Arquitectura y Funcionamiento de Redes GSM y GPRS: Componentes y Canales

Arquitectura GSM

Estación Móvil (MS)

• Subscriber Identity Module (SIM): Contiene el IMSI (International Mobile Subscriber Identity), la 'llave' de la MS. Posibilita el roaming entre distintos interfaces aire y gestiona la privacidad y seguridad.
• Mobile Equipment (ME): Dispositivo en el que se puede insertar una SIM. Son los terminales móviles.

Subsistema de Estación Base (BSS)

• Base Transceiver Station (BTS): Equipo de transmisión y recepción de radio. Conforma y recupera la señal.
• Base Station Controller (BSC): Controla varias BTS. Administra los recursos de radio, gestiona el traspaso y el cifrado de la comunicación.

Subsistema de Red y Conmutación (NSS)

• Mobile Switching Center (MSC): Encargado del encaminamiento y conmutación, soporte de movilidad y gestión de las comunicaciones.
• Gateway Mobile Switching Center (GMSC): Interconexión con otras redes. Usa el HLR para averiguar la MSC a la que está conectada la MS.
• Home Location Register (HLR): Base de datos con todos los datos del usuario. Contiene información estática y dinámica.
• Authentication Center (AUC): Se encarga del cifrado de señales e identificación del usuario dentro del sistema.
• Equipment Identity Register (EIR): Se encarga de la gestión de los ME (terminales).

Correspondencia entre Canales Lógicos y Físicos en GSM

Los canales lógicos se introducen en canales físicos. Un canal físico se refiere a una de las ranuras de una trama, mientras que el canal lógico es la información que lleva ese canal físico.

Cada canal físico lleva una combinación de canales lógicos:

• 1 TCH/F con su SACCH, en 1 canal físico.
• 2 TCH/H con sus 2 SACCH, en 1 canal físico.
• BCH y CCCH en 1 canal físico.
• 8 SDCCH con su señalización asociada (SACCH) en 1 canal físico.
• 4 SDCCH, BCH y CCCH, en 1 canal físico.

Arquitectura GPRS

• Serving GPRS Support Node (SGSN): Retransmisión bidireccional de datos entre el GGSN y el BSS (router). Gestión de la movilidad y autenticación, de las sesiones de datos, de la conversión del protocolo IP a los protocolos de la red de acceso. Cifrado y compresión de datos de usuario.
• Gateway GPRS Support Node (GGSN): Permite la conexión del móvil a redes de datos externas. Gestión de las sesiones de datos en colaboración con el SGSN. Recepción y encaminamiento de datos de usuarios desde y hacia las redes de datos externas.

Canales Lógicos Definidos en GPRS

• PCCCH (Packet Common Control Channel), incluye:
  • PRACH (Packet Random Access Channel): Utilizado por la estación móvil para solicitar canales.
  • PPCH (Packet Paging Channel): Ubica una estación móvil antes de la transferencia de paquetes.
  • PAGCH (Packet Access Grant Channel): Comunica a la estación móvil los canales de tráfico asignados.
  • PNCH (Packet Notification Channel): Envía notificaciones PTM-M a un grupo de MSs.
• PBCCH (Packet Broadcast Control Channel): Difunde información de control general del sistema GPRS.
• PDCCH (Packet Dedicated Control Channel), incluye:
  • PTCCH (Packet Timing Control Channel): Envía información relacionada con el timing.
  • PACCH (Packet Associated Control Channel): Transporta información de señalización relacionada con un determinado dispositivo.
• PDTCH (Packet Data Traffic Channel): Transmite paquetes sobre canales dedicados o compartidos. Unlink y Downlink.

Cuestiones sobre GSM y GPRS

1. En GSM, el BSS (Base Station Subsystem) lo componen BTS (Base Transceiver Station), BSC (Base Controller Station) y MSC (Mobile Switching Center). FALSO

2. La SIM (Subscriber Identity Module) forma parte del MS (Mobile Station) y contiene el IMSI (International Mobile Subscriber Identity). VERDADERO

3. En GSM, el interfaz aéreo entre BTS (Base Transceiver Station) y ME (Mobile Equipment) es el Um. VERDADERO

4. GSM dispone de un registro con toda la información de los abonados denominado VLR (Visitor Location Register). FALSO

5. En GSM, el plano de gestión de la comunicación (CM) se lleva a cabo entre MS y BSC. FALSO

6. En GSM, el plano de gestión de los recursos radio (RM) se lleva a cabo entre MS y BSC. VERDADERO

7. GSM utiliza FDMA/TDMA con portadoras de 100 kHz. FALSO

8. Un canal lógico GSM es el recurso del interfaz aire (portadora + slot) por donde se transporta la información. FALSO

9. El canal TCH en GSM hace referencia al canal físico utilizado para transmitir la información. FALSO

10. En GSM, los canales SACCH y FACCH son canales de señalización dedicados asociados al canal de tráfico de la llamada. VERDADERO

11. En GSM, los canales FCCH, SCH y BCCH son canales de señalización dedicados independientes de la llamada. FALSO

12. GSM utiliza una trama de 8 intervalos formando multitramas de 52 tramas. FALSO

13. El canal RACH en GSM es un canal de señalización común encargado de cursar las peticiones de conexión de la MS en el UL. VERDADERO

14. En GSM, el canal SDCCH se encarga de señalizar principalmente los “attach/detach”, actualizaciones de localización y los establecimientos de llamada de una MS. FALSO

15. El formato multitrama de GSM permite el mapeo de varios canales lógicos en un canal físico. VERDADERO

16. GSM utiliza codificación de canal convolucional con entrelazado. VERDADERO

17. La capacidad de un canal lógico depende de la cantidad de intervalos que se le asignen dentro de la multitrama. VERDADERO

18. La sincronización temporal (time alignment) en GSM se realiza durante la llamada usando el canal RACH entre MS y BTS. VERDADERO

19. El control de potencia se ajusta durante las llamadas GSM usando el canal SACCH entre MS y BTS. VERDADERO

20. En una celda GSM con tres portadoras, 24 usuarios podrían mantener simultáneamente una conversación de voz utilizando canales TCH/F. VERDADERO

21. La secuencia típica de canales usados para el establecimiento de una llamada GSM desde la MS a la red es RACH → AGCH → SDCCH → TCH + SACCH + FACCH. FALSO

22. En GPRS, los canales de tráfico para el UL y para el DL se reservan de forma independiente. VERDADERO

23. En GPRS los datos se transmiten por una red de conmutación de paquetes. VERDADERO

24. GPRS utiliza el registro HLR de la red GSM para obtener los datos del usuario. VERDADERO

25. La arquitectura GPRS incluye la PCU (Packet Control Unit) en cada BTS y se encarga de la asignación de recursos radio para la transmisión de datos. FALSO

26. GPRS crea una red IP extremo a extremo entre la MS y el GGSN. VERDADERO

27. El SGSN (Serving GPRS Support Node) tiene funcionalidad de router retransmitiendo bidireccionalmente datos entre el GGSN y el BSS. VERDADERO

28. El GGSN (Gateway GPRS Support Node) incorpora funciones de Firewall y traducción de direcciones IP para la red GPRS. VERDADERO

29. En GPRS, el PDTCH/D es el canal de señalización dedicado para el usuario en el canal descendente. FALSO

30. En GPRS, el PNCH (Packet Notification Channel) forma parte de los canales de control comunes. VERDADERO

31. En una celda GSM/GPRS con dos portadoras y dos slots dedicados a señalización, podríamos conectar simultáneamente 7 conexiones de voz y 7 de datos. VERDADERO

32. En GPRS, cada canal de tráfico puede utilizar una MCS diferente. VERDADERO

33. En GPRS, una multitrama consta de 12 bloques radio con 4 intervalos cada uno. FALSO

34. GPRS incorpora transmisión adaptativa con modulación GMSK, QPSK y 16QAM. FALSO

35. El contexto PDP es un protocolo de nivel de enlace que se soporta entre el SSGN y el MS. FALSO

36. Un contexto PDP tiene entre otra información la dirección IP del MS y del GGSN. VERDADERO