Operación del sistema gsm

Servicio Móvil

Enlace entre dos terminales en que al menos uno está en movimiento.

Tres tipos:

·Servicio móvil terrestre

·Servicio móvil marítimo

·Servicio móvil aeronáutico

EL SISTEMA CELULAR

Sirve para poder dar comunicación a todos los móviles Mediante canales de voz.

Se divide la superficie en celdas y en cada una se coloca un Repetidor de señal de menor potencia.

Distintas celdas utilizan algunos canales iguales, pero se Encuentran los suficientemente alejadas como para que la señal sea muy baja y No interfiera.

El objetivo es Ofrecer los servicios de telefonía fija a usuarios que están cambiando de posición.

Se utilizan estaciones Base de pequeña potencia para dar servicio a un área más limitada.

Celda

Unidad Básica de cobertura en que se divide un sistema celular. Cada una de ellas Tiene un transmisor que puede ser omnidireccional o sectorial.

Hay distintos tipos De células:

·Celdas Paraguas:

oSe construyen en puntos muy elevados.

oDan cobertura en puntos donde las otras estaciones No pueden, y gestionan el trafico donde otras no pueden.

·Macroceldas:

oRadio de Cobertura:   1.5 – 20 km

oCarreteras y entornos rurales.

oCubre zonas que las Celdas Paraguas no pueden Cubrir.

·Microceldas: para grandes aglomeraciones.

·Picoceldas: sitios de interior (oficinas, etc.)

Cada celda transmite un subconjunto del total de canales Disponibles.

Para poder retransmitir los dos canales a la vez, Necesitamos dos frecuencias, una de Transmisión y otra de recepción.

La ventaja de este sistema es que si las células están Alejadas pueden reutilizar el mismo radiocanal. Si están muy cerca se puede Producir una interferencia cocanal.

La señal mínima entre células para que no haya Interferencias se llama distancia de Reutilización.

El reparto de radiocanales entre células vecinas se llama racimo o cluster.

Reutilización de frecuencias

Se trata de tomar todo el grupo de frecuencias asignado a la Red y, dividiendo el grupo en varios subgrupos -

Células

Y ordenándolo según una estructura celular -

Racimo

Se pueden construir grandes Redes con las mismas frecuencias sin que estas interfieran.

Cobertura

Superficie dentro de la cual los terminales pueden establecer comunicaciones.

Es la suma de todos los alcances de sus estaciones de base, Por lo que lo primero que necesitamos saber es la zona que queremos cubrir.

Fragmentación Celular

Las celdas son más pequeñas cuanto mayor es el número de abonados al sistema.

Si aumenta el número de demandantes, las celdas pueden Subdividirse en otras más pequeñas

Tipos de Emplazamientos

Para dar cobertura a todo el mundo

·Torre reticulada auto-soportada

·Torre reticulada con riendas para soporte

·Torre monosoporte

·Pedestales de azotea

·Microcelda exterior

·Microcelda interior

GSM

·Entidades Funcionales: realizan ejecuciones de Las funciones del sistema.

·Interfaces: establecen fronteras de repartición.

MS

ME y SIM. Además, el equipo tiene un numero Grabado por el fabricante que es único (IMEI).

Entidades funcionales

BSS

Transmite, recibe y gestiona los trayectos radio. Su función es conectar las Estaciones móviles con el NSS. Tiene dos tipos de elementos:

oBTS:
Son transceptores y antenas para transmitir y recibir a cada celda de la red. Un conjunto de BTS son controladas por una BSC.

oBSC: Se encarga de hacer todos los enlaces físicos entre la MSC y la BTS. Es un Switch de gran capacidad. Varias BSC pueden estar conectadas a una MSC.

NSS

Debe Gestionar las comunicaciones y conectar las estaciones móviles. No está en Contacto directo con las estaciones móviles.

El interfaz entre el BSS y el NSS se llama Interfaz A.

oMSC/GMSC:
Es una central telefónica capaz de encaminar las llamadas provenientes de la Red fija hacia la estación móvil. También lo hace de móvil a fijo o entre Móviles.

oVLR:
Contiene datos relevantes de los móviles que estén en la MSC. Sirve para Proporcionar al MSC os datos del usuario cuando la llamada se ha originado en El móvil.

oAuC:
Identifican la identidad del usuario y aseguran la confidencialidad de cada Llamada.

oEIR:
Contiene información del equipo móvil que protege las trucadas desde móviles Robados, no autorizados o defectuosos.

oHLR:
Es Una base de datos que contiene información del abonado. Guarda la identidad y Datos pertenecientes a un área relacionada con una GMSC. Estos datos puedes ser Fijos o temporales. Proporciona al GMSC los datos del usuario para cuando la Llamada viene de un fijo.

OSS

Procesa y mantiene la red para un correcto funcionamiento. Sus componentes se Dividen en:

oOMC…
.Centro De Operaciones y Mantenimiento

oNMC…
.Centro De Gestión de los Equipos Móviles

oADC…
…Centro De Administración y Cobro de Cuota de Red

SUBSISTEMA DE RADIO PARA GSM

-CANALES Lógicos: MULTIPLEX EN TIEMPO (TDMA)

Trama: periodo de tiempo de recurrencia que se divide en Periodos más pequeños llamados intervalos O time-slot.

Las emisiones se separan asignando a cada usuario un Intervalo de la trama.

Las ráfagas de datos llegan y salen de la estación base Según el orden que diga el ordenador. Este tipo de transmisión se denomina “Acceso múltiple por división en el tiempo TDMA”.

-SUBSISTEMA DE RADIO

El interfaz radio utiliza una combinación de Acceso Múltiple Por División de Frecuencia y Acceso Múltiple por División en el Tiempo, con una Pizca de salto de frecuencia (Frequency Hopping) (FDMA + TDMA + FH).

La unidad de transmisión es una serie de bits modulados Llamada ráfaga.
Se envían en Ventanas de frecuencia y tiempo llamadas ranuras o slots.

La información puede viajar a través de canales lógicos, que Viajan a través de canales físicos. Un canal físico puede soportar varios Canales lógicos, que se repartirán los intervalos de tiempo del canal físico.

-CANAL Físico (RADIOCANAL)

Se compone por la ordenación de los time-slot en el ancho de Frecuencia asignado.

-CANAL Lógico

Es una combinación ordenada de ráfagas dentro de una Estructura de trama. Hay dos tipos:

Canales De Trafico

Transmiten información generada por el usuario

oTraffic Channel/Half-rate Speech (TCH/HS)

o Traffic Channel/Full-rate Speech (TCH/FS)

o Traffic Channel/Full-rate Data (TCH/F9.6, TCH/F4.8, TCH/F2.4)

oTraffic Channel/Half-rate Data (TCH/H4.8, TCH/H2.4)

Canales De Control

oCanales de Radiodifusión: (BCH, Broadcast CHannel) proporcionan información suficiente para Sincronizarse con la red.

oCanales de Control Dedicados: (DCCH, Dedicated Control CHannel) Establecimiento del enlace entre móvil y BTS.

oCanales Comunes de Control: (CCCH, Common Control CHannel) Transmiten información de control entre la red y el móvil.

-CANALES Lógicos

Canales de Trafico, TCH (Traffic CHannel): formadas por un par de portadoras y de intervalos de tiempo asignados A un móvil para efectuar la comunicación. Se dividen de acuerdo a su velocidad En:

·Velocidad Completa TCH/FS o Bm

·Velocidad Mitad TCH/HS o Lm

Canales de Señalización

·Canales de difusión, BCH

oBCHH:
Transmite permanentemente.

oSCH:
Sincronización De trama e identificación de BS.

oFCCH:
Información de corrección de frecuencia para sincronización de la portadora en El móvil.

·Canales comunes, CCCH:
Sirven para regular el acceso de los terminales al sistema.

oPCH:
(Down) se notifica al móvil que está recibiendo una llamada.

oRACH:
(up) se cursan las peticiones del móvil a la red de recursos dedicados.

oAGCH:
(Down) para asignar al móvil los recursos que había pedido.

·Canales dedicados, DCCH: dedicados a funciones específicas.

oSDCCH:
Canal bidireccional. Para efectuar la transferencia de datos a usuario.

oACCH:
Canal bidireccional. Transportan información necesaria para la comunicación. Se Subdividen en:

§FACCH:
Transferencia de mensaje urgentes.

§SACCH:
Permite intercambio de información durante la fase de establecimiento de Llamada.

-VENTAJAS DEL GSM

-Se puede compartir la misma frecuencia portadora entre Varios usuarios para ampliar el número de abonados.

-Permite al operador reducir las tarifas, ya que hay más Usuarios que pueden trabajar con el mismo número de canales.

-Tener la voz y los datos digitalizados permite mayor Confidencialidad, ya que se pueden encriptar las conversaciones más Eficazmente.

-Se pueden ofrecer servicios adicionales como mensajes, Transmisión de datos y fax.

-Características DEL SISTEMA GSM

Bandas de frecuencia:

·Canal ascendente (móvil-base) de 890-915 MHz

·Canal descendente (base-móvil) de 935-960 MHz

Transmisión Dúplex

La transmisión y recepción se efectúa a través de dos canales separados en Frecuencia de 45 MHz.

Separación entre Portadoras 200 KHz

El sistema cuenta con 125 parejas de portadoras (124 Pares trx/rcx + 1 par de control).

Acceso múltiple TDMA / FDMA

Cada portadora sustenta una trama de 8 intervalos de tiempo (slots). Cada intervalo dura 0.577 ms.

Canales de trafico

Para tráfico de voz (13kbps) y datos (2.4, 4.8 y 9.6 kbps)

Seguridad

Cifrados de comunicaciones de voz y datos.

FUNCIONES Básicas Y ESTABLECIMIENTO DE LLAMADAS

Cuando un móvil está en movimiento, envía un mensaje para Actualizar en área de localización. Esto mejora la capacidad de tratamiento de Las llamadas.

-ESENCIALES:

Transpaso O handover

Cambio de radiocanal al pasarse de una celda a otra (traspaso Intercelular).

Seguimiento O roaming

Es posible que un usuario sea localizado y pueda seguir usando El servicio incluso si el servicio lo ofrece otro operador.

-ENCENDIDO DEL Teléfono:

Cuando encendemos el teléfono, lo primero que hace es Conectarse a una estación base donde se encuentra. La oficina central controla La conexión.

Cuando se enciende no sabe dónde se encuentra, lo que hace Es rastrear los canales que reconoce y trata de sintonizarse a un canal de Control que utilice la compañía a la que está abonado.

-REGISTRO

El móvil comunica a la red que está disponible para realizar Y recibir llamadas. La red intercambia información para poder dar permiso al Móvil. Gracias a esto la red sabrá localizar el móvil en todo momento.

-SEÑALIZACION:

Se realiza por los canales de control y voz y gestiona los Recursos para permitir la comunicación. Hay varios tipos:

·Destinada a la gestión de los recursos de radio

·Destinada a la gestión de la movilidad

·Destinada al establecimiento de la comunicación

Iniciación DE UNA LLAMADA:

Tecleamos el número y enviamos. El teléfono rastrea los Canales de acceso. Cuando encuentra un canal con suficiente señal, transmite su Solicitud de llamada y espera respuesta.

La estación base le ordena sintonizar en un canal en el que Se producirá la llamada. Se sintoniza en ese canal y comunica que está Preparado. La base habilita las rutas de transmisión y se realiza la llamada.

Recepción DE UNA LLAMADA:

Nuestro teléfono esta encendido y se ha registrado el lugar Donde está. Alguien marca nuestro número y la estación base envía una llamada De radiolocalización. El teléfono se sintoniza y se le asigna un canal de voz. Ya puede realizarse la conexión. La estación base manda una alerta al móvil.

ENTREGA DE LA LLAMADA:

Es posible que durante una llamada el móvil salga de una célula. Al inicio se establece un nivel de señal, y si en algún momento baja de ese Valor, la estación base avisa a la estación central y esta solicita a las Estaciones de las celdas que monitoricen la llamada.

COLGAR LLAMADA:

Pulsamos la tecla END, y genera un pitido que llega hasta la Estación base, que libera la conexión. El teléfono vuelve a sintonizarse con un Canal de control para poder recibir otra llamada.

CONTROL DE POTENCIA:

La potencia se ajusta a nuestras necesidades, según el nivel De señal del que dispongamos. Intenta que sea el adecuado para tener una Conexión de calidad, pero que no se pase para no gastar demasiada energía.

La estación base solo transmite potencia si hay información Que transmitir, el resto del tiempo el transmisor está inactivo y solo funciona El receptor.

POTENCIA DE Emisión:

Los móviles no pueden emitir con alta potencia, por lo que Debe estar cerca de una estación base.

Las estaciones base emiten con una potencia mínima para mantener El nivel de señal. Si emiten con una frecuencia alta, hay celdas que utilizan Los mismos canales y al emitir con una frecuencia muy alta habría Interferencias (viene explicado más arriba).

ADICIONALES:

·Control de potencia

·Transmisión discontinua

·Recepción discontinua

·Salto de frecuencia

·Asignación canal tras descolgar