace ap q ( ) ytravés de colas. Existen cuatro clases diferentes de cola (retardo)para datos más una cola para señalización.

La red puede decidir la modificación de los parámetros


y Comunicaciones

La red puede decidir la modificación de los parámetrosnegociados al activar la dirección IP.


Calidad de ServicioCalidad de ServicioPrioridad: ALTA, NORMAL y BAJA

Fiabilidad

ClaseProbabilidadde Perdida de

Paquetes

Probabilidadde PaquetesDuplicados

Probabilidadde Paquetes

fuera de orden

Probabilidadde PaquetesCorruptos

ClaseProbabilidadde Perdida de

Paquetes

Probabilidadde PaquetesDuplicados

Probabilidadde Paquetes

fuera de orden

Probabilidadde PaquetesCorruptos

Fiabilidad

Paquetes Duplicados fuera de orden Corruptos1 10-9 10-9 10-9 10-9

2 10-4 10-5 10-5 10-6

3 10-2 10-5 10-5 10-2

Paquetes Duplicados fuera de orden Corruptos1 10-9 10-9 10-9 10-9

2 10-4 10-5 10-5 10-6

3 10-2 10-5 10-5 10-23 10 10 10 103 10 10 10 10

Tamaño 128 t t 1024 t t

Retardo

1 (predictivo)

95%Retardo medioClase

0.5 s 1.5 s 2 s 7 s

Tamaño

Retardo medio 95%

128 octetos 1024 octetos

(p )

2 (predictivo)

3 (predictivo)

5 s

50 s

25 s

250 s

15 s

75 s

75 s

375 s


y Comunicaciones

4 (best effort) No especificado


Calidad de Servicio

Caudal medioCaudal máximo:

Calidad de Servicio

Clases Flujo Datos (octetos/segundo)1 1000 octetos (8 Kbits)2 2000 octetos (16 Kbits)

Clase Tráfico1 Best Effort2 100 ( 0.22 bit/s)3 200 ( 0.44 bit/s)

3 4000 octetos (32 Kbits)4 8000 octetos (64 Kbits)5 16000 octetos (128 Kbits)

( )4 500 (1,11 bit/s)5 1.000 (2,2 bit/s)6 2.000 ( 4.4 bit/s)7 5 000 ( 11 1 bit/s)6 32000 octetos (256 Kbits)

7 64000 octetos (512 Kbits)8 128000 octetos (1024 Kbits)9 256000 (2048 Kbi )

7 5.000 ( 11.1 bit/s)8 10.000 ( 22 bit/s)9 20.000 ( 44 bit/s)

10 50.000 ( 111 bit/s)11 100 000 ( 0 22 kbit/s)9 256000 octetos (2048 Kbits) 11 100.000 ( 0.22 kbit/s)12 200.000 ( 0.44 kbit/s)13 500.000 ( 1.11 kbit/s)14 1.000.000 ( 2.2 Kbit/s)1515 2.000.000 ( 4.4 Kbit/s)16 5.000.000 ( 11.1 Kbit/s)17 10.000.000 ( 22K bit/s)18 20.000.000 ( 44 Kbit/s)


y Comunicaciones

19 50.000.000 ( 111 Kbits)


Comparación de servicios GSM GPRS

Servicios GPRS Servicios GSM

Comparación de servicios GSM-GPRS

Conexión típica puede durar horas Duración media de la llamada 2 minutos.En promedio una llamada por hora.

Transmisión de datos a ráfagas Enlaces ascendente y descendente

Flujo continuo de datos en ambasdirecciones Enlaces ascendente y descendente

independientesdirecciones

El usuario puede activar servicios de formaindependiente

Todos los servicios son activados alacceder a la red

El sistema GPRS soporta el principio de“conectividad específica por servicio”

Tarificación basada en la cantidad de datostransmitidos y/o recibidos

Tarificación basada en el tiempo deocupación del recursotransmitidos y/o recibidos ocupación del recurso

Cada paquete es tratado como una entidadindependiente

No se necesita acceder a las bases de

Cada vez que se activa una llamada serequiere el acceso a la base de datos HLR

datos (HLR) cada vez que se transmite unpaquete

Los paquetes transmitidos son cortos(típicamente entre 500-1500 octetos)


y Comunicaciones

(típicamente entre 500 1500 octetos)


Muchas gracias por su tiempo


y Comunicaciones

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