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Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

COMUNICACIONES MOVILES

Jhon Jairo Padilla AguilarPhD. Ingeniería Telemática


Composición de un sistema de comunicaciones móviles

Estaciones Fijas (FS)Estaciones móviles (MS)Equipos de Control


Estaciones fijas

Se clasifican en:

-Estación base

-Estación de control

-Estación repetidoraBTS

MSC

Interface ABSC

Interface Abis

Air InterfaceMS

HLR,VLR,MSC,RPC,

Red de tránsito R

ed de acceso


Ejemplo: Estructura de la red GSM

AUC

HLRVLR

MSC BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

BSS(Base Station Subsystem)NSS(Network Switching Subsystem


TRANSCEPTOR ESTACIÓN DE BASE: BTSBTSAUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSC

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 GSMRealiza medidas de la señal radio proveniente del móvilEstablece el enlace radio con el usuario móvil (modulación,

demodulación, igualación, codificación, etc...)Gestión del Time Advance (Sincronización)Control de potenciaOperación y mantenimiento


CONTROLADOR ESTACIONES BASE: BSCBSCAUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSC

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 redFija 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 controlEjecuta los algoritmos del control de potencia y cifrado


CENTRO CONMUTACIÓN MÓVILES: MSCMSC

AUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSCG/MSC

El MSC es una central de conmutación ISDN responsable del control de llamada: establecimiento, mantenimiento y liberación de una comunicación. El GMSC es un tipoespecial de MSC que es la interfaz de la red fija con la móvil. Puede haber varias GMSCFunciones:

♦Enrutado de las llamadas hacia/desde el exterior (red PSTN, ISDN..) desde/haciaun 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


REGISTRO LOCALIZACIÓN ABONADO: HLRHLRAUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSC

� Es una base de datos que almacena la identidadidentidad y y loslos datosdatos 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 móvilcuando se desea establecer una llamada dirigida hacia éste.

� Cada usuario está registrado en un único HLR


REGISTRO LOCALIZACIÓN ABONADO: HLRHLR (2)

MSISDN Número teléfono del usuario para llamarle desde la red públicaIMSI (International Mobile Subscriber Identity): Formado porMCC:Mobile Country Code MNC:Mobile Network Code MSIN:Mobile Suscriber Ident. Number

3 digitos 2 dígitos 10 dígitos (máx). Los dos primeros para HLR

InformaciónInformación sobresobre el el tipotipo de de ServiciosServicios contratadoscontratadosDatosDatos de de localizaciónlocalización de la VLR: LMSI (de la VLR: LMSI (PunteroPuntero , No. , No. regirtroregirtro o o expedienteexpediente asociadoasociadoa un a un abomadoabomado))

VLRID: VLRID: IdentificadorIdentificador de de laslas distintasdistintas VLRVLRTripletasTripletas de de AutentificaciónAutentificación: SRES, : SRES, KcKc y RANDy RAND

.

HLR MSISDNDatos deusuario

IMSI Datos de Localización

LMSI

VLRID

Tripletas de Autentificación


REGISTRO LOCALIZACIÓN VISITANTES: VLRVLRAUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSC

-Base de datos local controlada por el MSC que contiene toda la informaciónrelevante de los terminales móviles que en un momento determinado estánen el área de localización controlada por dicho VLR. En general MSC/VLR están físicamente juntas.

-Realiza la autentificación del móvil en el MSC asociado. Memorizalos mismos datos que el HLR y así evita señalizaciones entre ambos.

-Usualmente está incorporado al MSC o GMSC del que forma parte y seconecta con otros VLR y HLR a través del sistema de señalización de red.(SS7).


CENTRO DE AUTENTIFICACIÓN: AUCAUC

AUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSC

� 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.


REGISTRO IDENTIFICACIÓN EQUIPOS: EIREIR

AUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSC

� Es Es unauna base de base de datosdatos mundialmundial. .

� 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.


CENTRO SERVICIO MENSAJERÍA: SMSCSMSC

AUC

HLRVLR

BSC

BTS

BTSEIR

SMSC

REDFIJA

G/MSC

� 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 simul- taneamente con una transmisión de voz. Es una comunicación en una sola dirección


La interfaz Radio


Enlaces

-Enlace Descendente (Down Link)

-Enlace Ascendente(UpLink) (Requiere Técnicas de multiacceso)

-Alcance de la estación Base (Talk Out)

-RetroAlcance (Talk back, de la estación móvil)


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)


FDD: Distribución de frecuencias en la interfaz radio

f1 f2 f1’ f2’ f

UL DL

-Cada móvil se comunica a través de un radiocanal

-Un radiocanal se compone de dos frecuencias (fi, fi’)

-UL: menor potencia de transmisión en el móvil (menor atenuación a menor frecuencia)


TDD

El enlace ascendente y descendente operan en laMisma banda de frecuencias, utilizando diferentesslots

Down-link up-link

Permite asimetríaLo que se prestaPara comunicaciónDe datos


Dimensiones de un proceso de radiocomunicación

Frecuencia (f)

Espacio(s)

Tiempo (t)


Distribución de frecuencias en el canal móvil

∆f ∆f

B

BWSubBanda Inferior

BWSubBanda Superior

fI fi fi+1 fs fI’ fi’ fi+1 fs’

∆f = fi+1 – fi N=BW/∆f fn=fI + n∆f fn’= fn+B


Entidades y parámetros de la interfaz radio

PRAD

Pst

Pnext EI

ED PSD

C/NC/I

SINAD

BER

Pnint

TxDeseado

TxInterfer.

Rxdeseado

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


ZONA DE COBERTURA

Es la superficie geográfica dentro de la cual los terminales pueden establecer comunicación con la estación fija o entre sí.


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.


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.


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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