Capítulo 1 GSM

8/18/2019 Capítulo 1 GSM

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Contenidos

• Capítulo 1 Las redes celulares – Conceptos generales de las redes de telefonía móvil.

– Organismos estandarizadores para redes celulares.

– Formas de acceso al medio fundamentalesempleadas en redes celulares.

– Redes celulares de primera generación. AMP! "M#! #AC.

– Redes celulares de segunda generación. $M. – Redes %$. &M#'(C)MA e *M#+,---.

– Ms all de %$. %!/$! *M! L#0 "$M".


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Conceptos $enerales

• Las redes inalm2ricas de telefonía celularpersiguen el o23etivos de lograr comunicaciones encual4uier lugar! en cual4uier momento! concual4uiera.

• 05isten diversas tecnologías celulares! siendo $Mla ms difundida glo2almente.

• 0l principio fundamental! 4ue identi6ca a este tipode redes! es la división del terreno a cu2rir en

7celdas8! o reas cada una de las cuales posee suspropios recursos físicos! medios para acceder alresto de la red.


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Organismos estandarizadores

• Algunos organismos estandarizadores pararedes celulares son9 – %$PP! el principal :o día. 0ncargado de los

estndares de redes servicios $M (C)MA. – %$PP,! encargado de los estndares paraC)MA,---.

– 0#*! institución europea de estndares detelecomunicaciones.

– *#&! estndares de radio! redes se;alizaciónempleados por las redes celulares.


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eries de estndares %$PP

3G/GSM GSMR4 ypost.

GSManteriora R4

*nf $eneral +++ +++ --

Re4uerimientos ,1


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eries de estndares %$PP

3G/GSM GSMR4 ypost.

GSManteriora R4

e;alización red 63a , +++ +++


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?

$eneración -

DFueron los primeros sistemas móviles!eran tel=fono móviles conectados a

redes 63as.Du uso era 2astante limitado aentornos empresariales! comoconstrucción! radio ta5is! etc.

Durgen en 1 EM# como unservicio de Motorola Gell.


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@

Acceso al medio

D0l medio a=reo en redes celulares puede sercompartido por ms de una comunicación enun momento determinado.

D05isten varios mecanismos para compartirel medio entre varias comunicaciones. 0nestos! los terminales comparten el mediodivididos segHn9

ILa frecuencia.

I0l tiempo.

ICódigos.


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1$

Durgen en los @-! principalmente en lospaíses nórdicos.

D0ran tecnologías analógicas.

DAlgunos e3emplos de móviles 1$ son"M#! #AC! Radiocom ,--- AMP.


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1-

"M#

Durgida en los países nórdicos.

DFue la primera tecnología celular

completamente automtica.D05isten dos variantes9 "M#+


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"M#


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1,

DAHn empleado en países o regiones con 2a3adensidad po2lacional por su gran alcance.

D0speci6ca2a la posi2ilidad de roaming

:andover desde sus inicios.Du principal desventa3a desde sus inicios fue4ue la se;al de audio analógica no esta2acodi6cada! por lo 4ue cual4uiera podía

escuc:ar las conversaciones.DPermitía servicio de mensa3es transmisiónde datos a trav=s del canal de se;alización!servicio conocido como )M E)ata and

Messaging ervice. La velocidad de los datos

"M#


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1%

#AC! Radiocom ,---! C+

"etzD0stndares de telefonía celular de6nidosinicialmente en el Reino &nido! Francia Alemania.

D0mplea2an las 2andas de frecuencia de


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1<

AMP

D0mpleado en 00&& Australia desdemediados de los @-.

DFue el primer sistema en emplear F)MA para

los canales de doBnlinK uplinK.DOpera en la 2anda de @-- MJz.

D #uvo grandes pro2lemas con la clonación detel=fonos! o suplantación de identidades.

D*ntrodu3o el concepto de 7celular8.

D0st siendo sustituido por el estndar digital)+AMP.


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1/

AMP


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1?

$M

D0stndar europeo de la 0#* de 1-. La primerared fue implementada en Finlandia en 11.

De considera 4ue englo2a al @, de los usuarios

actuales de celulares en el mundo! unos % milmillones de usuarios.

Du co2ertura alcanza prcticamente toda lasuper6cie :a2itada terrestre! por lo 4ue el

roaming internacional es mu facti2le comHn.


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1@

Ar4uitectura $M

BSS

NSS


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1

DGase tation u2sstem9

DG# EGase #ransceiver tation9 )e6ne lacelda! es responsa2le del radio enlace con laestación móvil.

DGC EGase tations Controller9 Controlavarias G#! mane3ando el esta2lecimiento delos radioenlaces e :andover entre celdas.

Ar4uitectura $M


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,-

"etBorK and Bitc:ing u2sstem9

DMC EMo2ile Bitc:ing Center9 0l centro del". 0ncargado de la conmutación de lasllamadas! el :andover entre GC! lainteracción con las 2ases de datos! etc.

DJLR EJome Location Register9 Gase de datoscon la información de los datos de lo usuario!entre ellos la localización. 05iste uno por cadared $M.

DLR Eisitors Location Register9 Gase de

datos temporal! 4ue e5iste en cada MC!conteniendo solo la información relativa a los

Ar4uitectura $M


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,1

Características $M

Distemas implementados en < 2andas defrecuencia fundamentalmente9 @/-! --! 1@-- 1-- MJz. Los sistemas en @/- 1-- solo

se implementan donde a esta2an ocupadaslas dems 2andas.

D0n escandinavia aHn se emplea la frecuenciade


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,,

D0n cada una de las frecuencias se transmiten:asta @ canales! o 1> canales a la mitad de lavelocidad.

DLos @ canales transmitidos en una mismafrecuencia son multiple5ados empleandodivisión en el tiempo en lo 4ue se conocecomo #rama #)MA de @ slots.

D0n el caso de los canales cua velocidad es lamitad de lo normal! transmiten su informaciónen el mismo intervalo de tiempo pero entramas alternadas.

Características $M


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,<

D0n $M e5isten / tipos de celdas segHn su tama;o9

DMacroCeldas9 u2icadas en mstiles o te3ados.Cu2ren una gran rea! son usadas generalmente

en rea rurales o carreteras inter+ur2anas. Jasta %/Km de e5tensión.

DMicroCeldas9 las ms usadas en entornos ur2anos!cu2ren rea de cientos de metros.

DPicoCeldas9 cu2ren un rea de docenas de metros!usadas en interiores o en reas mu atestadas comomalls.

DFemtoCeldas9 para uso dom=stico o de o6cina.Permite co2ertura en un rea limitada.

DCeldas Paraguas9 son celdas redundantes 4ue

Características $M


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,/

DLos codecs en $M :an evolucionado desde algunosespecialmente dedicados para la tecnología :astavariantes del codec AMR.

DAMR emplea @ codecs diferentes! los cuales utiliza endependencia de las condiciones del canal. )e estaforma! en peores condiciones se emplea una maortasa de compresión para transmitir la mismainformación a una menor velocidad de 2its.

DLa modulación empleada es $MN E$aussian Minimun+:ift Neing

Características $M


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,>

*denti6cación en $M

Los e4uipos terminales en $M estn identi6cados dedos formas9

DLa tar3eta *M Eun2scri2er *dentit Module es una

smart card 4ue contiene el *M* E*nternational Mo2ileu2scri2er *dentit! 4ue identi6ca el serviciocontratado en la red $M'&M# a nivel mundial.

D0l e4uipo contiene el *M0* E*nternational Mo2ile04uipment *dentit! el cual permite funciones como

el 2lo4ueo de los e4uipos terminales.


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,?

Reutilización de frecuencias


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,@

$PR

D$PR E$lo2al PacKet Radio stem es un servicio dedatos 4ue provee de velocidades entre /> 1


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,

$PR


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%-

&M#

DLas redes %$! &M# E&niversal Mo2ile #elecommunications stem comenzaron su desarrollocon la creación del organismo de cooperación tecnológicaconocido como %$PP E%rd $eneration Partners:ip Pro3ect

el a;o [email protected] %$PP produce los estndares de la tecnología(C)MA! el nom2re 4ue se le dio a &M#! por la forma deacceso al medio 4ue emplea.

D0l transporte :a estado 2asado fundamentalmente enA#M! aun4ue una migración a tecnología *P es prevista porla %$PP en el mediano plazo.


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%1

0stndares (C)MA

ersión A;o Contenido

Release ,--- Primera red %$. *ncorpora lainterfaz de aire C)MA

Release < ,--1 A;ade un nHcleo de red All+*P

Release / ,--, *ncorpora *M J)PA

Release > ,--< A;ade J&PA otras me3oras

Release ? ,--? Centrada en o so2re *P

Release @ ,--@ 0sperada al ,--@. Contendr laestandarización de L#0.


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%,

Principios (C)MA

DLos usuarios comparten el medio todo eltiempo! en la misma frecuencia! divididos encódigo.

De utilizan modulaciones de alto nivel comoAM.

DRed orientada a servicios en modo pa4uete dealta velocidad! inicialmente :asta , M2ps endoBnlinK.

DCon J)PA se alcanzarn en teoría :asta 1<M2ps en el doBnlinK.


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%%

Funcionamiento (C)MA

DLos canales tienen / MJz como anc:o de2anda.

DLos datos de usuario son esparcidos

multiplicndolos por un código de esparcimientoEspreading code 4ue tiene una velocidad de%!@< Mcps.

D0l spreading code es a su vez la multiplicaciónde dos códigos9 el scram2ling code elc:annelization code.

D0l scram2ling code identi6ca a los terminales

en una comunicación Ees Hnico para cadaestación 2ase.


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%<

Funcionamiento (C)MA


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%/

Frecuencias (C)MA


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%>

Canales (C)MA E)L


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%?

Ar4uitectura (C)MA


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%@

0lementos de la red(C)MA

BTS

GERAN

UTRAN

RNC

BSC

NodeB

SGSN GGSN

MSC-S

MMGw GGMw

AuC

HLR

VLR


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%

D "odeG9 de6ne la celda. 0s ele4uivalente a las G# de $M!encargados de la interfaz de aire con

los terminales.D R"C9 Radio "etBorK Controller.

0ncargado del control de varios "odeG.

D R*9 mulplipe5a Qu3os provenientes devarios "odeG para entregrselos alR"C. 0s 2sicamente un concentrados.

0lementos de la red(C)MA


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M2ps.

D0l incremento de velocidad de acceso selogra mediante el empleo de diversas

t=cnicas en la interfaz de aire comomodulaciones de ms alto nivel EPN! lareducción del tiempo de trama de 1- a , ms el empleo de t=cnicas de ratransmisión del

tipo JAR EJ2rid Automatic Repeat+Re uest.

J)PA


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Motivaciones para


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/-

Ar4uitectura de redes


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/1

#ecnologías en


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/,

*mplementación de


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/%

*mplementación de


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/<

L#0

DLong #erm 0volution es la de6nición del Release@ de %$PP para me3orar las prestaciones de lasactuales redes %$.

D0sta evolución Ellamada 0P o 0volved PacKetstem estar implementada como una red depa4uetes 2asada en *P! a2andonando laconmutación de circuitos.

DLa sección de core se denominar 0PC E0volvedPacKet Core la versión me3orada del accesoser la 0+RA" E0volved RA"


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//

Evolved Packet System (EPS)

E-UTRAN EPC

L#0


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/?

D06ciencia espectral :asta < veces maor 4ue enJPA.

DMovilidad de2er ser garantizada en velocidades

de :asta /-- Km':.

Dervicios de Groadcast Multicast me3orados.

Do garantizada e5tremo+e5tremo.

L#0


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/@

System Architecture Evolution (SAE) = EPC

S-GW

P-WG

MME

eNodeB

A0


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0lementos en la A0

DMM09 encargado del plano de control en laA0.

D+$(9 erving+ $ateBa! comunica el P+$(con la 0+RA". 0l +$( siempre forma partede la red donde se encuentra el terminal deusuario en ese momento.

DP+$(9 encargado del control de :andoverso2re los móviles. $eneralmente soporta M*PEMo2ile *P.

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