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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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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). Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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. Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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) Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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) Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

Dimensiones de un proceso de radiocomunicación Tiempo (t)

Frecuencia (f)

Espacio(s) Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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 Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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. Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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. Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar

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. Comunicaciones Móviles Jhon Jairo Padilla Aguilar