comunicaciones moviles - de Jhon Jairo Padilla Aguilar

COMUNICACIONES
MOVILES
Jhon Jairo Padilla Aguilar
PhD. Ingeniería Telemática
Comunicaciones Móviles
Jhon Jairo Padilla Aguilar
Composición de un sistema de
comunicaciones móviles
Estaciones Fijas (FS)
Estaciones móviles
(MS)
Equipos de Control
Comunicaciones Móviles
Jhon Jairo Padilla Aguilar
Estaciones fijas
HLR,VLR,MSC,RPC,
Interface A
BSC
Interface Abis
Air
Interface
MS
Se clasifican en:
-Estación base
-Estación de control
Red de acceso
BTS
Red de tránsito
MSC
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-Estación repetidora
Ejemplo: Estructura de la red
GSM
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
HLR
MSC
BTS
BSC
BTS
EIR
NSS(Network Switching Subsystem
BSS(Base Station Subsystem)
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TRANSCEPTOR ESTACIÓN DE BASE: BTS
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
HLR
G/MSC
BTS
BSC
EIR
BTS
Realiza los procesos de transmisión-recepción y procesado de la señal recibida.
Cada BTS puede tener asignados entre 1 y 16 radio-canales (transceptores).
Funciones:
Formación del multiplex 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)
Control de potencia
Operación y mantenimiento
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CONTROLADOR ESTACIONES BASE: BSC
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
G/MSC
HLR
BTS
BSC
EIR
BTS
La BSC constituye un primer nivel de concentración de tráfico hacia la red con objeto de
minimizar costes de transmisión.
Funciones:
Gestiona y controla las BTS
Responsabilidad en la asignación y liberación de los radiocanales (recursos radio)
con el móvil y de canales terrestres con la red
Fija el contenido de los canales de Radiodifusión y asigna los mensajes de paging
a los subcanales físicos o “paging group”
Gestión de los procesos de transferencia (Handover) entre BTS´s bajo su control
Ejecuta los algoritmos del control de potencia y cifrado
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CENTRO CONMUTACIÓN MÓVILES: MSC
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
G/MSC
G/MSC
HLR
BTS
BSC
EIR
BTS
El MSC es una central de conmutación ISDN responsable del control de llamada:
establecimiento, mantenimiento y liberación de una comunicación. El GMSC es un tipo
especial de MSC que es la interfaz de la red fija con la móvil. Puede haber varias GMSC
Funciones:
♦Enrutado de las llamadas hacia/desde el exterior (red PSTN, ISDN..) desde/hacia
un móvil y Facturación (para el caso de la GMSC)
♦Controla varias BSC y puede conectarse con diversas redes de telecomunicación
♦Responsable de la gestión de movilidad:(localización y autentificación)
en conjunción con HLR y VLR
♦Handover entre distintas BSC
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REGISTRO LOCALIZACIÓN ABONADO: HLR
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
G/MSC
EIR
HLR
BTS
BSC
BTS
Es una base de datos que almacena la identidad y los datos de los
abonados usuario, independientemente de la localización real de los
mismos en un determinado momento. Toda red GSM al menos tiene
un HLR
Proporciona los datos necesarios al GMSC para localizar al móvil
cuando se desea establecer una llamada dirigida hacia éste.
Cada usuario está registrado en un único HLR
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REGISTRO LOCALIZACIÓN ABONADO: HLR (2)
IMSI
HLR
Datos de
Localización
MSISDN
LMSI
Datos de
usuario
VLRID
Tripletas de
Autentificación
MSISDN Número teléfono del usuario para llamarle desde la red
pública
IMSI (International Mobile Subscriber Identity): Formado por
MCC:Mobile Country Code MNC:Mobile Network Code MSIN:Mobile Suscriber Ident. Number
3 digitos
2 dígitos
10 dígitos (máx). Los dos primeros para HLR
Información sobre el tipo de Servicios contratados
Datos de localización de la VLR: LMSI (Puntero , No. regirtro o expediente
a un abomado)
VLRID: Identificador
de las distintas VLR
.
Tripletas de Autentificación: SRES, Kc y RAND
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asociado
REGISTRO LOCALIZACIÓN VISITANTES: VLR
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
G/MSC
HLR
BTS
BSC
EIR
BTS
-Base de datos local controlada por el MSC que contiene toda la información
relevante de los terminales móviles que en un momento determinado están
en el área de localización controlada por dicho VLR. En general MSC/VLR
están físicamente juntas.
-Realiza la autentificación del móvil en el MSC asociado. Memoriza
los mismos datos que el HLR y así evita señalizaciones entre ambos.
-Usualmente está incorporado al MSC o GMSC del que forma parte y se
conecta con otros VLR y HLR a través del sistema de señalización de
red.(SS7).
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CENTRO DE AUTENTIFICACIÓN: AUC
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
G/MSC
HLR
BTS
BSC
EIR
BTS
Gestiona los datos de seguridad y autentificación de los abonados
Proporciona al HLR los valores (RAND,SRES y Kc) que permiten
la autentificación del móvil en cada MSC/VLR.
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REGISTRO IDENTIFICACIÓN EQUIPOS: EIR
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
G/MSC
HLR
BTS
BSC
EIR
BTS
Es una base de datos mundial.
Contiene dos tipos de listas:
Una con los números de serie de equipos móviles que debido a
algún defecto ó por que han sido robados no deben acceder a la red.
Otra con los valores del IMEI (International Mobile Equipment
Identity) permitidos.
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CENTRO SERVICIO MENSAJERÍA: SMSC
AUC
SMSC
RED
FIJA
VLR
G/MSC
HLR
BTS
BSC
BTS
EIR
El SMSC es independiente de la red GSM. Puede estar conectado a
varias redes GSM simultáneamente.
Permite enviar y recibir mensajes cortos desde o hacia otros móviles, y
puede establecer interconexión con otros sistemas de correo electrónico.
La transmisión de un mensaje corto se puede producir incluso simultaneamente con una transmisión de voz. Es una comunicación en una
sola dirección
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La interfaz Radio
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Enlaces
-Enlace Descendente
(Down Link)
-Enlace Ascendente(Up
Link) (Requiere Técnicas
de multiacceso)
-Alcance de la estación
Base (Talk Out)
-RetroAlcance (Talk back,
de la estación móvil)
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Técnicas de duplexado
• Permiten la comunicación full-duplex entre móvil y BS
• Hay dos técnicas:
1.
FDD (Duplexado por división de frecuencia)
2.
TDD (Duplexado por división de tiempo)
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FDD: Distribución de
frecuencias en la interfaz radio
-Cada móvil se
comunica a través de un
radiocanal
UL
f1 f2
DL
f1’ f2’
-Un radiocanal se
compone de dos
frecuencias (fi, fi’)
f
-UL: menor potencia de
transmisión en el móvil
(menor atenuación a
menor frecuencia)
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TDD
El enlace ascendente y descendente operan en la
Misma banda de frecuencias, utilizando diferentes
slots
Down-link
up-link
Permite asimetría
Lo que se presta
Para comunicación
De datos
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Dimensiones de un proceso de
radiocomunicación
Tiempo (t)
Frecuencia (f)
Espacio(s)
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Distribución de frecuencias en
el canal móvil
B
∆f
fI
∆f
fi
fi+1
fs
fI’
BW
SubBanda Inferior
∆f = fi+1 – fi
fi’
fi+1
BW
SubBanda Superior
N=BW/∆f
fn=fI + n∆f
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fn’= fn+B
fs’
Entidades y parámetros de la
interfaz radio
C/N
C/I
PRAD
ED
Pnext
EI
Tx
Deseado
Tx
Interfer.
Pst
PSD
Rx
deseado
SINAD
BER
Pnint
PRAD: Potencia radiada aparente del Tx deseado; PSD: Pot. Señal deseada; ED: Campo
eléctrico del Tx deseado en la ant. Rx; EI:Campo eléctrico interferente total
Perturbaciones: Pnext: Pot. Ruido externo; Pnint: Pot. Ruido Interno; Pst: Pot. Total Señales
interferentes en el receptor
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ZONA DE COBERTURA
Es la superficie
geográfica dentro de la
cual los terminales
pueden establecer
comunicación con la
estación fija o entre sí.
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COBERTURA
RADIOELÉCTRICA (I)
Zona de Cobertura de la
estación Base:
Superficie en torno a dicha
estación en la que la señal
disponible para los móviles
tiene un valor superior a cierto
umbral de funcionamiento.
Teóricamente debería
proporcionarse servicio a los
móviles en cualquier punto de
la zona de cobertura.
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COBERTURA
RADIOELÉCTRICA (II)
Importancia de la Predicción de
la zona de cobertura:
Existe multiplicidad de
trayectos, cada uno con variadas
situaciones de propagación.
Las pérdidas de propagación
tienen carácter aleatorio debido
a la variabilidad del terreno y la
movilidad del Terminal.
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COBERTURA
RADIOELÉCTRICA (III)
Estudios de Cobertura:
Se usan modelos teóricos y
empíricos de propagación que
pueden ser automatizados por
computador.
Se habla de cobertura en
sentido estadístico.
Parámetros: Porcentaje de
emplazamientos, Porcentaje de
tiempo.
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