TETRA: TErrestrial Trunked RAdio

TETRA:
TErrestrial Trunked RAdio
Introducción a las PMR
Arquitectura de los sistemas TETRA
Modo V+D
Modo directo
Modo PDO
Evolución
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Referencias
Libros y normas
•Digital
Mobile Communications and the
TETRA System. J. Dunlop, D. Girma, J.
Irvine. J.Wiley, 1999.
•Mobile
Radio Networks. Networking and
Protocols. B.H. Walke. J. Wiley 1999.
Sitios WWW
http://www.tetramou.org/
http://www.etsi.org/
http://www.mibo.si/pdf/intro.pdf
http://www.tetrapol.com
•ETSI
ETS 300 392-1. TETRA General
Network Design.
Redes y Servicios de Radio. Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos.
Private Mobile Radio (PMR)
Requisitos:
Usuarios
• Fiabilidad
• Voz/Datos
• Operación
• Llamadas
Centralizada/Descentralizada
(PtP, Grupo, Difusión)
• Establecimiento
rápido
• Cobertura
• Duración
de las baterías
• Flexibilidad
Local
PAMR
Emergencia
Infraestructura
Transporte
Gob. Locales
Gob. Central
Otros
(servicios/evolución)
• Costes
• Control
propio.
• Interconexion
• Prioridades.
• Licencias
• Seguridad.
• Eficiencia
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PMR: Configuraciones
Base
Modo directo
Repetidor en vehículo
PSTN/PS
DN
Control
PSTN/PSDN
Varias bases
(simulcast)
Control
Base
Base
Modo “Dispatch”
Base
Modo talk-through
(repetidor)
Base
Base
Otras:
• Puertos,
sombra.
para cubrir zonas de
• Celular
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PMR frente a celular
• Llamadas de grupo
• “Dispatcher”
• Operación descentralizada
(modo directo)
• Establecimiento rápido
• Servicios suplementarios
•
•
•
•
•
•
Capacidad
Planificación de frecuencias
Tarifación
Usuario/proveedor
Cobertura
Patrones de tráfico
– Duración
– Destinos
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Introducción a TETRA
TE
NT/MT
Red de
tránsito
Red TETRA
Red destino
TETRA/RDSI
MS/LS
NT/MT
TE
MS/LS
Servicios portadores
Teleservicios
Servicios portadores:
•
Llamada:
–
–
–
–
Para:
Individual
Grupo
Grupo confirmado
Difusión
Circuito (V+D)
Paquetes
Teleservicios:
Voz en claro o codificada para:
Individual
Grupo
Grupo confirmado
Difusión
Servicios suplementarios: modifican o complementan los anteriores.
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Arquitectura de TETRA
Mobile
MT
Station
Direct Mode
Mobile Station
TE
Network
management
LSC
BTS
Line
MSC
LR
LR
Station
NT
Transit
network
Local
control
facilities
Network
Management
OMC
TE
Subscriber
Gateways
Management
Tetra System 1
PSTN
Transit
network
Tetra System 2
ISDN
PDN
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Modo trunked (V+D)
Trama: 56,67ms
•
•
•
También modo circuito
V+D simultáneamente
Asignación de un canal de tráfico
mientras dure la llamada
Canales lógicos/físicos
Multiplexación
Operación 150-900 MHz
•
Modulación π/4 DQPSK
•
•
•
•
Trama TDMA de 4 intervalos
Multitrama de 18 tramas
Hipertrama de 60 multitramas
Desplazamiento de 2 intervalos
entre UL y DL
•
•
•
ts1
ts2
ts3
ts4
11
ts1
ts2
ts3
ts4
2
ts1
ts2
ts3
ts4
3
trama
..
..
..
..
..
..
Trama
de
control
Multi1,02 s.
ts1
ts2
ts3
ts4
17
ts1
ts2
ts3
ts4
18
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Canales lógicos
Broadcast Control Channel (BCCH). Unidireccional.
TMB-SAP. BNCH y BSCH.
•
Plano de control
Plano de usuario
Difusión
Tráfico
de
usuario
LLC
TMBSAP
Common Control Channel (CCCH). Bidireccional.
TMA-SAP. MCCH y ECCH.
•
Señalización
TMASAP
TMD-SAP
Associated Control Channel (ACCH). Bidireccional.
TMA-SAP. FACCH, SACCH, STCH.
•
•
Traffic Channels (TCH). Bidireccional. TMD-SAP.
MAC superior
Access Assignment Channel (AACH). Unidireccional.
MAC superior. TMV-SAP.
TMV-SAP
MAC inferior
•
TP-SAP
Capa física
•
Common Linearisation Channel (CLCH).
Unidireccional. MAC superior. TMV-SAP.
Base Station Linearisation Channel (BLCH).
Unidireccional. MAC superior. TMV-SAP.
•
•
Signalling Channel (SCH). TP-SAP.
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Modo de Voz y Datos (V+D)
• Adquisición de canal en el
arranque (SYNC burst).
• Búsqueda de BNCH.
• Localización de MCCH.
• Operación típica (en modo
normal):
–
–
–
–
4/5 pares de portadoras.
MCCH en TS 1 de las tramas 1 a 18.
Alerta en MCCH.
BS transmite en todos los TS de bajada.
• Áreas de localización:
celda o grupo de celdas.
• El móvil debe registrarse
en una.
• El registro puede ser
implícito.
• Acceso múltiple en la
subranura de MCCH:
Aloha ranurado.
• Otros modos:
– Extendido: con SCCH(s).
– Mínimo: para poca densidad de tráfico.
MCCH sólo en la trama 18.
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V+D: Características
• Múltiples servicios concurrentes, tanto
portadores como teleservicios.
• Se soporta requisa (preemption).
• Se soporta traspaso (handover).
• “Robo” de ranuras para señalización.
• Prioridades.
• Voz con codificación ACELP.
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V+D: Establecimiento de llamadas
U-SETUP
D-CALL PROCEEDING
D-SETUP
U-CONNECT
D-CONNECT
D-CONNECT
ACKNOWLEDGE
•El tiempo de establecimiento típico es de 230 ms (máximo de 300 ms).
•En una llamada de grupo se contesta inmediatamente el D-CONNECT para asignar
canal.
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V+D: Servicios
Voz
• Codificación ACELP
(Algebraic Code Excited
Linear Prediction).
• Genera 137 bits por 30 ms
de voz → 4,567 Kb/s
• De ellos:
– 30 bits de clase 2
– 56 bits de clase 1
– 51 bits de clase 0
⇒ 216 bits por 30 ms, 7,2 Kbps.
Datos
• Short Data Service (SDS)
– Punto a punto, multipunto.
– Hasta 254 caracteres.
• Circuit Mode Data (CMD)
– Circuito extremo a extremo.
– Tasas: dependen de la protección.
No prot: 7,2 14,4 21,6 28,8 Kb/s
Prot. Low: 4,8 9,6 14,4 19,2 Kb/s
Prot. High: 2,4 4,8 7,2 9,6 Kb/s
• Packet Mode Data (PMD)
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Servicios suplementarios
Hasta 30 servicios suplementarios.
Ejemplos (no exhaustivos):
•
•
Desvío de llamada.
– Llamada prioritaria.
•
Restricción de llamadas.
– Prioridad de acceso.
•
Tarifación.
•
Llamada múltiple.
•
Conclusión del establecimiento
de llamada:
Ofrecimiento de llamada:
– Retención de llamada.
– Selección de área.
– Llamada autorizada por el dispatcher.
– Definición de listas de búsqueda.
– Direccionamiento con números abreviados.
•
Intrusión de llamada:
– Escucha de “ambiente”.
– Escucha discreta.
•
Identificación de llamada.
– Entrada tardía.
– Llamada prioritaria con requisa.
– Rellamada al liberar.
– Rellamada al reusar.
– Llamada en espera.
– Llamada retenida.
– Transferencia de control.
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V+D: Torre de Protocolos
PLANO DE CONTROL
CC, SDS,
SS
Paquetes
de datos IP
PLANO DE USUARIO
Voz/Datos en
modo circuito
C
M
C
E
SNDCP
Packet
handling
PLANO DE CONTROL
MM CC, SDS,
MM
SS
SNDCP
MM
NIVEL 3
MLE
LLC
Estación móvil
MM
PLANO DE USUARIO
Voz/Datos en
modo circuito
MLE
NIVEL 2
MAC
NIVEL FÍSICO
Packet
handling
C
M
C
E
Paquetes
de datos IP
LLC
MAC
NIVEL 1
NIVEL FÍSICO
Estación base
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Direct Mode Operation (DMO)
Servicios:
• Circuito de voz símplex
(individual/grupo).
• Establecimiento con/sin
verificación de presencia.
• En claro/cifrado.
• Requisa.
• Tx/Rx de mensajes cortos.
CY N
DEFGHI
1ABC2MNO
3
4JKL
5 6PQR
7STU8VW9XYZ
0
C
YN
DEFGHI
1ABC2MNO
3
4JKL
5 6PQR
7STU8VW9XYZ
0
Móvil a móvil
C
CY N
DEFGHI
1ABC2MNO
3
4JKL
5 6PQR
7STU8VW9XYZ
0
YN
DEFGHI
1ABC2MNO
3
4JKL
5 6PQR
7STU8VW9XYZ
0
“Dual watch”
C
YN
DEFGHI
1ABC2MNO
3
4JKL
5 6PQR
7STU8VW9XYZ
0
Móvil a pasarela
(gateway)
C
YN
C
DEFGHI
1ABC
2MNO
3
4JKL
5 6PQR
7STU8VW9XYZ
0
YN
DEFGHI
1ABC
2MNO
3
4JKL
5 6PQR
7STU8VW9XYZ
0
Repetidor
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Canales (DMO)
•
•
•
•
Canales distintos de los del modo trunked.
Operación normal símplex.
Cobertura 400m - 2 Km
Una MS hace función de “maestra”
(sincronismos)
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DMO: Torre de protocolos
PLANO DE CONTROL
Servicios
intrínsecos
PLANO DE CONTROL
SDS
Control de
llamada
Servicios
intrínsecos
SDS
Control de
llamada
PLANO DE USUARIO
PLANO DE USUARIO
Voz/Datos en
modo circuito
CONTROL DE
LLAMADA DM
NIVEL 3
NIVEL DE ENLACE
NIVEL 2
NIVEL FÍSICO
Estación móvil
NIVEL 1
CONTROL DE
LLAMADA DM
NIVEL DE ENLACE
NIVEL FÍSICO
Estación móvil
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Voz/Datos en
modo circuito
Packet Data Optimized (PDO)
•
Modulación π/4 DQPSK.
•
Bit-rate 36000 bps @ 25 kHz
espaciado en subida y bajada.
•
PDO y V+D usan la misma
infraestructura RF.
•
PDO ofrece conmutación de
paquetes a 36000 bps.
•
V+D ofrece 4 servicios TDMA en
un único canal de 25 kHz RF.
•
Utiliza SNDCP.
TETRA V+D
1
2
3
4
TDMA
Time Division Multiple Access
Portadora 25 Khz
TETRA PDO
STM/STMA
Statistical Multiplexing/Multiple Access
Portadora 25 Khz
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