Redes y servicios móvilesArquitectura y servicios para redes WAN
José Ángel Vallejo Pinto([email protected])
Universidad de Oviedo
Área de Ingeniería Telemática
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Índice
Redes.GSM (2G).GPRS (2.5G).UMTS (3G).HSDPA (3.5G).LTE (¿4G?).UMA/GAN.Bluetooth.
Servicios.SIM toolkit (STK).SS, USSD, SMS (Kannel), MMS (EAIF,Mbuni).MPS (GPS, AGPS).
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GSM: Introducción
Groupe Speciale Mobile (1982-1985): conjunto derecomendaciones del ETSI sobre una Red Pública MóvilTerrestre (PLMN) paneuropea.Antes: incompatibilidad entre sistemas existentes entrepaíses de la UE, lo que encarecía los terminales y laexplotación.Objetivo: desarrollar norma europea única.
Para todos los países, con cobertura internacional.Con un mercado potencial de millones de usuarios.Que aprovechara la liberalización del mercado.Flexible en servicios, coberturas y terminales.
Global System for Mobile communications.
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GSM: Requisitos
Localización y seguimiento automáticos:Nacional e internacional.
Número de abonado único.Gran capacidad de tráfico y optimización del espectro.Mejor calidad del servicio.Coexistencia con sistemas analógicos:
En mismos emplazamientos.
Posibilidad de interconexión a RDSI.Servicios no telefónicos.Seguridad y confidencialidad.Terminales pequeños: mayor duración de las baterías.Señalización avanzada.Coste no mayor.
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GSM: Aspectos técnicos
Definir interfaces armonizados entre unidades funcionales,con libertad para estimular la competitividad.Banda de frecuencias común.Estructura celular digital.TDMA de banda estrecha repartidos en radiocanales(FDMA).Control de potencia.Arquitectura OSI.Señalización avanzada.
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GSM: Arquitectura del sistema
SIMRRSubscriberRIdentityRModule
BTSRRBaseRTransceiverRStationMERRRMobileREquipment MSCRRMobileRservicesRSwitchingRCenter
VLRRRVisitorRLocationRRegister
BSCRRBaseRStationRController HLRRRHomeRLocationRRegisterEIRRREquipmentRIdentityRRegisterAuCRRAuthenticationRCenter
PSTN
CSPDNISDN,RPSPDN
ME
SIM
BTS
BSCEIR AuC
HLR VLR
MSC
BTS
BSC
Estaciónmóvil
Um Abis A
SubsistemaRdeRlaestaciónRbase
SubsistemaRdeRred
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GSM: Arquitectura funcional
Entidades funcionales (se les asigna un conjunto defunciones de sistema):
Terminal móvil (MS).Estación base (BTS).Centro de conmutación (MSC).Registros de localización e identificación (HLR y VLR).
Interfaces (fronteras de reparto funcional):
De línea “A”, que separa.
las funciones relativas a aspectos de red y conmutación(MSC, HLR, VLR): Autenticación, localización,radiobúsqueda e interfuncionamiento con PSTN y RDSI.de los aspectos radioeléctricos (BSS, MS).
“A” bis (opcional).Radio “Um”.
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GSM: Funciones básicas de los distintos elementos I
BTS. Estación base.Se encarga de las comunicaciones radio con el terminalmóvil.En entornos rurales se accede a ella por radioenlace. Difícilinstalar, orientar y mantener las parábolas (torres muy altas,parábolas de hasta 3 m y haz muy estrecho (6º))⇒ se estápasando a enlaces de fibra siempre que es posible.
BSC. Controlador de la BTS. En Asturias puede controlaralrededor de 50 BTS.
Funciones de control de la estación base.Permite simplificar las BTS.
BTS + BSC: Forman el BSS, subsistema de la estaciónbase.MSC:
Gestión de las llamadas.Conexión a otras redes (GMSC).
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GSM: Funciones básicas de los distintos elementos II
Registros de localización HLR y VLR:Almacenan información relativa a los abonados residentes(HLR) y transeuntes (VLR).HLR: Registro doméstico del abonado:
Tipo de abono, código de identificación, número, informaciónde localización, servicios.
VLR: Registro de visitantes o transeuntes:Información de abonado dentro de la zona de un MSC.
EIR: Registro de identidad de equipos:Contiene listas blancas, grises y negras.
AuC: Centro de autenticación. Almacena, para laverificación de las llamadas, información relativa a:
Identidad del abonado móvil.Equipos.
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GSM: Identificación de la estación móvil I
IMEI (International Mobile Equipment Identity):
Identifica al terminal (se obtiene con *#06#).Su estructura es la siguiente:
TAC(6Pcifras)
FAC(2Pcifras)
SNR(6Pcifras)
SP(1Pcifra)
TAC:PTypePApprovalPCodeFAC:PFactoryPAssemblyPCode
SNR:PSerialPNumberSP:PSpare
IMSI (International Mobile Subscriber Identity):
Identifica a la tarjeta SIM.Su estructura es la siguiente:
MCC(3 cifras)
MNC(2 cifras)
MSIN(10 cifras)
MCC: Mobile Country CodeMNC: Mobile Network Code
MSIN: Mobile Subscriber Identification Number
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GSM: Identificación de la estación móvil II
MSISDN (Mobile Subscriber ISDN):
Se almacena en el HLR.Su estructura es la siguiente:
CC(2-3 cifras)
NDC(2-3 cifras) Número de abonado
CC: Country Code NDC: National Destination Code
TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity):
La asigna el VLR que controla la BTS que da servicio alusuario.
MSRN (Mobile Subscriber Roaming Number):
Número acorde con el sistema de señalización empleado enla PSTN.
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GSM: Servicios de telecomunicación I
Servicios portadores. Transporte independiente delcontenido de la información, especificado mediante lossiguientes atributos:
De transferencia de información.Tipo (voz, datos).Modo (conmutación de circuitos/paquetes).Velocidad de datos (de 300 a 9.600 bps).Direccionalidad (símplex, dúplex).
De acceso.Protocolo.Tipo de interfaz.Velocidad de datos en el punto de acceso.
De interfuncionamiento.Tipo de red de destino (PSTN, RDSI, PLMN).Interfaz terminal-red.
Generales.Servicios suplementarios.Calidad de servicio.
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GSM: Servicios de telecomunicación II
Teleservicios.
Telefonía con voz digitalizada a velocidades de 13 Kbps y6,5 Kbps (velocidad mitad), incluido el servicio de llamadasde emergencia.Mensajes cortos (SMS). Mensajes de texto de hasta 160caracteres.
Punto a punto: con origen o destino en una MS.Punto-multipunto (CB; Cell Broadcast): difusión desde laBTS.
Mensajería vocal según la recomendación X400.Facsímil: Tx/Rx de fax del grupo 3.Mensajería multimedia MMS.
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GSM: Servicios de telecomunicación III
Servicios suplementarios I.Identificación de números.
CLIP (31). Calling Line Identification Presentation.
Tratamiento de llamadas entrantes.
CFU (21). Call Forwarding Unconditional.CFNRy (61). Call Forwarding on No Reply.CFNRc (62). Call Forwarding on mobile suscriber NotReachable.CFB (67). Call Forwarding on mobile suscriber Busy.
Complementación de llamadas.
CW (43). Call Waiting.HOLD. Call holding.
Multiconferencia.
MPTY. Multiparty.
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GSM: Servicios de telecomunicación IV
Servicios suplementarios II.Comunidad.
CUG. Closed User Group.
Tarificación.
AOC. Advice Of Charge.REVC. Reverse Charging.
Transferencia de información adicional.
UUS. User-to-User Signalling.
Restricciones de llamadas.
BAOC (33). Barring All Outgoing Calls.BOIC (331). Barring all Outgoing International Calls.BOIC ex HC. . . . except to Home Country.BAIC (35). Barring All Incoming Calls.BIC-roam. . . . when roaming.
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GSM: Servicios suplementarios
Activar: *COD#
P.ej.: *43# activa el servicio de llamada en espera.
Desactivar: #COD#Comprobar estado: *#COD#Desvío (1): **COD*Nº#Desvío (2): **COD*Nº**Tiempo#Desactivar desvío: ##COD#Código para activar todos los desvíos: 004Código para desactivar todos los desvíos: 002
P.ej.: ##002#
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GSM: USSD I
Unstructured Supplementary Services Data.Mensajes que se intercambian directamente entre el móvily el HLR.Fueron el primer método de creación de aplicacionesinteractivas con los terminales.Se pueden utilizar los números y los caracteres * y #.Su estructura es la siguiente:
Indicador de comienzo, de 1 a 3 caracteres (* o #).Código de servicio (2 a 3 cifras).Asterisco (*) para separar los distintos parámetros.Información suplementaria de longitud variable.# para terminar el mensaje.Ejemplo: *14*123*123456789#
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GSM: USSD II - Ejemplo de servicios I
Dónde (Orange)
Mi posición: *100*00#Hoteles: *100*1#Cajeros: *100*2#Farmacias: *100*3#Gasolineras: *100*4#Marcha: *100*6#Restaurantes: *100*7#Tráfico: *100*8#Cines: *100*9#
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GSM: USSD III - Ejemplo de servicios II
Mobipay (Movistar, Orange, Vodafone).Compra: *145*1*Referencia#Recarga Propio: *145*2*Importe#Recarga Orange: *145*2*Importe*Movil*03#Recarga Vodafone: *145*2*Importe*Movil*02#Recarga Movistar: *145*2*Importe*Movil*01#Últimos movimientos: *148*1#Saldo: *148*2#Cartera: *146*5#NIP: *146*1#Idioma: *146*2#Medio pago habitual: *146*3#SMS adicional: *146*4#
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GSM: USSD IV - Ejemplo de servicios III
Cambiar el PIN conocido el antiguo:**04*antiguoPIN*nuevoPIN*nuevoPIN#
Cambiar el PIN sin el antiguo pero con el PUK:**05*PUK*nuevoPIN*nuevoPIN#
Ocultación de número propio al llamar:#31#xxxxxxxxx
Consulta de saldo:*111#
Comprobación de operador (Orange):*133*xxxxxxxxx#
Mensaje de aviso de falta de saldo (Orange):*140*xxxxxxxxx#
Llamada amiga internacional (Orange):*141*xxxxxxxxx#
Aviso de disponibilidad (Orange):*150*xxxxxxxxx#
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GSM: Bandas de frecuencias I
GSM 900 (banda primaria) – 124 canales:
MS→ BTS: 890-915 MHz; Fl(n)=890+0,2·nBTS→ MS: 935-960 MHz; Fu(n)=Fl(n)+451 ≤ n ≤ 124
E-GSM (banda extendida) – 49 canales:
MS→ BTS: 880-890 MHz; Fl(n)=890+0,2(n-1024)BTS→ MS: 925-935 MHz; Fu(n)=Fl(n)+45975 ≤ n ≤ 1023
GSM 1800 – 374 canales:
MS→ BTS: 1710-1785 MHz; Fl(n)=1710,2+0,2(n-512)BTS→ MS: 1805-1880 MHz; Fu(n)=Fl(n)+95512 ≤ n ≤ 885
Se está estudiando la reutilización de la banda que quedalibre por el apagón de la señal de TV analógica.
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GSM: Bandas de frecuencias II
Spain, March 2004 GSMq
SubscribersqTotalq
E-GSMqTotalq
GSM-900qTotalq
GSM-1800qGSMq
PenetrationqDyFrtgFgggF gF :FxF:rFMHzF :FxFybFMHzF tpPbF/F
Operatorq Serviceqstart
Licenseqexpiryq
Frequenciesq No.qofqSubqscribersq
VodafoneFMovilF
OCTFpbFJULFptF
FEBP:bFJULF:tF
pg:PpmpurPpFRFpryPpmpbpPpFMHzF 6:xu:FMHzcFuyDbPumuybpPpFRFutDgPumutbrPpFMHzF6:x:rPtFMHzcF
pF,tgFgggF
TelefonicaFMovilesF
JULFpbF
JULFptF
FEBFubF
JULF:tF
tpgPumtpyPpFRFpDbPumpr:PpFMHzF andFtptPympg:PyFRFprDPympryPy·MHzF 6:xu:FMHzcFuyugPumuyDrPpFRFutgbPumut:pPpFMHzF 6:x:rPtFMHzcF
upF,ggFgggF
AmenaF APRFppF JULm:tF uy,gPumuytrPpFRFutbbPumutypPpFMHzF6:x:rPtFMHzcF tF:ggFgggF
Averageq 2qxq8.2MHzqAnaloguehFTelefonicaFMovilesF
APRFpgF DECmg,F tyrPumtybPpFRFpupPump:gPpFMHzF 6:xuPtFMHzcFttgPumttbPpFRFp:bPumpDgPpF 6:xbPtFMHzcFtptPumtptPyFRFprDPumprDPyFMHzF6:FxFgP,FMHzcFFromFguRguR:ggrFnoFmobileFserviceAFonlyFruralFfixedFtelephonyF
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GSM: Estructura celular IPermite reutilizar las frecuencias.Tipos de celdas:
Macroceldas.Radio entre 1 y 40 Km.Zonas rurales.Cobertura omnidireccional.
Microceldas.Radio entre 100 m y 1 Km.Cobertura omnidireccional o sectorial (120º). Actualmentelos 3 lóbulos se instalan en un único bloque mimetizado conel entorno (aspecto de chimenea).
Picoceldas.De 5 a 50 m.Interior de edificios.
Celdas en paraguas.Para dar cobertura en túneles se recibe la señal a laentrada del túnel y se envía mediante fibra óptica por elinterior a un transmisor de radio.
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GSM: Estructura celular II
A cada celda (BTS) se le asignan entre 1 y 16 frecuencias(radiocanales).
1
1
6
2
22
3
33
4
45
5
5
76
677
4
D
Distancia de reutilización
Radio de celda
R
1
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GSM: Canales lógicos I
Canales lógicos
Canales de control
Canales de controldedicados
Canales de controlcomunes
= Sólo enlace descendente
= Sólo enlace ascendente
= Bidireccional
Sólo aplicable para ECSD(Enhanced Circuit-Switched Data)
Compact
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GSM: Canales lógicos II
BCH (Broadcast Control Channel) Canal de Control de Difusión, es uncanal unidireccional en sentido red a móvil. Se utiliza para difundirinformación del sistema. Incluye información específica de la celda einformación relativa a celdas vecinas, que se utiliza para orientar almóvil en la red de radio. Se subdivide en BCCH, FCCH y SCH.PCH (Paging Channel) Canal de Búsqueda, es un canal unidireccionalen sentido red a móvil que se utiliza para “buscar” al móvil (destinatariode una llamada).RACH (Random Access Channel) Canal de Acceso Aleatorio, es uncanal unidireccional con sentido móvil a red que las estaciones móvilesutilizan para acceder a dicha red. Se emplea el protocolo Aloharanurado.AGCH (Access Grant Channel) Canal de Concesión de Acceso, es uncanal unidireccional en sentido red a móvil, utilizado por la red paraasignar un canal dedicado de control tras un acceso aleatorio exitoso.
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GSM: Canales lógicos III
SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel) Canal de ControlDedicado Autónomo, es un canal de control independiente que seemplea durante el establecimiento de una llamada antes de asignar uncanal de tráfico (TCH; Traffic Channel).SACCH (Slow Associated Control Channel) Canal de Control AsociadoLento, siempre asociado a un TCH o a un SDCCH. Se utiliza enparticular para transmitir información variable de las condiciones de lainterfaz radio, por ejemplo, control de potencia, medida de calidad, etc.FACCH (Fast Associated Control Channel) Canal de Control AsociadoRápido, se asocia a un canal de tráfico y se consigue “robando” tramas,que se identifican mediante un “flag”. Se emplea para las órdenes deejecución inmediata como los traspasos.TCH (Traffic Channel) Canal de Tráfico.
TCH/F (full): 13 Kbps para voz, 9,6 Kbps para datos.TCH/H (half): 6,5 Kbps para voz, 4,8 Kbps para datos.
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GSM: TDMA-FDMA
Frecuencia
Tiempo
200 KHz
Trama TDMA4,615 ms
577 µs
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GSM: Estructura de las ráfagas (intervalos de tiempo)
IntervaloódeótiempoódeóCB577ómsó=ó“periodoódeóráfaga”ó=óH56B)5óbit
Ráfagaónormal
Ráfagaódeócorreccióndeófrecuencia
Ráfagaódesincronización
Ráfagaódeórelleno
Ráfagaódeóacceso
Datosócifrados58óbits
H4)óbitsófijosódeóvaloró‘C’
Secuenciadeóaprendizaje
)6óbits
Periododeóguarda8B)5óbits
Periododeóguarda68B)5óbits
Secuenciaódeósincronización
4Hóbits
SecuenciaódeóbitsópredefinidaóH4)óbits
TB9óbits
TB9
Datosócifrados58óbits
Datosócifrados’RACHS96óbits
Datosócifrados’SCHS99óbits
Secuenciadeóaprendizaje
64óbits
Datosócifrados’SCHS99óbits
TB9óbits
TB9óbits
TB9óbits
TB9óbits
TB9óbits
TB9óbits
TB9óbits
TB8óbits
Periododeóguarda8B)5óbits
Periododeóguarda8B)5óbits
Periododeóguarda8B)5óbits
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GSM: Estructura de las tramasHipertrama2.048Asupertramas,Aperiodo=3hA28mA53sA760ms
Supertrama
periodo=6,12s
MultitramaA26
MultitramaA51
51AmultitramasA26Ao26AmultitramasA51
MultitramaA2626AtramasATDMAPeriodo=120mscparaACS-TCHó
MultitramaA5151AtramasATDMAPeriodo=235,38mscparaAseñalizaciónACSó
TramaATDMA8ATS,Aperiodo=4,615ms
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GSM: Timing advance (TA)
Sirve para indicar a los terminales lejanos que adelanten sutransmisión, para evitar colisiones entre terminales situadosa distintas distancias.
Recepción
Transmisión
El principio de la transmisión se adelantade acuerdo con la información de TA
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GSM: Transmisión discontinua
DTX (Discontinuous Transmission).Se ha incluido en los requisitos del códec vocal.Su función es suspender la transmisión radio durante losperiodos de silencio, lo que ayuda a reducir la interferenciaentre celdas y alargar la vida de la batería del teléfono.Se consigue mediante dos funcionalidades:
Detector de actividad vocal (VAD). Permite detectar losperiodos de silencio.Ruido de conveniencia (confort noise). Se genera en elreceptor para evitar la impresión de que la comunicación seha cortado. Es similar al ruido de fondo habitual en latransmisión GSM.
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GSM: Procesos básicos I - Llamada saliente
RACH Petición de canal dedicado.AGCH Asignación de canal dedicado.SDCCH Petición de llamada saliente.SDCCH Petición de autenticación.SDCCH Respuesta a la autenticación.SDCCH Petición de transmisión cifrada.SDCCH Respuesta a la petición.SDCCH Transmisión del número marcado.SDCCH Indicación de abonado llamado alcanzado.SDCCH Asignación de canal de tráfico.FACCH Confirmación del canal de tráfico.FACCH Alerta al abonado que llama.FACCH Mensaje de conexión al descolgar.FACCH Respuesta al mensaje anterior.TCH Conversación.
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GSM: Procesos básicos II - Llamada entrante
PCH “Paging” del móvil.RACH Petición de canal “paging” del móvil.AGCH Asignación de canal.SDCCH Respuesta al “paging” de la red.SDCCH Petición de autenticación.SDCCH Respuesta a la autenticación.SDCCH Petición de transmisión cifrada.SDCCH Respuesta a la petición.SDCCH “Set up message” de llamada entrante.SDCCH Confirmación.SDCCH Asignación de canal de tráfico.FACCH Confirmación del canal de tráfico.FACCH Alerta al abonado que llama.FACCH Mensaje de conexión al descolgar.FACCH Respuesta al mensaje anterior.TCH Conversación.
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GSM: Procesos básicos III - Handover (traspaso)
RACH Petición de canal dedicado.AGCH Asignación de canal dedicado.SDCCH Petición de “Location updating”.SDCCH Petición de autenticación.SDCCH Respuesta a la autenticación.SDCCH Petición de transmisión cifrada.SDCCH Respuesta a la petición.
SDCCH Confirmación de “LU” con asignación de“TMSI”.
SDCCH Confirmación de la nueva ubicación y delTMSI.
SDCCH Liberación del canal.
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SIM: Contactos
VCC GND
RST N.C.
CLK I/O
N.C. N.C.
R
VCC/GND: Alimentación y tierra.RST: Reset.CLK: Señal de reloj.I/O: Entrada/Salida.N.C.: Sin conexión.
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SIM: Estructura interna
Es un verdadero ordenador, con memoria permanente,temporal y líneas de E/S.
8
EEPROM ROM
RAMCPU
I/O
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SIM: Organización de directorios
MF
DF Telecom
DF GSM
ICCID
ADN FDN SMS SMSP SMSS CCP
LND EXT1 EXT2 SDN EXT3 BDN
LP IMSI KC PLMNsel HPLMN SST
ACMmax PUCT CBMI BCCH ACC FPLMN
AD PHASE GID1 GID2 SPN VGCS
VBS VBSS eMLPP AAeM ECC CBMID
DCK
MSISDN
EXT4
ACM
LOCI
VGCSS
CBMIR
CNL
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SIM ToolKit (STK) o SIM proactiva I
DISPLAY TEXT: Mostrar texto en la pantalla del terminal.GET INKEY: Mostrar texto y esperar a que el usuario pulseuna tecla.GET INPUT: Mostrar texto y esperar a que el usuariointroduzca una cadena de texto.SELECT ITEM: Presentar una lista de elementos para queel usuario seleccione uno.SET UP MENU: Presentar un menú de opciones, integradocon el menú del terminal.PLAY TONE: Reproducir un tono en el auricular.
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SIM ToolKit (STK) o SIM proactiva II
SET UP CALL: Realizar una llamada.SEND SHORT MESSAGE: Enviar un mensaje corto (SMS).SEND SS y SEND USSD: Enviar un comando SS o cadenaUSSD.SEND DTMF: Enviar tonos DTMF.RUN AT COMMAND: Ejecutar un comando AT en elterminal.LAUNCH BROWSER: Solicitar al terminal que lance elnavegador con una determinada URL.POLL INTERVAL/POLLING OFF: Definir un intervalo deconsulta o desactivar dicha consulta. Sirve para que elteléfono compruebe periódicamente que la SIM sigueactiva.
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SIM ToolKit (STK) o SIM proactiva III
REFRESH: Notificar al terminal los cambios producidos enla configuración de la SIM (inicialización y EF).MORE TIME: Otorgar más tiempo de procesamiento a unatarea del STK.PROVIDE LOCAL INFORMATION: Proporcionarinformación local sobre el terminal.SET UP EVENT LIST. Definir la lista de eventos de interéspara la SIM.PERFORM CARD APDU.POWER ON CARD/POWER OFF CARD.GET READER STATUS.TIMER MANAGEMENT.SET UP IDLE MODE TEXT.Etc . . .
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Comandos AT I
Es el mecanismo (lenguaje) estándar de comunicaciónentre un ordenador y un módem (incluidos los de losteléfonos móviles).Son específicos de cada fabricante, pero existe un conjuntocomún (Hayes) que suelen implementar la mayoría de losmódems comerciales.Empiezan con las letras “AT” y pueden tener variosformatos:
ATXXXAT+XXXAT*XXXAT&XXXAT+XXX?AT+XXX=? (para comprobar qué parámetros admite)
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Comandos AT II
Lista de todos los comandos que admite el módem.
AT*AT+CLAC (comandos disponibles para el usuario)
De control de las llamadas.
ATD(T o P) número (marcar número)ATA (responder)ATH (colgar)
De control del teléfono.
AT+CBC (nivel de la batería)AT+CGMI (identificación de fabricante)AT+CGMM (identificación de modelo)AT+CGMR (identificación de la revisión)AT+CGSN (número de serie: IMEI)AT+CIMI (IMSI de la tarjeta SIM)
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Comandos AT III
De control del teléfono.
AT+CPBS=? (lista de guías telefónicas)AT+CPBF (buscar en la guía telefónica)AT+CPBR (leer un contacto de la guía telefónica)ATL? (volumen del altavoz)AT+CLAN= (idioma)AT+CSQ (calidad de la señal)AT+CIND? (valores de los indicadores)AT+COPS=? (selección de operador)AT+CLIP= (configuración de CLIP)AT*EMLR (menús del terminal)AT*ECMW? (menús personalizados)
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Comandos AT IV
De manejo de mensajes SMS.
AT+CPMS? (comprobar el estado de las memorias)
AT+CPMS=“ME”,“ME”,“ME”
AT+CMGL= (lista de mensajes)
0: pendientes de lectura1: recibidos y leídos2: almacenados sin leer (sólo SM)3: almacenados enviados (sólo SM)4: todos
AT+CMGR (leer mensaje)AT+CMGS (enviar mensaje)AT+CMGD (borrar mensaje)
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Servicio SMS
Funciona mediante el mecanismo de “store and forward”,pudiendo enviar mensajes de acuse de recibo (*N#).
MSBSS
BSC BTSMSC
VLR
SME
HLR
SC SMS-GMSCSMS-IWMSC
SME (Short Message Entity): Terminal móvil ocomputadora conectada directamente al SC.SC (Service Center).
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SMS: Señalización
SMSC
submission
delivery
delivery report
sub. report
status report
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SMS: Envío de mensaje (SMS-Submit)
Message Type Indicator.
01 = Submit.
Reject Duplicate.Validity Period Format.
no, relativo (1), absoluto(7) o mejorado (7).
Status Report Request.User Data Header Ind.Reply Path Request.Message reference.
para identificarduplicados.
Protocol identifier.Coding scheme.
RP DHISRR RDVPF MTI
messageoreference
7o 6o 5o 4o 3o 2o 1o 0
destinationoaddresso y2o–o12ooctets,
protocoloidentifier
codingoscheme
validityoperiodoy0,o1ooro7ooctets,
userodataolength
userodataoyo0o–o140ooctets,
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SMS: Recepción de mensaje (SMS-Delivery)
Message Type Indicator.
00 = Deliver.
More messages.Status Report Ind.Originator address.Protocol identifier.Coding scheme.Time stamp.
RP DHI SRI MM MTI
coding)scheme
7) 6) 5) 4) 3) 2) 1) 0
time)stamp)(7)octets)
user)data)length
user)data)()0)–)140)octets)
protocol)identifier
originator)address) (2)-12)
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SMS: Protocolos de acceso a centros de mensajes
Es necesario disponer de una “gran cuenta” para poderacceder a los centros SMS.Algunos de los protocolos más empleados:
CIMD (Nokia).UCP/EMI.SMPP.Sema Group SMS2000.SM/ASI (CriticalPath).MQSeries (Movistar): No es realmente un protocolo deinterfaz con un SMSC, sino un mecanismo genérico decomunicación basado en colas de mensajes.
Existen bibliotecas (en Java y otros lenguajes) queimplementan estos protocolos.
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SMS: Arquitectura de Kannel
Gateway WAP y SMS.
Smsbox
Wapbox
Kannel
HTTP
HTTP
Bearerbox
Protocolo SMS
ServidorHTTP
WAP stack
SMScenter
TeléfonoWAP
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Servicio MMS
Mensajería multimedia basada en el protocolo WAP conayuda de mensajes SMS.
Redradio
InternetServidorde correo
ServidorMMS
RetransmisorMMSCliente
MMS
Otros sistemasMMS
Otros sistemasMMS
Sistemasde mensajeríainalámbrica
antiguos
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MMS: Proceso de envío I
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MMS: Proceso de envío II
Clienteemisor
Clientereceptor
RetransmisorMMS
M-Send.req
M-Send.conf
M-Notification.ind
M-NotifyResp.ind
WSPkGET.req
M-Retrieve.conf
M-Acknowledge.ind
M-Delivery.ind
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MMS: Tipos de PDU
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MMS: Arquitectura de interfaces
MM3
...
Relay
MMS””UserAgent””A
ExternalServer””41
He.g.”E7M ailL
ExternalServer””42He.g.”FaxL
ExternalServer””4N
“Foreign”MMS
Relay/Server
MMS””UserAgent””B
Server
MM1
MM1
MM4
MMS””Relay/Server
MM2
ExternalServer””43
He.g.”UM SL
MM6 MM5
MMS””UserDatabases
HLRMMS””VAS
Applications
MM7
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MMS: Protocolos de envío
MM7: Estándar MMS para que las aplicaciones envíen mensajes MMSa un MMSC. Es una API basada en XML/SOAP en la que el mensajeMMS se formatea en un documento XML codificado MIME y se envía alservidor mediante una petición HTTP POST.MM4: Estándar MMS para conectividad entre varios MMSC. Es unainterfaz basada en SMTP en la que el mensaje MMS se envía alservidor como mensaje de correo estándar codificado MIME.MM1: Estándar MMS para que los teléfonos envíen y reciban mensajesMMS desde un MMSC. Es un protocolo basado en HTTP en el que lasaplicaciones pueden enviar mensajes MMS codificados en binario a lapasarela mediante una petición HTTP POST, de acuerdo con laespecificación “MMS Encapsulation Specification” (tipo MIMEapplication/vnd.wap.mms-message).EAIF: Variante del protocolo MM1 propietaria de Nokia, definida comointerfaz para enviar mensajes a un MMSC de Nokia. Esta interfaz essimilar funcionalmente a MM1 con la definición de algunas cabecerasHTTP adicionales.
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MMS: Formato de los mensajes
Contenido: imágenes,texto, sonido, etc.Los mensajes MMScodificados se incluyen enel campo de datos de lassolicitudes HTTP POST. Sepueden utilizar cabecerasde extensión específicasde MMS para elencaminamiento delmensaje.En el campo de datos sedebe emplear unacodificación binaria.
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MMS: Tipos de aplicaciones
Emisora: Se utiliza para enviar mensajes a lasestaciones móviles, p.ej. servicio de titulares deprensa, información meteorológica u otros.Receptora: Recibe los mensajes procedentes deun emisor. P.ej. transmisor de una pasarela decorreo electrónico. Puede ser síncrona oasíncrona.De filtro: Modifica el mensaje (p.ej. cambia deformato el contenido [transcoding]) o lo procesamediante algún procedimiento. También puedeser síncrona o asíncrona.
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MMS: Nokia MMSC EAIF emulator
Herramienta que permite a los desarrolladorescomprobar sus aplicaciones sin necesidad deuna conexión con un MMSC real.Sirve para verificar el formato de los mensajes ylas capacidades de envío/recepción de lasaplicaciones.Admite aplicaciones emisoras, receptoras y defiltro.Incluye plantillas para la creación de mensajesmultimedia.Se pueden añadir nuevas plantillas y mensajesde ejemplo.Sustituido por el “Mobile Internet Toolkit”.
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MMS: Mbuni I
Pasarela MMS (MMSC +pasarela VAS) de códigoabierto.Implementa la mayor partede las interfaces de MMS:MM1, MM3, MM4 y MM7.Emplea varias de lasbibliotecas de Kannel,básicamente para la partede WAP.Sólo funciona bajo Linux.
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MMS: Mbuni II
MMSC.
Mensajería de teléfono a teléfono.Adaptación de contenidos (transcoding).Conversión bidireccional a correo electrónico.Almacenamiento de mensajes.Intercambio de mensajes con otros MMSC (MM4).Posibilidad de enlazar con sistemas de facturación.
Pasarela VAS.
Conectividad SOAP y EAIF con otros MMSC (MM7).Conexiones múltiples a distintos MMSC.El contenido MMS puede cargarse desde un archivo, URL ode la salida de un programa.Interfaz de tipo URL para envío de mensajes.
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Ubicación en redes celulares
Identidad de la celda(CI; Cell Identity).Identidad de la celda+ Timing Advance(CI+TA).Identidad de la celda+ Timing Advance +nivel de recepción(CI+TA+RXLEV).Diferencia temporalobservada (OTD).GPS asistido(A-GPS).
Availability
0.1 0.3 1 3 10 30 100 300 1K 3K 10K 30K
Accuracy /[m]
2G2G+
3G
GPS
DGPS
AGPSCI
CI+TACI+Rx
dCI+RTT,a3Gg
E-OTD,dTOAg
IPDL-OTDOA
WLAN
BT
RTKGPS
Remote
Rural
Suburban
Urban/City
Indoor
Underground
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Ubicación en redes celulares: CI+TA+RXLEV
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Ubicación en redes celulares: Mobile Positioning Center-MPC
Celda/omnidireccional/completa
Celda/omnidireccional/convalor/de/“timing/advance”
Celda/sectorial/con/valorde/“timing/advance”
Celda/sectorial/completa
P
Ri
Ro
a1
a2
P:/Ubicación/de/la/BTSen/longitud/latitud
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GPRS: Arquitectura de red I
VLR VLR
HLR
Gr Gc
Gs
BTS
BTS
BTS
SGSN
MSC
BSC
Arquitectura de red GSM/GPRS
RedndedatosnUIP)
RedndevoznURDSI)
Núcleondenredn-nGSM
Redn-nGPRS
RedndenaccesoGPRS/GSM
Conexiónndendatos/voz
SeñalizaciónnbasadanennSS7
RedndesoportenIP
MSC
GGSN
PCU
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GPRS: Arquitectura de red II - Elementos nuevos
PCU (Packet Control Unit). Esta unidad se encarga dedistinguir entre los datos destinados a la red GSM estándar(conmutación de circuitos) y los datos destinados a la redGPRS (conmutación de paquetes).SGSN (Serving GPRS Support Node). Se encarga delencaminamiento, los traspasos, la asignación dedirecciones IP y las funciones de autenticación ytarificación.GGSN (Gateway GPRS Support Node). Es una pasarela,encaminador y cortafuegos, todo en uno. Convierte lospaquetes GPRS que provienen del SGSN al formato delprotocolo de datos de paquetes (PDP). Suele confirmar losdetalles del usuario con un servidor RADIUS por motivosde seguridad.
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GPRS: Clases de terminales I
Clase A. Tienen 2 transceptores que lespermiten enviar/recibir datos y voz de manerasimultánea. Aprovechan todas las posibilidadesde GSM y GPRS.Clase B. Pueden enviar/recibir datos o voz, perono de manera simultánea. Generalmente, si seestá utilizando GPRS y se recibe una llamada devoz existirá la posibilidad de contestarla o deseguir con la comunicación de datos.Clase C. Sólo permite una forma de conectividad.Un ejemplo de este tipo de terminales son lastarjetas PCMCIA para ordenadores portátiles.
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GPRS: Clases de terminales II
Es posible aumentar la velocidad de transmisión de datosempleando varios intervalos de tiempo.
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GPRS: Clases de terminales III - Ejemplos
Clase 2 (2+1). Tx: 8-12 Kbps, Rx: 16-24 Kbps.Mororola Accompli A008, Trium Mondo, Sirius.
Clase 4 (3+1). Tx: 8-12 Kbps, Rx: 24-36 Kbps.Motorola Timeport T260.
Clase 6 (3+2 o 2+3). Tx: 16-24 Kbps, Rx: 24-36 Kbps.Nokia 6310, 6510, 8310.
Clase 8 (4+1). Tx: 8-12 Kbps, Rx: 32-40 Kbps.Ericsson T39, T68i, R520, Motorola v60i, v66i, SamsungQ200, S100, Siemens S45, ME45, M50, Trium Eclipse.
Clase 10 (4+1 o 3+2).Philips Fisio 820.
Clase 12 (4+1, 3+2, 2+3 o 1+4).Sierra Wireless Aircard 750 GSM/GPRS PC Card.
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GPRS: Esquemas de codificación de canal
La codificación de canal se emplea para proteger lospaquetes de datos transmitidos frente a errores.En GPRS se utilizan 4 esquemas de codificación de canal(CS-1, CS-2, CS-3 y CS-4), que se escogen de maneradinámica en función de la calidad del canal.En malas condiciones se emplea CS-1 y se obtiene unavelocidad de 9,05 Kbps por cada intervalo de tiempo GSM,con una codificación muy fiable.En buenas condiciones se emplean otros esquemas paraconseguir una velocidad de hasta 21,4 Kbps por cadaintervalo de tiempo. En teoría se podrían conseguir hasta171,2 Kbps empleando los 8 intervalos de tiempo. En lapráctica, como los intervalos son compartidos, seconsiguen velocidades inferiores, p.ej. 40 Kbps por usuariopara 3 usuarios y codificación CS-3.
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GPRS: Canales lógicos
Análogos a los canales de GSM, con el prefijo “P”para indicar que transportan tráfico de paquetes.
Canales comunes:PBCCH (BCCH en GSM).PCCCH (CCCH [PCH,RACH,AGCH] enGSM).
Canales de datos:PDTCH (TCH en GSM).
Canales de control:PACCH (ACCH [SACCH,FACCH] enGSM).PTCCH (Packet Time advance ControlChannel).
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GPRS: Calidad de servicio I
Prioridad. Precedencia de un servicio en relación a otro.Existen 3 niveles: alta, normal y baja.Fiabilidad. Características de transmisión requeridas poruna aplicación. Existen 3 clases.
Clase
Probabilidad de
Paqueteperdido
Paqueteduplicado
Paquetefuera de
secuencia
Paquetecorrupto
1
2
3
10-9
10-9
10-9
10-9
10-4
10-5
10-5
10-5
10-5
10-6
10-2
10-2
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GPRS: Calidad de servicio II
Retardo. Valores máximos para el retardo medio y para elretardo máximo garantizado en el 95% de lastransferencias.
Clase
Paquete de 128 bytes Paquete de 1024 bytes
Retardomedio
Retardomedio
Retardoal 95%
Retardoal 95%
1
4
<0,5s <1,5s <2s <7s
2 <5s <25s <15s <75s
3 <50s <250s <75s <375s
Besteffort
Besteffort
Besteffort
Besteffort
Rendimiento. Especifica la velocidad binaria máxima ymedia.
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GPRS: Procedimientos
Attach. Registro en un SGSN de la red GPRS. La redcomprueba que el usuario está autorizado, copia el perfildel usuario del HLR al SGSN y asigna un P-TMSI alusuario.Activación de contexto PDP.
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GPRS: Asignación de direcciones IP
Estática. No es muy común. La información se guarda enel HLR.
BSC SGSN
HLR
DispositivoGPRS
Estación basey torre
Dinámica. La IP se asigna en el domino del GGSN o lapuede asignar un servidor RADIUS.
BSC SGSN GGSN
HLR
ISP
DispositivoGPRS
Estación basey torre Servidor
RADIUSLANcorporativa
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GPRS: Modelo de estados
Estación móvil SGSN
ImplicitbDetachorbCancelbLocation
GPRSbAttach
PDUbreception
GPRSbDetachborCancelbLocation
IDLE
READY
STANDBY
READYbtimerbexpiryorbForcebtobSTANDBYorbAbnormalbRLCbcondition
PDUbtransmission
GPRSbAttach
READYbtimerbexpiryorbForcebtobSTANDBY
GPRSbDetach
IDLE
READY
STANDBY
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UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
Requisitos:
Estándar a nivel mundial.Servicios personalizados.Velocidad de 2 Mbps.Paquetes y circuitos.Servicios multimedia.Multiplexación de servicios.Tráfico asimétrico.QoS.Alta eficiencia espectral.
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UMTS: Arquitectura de red
PSTN8ISDNPSTN8ISDN
PDNPDN
GSM•1Subsistema•de•la•estación•base4 GSM•1Subsistema•de•red4
UTRAN
1Núcleo•de•red4
Iub Iu
Uu
••GSM•1CS4:•976•Kbps•8•V474•Kbps
••••HSCSD•1CS4:•5776•Kbps
••GPRS•1PS4:•VV5•Kbps
••EDGE•1CS8PS4:•B84•Kbps
••UMTS•1CS8PS4:•L•Mbps
EIREIR
GGSNGGSNSGSNSGSN
VLRVLR
BSC MSC GMSC
BSC
RNC
RNC
BTSBTS
BTSBTS
Node•BNodo•B
Node•BNodo•B
Node•BNodo•B
Iur
HLRHLR
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UMTS: Tipos de celdas
Satélite
MacrocélulaMicrocélula
Interior
Picocélula
Cobertura global
Terminal básicoTerminal PDA
Terminal audio/visual
Entornosuburbano
Entornourbano
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UMTS: Objetivos de servicio
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UMTS: Modos de funcionamiento
Se utilizan portadoras con una anchura espectral de 5 MHz.Se han definido dos modos de funcionamiento en UMTS:
Modo FDD con dos portadoras por radiocanal paraoperación en bandas de frecuencias emparejadas. Paraemplear en macro/micro celdas.Modo TDD con una portadora por radiocanal para operaciónen bandas de frecuencias no emparejadas. Para emplear enpicoceldas.
El modo FDD es idóneo para servicios simétricos, con unaamplia gama de velocidades.El modo TDD resulta adecuado para servicios asimétricosen entonos de interiores y microcelulares. En este modo,los requisitos de sincronización son más estrictos y exigenmás márgenes (overhead) para los tiempos de guarda yrampas de variación de potencia.
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UMTS: Asignación de frecuencias
Para modo FDD se han asignado dos bandas pareadas de60 MHz (1920-1980 en sentido ascendente y 2110-2170 ensentido descendente)⇒ 12 pares de portadoras de 5 MHz.Para modo TDD se han asignado dos bandas que suman25 MHz (1900-1920 y 2020-2025 MHz)⇒ 5 portadoras de 5 MHz.(existen 10 MHz adicionales [2010-2020] para operaciónTDD sin licencia).En España se han concedido 4 licencias (Orange [Amena],Movistar, Vodafone y Yoigo [Xfera]) con una asignación de3 pares de portadoras en FDD y una portadora en TDD acada una.
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WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access I
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WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access II
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WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access III
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WCDMA: Expansión y compresión
Datos xCódigo
Datos
Código
Código(seudoruido)
Datos
+1
+1
+1
+1
+1
Símbolo
-1
-1
-1
-1
-1
ChipChip
EspectroSímbolo
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WCDMA: Detección de la señal propia I
Código
+1
+1
+1
-1
-1
-1
Señalpropia
+8
-8
Datos trasintegración
Código
+1
+1
+1
-1
-1
-1
Otraseñal
+8
Datos trasintegración
-8
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WCDMA: Detección de la señal propia II
+1
+1-1
-1
Señalpropia
-2
+2
Código+1
-1
-2
Otraseñal
+8
-8
Datos trasintegración
+2
Señalcompuesta
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UMTS: Respiración celularEn UMTS el tamaño de las celdas no es fijo como en GSM:
Como varios móviles pueden usar la misma frecuencia e intervalode tiempo, cada transmisión aparece como ruido de fondo paralos demás receptores.Si una celda se sobrecarga aumenta la interferencia, lo que haceque la estación base deba transmitir con una relación C/I mayor.El tamaño de la celda se reduce, sacando de cobertura a losusuarios que están en su frontera.Si hay pocos equipos la celda crece y aumenta el radio decobertura.Los radios de cobertura de las celdas vecinas deben solaparsepara que no haya lagunas de cobertura.
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UMTS: Efecto «cerca-lejos»
Se produce si dos terminales situados a distancias muydiferentes de la estación base transmiten con la misma potencia.Habrá que emplear un control de potencia muy preciso paraevitarlo.
USUARIO AUSUARIO B
atenuación LA atenuación LB
PTA
PTB
LA >> LB
0 1/Tc
00 1/Tc
RECEPTOR
CDMA
RECEPTOR
CDMA
00 1/Tc0
EFECTONEAR/FAR
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UMTS: Control de potencia
En lazo abierto.
La estación base envía una señal de piloto.El móvil conoce la potencia transmitida por el canal de piloto, midela potencia recibida, estima la atenuación del trayecto y decide lapotencia con la que transmitir.En FDD plantea el problema de que no hay correlación entre losenlaces descendente y ascendente.
En lazo cerrado.
El móvil transmite de manera continua por un canal de subida.La estación base mide la potencia recibida, y por un canal debajada envía comandos que hacen incrementar o decrementar lapotencia que transmite el móvil en pasos discretos.Es necesario que la velocidad con que se envían los comandossea mayor que la velocidad de variación del canal.Requiere la existencia de una conexión activa bidireccional entreel móvil y la estación base.
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UMTS: Traspasos I - Motivos
Contrarrestar el deterioro progresivo de la calidad de unaconexión.Reducir la potencia transmitida (y por tanto el nivel deinterferencia en el sistema).Delimitar el área de cobertura de una celda.Redistribuir el tráfico entre celdas en situaciones decongestión.Acceder a determinados servicios que puedan ofrecerse endiferentes modos de operación (TDD, FDD) e incluso endiferentes redes de acceso.Intervención del subsistema de operación y mantenimiento.
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UMTS: Traspasos II - Según el modo de operación
Intramodo. Entre dos portadoras FDD, o entredos portadoras TDD.Intermodo. Entre los modos FDD y TDD.Intersistema. Entre sistemas distintos, ya sean3G-3G o 3G-2G. En R99 ya se detalla el traspasoentre UTRAN y GSM, muy interesante en lasprimeras fases de despliegue del servicio UMTS.
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 94/126
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UMTS: Traspasos III - Según el modo de ejecución
Sin continuidad (hard handover ). Es el empleado enGSM. La conmutación al nuevo canal se hace después deliberar los recursos del antiguo.Con continuidad (soft handover). El móvil puedeestablecer conexiones simultáneas a través de variasestaciones. De esta forma no se interrumpe lacomunicación. Requiere técnicas de combinación deseñales para obtener un único flujo de información.Traspasos softer . Son traspasos con continuidad entresectores de la misma estación base. Difieren de losanteriores en la forma en que se hace la combinación.
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HSDPA: High Speed Downlink Packet Access
Evolución de UMTS para conseguir mayores velocidadesen el canal descendente. Se suele denominar tecnología3.5G.Puesta en funcionamiento en España en diciembre de2006. Demostraciones en el 3GSM WC (febrero) de dichoaño.Hay tarjetas para PC (unos 110 modelos según lainformación oficial actual), módems USB (192), notebooks(432) y teléfonos móviles (595) disponibles.Está diseñado para conseguir tasas de hasta 14,4 Mbpsteóricos con las mismas portadoras de 5 MHz.Existe una evolución denominada HSDPA+ que pretendeconseguir aún mayor velocidad binaria (28 Mbps) en elenlace descendente.
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HSDPA: Características técnicas
Nueva estructura de canales físicos (HS-DSCH; HighSpeed Downlink Shared Channel).Tansmisión multicódigo con un factor de expansión fijo = 16.AMC (Adaptive Modulation and Coding): El esquema demodulación (QPSK o 16QAM) y codificación (más o menosredundancia) se escoge en función de la calidad del enlacedescendente medida por los terminales.HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request): En caso derecepción de paquetes con CRC incorrecto se puedenemplear dos estrategias para su retransmisión:
No descartar dichos paquetes sino combinarlos con losreenviados para, eventualmente, conseguir resolver loserrores producidos.Redundancia incremental (IR): aumentar la cantidad deinformación de redundancia con cada retransmisiónadicional.
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 97/126
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HSDPA: Categorías de terminales
Categoría Modulación Numero(máximo(
códigos(en(paralelo
Mínimo(intervalo(inter8TTI
bits(en(el(canal(de(
transporte(por(TTI
Tipo(ARQ Tasa(de(transmisión(
máxima
2Mbps3
1 QPSK(0(168QAM 5 3 7.298 Soft 1,2
2 QPSK(0(168QAM 5 3 7.298 IR 1,2
3 QPSK(0(168QAM 5 2 7.298 Soft 1,8
4 QPSK(0(168QAM 5 2 7.298 IR 1,8
5 QPSK(0(168QAM 5 1 7.298 Soft 3,6
6 QPSK(0(168QAM 5 1 7.298 IR 3,6
7 QPSK(0(168QAM 10 1 14.411 Soft 7,2
8 QPSK(0(168QAM 10 1 14.411 IR 7,2
9 QPSK(0(168QAM 15 1 20.251 Soft 10,2
10 QPSK(0(168QAM 15 1 27.952 IR 14,4
11 QPSK 5 2 3.630 Soft 0,9
12 QPSK 5 1 3.630 Soft 1,8
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LTE (Long Term Evolution) - Objetivos
Sólo servicios en modo paquete (como, p.ej. VoIP).Velocidades de transmisión muy superiores (>300 Mbps).Retardo/Latencia sensiblemente inferiores (<10 ms).Mejora de la eficiencia espectral.Coste menor de la red de acceso radio y migración fácildesde versiones anteriores.Flexibilidad espectral:
Puede operar en todas las bandas celulares actuales, eincluso en otras.Funcionamiento eficiente con asignaciones de espectro dedistintos tamaños:
Hasta 20 MHz para conseguir altas velocidades.Menos de 5 MHz (hasta 1,4 MHz) para permitir unatransición fácil desde, p.ej. el espectro 2G.
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LTE: Arquitectura
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 100/126
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LTE: Elementos de la red
EUTRAN:
eNB: Único nodo obligatorio en la red de acceso radio. Se ocupade las comunicaciones de radio en la célula, gestiona los recursosde radio y toma las decisiones de traspaso. En LTE no esnecesario un control centralizado de la red de radio.
EPC (Evolved Packet Core):
MME (Mobility Management Entity): Se ocupa de todas lasoperaciones del plano de control: selección de PGW/SGW yselección de MME durante los traspasos. También es responsablede la selección de SGSN en los traspasos de LTE a 2G/3G.SGW (Serving Gateway): Encamina y reenvía los paquetes delusuario. Actúa como ancla de movilidad para el plano de usuariodurante los traspasos inter-eNB y como ancla para la movilidadentre LTE y otras tecnologías 3GPP.PGW (PDN Gateway): Proporciona conectividad con las redes dedatos externas en modo paquete. Realiza la asignación dedirecciones IP. Equivalente al GGSN.
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 101/126
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LTE: Estructuras dúplex
Funcionamiento en modos de espectro emparejado y noemparejado. Permite trabajar en los modos FDD y TDD:
Sólo FDD: enlaces ascendente/descendente simultáneosen distintas bandas de frecuencia.Sólo TDD: enlaces ascendente/descendente nosimultáneos en la misma banda de frecuencia.
Posible extensión de FDD a FDD/TDD combinado (“FDDsemi-dúplex”).
Enlaces ascendente/descendente no simultáneos endistintas bandas de frecuencia.Simplifica los terminales multibanda (requisitos menosexigentes del filtro dúplex).Compromiso entre velocidad máxima y complejidad delterminal.
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 102/126
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UMA / GAN
UMA: Unlicensed Mobile Access.GAN: Generic Access Network. Tecnología normalizadapor el 3GPP en abril de 2005.Se emplean terminales duales (DMH) que permiten realizarllamadas por la red GSM y mediante VoIP a través de unrouter Wi-Fi.Traspaso (handover) automático entre los dos tipos deredes manteniendo activa la llamada en curso.Mejor cobertura en interiores y descongestión del espectroGSM o UMTS.Terminal más complejo y con mayor consumo de batería⇒menor autonomía.
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 103/126
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UMA / GAN: Arquitectura
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 104/126
IngenieríaTelemática
UMA / GAN: Servicios
Redes y servicios móviles Arquitectura y servicios para redes WAN 105/126
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Bluetooth
Estándar abierto de comunicación por radio acorta distancia.Su finalidad inicial fue la eliminación y sustituciónde cables entre un teléfono y sus accesorios.Desarrollado por Ericsson y respaldado por ungran número de empresas (SIG; Special InterestGroup).
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Bluetooth: Origen del nombre
Harald Bluetooth.Vikingo.Rey de Dinamarca de 940 a 981.Cristianizó y unificó Dinamarca y Noruega.
Enlace inalámbrico entre todo tipo dedispositivos.
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Bluetooth: Algo de historia
1994: Estudio de enlaces de radio para eliminar cables(Ericsson).
1995: Empiezan los trabajos de diseño.1997: Intel acuerda colaborar.
Fundación del Bluetooth SIG por Ericsson, Intel,IBM, Nokia y Toshiba.Primer chip Bluetooth desarrollado por Ericsson(basado en el ARM).
1999: Se publica la especificación 1.0A de Bluetooth.Se expande el grupo promotor del Bluetooth SIGpara incluir a 3Com, Lucent, Microsoft y Motorola.Ericsson se asocia con ARM para licenciarBluetooth IP.
2000: Primera versión de Bluetooth IP con soporte.Más acuerdos de licencia en fase de negociación.Más de 2000 asociados (adopters).
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Bluetooth: Especificaciones técnicas I
Frecuencia libre ISM.
2,4 GHz.
79 canales (23 en algunospaíses):
f = 2402+k MHz,k = 0 . . . 78
Tasa de transferencia:
723,2-57,6 Kbps(asimétrica).433,9 Kbps (simétrica).
Alcance de 10 a 100metros.
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Bluetooth: Especificaciones técnicas II
Baja potencia: de 1 mw a 100 mw.
Clase 1: 100 mw (100 m de alcance).Clase 2: 2,5 mw (20 m de alcance).Clase 3: 1 mw (10 m de alcance).
FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum).1.600 saltos/s en secuencia seudo-aleatoria defrecuencias.Transmisión de voz (hasta 3 canales full-dúplexcon calidad GSM) y datos.Muy bajo consumo (de 0,3 mA a 30 mA).
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Bluetooth: Comparación con otras tecnologías
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Bluetooth: Piconet
Red punto a multipunto en la cual un dispositivoactúa como “maestro” y el resto como “esclavos”.Puede estar compuesta por el “maestro” y unmáximo de 7 “esclavos”.
MASTER A
SLAVE B
SLAVE C
SLAVE D
SLAVE E
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Bluetooth: Scatternet
Combinación de varias piconet.Un dispositivo puede hacer de “maestro” en unared y de “esclavo” en otra.
MASTER
SS
S S
S
Parked
Parked
S
M
S
S
Piconet I
Piconet II
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Bluetooth: Pila de protocolos
Banda base.LMP.HCI.L2CAP.SDP.RFCOMM.
Baseband
LogicalILinkIControlIAdaptationIProtocolIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIWL2CAP/
LinkIManagerIProtocolIWLMPIorILinkIManager/
BluetoothIRadio
IIIIIIIIIRFCOMMSerialILineIInterface
ServiceIDiscoveryIIIIIIIProtocolI
SDPTCSIBIN
IIIIIIIATcommands
ModemIprotocols
WAP
TCP/IP
PPP
IInternetProtocols
OBEX
HostIControllerIInterfaceIIIIIIIIIWHCI/
Audio
COMPUTER
RADIO
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Bluetooth: Sistemas operativos
Escritorio:
Linux. BlueZ integrado de serie a partir de las últimasversiones del kernel 2.4.Windows. Incorporado a partir del SP2 de XP.
Dispositivos móviles:
Java. Especificación JSR 82 para J2ME.PalmOS.Windows CE.Symbian. Incorpora soporte de Bluetooth “de serie” enprácticamente todas sus versiones.Android e iOS también lo incorporan.
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Bluetooth: Perfiles I
Acceso genérico.Aplicación dedescubrimiento deservicios.Telefonía inalámbrica.Intercomunicador.Puerto serie.Auricular.Acceso telefónico a redes.
Fax.Acceso a LAN.Intercambio genérico deobjetos.Envío y recepción deobjetos pequeños.Transferencia de archivos.Sincronización.
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Bluetooth: Perfiles II
GenericgAccessgProfile
ServicegDiscoveryProfile
TCSgBinarygbasedgprofiles
CordlessTelephonygProfile
SerialgPortgProfile
Dial-upgNetworkingProfile
FaxgProfile
GenericgObjectgExchangeProfile
LANgAccessgProfile
FilegTransferProfile
ObjectgPushgProfile
SynchronizationProfile
HeadsetgProfile
IntercomgProfile
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Bluetooth: Seguridad
Utilizar saltos de frecuencia en 79 canales se sueleconsiderar “suficientemente” seguro.Las conexiones entre dispositivos puede requerirautenticación en un sentido, en ambos, o no requerirautenticación.La autenticación está basada en un algoritmo de tipodesafío-respuesta.Para el cifrado y la autenticación, Bluetooth utiliza unalgoritmo de dominio público llamado SAFER+, con clavesde hasta 128 bits.
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Bluetooth: Certificación
Cumplir las expectativas de los clientes.Los productos se evalúan y deben ajustarse a laespecificación para que puedan interoperar.Asegurar la calidad del enlace de radio.Proteger el valor de la marca Bluetooth.
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Bluetooth: Aplicaciones I
Auricular definitivo:Comunicación manos libres.Solución definitiva para el coche,la oficina o la casa.Postales instantáneas: Envíode postales instantáneas y clipsde vídeo con posibilidad de:
Añadir comentarios con elteclado del teléfono o un PDA.Uso personal y profesional.
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Bluetooth: Aplicaciones II
Acceso a Internet. Navegaciónmóvil: paseando, en la oficina, enel coche o en el sofá.Sincronización automática:Sincronización automática entredispositivos como PC y PDA, PCy Laptop o teléfono móvil y PC.
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Bluetooth: Aplicaciones III
Teléfono “tres en uno”. Unteléfono, tres funciones:intercomunicador, portátil ycelular.Puesto de trabajo inalámbrico:Permitirá conectar todos losperiféricos al PC o a la LAN.
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Bluetooth: Aplicaciones IV
Automatización del hogar.Entretenimiento casero.Comercio electrónico.Control industrial.Automoción (Volvo, SAAB).Vigilancia.Control de accesos.y muchos más . . .
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Bluetooth: Ejemplos de uso
Pagos.
Aplicación de pago activadaautomaticamente (push).POS virtual en el propiomóvil.
Infotainment.Navegación WEB/WAP através de Bluetooth.Transmisión rápida de datosy multimedia.Capacidad de localizacióndel usuario por el operador.
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Bluetooth: Estimaciones
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Bluetooth: Evolución
Versión 2.1 + EDR (Enhanced Data Rate) (2007).Compatible con versiones anteriores.Mayor velocidad de transmisión: hasta 2,1 Mbps.Mejor rendimiento (BER).
Versión 3.0 + HS (High Speed) (2009).Velocidades de hasta 24 Mbps.La conexión Bluetooth se utiliza para la negociación y elestablecimiento de conexiones, pero el tráfico de altavelocidad se realiza mediante un enlace 802.11.Reducción del consumo en modo “sniff”⇒ autonomía 3-10veces mayor para dispositivos HID: teclados, ratones,auriculares, etc.
Versión 4.0 (2010).Incluye Bluetooth clásico, Bluetooth de alta velocidad yBluetooth de bajo consumo (BLE).La alta velocidad se basa en WiFi.
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