Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)

Universal Mobile
Telecommunication System
(UMTS)
Introducción a los sistemas 3G
IMT2000/UMTS
Servicios
Técnicas de espectro ensanchado: CDMA
UTRAN
Traspasos
Núcleo de red
1
Referencias
Libros
• Comunicaciones Móviles de Tercera
Generación UMTS. J.M. Hernando
Rábanos, C. Lluch Mesquida.
Telefónica Móviles España S.A.
Sitios WWW
www.umts-forum.org
www.3gpp.org
www.etsi.org
• Mobile Radio Networks. Networking www.iec.org/tutorials/umts
and Protocols. B.H. Walke. J. Wiley & cas.et.tudelft.nl/~glas/ssc/techn/techniques.html
Sons 1999
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Introducción a los sistemas 3G
• Espectacular desarrollo de las comunicaciones
móviles en la última década:
–
–
–
–
–
–
Avances tecnológicos.
Liberalización, desregulación, competencia.
Desarrollo de normalización.
Crecimiento de la demanda.
Mayor eficiencia espectral.
Tecnología de bajo coste.
¿Por qué aparecen los sistemas 3G?
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
2
Introducción a los sistemas 3G
Motivación:
• Saturación de las redes actuales.
• Mejorar aún más la eficiencia espectral.
• Aparición de nuevos servicios mucho más
exigentes en recursos.
• Convergencia de redes fijas y móviles.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Introducción a los sistemas 3G
Evolución:
• Redes de primera generación (1G):
sistemas analógicos, movilidad restringida
al sistema. Servicios de voz
• Redes de segunda generación (2G):
sistemas digitales GSM, DCS1800, ...
Movilidad entre sistemas. Servicios de voz,
datos, fax, mensajes cortos.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
3
Introducción a los sistemas 3G
Evolución:
• 2G a 3G: GSM Phase 2, Phase 2+. Servicios
suplementarios, servicios de datos mejorados
(GPRS, EDGE, HSCSD).
• 3G: IMT–2000, familia de sistemas definida por la
ITU.
– UMTS es uno de estos sistemas.
Concepto de sistema que combina grandes innovaciones en
el acceso radio, y una nueva arquitectura de servicio que
permite la convergencia entre redes fijas y móviles al
menos en el nivel de servicio/aplicación.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Introducción a los sistemas 3G
Características de los sistemas 3G.
• Soporte de todas las características de los
sistemas actuales.
• Soporte para nuevos servicios con gran
QoS, al igual que en las redes fijas.
• Gran capacidad.
• Gran eficiencia espectral.
• Equipamiento ligero, pequeño, y barato.
• Gran seguridad.
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Introducción a los sistemas 3G
Exigencias a que se enfrentan:
• Diferentes tipos de servicios.
• Diferentes tasas (bajas para voz, hasta
2Mbps para datos y multimedia).
• Tasas variables.
• Celdas de diferentes tamaños en entornos
interiores y exteriores, traspaso sin cortes.
• Características de movilidad avanzadas.
• Gestión flexible de los recursos radio.
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Introducción a los sistemas 3G
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
5
IMT2000 / UMTS
•
IMT–2000: International Mobile Telecommunications, “2000” : año
planificado para los primeros ensayos, y también las frecuencias
asignadas. (WARC’92: 1885–2025 MHz y 2110–2200 MHz).
•
Normas 3G desarrolladas por “regional standards developing
organizations” (SDOs).
•
17 propuestas a la ITU in 1998:
– 11 para sistemas terrestres
– 6 para sistemas móviles por satélite (MSSs).
•
Evaluación completada al final de 1998, negociaciones
completadas a mediados de 1999.
•
Especificación de la tecnología de transmisión radio (RTT)
publicada en 1999.
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IMT2000 / UMTS
• UMTS: Universal Mobile Telecommunications System.
• Trabajos desarrollados en los programas RACE, ACTS,
COST.
• Subcomité técnico SMG5 de ETSI fue el responsable
de la normalización de UMTS en Europa.
• Actualmente las especificaciones las desarrolla 3GPP
(3rd Generation Partnership Project):
– ETSI (Europa)
– Association of Radio Industries and Business / Telecommunication
Technology Committee (ARIB/TTC) (Japón)
– American National Standards Institute (ANSI) T-1 (EE.UU.)
– Telecommunications Technology association (TTA) (Corea)
– Chinese Wireless Telecommunication Standard (CWTS) (China).
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IMT2000 / UMTS
• 3GPP está introduciendo UMTS en fases y
publicaciones anuales.
• Rel. ‘99: UMTS Terrestrial Radio Access
(UTRA). Usa una interfaz radio WCDMA para
comunicaciones terrestres.
• “Congelada” en junio de 2000.
• Versiones siguientes: R4 y R5.
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IMT2000 / UMTS
Series de las especificaciones UMTS Release 1999.
•
•
•
•
•
•
•
•
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•
•
•
•
•
•
Serie 21: requisitos del sistema.
Serie 22: servicios, funciones, plataformas.
Serie 23: realización técnica de servicios.
Serie 24: detalle de los protocolos de señalización.
Serie 25: especificaciones de UTRA.
Serie 26: codificadores.
Serie 27: funciones de soporte de las aplicaciones de datos.
Serie 28: reservada.
Serie 29: detalle de los protocolos del núcleo de red.
Serie 30: gestión del proyecto.
Serie 31: definición del User Identity Module UIM.
Serie 32: operación y mantenimiento.
Serie 33: seguridad.
Serie 34: especificaciones de pruebas.
Serie 35: algoritmos de cifrado.
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IMT2000 / UMTS
• UTRA soporta Time Division Duplex (TDD)
y Frequency Division Duplex (FDD).
• El modo TDD está indicado para sistemas
públicos con micro/picoceldas, y para
aplicaciones inalámbricas sin licencia.
• El modo FDD está indicado para
aplicaciones públicas de gran cobertura
(macro/microceldas)
• Ambos modos ofrecen tasas dinámicas y
adaptables hasta 2Mbps.
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IMT2000 / UMTS
Espectro asignado
ITU/RR
Europa
IMT2000
GSM1800
DECT
Japón
PHS
EE.UU.
1800
IMT2000
MSS
UMTS
MSS
UMTS
MSS
IMT2000
MSS
IMT2000
MSS
MSS
PCS
FDD
WLL
China
MSS
TDD
WLL
1900
FDD
WLL
MSS
MSS
2000
MSS
2100
2200
MHz
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IMT2000 / UMTS
Arquitectura
general de
UMTS
Núcleo de red
Iu
RNS
Iur
RNC
Iub
RNC
Iub
Iub
Nodo B
Iu
RNS
Nodo B
Iub
Nodo B
UE
UE
Nodo B
UE
Nivel no ligado al acceso
GC
Nt
GC
DC
Nt
DC
División en
dos niveles
Nivel ligado al acceso
UTRAN
UE
Radio
(Uu)
Núcleo de red
Iu
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Servicios
Clasificación de los servicios.
• Servicios básicos:
– Servicios portadores. Proporcionan capacidad de
transmisión básica entre puntos de acceso.
– Teleservicios. Proporcionan capacidad completa de
comunicación entre usuarios (incluyen el equipo terminal).
Teleservicios
Servicios portadores
TE
TAF
MT
PLMN
Red de
tránsito
Red final
TE
• Servicios suplementarios. Modifican o suplementan
un servicio básico.
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Servicios
Servicios portadores:
• Basados en conmutación de circuitos.
–
–
–
–
–
–
–
–
Audio de 3,1 KHz
V.110 UDI (Unrestricted Digital Information)
UDI X.31 con relleno de flag.
V.120
PIAFS
Modo de bits transparente.
Modo túnel de tramas.
Llamada multimedia.
• Atributos comunes:
–
–
–
–
CC
Establecimiento bajo demanda
Bidireccional simétrico
Punto a punto
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Servicios
Servicios portadores:
• Basados en conmutación de paquetes:
– Punto a punto (PTP): pueden ser orientados a
conexión (PTP-CONS) y no orientados a
conexión (PTP-CLNS).
– Punto a multipunto (PTM): transmisión recibida
por múltiples usuarios de un grupo:
• Llamada de grupo (PTM-GC).
• IP multicast (IP-M).
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Servicios
Teleservicios:
• En modo circuito:
– Telefonía.
– Llamadas de emergencia.
– SMS:
• PTP (MT y MO).
• Cell Broadcast.
– Fax G3.
– Llamada de grupo.
– Llamada difusiva.
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Servicios
Teleservicios:
• Acceso a Internet.
• Servicios multimedia:
– Combinan varios medios (audio, vídeo, datos,
imágenes, ...) en una llamada.
– Se clasifican en:
• Interactivos.
• Distribución.
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Servicios
Servicios multimedia interactivos:
• Conversacionales: tiempo real, suelen ser
bidireccionales, retardo < 100 ms, poca variación
en el retardo, sincronización entre componentes.
Ejs: videotelefonía y videoconferencia.
• Mensajería: comunicación basada en
almacenamiento y envío. Buzones. Pueden
combinar voz, texto, imágenes, ...
• Recuperación: obtener información almacenada en
sitios. Cada sitio puede proporcionar información
en diversos medios.
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Servicios
Servicios multimedia de distribución:
• Sin control de usuario: servicios de difusión de
información en los que el usuario puede acceder al
flujo sin capacidad para controlar el comienzo o el
orden de la presentación. Ejs. TV, radio.
• Con control de usuario: servicios difusivos en los
que se sigue una secuencia repetitiva, y con
capacidad de acceder a una numeración de
secuencia asociada a las informaciones, lo que
permite al usuario controlar el comienzo y el orden
de la presentación.
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Servicios
Servicios suplementarios
• Se deben soportar todos los servicios
suplementarios ya existentes en GSM.
• El servicio de multillamada es específico de
UMTS.
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Servicios
Mejora multinivel de la prioridad de las
llamadas
Redirección de llamada
Presentación y ocultación de identidades
Desvío de llamadas
Llamadas no completadas
Llamada compartida
Grupo cerrado de usuarios
Señalización usuario a usuario
Tarifación
Restricción de llamadas
Transferencia de llamada
Llamada completada a usuarios ocupados
Identificación por nombre
Multillamada
eMLPP
CD
CLIP, CLIR, CoLP, CoLR
CFU, CFB, CFNRy, CFNRc
CW, HOLD
MPTY
CUG
UUS
AoCI, AoCC
BAOC, BOIC, BOIC-exHC, BAIC,
BAIC-Roam
ECT
CCBS
CNAP
MC
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Servicios
Servicios de valor añadido.
• Movilidad personal. Basado en una tarjeta
inteligente, se puede transferir la llamada a
cualquier terminal.
• Virtual Home Environment (VHE) y portabilidad de
servicios. Establecimiento de perfiles
personalizados de servicios y su uso en cualquier
otra red. VHE emula los servicios que no están
disponibles en la red visitada.
• Bandwidth on Demand.
• Servicios multimedia
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Servicios
Virtual Home Environment
• Portabilidad del entorno de servicios
personales entre diferentes redes y
terminales.
• A los usuarios se les presenta de forma
consistente las mismas características,
misma interfaz de usuario y servicios, en
cualquier red y terminal (dentro de las
capacidades asociadas) en los que el
usuario se encuentre.
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Servicios
Llamadas multimedia en CS.
•
Basada en un subconjunto específico de H.324M.
• Se soportarán todos los escenarios: MO y MT con abonado
móvil, RDSI y RTC.
• Se soportarán esquemas de numeración únicos y múltiples.
• Paso de multimedia a voz si falla el establecimiento.
• La llamada CS Multimedia es un servicio portador que utiliza el
servicio transparente de datos síncronos.
• Se soportarán varias tasas (22.002)
• Los servicios suplementarios se aplican a las llamadas
multimedia al igual que en el servicio de transporte síncrono
de datos.
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Servicios
Sesiones IP multimedia (IM).
• La telefonía IP es un ejemplo de servicio en tiempo
real que se proporcionaría como aplicación IM.
• IM tiene que cumplir estos requisitos.
• Control de sesiones IM basado en SIP.
• Se deben soportar todos los escenarios: , sesiones MO y MT
contra Internet/Intranet, CS o IM Móvil, RDSI, RTC.
• Soporte para los esquemas de numeración y direccionamiento
de MSISDN y SIP URL.
• Las aplicaciones IP multimedia no estarán normalizadas,
permitiendo variaciones específicas por parte de los
proveedores de servicio.
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Servicios
Multimedia Messaging Service (MMS)
• Requisitos básicos.
• Servicio de mensajería (almacenamiento y envío) con
usuarios móviles y fijos.
• MMS deberá integrar diferentes tipos de mensajes (fax,
SMS, multimedia, correo de voz, correo electrónico, ...) de
forma consistente.
• Entrega de mensajes de la red al terminal, y carga de
mensajes del terminal a la red en modos continuo
(stream) y por lotes (batch).
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Servicios
Conversación textual
Global Text Telephony (GTT) permite conversación textual en tiempo real.
– GTT permite incluir esa conversación textual en cualquier servicio
conversacional (CS o basado en IP).
– Es posible utilizar ese componente textual junto con otros (voz y/o
vídeo).
– Prevista interacción con otras formas de conversación textual
existentes.
– El componente textual se puede incluir en cualquier momento de la
conversación.
– Orientado a comunicación humana. Debe soportar un conjunto de
caracteres apropiado al lenguaje usado.
– GTT especifica interoperación con MMS.
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Servicios
Dominio de servicio en la R5
Servicios E
básicos
A
B
Control de
llamada CC
Servicios MM
D
C
Control de llamada
y sesión CP
Transporte
por CP
Transporte
por CC
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Servicios
Clasificación de servicios en la R5
Servicios
multimedia IP
(SIP):
telefonía,
charlas,
pizarras...
GPRS
(22.060)
Servicios de
valor añadido no
relacionados con
llamadas: correo,
MMS, WWW,
noticias, ...
Otros
servicios
portadores
SMS, UUS,
USSD
Servicios
suplementarios
22.004
Toolkits:
Teleservicios
en modo
circuito
22.003
Servicios
portadores
en modo
circuito
22.002
Telefonía,
fax, SMS
CAMEL
MExE
(U)SAT
OISP
LCS
"Internet tools"
etc...
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Arquitectura tradicional de servicios
Aplicación
Aplicación
Aplicación
Aplicación
Aplicación
Aplicación
Aplicación
Aplicación
Aplicación
WAP
Diseño
Tradicional
de
aplicaciones
PSTN
LAN
GSM-GPRS-UMTS
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La red de servicios: Capas
E-mail,
voice-mail,
Guías de viaje,
…
Control de llamada
Control de mobilidad
Control de sesión
….
Desplazamiento de bits
Aplicación
AplicaciónAplicación
CONTROL
TRANSPORTE
Diseño de
Aplicaciones
con La Red de Servicios
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La red de servicios: Funcionalidad
Terminal
Terminal
I/Fs estándar o propietarios
Servidores de
aplicación
Servidores de
aplicación
Servidores de
aplicación
OSA/ASuS APIs
OSA/ASuS APIs
OSA/ASuS APIs
OSA/ASuS I/Fs
Capacidad Servicios de
en terminal mensajería
Habilitadadores: SCS/ASuS
Estado de
usuario
WAP Network
Servicios de
localización
HLR GW
Direct.
support
Comm.Dir.
Gestión de servicios
Gestión de PSEs
Terminal
I/Fs estándar o propietarios
Red básica
Service Network
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La red de Servicios: Características
Funcionalidades
Procedimientos del servicio
• Control de sesión
•
– (!!! móvil apagado !!!)
• Seguridad y privacidad
• Traducción de direcciones:
una vez, por operación
•
Localización de usuarios
Estado de usuarios
Capacidades del terminal móvil
Transferencia de información
Gestión de perfiles de usuario
Tarificación
Autentificación
App<->red, user<->red,
user<->app
– (IPv4-IPv6-MSISDN)
•
•
•
•
•
•
Acuerdo (SLA)
•
Autorización
–
•
•
•
App <->red, usr<->app.
Registro (automático)
Consulta de facilidades
Notificación de facilidades.
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La red de servicios:
Ejemplos de componentes (APIs)
• CAMEL: extensión de GSM para incluir servicios de la red
telefónica inteligente (IN). Interfaz para servicios de valor
añadido.
• MExE: Mobile Execution Environment = (WAP, Java)
• USAT: SIM Application Toolkit. I/Fs SIM<->terminal.
• Localización: LCS, SoLSA.
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Servicios: Calidad del Servicio.
Requisitos de la calidad de servicio.
• Para el usuario final:
– Solamente importa la QoS que el usuario percibe.
– El número de atributos definidos/controlados por el
usuario debe ser reducido.
– La derivación de los atributos de QoS a partir de los
requisitos de la aplicación debe ser simple.
– Debe soportarse todo tipo de aplicaciones.
– Las definiciones deben poder acomodar aplicaciones
futuras.
– La calidad de servicio debe proveerse extremo a extremo.
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Servicios
Requisitos de la calidad de servicio
• Requisitos generales
– Todos los atributos deben tener un significado
no ambiguo.
– Lo mismo, para todas las combinaciones de
atributos.
– Debe permitir la evolución de la red UMTS.
– Debe permitir evolución independiente de la red
troncal y la de acceso.
– Se debe poder proporcionar diferentes niveles
de QoS usando mecanismos propios de UMTS.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Servicios
Requisitos de la calidad de servicio
• Requisitos técnicos.
– Control de los atributos entre la UE y la pasarela.
– Proporcionar asociación entre requisitos de aplicación y
servicios UMTS.
– Mecanismos de sesión asociados a los de QoS.
– Utilización eficiente de los recursos.
– Soporte a portadoras asimétricas.
– Interacción eficaz con mecanismos de QoS actuales.
– Comportamiento dinámico.
– Bajo número de atributos.
– Provisión de los requisitos de QoS incluso ante cambios
en los nodos de la red troncal.
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Servicios
Arquitectura de la calidad de servicio en UMTS
(3GPP TS 23.107 V.3.5.0)
UMTS
TE
MT
UTRAN
CN
Gateway
CN Iu
EDGE
NODE
End-to-End Service
TE/MT Local
Bearer Service
UMTS Bearer Service
Radio Access Bearer Service
Radio Bearer
Service
Iu Bearer
Service
UTRA
FDD/TDD
Service
Physical
Bearer
Service
TE
External
Bearer Service
CN Bearer
Service
Backbone
Bearer Service
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Servicios
Clases de tráfico (QoS) propuestas para UMTS
Clase de
tráfico
Conversacional
Conversacional en
tiempo real
Características • Mantener la relación
temporal entre las
entidades de
información del flujo.
• Patrón
conversacional (bajo
retardo, muy crítico)
Ejemplos
- Voz
Flujo (streaming)
Flujo en tiempo real
Interactiva
Interactiva sin
garantías
Segundo plano
Segundo plano sin
garantías
• Mantener la
relación temporal
entre las entidades
de información del
flujo.
• Patrón de petición /
respuesta
• No hay un
límite estricto al
tiempo de
transferencia
de los datos
- Difusión de vídeo
• Mantener la
integridad del
contenido.
- Navegar por www
• Mantener la
integridad del
contenido.
- Descarga de
corrreo.
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22
Servicios
Atributos de QoS
• Se soportarán servicios portadores uni- y
bidireccionales. En este último caso los
atributos de tasa garantizada y máxima se
deberán poder fijar separadamente para los
enlaces ascendente y descendente.
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Servicios
Atributos del servicio portador UMTS para cada clase de tráfico
Clase
Maximum bitrate
Delivery order
Maximum SDU size
SDU format information
SDU error ratio
Residual bit error ratio
Delivery of erroneous SDUs
Transfer delay
Guaranteed bit rate
Traffic handling priority
Allocation/Retention priority
Conversational
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Streaming
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Interactive
X
X
X
Background
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
23
Servicios
Rango de valores para el servicio portador UMTS
Clase
Maximum bitrate (kbps)
Delivery order
Maximum SDU size (octets)
SDU format information
Delivery of erroneous SDUs
Residual BER
SDU error ratio
Transfer delay (ms)
Guaranteed bit rate (kbps)
Traffic handling priority
Allocation/Retention priority
Conversational
< 2 048
Yes/No
<=1 500 or 1 502
TBD RAN WG3
Yes/No/-2
-2
5*10 , 10 , 5*10
3
-3
-4
-6
, 10 , 10 , 10
-2
-3
-3
10 , 7*10 , 10 ,
-4
-5
10 , 10
100 up to FFS
< 2 048
Streaming
< 2 048
Yes/No
<=1 500 or 1 502
TBD RAN WG3
Yes/No/-2
-2
-3
5*10 , 10 , 5*10 ,
-3
-4
-5
-6
10 , 10 , 10 , 10
-1
-2
-3
-3
10 , 10 , 7*10 , 10 ,
-4
-5
10 , 10
250 up to FFS
< 2 048
1,2,3
1,2,3
Interactive
< 2 048 - overhead
Yes/No
<=1 500 or 1 502
Background
< 2 048 - overhead
Yes/No
<=1 500 or 1
Yes/No/-3
-5
-8
4*10 , 10 , 6*10 (7)
Yes/No/-3
-5
-8
4*10 , 10 , 6*10
-3
-4
-6
-3
-4
-6
10 , 10 , 10
10 , 10 , 10
1,2,3
1,2,3
1,2,3
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Servicios
Atributos del servicio portador de acceso radio para cada clase de tráfico
Clase
Maximum bitrate
Delivery order
Maximum SDU size
SDU format information
SDU error ratio
Residual bit error ratio
Delivery of erroneous SDUs
Transfer delay
Guaranteed bit rate
Traffic handling priority
Allocation/ Retention priority
Source statistics descriptor
Conversational
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Streaming
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Interactive
X
X
X
Background
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
24
Servicios
Rango de valores para del servicio portador de acceso radio
Traffic class
Maximum bitrate (kbps)
Delivery order
Maximum SDU size (octets)
SDU format information
Delivery of erroneous SDUs
Residual BER
SDU error ratio
Transfer delay (ms)
Guaranteed bit rate (kbps)
Traffic handling priority
Allocation/Retention priority
Source statistic descriptor
Conversational
class
< 2 048
Yes/No
<=1 500 or 1 502
TBD RAN WG3
Yes/No/-2
-2
-3
5*10 , 10 , 5*10 ,
-3
-4
-6
10 , 10 , 10
-2
-3
-3
10 , 7*10 , 10 ,
-4
-5
10 , 10
80 up to FFS
< 2 048
Streaming class
Interactive class
Background class
< 2 048
Yes/No
<=1 500 or 1 502
TBD RAN WG3
Yes/No/-2
-2
-3
5*10 , 10 , 5*10 ,
-3
-4
-5
-6
10 , 10 , 10 , 10
-1
-2
-3
-3
10 , 10 , 7*10 , 10 ,
-4
-5
10 , 10
250 up to FFS
< 2 048
< 2 048 - overhead
Yes/No
<=1 500 or 1 502
< 2 048 - overhead
Yes/No
<=1 500 or 1 502
Yes/No/-3
-5
-8
4*10 , 10 , 6*10
Yes/No/-3
-5
-8
4*10 , 10 , 6*10
1,2,3
Speech/unknown
1,2,3
Speech/unknown
-3
-4
-6
-3
-4
-6
10 , 10 , 10
10 , 10 , 10
1,2,3
1,2,3
1,2,3
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Servicios
• Atributos del servicio portador radio.
– RAN WG2.
• Atributos del servicio portador Iu.
– A elección del operador: IP o ATM.
•
•
•
•
IP: DiffServ.
ATM: IP DiffServ para interoperación con redes IP.
Asociación UMTS QoS - DiffServ: operador.
Interoperatividad entre operadores: SLAs de DiffServ.
• Atributos del servicio portador CN.
– Lo mismo.
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25
Servicios
Asosciación de atributos de QoS
• Aplicación a Servicio portador UMTS.
– Depende del operador y/o implantación.
• Servicio portador UMTS a Servicio portador de
acceso radio.
– Habitualmente igual: maximum bitrate, delivery order,
delivery of erroneous SDUs, guaranteed bitrate, traffic
handling priority, allocation/retention priority, maximum
SDU size, SDU format information.
– Habitualmente distinto: residual BER, SDU error ratio,
transfer delay.
– Algunos sólo existen en el nivel de portadora de acceso
radio: SDU format information, source statistics descriptor.
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
CDMA Code Division Multiple Access
• Basa la separación entre canales de transmisión
en códigos.
• Cada usuario del sistema usa un código.
• Los usuarios transmiten en el mismo ancho de
banda y al mismo tiempo.
• El código no está correlado con la señal a
transmitir, y su ancho de banda es mucho mayor.
• Como resultado, se ensancha el espectro de la
señal transmitida (basado en técnicas de espectro
ensanchado, spread spectrum).
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26
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
• Ventajas:
k1
k2
– Puede llegar a ser
bastante eficiente.
– Protección frente a
interferencias, ataques,
multipropagación, ...
k3
k4
k5
k6
c
• Desventajas:
– Tasas de usuario ¿bajas?
– Complejidad.
– Requiere un control de
potencia muy estricto.
f
t
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
Historia de la tecnología de espectro ensanchado.
• Primeras ideas durante la 2ª Guerra Mundial (H. Lamarr,
G. Antheil).
• No llegaron a concretarse.
• Durante los años 50 y principios de los 60, gran
investigación militar en este tipo de sistemas.
• Uso civil a partir de los años 80.
• Presente en algunos sistemas de comunicaciones móviles:
IS-95, Globalstar, ...
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27
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
Efectos del ensanchado y la interferencia
P
P
i)
Señal de usuario
Interferencia de banda ancha
Interferencia de banda estrecha
ii)
f
f
transmisor
P
P
P
iii)
iv)
v)
f
f
f
receptor
Ensanchado y desvanecimientos selectivos
Calidad del
canal
Calidad del
canal
2
2
1
2
2
5
2
6
2
3
1
4
f
Señal de banda estrecha
Guarda
f
Espectro ensanchado
Canales de banda estrecha
Canales ensanchados
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
CDMA
• Baja densidad espectral (por canal).
• Sistema limitado por interferencia (no por “slots”).
• Seguridad grande comparado con FDMA o TDMA.
• Protección frente a la multipropagación.
• Posibilidad de iniciar las transmisiones en instantes
arbitrarios.
• Buena resistencia ante señales interferentes
(bandas libres).
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28
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
CDMA
• Los distintos códigos tienen una baja
correlación cruzada.
• Esto permite separar en el receptor
transmisiones de distintos usuarios.
• Si la autocorrelación de los códigos es baja,
puede protegerse frente a la
multipropagación.
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
CDMA
• Ganancia de procesamiento: cociente entre el BW de
la transmisión y el de la información.
GP = BW t / BW i
• Este factor determina:
–
–
–
–
–
Capacidad del sistema.
Reducción de los efectos de la multipropagación.
Capacidad de detección de la señal.
Resistencia a ataques por interferencia.
...
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29
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
CDMA
• Existen diferentes formas de ensanchar una
señal:
– Secuencia directa (DS).
– Salto de frecuencia (FH).
– Salto en el tiempo (TH).
– CDMA multiportadora (MC-CDMA).
– ...
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
Secuencia directa
• Producto de la señal con una
secuencia pseudoaleatoria
(secuencia de chips)
• Muchos chips por bit
aumentan el ancho de banda.
• Ventajas
– Reduce desvanecimientos
selectivos en frecuencia
– En redes celulares
• Las bases pueden usar
las mismas frecuencias
• Soft handover
• Desventajas
tb
datos
1
0
X
tc
Secuencia de
chips
01101010110101
=
Señal resultante
01101011001010
tb: periodo de bit
tc: periodo de chip
– Necesario control de potencia.
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30
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
Considerar una secuencia de expansión {cn}n=0 n=N-1, que
supondremos polar (valores +1 y –1).
Las propiedades deben ser:
• Media cero: N −1
∑c
n
n =0
• Autocorrelación:
≈0
N −1
∑c c
n n+i
≈ Nδ (i )
n =0
• Se trata de condiciones ideales, aunque en la práctica
se pueden aproximar bastante.
• Al ser propiedades similares a las del ruido, dan lugar
a las llamadas secuencias PN (pseudonoise).
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
• Supongamos que la secuencia {cn} se usa como
multiplicador de la secuencia de información {bm}, y
que la duración de cada símbolo de la secuencia c,
Tc, está relacionada con la duración de cada bit T
por Tc = T/N.
• Supondremos también que hay K usuarios, y que
cada usuario tiene asignada la secuencia {cn(k)},
cumpliéndose que la correlación cruzada es:
N −1
∑c c
n =0
(k )
( j)
n
n +i
≈ Nδ (i )δ ( k − j )
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31
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
• En el receptor se reciben las transmisiones
superpuestas de los K usuarios (supondremos que
sincronizadas), y un ruido añadido {wn} con
propiedades
E(wn) = 0, E(wnwn+l) = σ2δ(l)
• La secuencia recibida es, por tanto,
r n = ∑ k =1 b m
K
(k )
c
(k )
n
+ wn
siendo bm(k) el bit de información m que se
está transmitiendo por el usuario k.
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
• El receptor realiza correlación con el código
que está interesado en recibir
(supondremos el 1).
y
(1)
m
= bm
(1)
∑(
N −1
n =0
)
K
N −1
N −1
(1)
(k )
( k ) (1)
(1) +
+
c
bm ∑
cn cn ∑
wn n
cn ∑
k =2
n =0
n =0
2
• Usando la propiedad de correlación:
y
(1)
m
N −1
= Nbm + 0 + ∑ wnc
(1)
n =0
(1)
n
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32
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
CDMA-DS
• En la práctica el sistema está limitado por la
relación señal a interferencia, interferencia
introducida por las demás transmisiones.
• Cuanto mayor sea la ganancia de
procesamiento, mejor es la relación señal a
interferencia.
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
Salto de frecuencia (FH)
• Cambios discretos de la frecuencia de portadora.
– Cambios determinados por una secuencia pseudoaleatoria.
• Dos versiones:
– Fast Hopping: varias frecuencias por bit de usuario.
– Slow Hopping: varios bits de usuario por frecuencia.
• Características:
–
–
–
–
Desvanecimientos e interferencias limitados a periodos cortos.
Implantación simple.
Sólo se usa una parte del espectro en cada instante.
Más fácil de detectar que CDMA-DS.
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33
Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
Salto de frecuencia (FH)
tb
Datos de usuario
0
1
f
0
1
1
t
td
f3
slow
hopping
(3 bits/hop)
f2
f1
f
t
td
f3
fast
hopping
(3 hops/bit)
f2
f1
t
tb: periodo de bit
td: tiempo de permanencia en 1 frecuencia
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Técnicas de espectro ensanchado:
CDMA
Control de potencia.
• En CDMA existe un problema si las señales se
reciben con niveles de potencia diferentes: las más
fuertes pueden suprimir las más débiles (problema
cerca/lejos).
• Deben estar en torno a 1 dB para un
funcionamiento adecuado.
• Es preciso un control de potencia adaptativo y
rápido.
• Se usan combinaciones de control en bucle abierto
y cerrado.
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34
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Requisitos:
• Capacidad de proporcionar QoS en diferentes
entornos.
• Uso eficiente del espectro.
• Permitir terminales ligeros, pequeños y baratos.
• Despliegue económico de la infraestructura de red.
• Flexibilidad a la hora de proporcionar cobertura.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Entorno
Condiciones
Movilidad
Densidad de
tráfico
Tipo de celda
Entorno de
servicio
Negocios
Residencial
Interior
Exterior a
interior
Interior
Exterior
Peatón
Peatón
1000+
<1000
Pico
Micro
Oficina
Residencial
Peatón
Vehículo
< 10
<1000
Micro/Pico
Macro
Residencial
Público
Exterior
Peatón
<10
Macro/Micro
Público
Exterior
Exterior
Exterior
Vehículo rápido
Aeronave
Estacionario
<1
<1
<1000
Macro
Macro
Macro
Público
¿?
Residencial
Exterior a
interior
Satélite
Peatón
1000+
Pico
Residencial
Satélite a
vehículo
Satélite a
aeronave
Satélite a fijo
<10
Satélite
Público
<10
Satélite
Público
<10
Satélite
Residencial
Satélite a
peatón
Peatón
<10
Satélite
Público
1000+
Pico
¿?
Residencial
Vehículo en
ciudad
Peatón en
ciudad
Rural
Aire
Estación fija
exterior
BW alto
Ciudad vía
satélite
Rural vía
satélite
Estación fija vía
satélite
Satélite general
Vehículo con
BS
Satélite
Satélite
Satélite
Interior
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35
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Consideraciones:
• Canales radio selectivos en frecuencia y en el
tiempo.
• Los efectos de la selectividad en el tiempo aumentan
al disminuir el BW.
• Lo contrario ocurre con la selectividad en frecuencia.
• Se deben diseñar procedimientos de acceso múltiple
y protocolos para el control de potencia y traspaso.
• Se requieren anchos de banda grandes, pero
también acomodar eficientemente los servicios con
poca demanda de BW.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
• UMTS utiliza técnicas de acceso múltiple
basadas en WCDMA (Wideband CDMA),
que usa secuencia directa.
• Esto tiene consecuencias en aspectos
relativos a diversidad, tasas variables de
datos, handover y control de potencia.
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36
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Diversidad
• En frecuencia, usando mucho espectro.
• En el tiempo, usando salto en el tiempo (p.ej.
entrelazado).
• Estimación de la dirección de la señal.
• Usando varias antenas transmisoras y receptoras.
• Separación de las componentes de multitrayecto.
• Macrodiversidad: uso de más de una celda o
sector por un móvil (soft handover).
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Tasas de transmisión variable.
•
•
•
•
•
•
Los servicios UMTS van desde tasas de pocos Kbps hasta unos 2
Mbps.
Además, hay tasas de actividad menores que 0,5 para algunos
servicios.
Se puede conseguir variando el código de expansión.
En UMTS los canales físicos están divididos en tramas de
longitud constante 10ms, durante los cuales los parámetros de
transmisión no cambian.
Pueden cambiar de trama a trama.
Los canales de control informan sobre los parámetros actuales.
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37
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
•
Conjunto de subsistemas de red radio (Radio Network
Subsystems RNS) conectados al núcleo de red a través del
interfaz Iu. Las RNS están interconectadas a través del
interfaz Iur.
Núcleo de red (p.ej. Evolución de GSM Fase 2+)
RNS
Iu
Iur
RNC
Iub
Nodo B
UE
RNC
Iub
Iub
Nodo B
Iu
RNS
Iub
Nodo B
UE
Nodo B
UE
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
•
•
•
•
•
•
El Nodo B se encarga de la transmisión y recepción en una o
más celdas de y hacia los móviles conectados a través del
interfaz Uu. Eso incluye el acceso múltiple, FEC, adaptación de
velocidades y modulación.
El nodo B puede trabajar en modos FDD y TDD.
Mide la calidad de la conexión como información asociada a
traspasos y diversidad.
Puede estar localizado junto a un BTS de GSM.
El nodo B también es responsable del traspaso con continuidad
FDD.
El nodo B también participa en el control de potencia,
permitiendo a la UE ajustando su potencia, usando órdenes DL
TPC a través del bucle de control UL TPC.
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38
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
• El RNC es el responsable del uso y la
integridad de los recursos radio de las
celdas: decisiones de traspaso, gestión de
la diversidad, ...
• Los RNC se comunican a través de los
interfaces Iur
• Los interfaces Iur Iub Iu están basados en
ATM.
• RNC conmuta celdas entre los interfaces I.
• El nodo B es el punto de terminación ATM.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Plano de control
Plano de usuario
GC
Nt
DC
Prevención de duplicaciones
GC
Nt
DC
UuS boundary
L3
control
PDCP
control
control
control
control
RRC
PDCP
L2/PDCP
RLC
RLC
RLC
BMC
L2/ BMC
RLC
L2/RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
Canales
lógicos
MAC
L2/MAC
Canales de
tranpsorte
PHY
L1
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39
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
• La interfaz radio está dividida en capas:
– Física (L1)
• Protocolo de control multicast/broadcast
BMC (sólo en el plano U)
– Enlace de datos (L2)
• Protocolo de convergencia de paquetes
de datos (sólo en el plano U).
• Control del enlace radio RLC.
• Control de acceso al medio MAC.
– Red (L3)
•Plano de usuario U•Plano de control C-
•Control de recursos radio RRC.
•Gestión de la movilidad MM.
•Control de llamadas CC.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción general de la capa física
• Funciones:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Ejecución del traspaso con continuidad.
Detección de errores. Indicación.
Codificación/decodificación FEC.
Multiplexación /demultiplexación de los canales de transporte.
Adaptación de velocidades.
Ajuste de potencia y combinación de canales físicos.
Modulación/demodulación, ensanchamiento y recuperación.
Sincronización en frecuencia y tiempo.
Medición de las características de la señal radio.
Control de potencia.
Procesado RF de la señal.
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40
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción general de la capa física.
• UTRAN utiliza DS-CDMA.
• El espectro de la señal se ensancha hasta
algo menos de 5 MHz: Wideband CDMA
(WCDMA).
• El acceso radio puede realizarse según dos
modos previstos para operar en las partes
pareada y no pareada del espectro:
– FDD: Frequency Division Duplex.
– TDD: Time Division Duplex.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción general de la capa física.
• FDD realiza la comunicación bidireccional
usando dos portadoras de 5 MHz en
frecuencias diferentes, una para el enlace
hacia la base (UL) y otra para el enlace
desde la base (DL).
• TDD realiza la comunicación bidireccional
usando TDMA: unos intervalos para UL y
otros para DL. Cuando el tráfico es
asimétrico se puede configurar un número
distinto de intervalos para UL que para DL.
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41
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción general de la capa física.
• La modulación usada en TDD y FDD es QPSK.
• En FDD el UL tiene en banda base dos
modulaciones BPSK independientes en los ejes I
(datos) y Q (control), que tras la aleatorización se
convierten en una secuencia modulada en QPSK.
• Velocidad de chip fija 3,84 Mchip/s en ambos
modos.
• La velocidad binaria no es la misma para todos los
canales: depende del factor de ensanchamiento
SF:
– Para FDD: todas las potencias de 2 entre 4 y 256.
– Para TDD: todas las potencias de 2 entre 1 y 16.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción general de la capa física.
• Para protección frente a errores se usa
codificación FEC con entrelazado.
• La expansión del espectro (spreading) se
hace en dos etapas:
– Canalización (channelization). Multiplica la
secuencia de datos por el código de
canalización, a velocidad de chip. El espectro se
ensancha aquí.
– Aleatorización (scrambling). El resultado se
multiplica por la secuencia de aleatorización,
también a la velocidad de chip.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
42
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción general de la capa física.
• Los códigos de canalización son ortogonales entre sí.
Se utilizan potencialmente todos en cada celda.
• Los códigos de aleatorización no son ortogonales
entre sí. Cada celda utiliza un subconjunto distinto del
empleado en celdas adyacentes.
• Una celda puede usar varios códigos de
aleatorización, aunque sólo empleará uno hasta
agotar todos los códigos de canalización.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción general de la capa física.
• La transmisión se estructura en tramas, de longitud
común a FDD y TDD: 10 ms, 15 intervalos.
• Las tramas a su vez se agrupan en supertramas de
72 tramas.
• En FDD, aunque la transmisión es continua, se usan
las tramas y los intervalos como referencia temporal:
los códigos de aleatorización duran una trama, y el
intervalo tiene campos determinados en los que se
transmiten distintos tipos de datos, el acceso es un
Aloha ranurado referido a intervalos, etc.
• Cada trama se identifica por su System Frame
Number (SFN): desde 0 a 4095.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
43
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Bandas de funcionamiento:
• FDD se usa en las componentes emparejadas de
la banda IMT2000: 1920-1980 MHz en el enlace
ascendente, y 2110-2170 MHz en el descendente.
• TDD se usa en las componentes no emparejadas
de la banda: 2010-2025 MHz y 1900 a 1920 MHz.
• Esto da una disponibilidad de 60+60 MHz para
FDD y de 15+20 MHz para TDD: 12 portadoras
para FDD y 7 para TDD.
• En Europa se prevé que parte de la banda TDD se
dedique a aplicaciones “no coordinadas”.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Acceso múltiple en modo FDD
f
5 MHz
Trama 10ms
t
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
44
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Tipos de canales del modo FDD.
• Canales lógicos. Se definen por el tipo de
información que transfieren. A su vez, se clasifican
en canales de control y canales de tráfico.
• Canales de transporte. Se definen por las
características y forma con las que se transmite la
información. Hay dos tipos de canales: dedicados y
comunes.
• Canales físicos, por los que físicamente se
transmiten los canales de transporte.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Tipos de canales del modo FDD.
• Canales lógicos de control:
– Broadcast Control Channel BCCH. Descendente, contiene información del
sistema.
– Paging Control Channel. PCCH. Descendente, envía avisos de llamada a los
terminales.
– Dedicated Control Channel. DCCH. Canal bidireccional para transferir
información de control entre móvil y red.
– Common Control Channel CCCH. Bidireccional, para transferir información de
control entre la red y todos los terminales que se encuentran en la celda:
mensajes de petición de acceso de los móviles, asignación de acceso,...
• Canales lógicos de tráfico:
– Dedicated Traffic Channel (DTCH). Bidireccional, dedicado a un móvil para la
transferencia de datos de usuario.
– Common Traffic Channel (CTCH). Descendente, para la transferencia de datos
de usuario hacia un grupo de terminales móviles.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
45
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Tipos de canales del modo FDD.
• Canal de transporte dedicado DCH. Canal
de transporte de datos de usuario por
excelencia, único usado para transferir
datos en modo circuito. Bidireccional.
Puede variar su estructura trama a trama.
Admite control de potencia rápido en bucle
cerrado. Se basa en dos canales físicos:
DPDCH y DPCCH.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Tipos de canales del modo FDD.
• Canales de transporte comunes.
• BCH -- Broadcast Channel. Descendente, difunde información
del sistema y específica a la celda. Tiene tasa fija. Se transmite
a toda la celda.
• FACH -- Forward Access Channel. Descendente, información de
control asociada a un móvil cuando la red lo tiene localizado.
Puede transmitirse a sólo una parte de la celda.
• PCH -- Paging Channel. Descendente, información de control
asociada a un móvil cuando la red no lo tiene localizado.
• RACH -- Random Access Channel: Ascendente, información de
control transmitida por un móvil hacia la red. Aloha ranurado.
• CPCH – Common Packet Channel. Canal ascendente para
tráfico en ráfagas. Asociado a un canal descendente dedicado.
• DSCH – Downlink Shared Channel. Descendente, compartido
por varios móviles. También se asocia a un DCH.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
46
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Correspondencia entre canales lógicos y de transporte.
Canales lógicos
Canales de transporte
PCCH
PCH
BCCH
BCH
FACH
DCCH+DTCH
RACH+FACH
CPCH+FACH
RACH+DSCH
DCH+DSCH
DCH
CCCH
RACH
FACH
CTCH
FACH
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Canales físicos del modo FDD.
• Dedicated Physical Channel DPCH: constituido por
un DPCCH Dedicated Physical Control Channel y
uno o varios DPDCH Dedicated Physical Data
Channel, usados para transportar los datos del
DCH. Su estructura depende de si es UL o DL.
– En UL, el DPDCH se transmite en la componente I, y el
DPCCH en la Q, con otro código. Si hay más DPDCHs,
irán alternativamente en los ejes I y Q con códigos
distintos. Puede haber hasta 6 DPDCH.
– En DL hay una única señal QPSK en la que se
multiplexan DPCCH y DPDCH. Si hace falta más de un
DPDCH, se añade otra señal QPSK que no emite
potencia durante los periodos del DPCCH.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
47
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Canales físicos del modo FDD.
•
•
•
•
•
•
SCH Synchronisation Channel. Es el primero que busca el móvil en una
celda. Transmite al tiempo un SCH primario (para el código de
sincronización primario) y el SCH secundario (secuencia de códigos que
indica el grupo de códigos de aleatorización usado en la celda).
CPICH Common Pilot Channel. Un primario por celda, para referencia de
medidas de potencia. Puede haber varios secundarios, para partes de la
celda.
P-CCPCH. Primary Common Control PCH. Transporta el BCH. Tasa fija.
S-CCPCH. Secondary Common Control PCH. Transporta FACH y PCH.
Tasa variable.
PRACH. Physical RACH. Transporta el RACH. Aloha ranurado. Los móviles
envían preámbulos de 4096 chips, y al recibir permiso por el AICH
transmiten un mensaje de 10 ó 20 ms por el RACH.
AICH. Acquisition Indication Channel. Lleva las respuestas a los preámbulos
de acceso del PRACH.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Canales físicos del modo FDD.
•
•
•
•
•
•
PCPCH. Physical Common Packet Channel. Similar en estructura al
PRACH. Lleva el CPCH.
AP-AICH. Igual al AICH para responder a los préambulos de acceso del
CPCH.
CSICH. CPCH Status Indicator Channel. Descendente, multiplexado con
AP-AICH. Transporta los Status Indicator correspondientes al canal CPCH.
CD/CA ICH. Collision Detection/ Channel Assignment Indicator Channel.
Igual al AICH para responder a los preámbulos de detección de colisión del
CPCH.
PICH. Page Indicator Channel. Funciona en combinación con PCH, y su
misión es notificar al móvil cuándo debe leer el PCH.
PDSCH. Physical Downlink Shared Channel. Transporta DSCH.
Unidireccional descendente de tasa variable, compartido por varios móviles
y asociado a sus DCHs.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
48
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Generación de la forma de onda en UL y DL.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Adición de CRC a cada bloque de transporte.
División en bloques para codificación.
Codificación de canal: convolucionales (1/2 ó 1/3), turbocódigos (1/3),
sin código.
Ecualización de tamaño de trama (en UL).
Primer entrelazado.
Segmentación de tramas radio (1,2,4,8).
Adaptación de velocidad (repetición / perforación).
Multiplexación de los canales de transporte.
Inserción de bits de indicación de transmisión discontinua (en DL).
Segmentación en canales físicos.
Segundo entrelazado.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Tipos de canales del modo TDD.
Canales lógicos. Los descritos para FDD, y adicionalmente:
• Canales lógicos de control.
– Shared Channel Control Channel. SHCCH. Bidireccional, transmite
información de control para los enlaces ascendente y descendente.
– Canal común de control ODMA OCCCH.
– Canal dedicado de control ODMA ODCCH.
• Canales lógicos de tráfico: además, ODTCH ODMA Dedicated
Traffic Channel.
• Canales de transporte. Uno más que en FDD:
– Dedicados. DCH y ODCH (ODMA Dedicated Channel).
– Comunes. No existe CPCH. Aparece USCH (Uplink Shared Channel):
canal compartido, para señalización.
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49
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Canales físicos del modo TDD.
• En TDD cada canal físico sólo se utiliza
durante un periodo de tiempo, no todos
como en FDD.
• En TDD no existen CPICH, PCPCH, AICH.
• Los canales dedicados de transporte TDD
se corresponden con un único canal físico:
DPCH.
• El USCH está soportado por su
correspondiente canal físico PUSCH.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Acceso múltiple en modo TDD.
f
5 MHz
1 trama = 15 intervalos = 10ms
t
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50
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción del MAC
• Presta servicios al nivel superior a través de
los canales lógicos.
• Servicios:
– Transferencia de datos. No confirmada, no se
soporta segmentación.
– Reasignación de recursos radio y parámetros
MAC.
– Informe de medidas.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción del MAC
• Funciones:
– Proyección de los canales lógicos sobre los de transporte.
– Selección del formato de transporte apropiado para cada
canal de transporte.
– Manejo de prioridades entre flujos.
– Manejo de prioridades entre móviles.
– Identificación de móviles en canales comunes de
transporte.
– Mux/demux de unidades de datos de capas superiores.
– Supervisión del volumen de tráfico.
– Conmutación dinámica del tipo de canal de transporte.
– Cifrado de datos.
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51
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción del RLC
• Entidades transmisora y receptora para el
modo transparente.
• Entidades transmisora y receptora para el
modo sin confirmación.
• Entidad transmisora y receptora para el
modo con confirmación.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción del RLC
• Modo transparente. Proporciona
transmisión de las PDUs de niveles
superiores sin añadir ninguna información.
Hay capacidad limitada de segmentación.
• Modo sin confirmación. Igual, pero con
detección de datos erróneos, y no hay
duplicación.
• Modo con confirmación. Basado en ARQ.
Entrega sin duplicados y ordenada.
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52
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción del RLC
• Servicios:
– Establecimiento y liberación de conexiones.
– Transferencia de datos en modos transparente,
sin confirmación y con confirmación.
– Establecimiento de la calidad de servicio.
– Notificación a la capa superior de los errores no
recuperables.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción del RLC
• Funciones:
– Segmentación y concatenación de las PDUs de nivel
superior.
– Concatenación / Relleno de ceros.
– Transferencia de datos en los modos ya indicados.
– Corrección de errores basada en ARQ (en el modo con
confirmación).
– Entrega ordenada (en el modo con confirmación).
– Detección y eliminación de duplicados.
– Control de flujo.
– Cifrado.
– Suspensión y reanudación de la transferencia de datos.
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53
UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Descripción del RRC
•
•
•
•
•
•
Entidad funcional de enrutamiento RFE. Es la interfaz del RRC.
Encamina los distintos mensajes a cada una de las restantes
entidades del RRC.
Entidad funcional de difusión de control BCFE. Maneja la difusión
de la información de sistema. Debe existir al menos uno por celda.
Entidad de control de aviso y control de la notificación PNFE.
Notificación de mensajes a los móviles. Al menos uno por celda.
Función de control dedicado DCFE. Maneja todas las funciones
específicas de un terminal móvil concreto.
Entidad funcional de control compartida SCFE. Asiste a DCFE en el
modo TDD.
Entidad de transferencia TME. Distribución de las diferentes
entidades del RRC entre los distintos SAP que proporciona RLC.
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UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN)
Funciones de RRC.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Difusión de la información de sistema.
Establecimiento, mantenimiento, reestablecimiento y liberación de las
conexiones RRC entre móvil y UTRAN.
Establecimiento, reconfiguración y liberación de portadoras radio.
Asignación, reconfiguración y liberación de los recursos radio de una conexión
RRC.
Funciones de movilidad de la conexión RRC.
Aviso/notificación.
Enrutamiento de PDUs a entidades de capas superiores.
Control de la calidad de servicio.
Reporte y control de las medidas del móvil.
Control de potencia de bucle abierto.
Control de cifrado.
Integridad de las comunicaciones.
...
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54
Traspasos
Motivos:
• Contrarrestar el deterioro progresivo de la calidad
de una conexión.
• Reducir la potencia transmitida (y por tanto el nivel
de interferencia en el sistema).
• Delimitar el área de cobertura de una celda.
• Redistribuir el tráfico entre celdas en situaciones
de congestión.
• Acceder a determinados servicios que puedan
ofrecerse en diferentes modos de operación (TDD,
FDD) e incluso en diferentes redes de acceso.
• Intervención del subsistema de operación y
mantenimiento.
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Traspasos
Tipos:
• Dos clasificaciones: en función del modo de
operación del sistema, y del modo de ejecución del
traspaso.
• En función del modo de operación:
– Intramodo. Entre dos portadoras FDD, o entre dos
portadoras TDD.
– Intermodo. Entre los modos FDD y TDD.
– Intersistema. Entre sistemas distintos, ya sean 3G-3G o
3G-2G. En R99 ya se detalla el traspaso entre UTRAN y
GSM, muy interesante en las primeras fases de
despliegue del servicio UMTS.
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55
Traspasos
Tipos:
• En función del modo de ejecución:
– Sin continuidad (hard handover). La conmutación al nuevo
canal se hace después de liberar los recursos del antiguo.
– Con continuidad (soft handover). El móvil puede
establecer conexiones simultáneas a través de varias
estaciones. De esta forma no se interrumpe la
comunicación. Requiere técnicas de combinación de
señales para obtener un único flujo de información.
– Traspasos softer. Son traspasos con continuidad entre
sectores de la misma estación base. Difieren de los
anteriores en la forma en que se hace la combinación.
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Traspasos
Combinación en traspasos con continuidad:
• Enlace ascendente: se realiza en el RNC, y se basan en
selección.
• Enlace descendente: combinación de máxima ganancia
haciendo uso de la estructura del receptor RAKE del móvil.
• En el enlace ascendente no se sacrifican recursos radio
adicionales, en el descendente sí.
RNC
Ascendente
RNC
Descendente
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56
Traspasos
• En el modo FDD son posibles los traspasos
soft y softer cuando las celdas involucradas
trabajan a la misma frecuencia.
• En caso contrario, el traspaso es hard.
• Los traspasos entre frecuencias diferentes
son necesarios en la conmutación entre
celdas de diferentes jerarquías
(macro/micro/pico celdas).
• En el modo TDD los traspasos son siempre
hard.
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Traspasos
Ventajas de los traspasos soft:
• Reduce posibles inestabilidades en el
control de potencia de CDMA.
• Reduce el efecto ping-pong propio de los
traspasos hard. Este efecto se suele
combatir en los traspasos hard con un
margen de histéresis.
• No se produce ninguna interrupción en la
comunicación, a diferencia de los traspasos
hard.
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57
Traspasos
Etapas de un procedimiento de traspaso:
• Fase de medidas: en el móvil y la base.
– Parámetros: RSCP (Received Signal Code Power), RSSI
(Received Signal Strength Indicator).
– Realización de las medidas: el móvil debe detectar los
canales de sincronización y usar sus códigos para medir
los canales pilotos y de difusión.
– Selección y envío de los parámetros medidos. A través de
un canal de control establecido entre las entidades RRC.
– Filtrado de las medidas: para eliminar las fluctuaciones a
corto plazo propias de los canales radio.
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Traspasos
Etapas de un procedimiento de traspaso
• Fase de decisión: algoritmos de traspaso.
– Estrategias de decisión: basadas en:
• Cálculo del RSSI.
• Estimadores de calidad: SIR, BER.
• Definición de una distancia máxima, a partir de la cual se
debe hacer un traspaso a otra celda.
– Ubicación del algoritmo:
• NHCO (Network Controlled Handover).
• MCHO (Mobile Controlled Handover).
• MAHO (Mobile Assisted Handover).
• Fase de ejecución. Modos hard, soft y softer.
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58
Núcleo de red
• Se diferencian distintos planos lógicos:
plano de transporte (funciones de
conmutación y control) y plano de servicios
(donde residen las aplicaciones que se
ofrecen al cliente UMTS).
• En las redes 2G (GSM) es frecuente
encontrar ambos planos integrados sobre el
mismo elemento (por ejemplo MSC).
• En las redes 3G el plano de servicios se
independiza del de transporte.
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Núcleo de red
Core Network (CN) y Access Network (AN)
• La infraestructura de una PLMN se divide (de forma
lógica) en CN y AN.
• A su vez la CN se divide en el dominio conmutado
en circuitos (CS) y el conmutado en paquetes (PS).
• La AN se llama BSS para GSM y RNS para UMTS.
Dominios Circuit Switched (CS) y Packet Switched (PS)
• Constituyen la CN, y se diferencian por la forma en
que manejan el tráfico de los usuarios.
• Estos dominios se solapan, pudiendo contener
entidades comunes.
• Una PLMN puede implantar uno o ambos dominios.
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59
Núcleo de red
Dominio CS
•
•
Conjunto de todas las entidades de la CN que ofrecen
conexiones CS para el tráfico de usuario, así como las
entidades que soportan la señalización correspondiente.
Las entidades específicas del dominio CS son MSC, GMSC,
VLR.
Dominio PS
•
•
Conjunto de todas las entidades de la CN que ofrecen
conexiones PS para el tráfico de usuario, así como las
entidades que soportan la señalización correspondiente.
Las entidades específicas del dominio PS son SGSN y GGSN.
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Núcleo de red
R1999
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60
Núcleo de red
Home Location Register (HLR)
•
•
•
•
Base de datos para gestión de los abonados móviles.
Una PLMN puede tener una o varias HLRs.
Depende del número de abonados, capacidad del
equipamiento, y organización de la red.
Almacena las siguientes informaciones:
– Información de suscripción.
– Información de localización habilitando tarifación y
encaminamiento de llamadas a la MSC donde está registrado el
móvil.
– Si soporta GPRS, lo mismo relativo a SGSN.
– Información relacionada con los servicios de localización LCS,si
es que se soportan.
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Núcleo de red
Identidades almacenadas en HLR.
•
•
•
•
•
•
•
International Mobile Subscriber Identity (IMSI)
Uno o más Mobile Subscriber International ISDN number(s) (MSISDN)
Si se soporta GPRS, cero más direcciones Packet Data Protocol
(PDP)
Si se soporta LCS, el indicador LMU.
Además del IMSI, siempre hay al menos una identidad asociada a
cada suscripción móvil almacenada en el HLR.
El IMSI o el MSISDN se pueden usar como claves para el acceso a la
base de datos.
La BD contiene otra información como:
•
•
•
•
•
Información de suscripción a servicios portadores y teleservicios.
Restricciones de servicio.
Identificadores de grupos autorizados para llamadas de grupo o multicast.
Parámetros asociados a los servicios suplementarios.
Si soporta GPRS, información sobre si GGSN puede asignar dinámicamente
direcciones PDP al abonado.
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61
Núcleo de red
Visitor Location Register (VLR)
• Una estación en un área MSC está controlada
por el VLR a cargo de dicha área.
• Al entrar en un área de localización (LA) se inicia
el registro. La MSC a cargo del área apunta el
registro y transfiere al VLR la identidad de la LA
donde está el móvil. Si aún no estaba registrado,
VLR y HLR intercambian información.
• Una VLR puede hacerse cárgo de una o varias
áreas MSC.
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Núcleo de red
La información que VLR contiene incluye:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
International Mobile Subscriber Identity (IMSI).
Mobile Subscriber International ISDN number (MSISDN).
Mobile Subscriber Roaming Number (MSRN).
Temporary Mobile Station Identity (TMSI), si es aplicable.
Local Mobile Subscriber Identity (LMSI), si se usa.
La LA donde se ha registrado el móvil.
Identidad del SGSN donde se ha registrado el MS (aplicable sólo a
redes con GPRS y con interfaz Gs).
Última localización conocida del MS, y localización inicial.
Información relativa a LCS, si es que se soporta.
Algunos parámetros sobre servicios suplementarios.
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62
Núcleo de red
Centro de autenticación (AuC)
• Asociado con un HLR, almacena una clave
de identificación para cada abonado
registrado en la HLR asociada. Esta clave se
usa para generar:
• Datos usados para autenticar el IMSI.
• Clave usada para cifrar la comunicación radio
entre móvil y red.
• AuC se comunica con su HLR a través de la
interfaz H.
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Núcleo de red
Equipment Identity Register (EIR)
• Entidad funcional que contiene una o varias
BD que almacenan los IMEIs usados en el
sistema GSM.
• El equipo se clasifica en white listed, grey
listed y black listed, y puede por tanto estar
almacenado en tres listas separadas.
• Un IMEI puede ser desconocido para EIR.
• Un EIR contendrá como mínimo una white list
(Equipos considerados como white listed).
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63
Núcleo de red
Mobile-services Switching Centre (MSC)
• Central que desempeña las funciones de
conmutación y señalización para las MS
localizadas en un área geográfica llamada área
MSC. Se diferencia de una central fíja en que debe
gestionar la asignación de recursos radio y la
naturaleza móvil de los abonados.
• Tiene que realizar los siguientes procedimientos:
• Registro de localización.
• Traspaso (handover).
• En las especificaciones se usa 2G-MSC para una
MSC de la versión 98 o anterior, y 3G-MSC para
las versiones 99 y posteriores.
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Núcleo de red
Gateway MSC (GMSC)
•
•
Si una red procesando una llamada no puede consultar un HLR,
la llamada se encamina a un MSC. Éste interrogará el HLR
apropiado y encaminará la llamada al MSC donde está registrado
el móvil. El MSC que realiza esta función de encaminameinto es
el GMSC.
Es elección del operador el determinar los GMSCs.
SMS Gateway MSC (SMS-GMSC)
•
Interfaz entre un SMSC y la PLMN, para permitir enviar mensajes
cortos a los móviles desde el SC.
SMS Interworking MSC
•
Interfaz entre PLMN y SMS-SC para permitir entregar mensajes
cortos desde los móviles al SC.
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64
Núcleo de red
Interworking Function (IWF)
• Entidad funcional asociada con un MSC.
• Proporciona la funcionalidad para la
intercomunicación entre una PLMN y redes fijas.
• Las funciones concretas dependen de los servicios
y del tipo de red fija.
• Convierte protocolos entre PLMN y la red fija.
• Puede no tener funcionalidad si la implementación
de los servicios en la PLMN es compatible con la
de la red fija.
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Núcleo de red
La red de acceso
• La CN usa dos tipos de redes de acceso:
• Base Station System (BSS). Basada en
tecnología TDMA.
• Radio Network System (RNS). Basada en
tecnología WCDMA.
• La MSC (o SGSN en su caso) puede
conectarse a una de estas redes de
acceso, o a ambas.
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65
Núcleo de red
Base Station System (BSS)
• Sistema del equipamiento de la estación base
(transceptores, controladores, ...), visto por la MSC
a través de la interfaz A.
• Responsable de la comunicación con MS en un
área.
• Si se soporta GPRS, tiene interfaces hacia SGSN.
• Puede controlar una o más celdas.
• Consta de un BSC y uno o más BTS.
• Base Station Controller (BSC) componente de la PLMN
con función de control de una o más BTS.
• Base Transceiver Station (BTS) componente que sirve
una celda.
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Núcleo de red
Radio Network System (RNS)
• Sistema de equipos de la estación base
(transceptores, controladores, ...) visto por la MSC
a través de la interfaz Iu, como responsable de la
comunicación con los móviles en un área.
• Si la PLMN soporta GPRS, también tiene una
interfaz hacia SGSN.
• Puede soportar una o más celdas.
• Consta de un Radio Network Controller (RNC) y
uno o varios Nodos B.
• Un RNC es el componente que tiene las funciones
de control de uno o más Nodos B.
• Un Nodo B es el componente que sirve una celda.
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66
Núcleo de red
Mobile Station (MS)
• Equipo físico usado por el abonado.
• Consta de Mobile Equipment (ME) y de Subscriber
Identity Module (SIM), llamado UMTS SIM (USIM)
a partir de la Release 99.
• El ME consta de la Mobile Termination (MT) que
dependiendo de la aplicación y servicios, puede
soportar varias combinaciones de grupos
funcionales Terminal Adapter (TA) and Terminal
Equipment (TE).
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Núcleo de red
Group Call Register (GCR)
• Relativo al Voice Group Call Service (VGCS) o
Voice Broadcast Service (VBS).
• Mantiene una referencia de llamada de grupo o
difusión a usar para una llamada VCGS o VBS a
establecer, y una indicación de si el MSC
originador es el responsable de la llamada.
• Si no es responsable, el GCR tiene información
de encaminamiento identificando al MSC
responsable.
• Puede estar a cargo de uno o varios MSCs.
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67
Núcleo de red
Shared InterWorking Function (SIWF)
• Función de red que proporciona
intercomunicación con llamadas de voz o fax.
• Consta de un controlador SIWF (SIWFC)
localizado funcionalmente en las MSCs, y
Servidor(es) SIWF (SIWFS) localizados en la
PLMN.
• Un SIWFS puede ser accedido por otros
nodos de red, como un MSC de la misma
PLMN.
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Núcleo de red
Serving GPRS Support Node (SGSN)
• El registro de localización del SGSN almacena dos
tipos de datos de abonado necesarios para
manejar transferencias de datos de paquete.
• Información de suscripción:
– IMSI.
– Una o más identidades temporales.
– 0 ó más direcciones PDP.
- Información de localización:
- Dependiendo del modo de operación, la celda o RA donde el
móvil está localizado.
- Si el interfaz Gs está implantado, el número VLR del VLR
asociado.
- La dirección de cada GGSN para el que existe un contexto PDP.
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68
Núcleo de red
Gateway GPRS Support Node (GGSN)
• La función de registro de localización almacena
datos de abonado recibidos de HLR y SGSN.
• Datos necesarios para el manejo de transferencias
de datos de paquete:
- Información de abonado:
• IMSI
• 0 ó más direcciones PDP.
- Información de localización:
• La dirección del SGSN donde el MS está registrado.
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Núcleo de red
Gi
PSTN
PSTN PSTN
T-SGW
MGW Mc GMSC
server
GGSN
Mh
C
Gc
HSS(HLR)
Nc
PSTN
H
AuC
Nb
F
G
VLR
MSC server
Gf
Gs
B
B
Gn
Gr
EIR
D
VLR
Gp
R-SGW
SGSN
MSC server
E
R5
Mc
Mc
CN
MGW
MGW
Nb
A
IuPS
IuCS
Gb
RNS
BSS
Iur
BSC
RNC
Abis
BTS
RNC
Iubis
BTS
Node B
Node B
cell
Um
Uu
ME
SIM-ME i/f
SIM
or
Cu
USIM
MS
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69
Núcleo de red
Dominios del núcleo de red R5:
• CS, servicios similares a GSM.
• PS, servicios IP.
• IM (IP multimedia). Servicios IP multimedia
basados en PS.
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Núcleo de red
Principios básicos de la arquitectura R5:
• Independencia de la tecnología de
transporte en la red troncal: ATM, IP, STM.
• Descomposición de los planos de red:
transporte y aplicaciones.
• Uso de protocolos IP.
• Indenpendencia de la tecnología de acceso.
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70
Núcleo de red
Elementos de la arquitectura R5
• MGW. Media Gateway. Funciones del plano de
usuario para la comunicación en modos PS y CS.
• HSS. Home Subscriber Server. Evolución del HLR
con incorporación de funciones de control IP
multimedia.
• T-SGW. Transport Signalling Gateway. Traducción
de la señalización de la PSTN/PLMN a IP.
• R-SGW. Roaming Signalling Gateway. Itinerancia
con GSM y GPRS. Traduce IP a SS7.
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Núcleo de red
Entidades del subsistema multimedia IP.
• Call State Control Function (CSCF). Puede actuar
como proxy P-CSCF, servidor S-CSCF o
interrogador I-CSCF. Realiza funciones de gestión
de numeración, e interacciona con el HSS para
obtener información del perfil del usuario.
– P-CSCF es el primer contacto para la UE en el
subsistema IM.
– S-CSCF maneja los estados de la sesión.
– I-CSCF es el contacto dentro de la red del operador para
todas las conexiones destinadas a un abonado de ese
operador (llamadas entrantes).
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71
Núcleo de red
Media Gateway Control Function (MGCF)
• Controla las partes del estado de la llamada que se
refieren al control de la conexión para canales en
la MGW.
• Se comunica con CSCF a través de SIP.
• Realiza conversiones de protocolo entre ISUP
(PSTN/PLMN) y los protocolos de control de
llamada del subsistema IM.
• Se puede recibir información fuera de banda que
se puede reenviar a CSCF o a MGW.
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Núcleo de red
Multimedia Resource Function (MRF)
• Realiza funciones relacionadas con llamadas
multipunto y conferencias multimedia. Tiene la
misma función que una MCU en una red H.323.
• Es responsible del control de portadora (junto con
GGSN y MGW) en conferencias
multimedia/multipunto.
• Puede comunicarse con CSCF para validación de
servicio en sesiones multipunto/multimedia.
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72
Núcleo de red
Transmisión en la red troncal.
• ATM es una opción a considerar en las interfaces
de la red de acceso y el núcleo de red.
• Varias categorías de servicio en función del tipo de
tráfico:
– AAL2, para servicios sensibles al retardo.
– AAL5 para servicios no sensibles al retardo.
• En versiones posteriores la tecnología de
transporte podrá ser ATM, STM, IP, ...
• Previsión de arquitecturas “todo IP”.
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Núcleo de red
Arquitectura “Todo IP”
Alternative
Access
Network
Legacy mobile
signaling
Network
Applications &
Services *)
SCP
GGSN
Mw
CAP
Gn
Other PLMN
Gp
CSCF
ERAN
MT
R
Gf
Um
Iu-ps'
TE
MT
R
MGCF
Gi
PSTN/
Legacy/External
MGW
Nb
Mc
AAL2)
Mc
Nc
MSC server
2
T-SGW *)
Mc
1
2
Iu = Iu (RANAP)
Gi
GGSN
MGW
Iu
1
Gc
Gn
Iu
Uu
Iu = Iucs (RTP,
MRF
Gi
SGSN
Iu
UTRAN
Mg
Mr
Gi
EIR
TE
Mm
Cx
HSS *)
Gr
Multimedia
IP Networks
CSCF
R-SGW
Ms
Mh
SGSN
GMSC server
T-SGW *)
MAP
MAP
Applications
& Services *)
Signalling Interface
Signalling and Data Transfer Interface
Mh
HSS *)
R-SGW *)
*) those elements are duplicated for figure
layout purpose only, they belong to the same
logical element in the reference model
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73
Núcleo de red
Ventajas de las arquitecturas “todo IP”:
• Permite crecimiento más flexible que las redes CS
tradicionales.
• Menor coste de los equipos IP que los equipos
ATM de capacidad equivalente.
• Mejor aprovechamiento de la capacidad.
• Mayor disponibilidad de productos, interfaces,
aplicaciones.
• Permitirá la convergencia entre distintas redes.
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Núcleo de red
Desafíos que deben afrontar las redes “todo IP”:
• Calidad de servicio que asegure BW y T, incluso en redes
cargadas.
• Muchas de las soluciones actuales dedicadas a asegurar QoS
para voz sobre IP se basan en el sobredimensionado o en
mecanismos privados, no extensibles fácilmente a redes
comerciales.
• Mejorar la eficiencia espectral en la interfaz radio para VoIP.
• Desarrollo de nuevas modalidades de tarifación.
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74