gprs-07

Comunicaciones mviles digitales GPRS 1

Comunicaciones mviles. GPRS

Sistema GPRS.9 Servicios y aplicaciones.9 Arquitectura.

Nodos de soporte GPRS (GSN) Modificaciones en la arquitectura GSM

9 Protocolos e Interfaces. Plano de transmisin. Plano de sealizacin

9 Interfaz Radio. Canales lgicos. Bloques radio. Modos de operacin

9 Funcionalidades. Gestin de la movilidad, Procedimientos de seguridad y localizacin. Gestin de sesin. Activacin y desactivacin de contexto PDF. Tarificacin.

9 Sistema EDGE


Introduccin

Sistema GPRS (General Packet Radio Service). Generacin 2.5 Servicio bsico de transmisin de datos. GSM Fase 2+ Conmutacin de paquetes, (GSM: conmutacin de circuitos: 9.6 Kbps)

9 reas de evolucin de las Telecomunicaciones en los ltimos aos. Comunicaciones mviles e Internet.

9 Objetivos de los nuevos servicios de comunicaciones Movilidad junto con el acceso a la red: de forma sencilla y fiable.

EDGE hasta 384 Kbit/s

91/92 98 00 03 Tiempo

Servicio de datos GSM CS hasta 9,6 Kbits/s

Servicio GSM HSCSD hasta 38,4 (64) Kbits/s

Servicio GSM GPRS hasta 160 Kbits/s

UMTS

F

u

n

c

i

o

n

a

l

i

d

a

d


Introduccin

Sistema GPRS 9 Nuevos elementos en la infraestructura GSM: Nodos de soporte. GSN9 Nuevo software en algunos elementos ya existentes.

Incorporacin de los elementos funcionales en el ao 2000: 28 Kbits/s Primeros terminales a principios del 2001 Finales del 2002, terminales duales GPRS/GSM y velocidades de 56 Kbit/s.

Caractersticas: 9 Baja inversin en la red. Se utiliza la red radio GSM.

GSM y GPRS simultneos.9 Conmutacin de paquetes: Conexin a redes IP.

Slo se transmite cuando hay trfico y disponibilidad de canal en rfagas. Un canal es compartido por varios usuarios. Almacenamiento de paquetes en los nodos, posibles retrasos. Reordenacin de paquetes en recepcin.

9 Tarificacin basada en volumen de trfico. 9 Establecimiento y tiempo de acceso rpido.9 Comunicaciones multislot: nU + mD


Servicios y Aplicaciones Formas de acceso a los servicios GPRS:

A travs de una LAN corporativa. Proveedor de Servicios de Internet (ISP). Portal mvil con WAP.

9 Interaccin con servicios GSM SMS: Servicio de Mensajes Cortos a travs de GPRS, (longitud ilimitada al mensaje,

ahorro de sealizacin en el canal SDCCH). Aplicaciones WAP: Servicios bancarios, informacin y reserva, localizacin, intranets

e-mail,, entretenimiento... Prepago. Por volumen de datos. Telemetra. Posibilidad de una conexin remota permanente.

9 Nuevos servicios: Aplicaciones horizontales: manejan grandes volmenes de informacin que se

transmiten de forma poco frecuente. Internet e Intranet mviles. Aplicaciones verticales: manejan pequeos volmenes de datos pero que transmiten

frecuentemente. Diseadas por compaas especficas o grupos de usuarios, y ofrecidas al

usuario terminal individual.


Servicios y Aplicaciones

Servicios portadores: Point a point (PPT). Un transmisor y un receptor. No orientado a conexin (PTP-

CLNS) por IP, orientado a conexin (PTP-CONS) por X25. Point to Multipoint (PTM). Un transmisor y varios receptores. Multicast (PTM-M),

llamada de grupo (PTM-G), IP multicats (IP-M).

Acceso a multitud de servicios: Oficina mvil virtual. correo electrnico, negocio on-line, acceso a Web, transferencia de

ficheros, agenda personal, acceso a bases de datos corporativas. Otras aplicaciones: conexin de puntos de venta, mquinas expendedoras, control de trfico,

informacin medioambiental, gestin de flotas, etc.

100 1k 10k 100k Ancho de banda

C

o

n

e

x

i

n

p

o

r

r

f

a

g

a

s

Localizacin

Punto de venta

Notificaciones

Correo electrnico

Transferencia ficheros

Acceso WWW

Vdeo

SMSGPRSConmutacinde corcuitos(HSCSD, )


Servicios y Aplicaciones

Terminales: 9 Telfonos porttiles GSM/GPRS.

WAP y conexin a PC por infrarrojos, puerto serie o Bluetooth.9 Tarjetas para PC tanto de sobremesa como porttiles.9 Mdulos para PalmTops.9 Modulos independientes para aplicaciones verticales.

Monitorizacin remota, telemetra. Dos modelos de uso.

9 Segmento de usuarios de negocios Acceso a Internet e Intranet, mediante el uso del porttil en conexin con el

telfono mvil GPRS, Altos niveles de calidad de servicio (QoS).

9 Usuarios individuales de telfonos GPRS, Aplicaciones horizontales como e-mail, WAP y consulta de pginas web. QoS menos rigurosa.


Arquitectura GPRS

Se construye sobre GSM9 Tres nuevos elementos GPRS para conmutacin de paquetes.

Nodos del servicio de soporte GPRS (GSN: GPRS Support Node)): SGSN (Serving GSN): Movimiento de paquetes desde y hacia el rea de servicio

geogrfica de la red GPRS GGSN (Gateway GSN), Interfaz hacia las redes de paquetes de datos externas IP. BG (Border Gateway): proporciona acceso a otras redes GPRS.

9 Actualizacin de nodos existentes: Software en entidades GSM.

MSC, VLR y HLR. Cambios en BTS Incrementos de hardware y actualizacin de software en las BSC.

9 Nuevos interfaces Entre la red GSM y la red GPRS: Gb, Gs, Gf, Gr, Entre la res GPRS y otras redes: Gn, Gp, Gi.


Arquitectura GPRS

Arquitectura de la red GPRS sobre GSM y conexin al resto de redes

BTS BSCSMS-GMSCMSC/VLR

EIR

HLR AUC

ISDN/PSTN

SGSN

GGSN

MS

Red IPBackbone

InternetRouter

BG

OtrosoperadoresGSM/GPRS

RedCorporativa

FW

Um

Abis A

GbGd

Gf

Gr

GnGi

Gp

Gc

Gn

Gs


Nodos de soporte GPRS (GSN) SGSN (Serving GPRS Support Node).

Transferencia y encaminamiento de paquetes IP salientes y entrantes. Maneja la capacidad de los BSCs conectados Sirve a los abonados GPRS conectados en un rea de servicio SGSN. Cifrado y autenticacin. Gestin de sesin y de movilidad. Salida de datos de uso y facturacin.

GGSN (Gateway GPRS Support Node). Interfaz hacia las redes de paquetes externas IP.

Desde la red IP externa, el GGSN acta como un router para las direcciones IP de todos los abonados servidos por la red GPRS.

Gestin de sesin GPRS; comunicacin hacia la red externa. Funcionalidad de asociar a los abonados con el SGSN correcto. Maneja la capacidad de todos los SGSNs conectados. Salida de datos de facturacin del uso de la red de datos externa de las MS.

BG. Border Gateway. Interconectan los GSNs de diferentes operadores de red mvil (roaming), o de redes

del mismo operador en diferentes pases, por seguridad e interoperabilidad.


Modificaciones de la arquitectura GSM

MSC/VLR. Conmutacin telefnica de circuitos del sistema GSM. El rea de servicio de un SGSN est dividido en nmero de reas de enrutamiento:

Routing Areas: RA para la red GPRS. El RA es menor o igual (Subgrupo) del rea de localizacin (LA) del MSC. VLR: informacin temporal para suministrar servicios a las estaciones mviles

situadas en LA del MSC o en el RA del SGSN. El MSC/VLR se conecta al SGSN directamente usando la interfaz Gs, e

indirectamente por medio de la BSS usando las interfaces A y Gb.

9 Interfaz Gs. Coordina la informacin de la localizacin de las MS conectadas por conmutacin de

circuitos y de paquetes y Soporta el modo de operacin I de la red y los modos de operacin A y B de la MS.

El modo I permite la actualizacin combinada LA/LR y el Paging de conmutacin de circuitos en un canal GPRS.

Los modos A y B permiten conexin, desconexin, identificacin y gestin de la movilidad combinada IMSI y GPRS.

La interfaz Gs necesita un aumento de software en el MSC/VLR.



HLR. Informacin sobre los abonados al sistema GSM/GPRS. IMSI. Incluye datos se suscripcin: protocolo de datos, calidad de servicio.. Direccin del SGSN donde la MS est localizada actualmente. Cada abonado podr tener uno o varios registros de contexto PDP.

Campo DescripcinIMSI Principal clave de referenciaMSISDN El MSISDN bsico de la MSN SGSN N SS7 del SGSN que actualmente est sirviendo a la MSDir. SGSN Dir. IP del SGSN que actualmente est sirviendo a la MSPar. SMS Por ejemplo, para excluir a determinados operadores

Tipo de PDP (Packet Data Protocol) uno o ms registros de suscripcin PDPDireccin PDPPerfil QoS suscritoDireccin VPLMN permitidaAPN: punto de acceso a la red externa de paquetes de datos (asignado por DNS)....

AUC. Proporciona las claves de autentificacin de usuarios en GSM o GPRS. EIC. En cualquier conexin GSM o GPRS, se comprueba el IMEI del terminal. SMS-GMSC y SMS-IWMSC. Nueva interfaz en el SGSN para permitir a las MS

enviar y recibir SMSs sobre canales radio GPRS.



BSS. Recurso compartido entre el sistema CS GSM y el sistema PS GPRS.9 BTS: software adicional.

De las seales de radio se separan datos y voz con conmutacin de circuitos hacia MSC/VLR, Paquetes de datos GPRS hacia el SGSN.

Se aade un software, CCU (Channel Control Unit), que soporta nuevos esquemas de codificacin.

9 BSC: Nuevos elementos de hardware y software para GPRS. Hardware: unidad de control de paquete (PCU), responsable de las capas de control

del enlace radio (RLC) y control de acceso al medio (MAC) Funcionalidad de establecer, supervisar y desconectar conexiones CS y PS.

BTS BSCCCU

CCUPCU

Abis Gb

CCU: Unidad de control de canal PCU: Unidad de control de paquetes de canal

9 Interfaz A Bis. Ampliacin costosa para soportar esquemas de codificacin CS3 y CS4.



MS: Hardware y software adicional para GPRS.9 Clases en funcin de las capacidades de la red y las MS:

Clase A: Conexin simultnea, activacin simultnea, monotorizacin simultnea, invocacin simultnea y trfico simultneo. El usuario mvil puede simultneamente transmitir y recibir llamadas en el

sistema GPRS y en el sistema GSM. Clase B: Conexin GPRS y GSM, pero los mviles clase B no pueden transmitir y

recibir simultneamente en modo GSM y GPRS. La sealizacin como conexin y activacin pueden ser simultneas. Cuando se produce una llamada por conmutacin de circuitos se suspende la

comunicacin de datos por conmutacin de paquetes, volviendo a reanudarse al finalizar aquella.

Clase C: Soporta conexin GPRS y GSM, pero puede slo transmitir y recibir en un servicio al mismo tiempo. No es posible conexin y activacin simultnea. Las cajas negras que slo soportan GPRS, tambin son clase C. Solamente puede estar activo uno de las dos tipos de comunicaciones.


Redes GPRS

Redes externas (Internet).9 Red IP. La Red GPRS puede considerarse como una subred IP.

Los terminales mviles son accesibles al asignrseles una direccin IP. Se utiliza el servidor de nombres de dominio, DNS (Domain Name Server). Se utiliza APN (nombre del punto de acceso) con informacin de la suscripcin del

usuario y del propio nodo, para consultar el DNS y obtener las direcciones IP del GGSN que permitan conectar al usuario.

.mnc .mcc.gprs

ID de la red ID del operador

9 El acceso a las redes de datos externas puede ser: Transparente. El terminal obtiene una direccin IP perteneciente al rango de

direcciones del operador GPRS. Esta direccin se asigna en el momento de activar el contexto PDP de manera dinmica.

No transparente. El terminal obtiene una direccin IP perteneciente al espacio de direccionamiento de la Intranet o del ISP. Esta opcin requiere la comunicacin entre GGSN y el servidor de direcciones (HDCP o RADIUS) perteneciente a esa Intranet o al ISP correspondiente.


Redes GPRS

Redes internas (SS7 y Backbone).9 Red SS7. La red de soporte de sealizacin GSM SS N 7.

Transporte de sealizacin dentro del Subsistema de conmutacin y red (NSS): EIR, HLR/AUC, MSC/VLR, SMS-MSCs, SGSN y GGSN.

El SS7 tambin permite el interworking cooperativo entre las entidades NSS desde las diferentes redes GSM.

9 Redes backbone GPRS: Intra-PLMN: red IP que

interconecta GSNs en la misma PLMN.

Inter-PLMN: red IP que interconecta: GSNs pertenecientes al

mismo operador en diferentes pases.

Redes intra-PLMN de diferentes operadores, va interfaz Gp.


Protocolos e Interfaces.

Plano de Transmisin. Nuevas capas para tratar el trfico de datos

GSM RF

MAC

RLC

LLC

SNDCP

IP / X.25

Aplicacin

Relay

GSM RF

FrameRelayMAC

RLC BSSGP

L1bis

BSSGP

LLC

SNDCP GTP

L1bis L1

L2

IP

MS BSS SGSN GGSNUm GnGb Gi

UDP/TCP

L1

L2

UDP/TCP

IP

GTP

IP / X.25

FrameRelay

Aplicacin



Plano de Transmisin9 Capa de Aplicacin. Protocolos especficos de cada aplicacin.

Soportan las sesiones de aplicacin y la presentacin de datos de usuario.9 IP/X.25. La capa de red

Soportada por dos tipos de Protocolos de Paquetes de Datos (PDPs): IP o X-25. Actualmente todo basado en IP.

9 TCP/UDP. La capa de transporte incluye: Protocolo de Control de Transmisin (TCP). flujo fiable con retransmisin. Protocolo de Datagrama de Usuario (UDP). No hay retransmisiones.

9 SNDCP. (Protocolo de Convergencia Dependiente de Subred) Mapea el nivel de red sobre las capas de radio que estn por debajo. Segmentacin,

compresin de cabecera y datos, normalmente V.42bis.9 LLC. Control de Enlace Lgico entre la MS y el SGSN.

Independiente de los protocolos de la interfaz radio que estn por debajo. 9 BSSGP, Frame Relay. Entre el BSC y el SGSN.

Transmite paquetes de datos e informacin de enrutamiento.9 Interconexin GSN. Protocolo tnel GPRS (GTP)

Pasa las unidades de paquetes de datos (PDUs) a travs de la red backbone GPRS aadiendo informacin de enrutamiento, (tunelizacin)



Plano de Transmisin9 RLC y MAC. Control del Enlace Radio y Control de Acceso al Medio.

RLC: segmentacin de paquetes de datos LLC en bloques de datos RLC. Bloque RLC: cabecera MAC y una Secuencia de Chequeo (BCS). Al Bloque radio con bits adicionales de cola se les aplica un cdigo

convolucional, formando un bloque radio codificado de 456 bits. MAC: controla los procedimientos de sealizacin de acceso (peticin y concesin)

para el canal radio, as como el traslado de tramas LLC a tramas fsicas GSM.

Bloque radio codificado de 456 bits (181, 266, 314 o 428 bits de informacin)

Bloque radio

Bloque de datos RLC

Cabecera CabeceraMAC

Bits de informacin RLC BCS Cola

CS1, CS2, CS3, CS4


Protocolos e Interfaces. Plano de Sealizacin.

9 Protocolos para el control y el soporte de las funciones del plano de transmisin. Controlar las conexiones de acceso a la red GPRS. Controlar los atributos de la conexin de acceso de una red establecida, como la

activacin de la direccin PDP (Packet Data Protocol). Controlar el camino de ruta de una conexin de red para as soportar la movilidad

del usuario Controlar la asignacin de recursos de red.

9 SGSN-GGSN. Similar a la pila de protocolos para trfico de datos Sealizacin por GTP sobre UDP/TCP. Adems, MAP para sealizacin entre el SGSN y el HLR y una subaplicacin de la

BSSAP entre el SGSN y el MSC/VLR.

9 MS-SGSN. La sealizacin es llevada a cabo sobre la capa LLC. Gestin de Movilidad y de Sesin GPRS (GMM/SM). Este protocolo soporta la funcionalidad de gestin de movilidad: conexin y

desconexin GPRS, activacin y desactivacin del contexto PDP, actualizacin del rea de enrutamiento y del rea de localizacin.



Interfaces:9 Interfaz Gn. Entre nodos de conmutacin. Datos y sealizacin sobre IP. 9 Interfaz Gb. Entre el subsistema radio y el nodo SGSN. Interfaz abierta entre la PCU y el

SGSN.

9 Interfaz Gi. Interfaz con redes Internet externas a GPRS. Normalmente IP.9 Interfaz Gp. Entre diferentes redes GPRS. Permite roaming manteniendo conexiones

establecidas.

9 Interfaz Gr. Con el HLR para autenticacion y obtencin de perfiles de usuario.9 Interfaz Gd. Recibir y mandar SMSs mediante canales radio GPRS.9 Interfaz Gs. Se utilizar para tratar eficientemente terminales que se han conectado a

trfico GPRS y GSM. Esta no est an implementada.

9 Interfaz Abis. Los enlaces de transmisin y la sealizacin existentes sobre la interfaz Abis son reusados para GPRS, as proporciona una introduccin de coste efectiva y eficiente. Para el soporte de los esquemas de codificacin GPRS CS1 y CS2, se utilizan tramas

TRAU modificadas, no siendo necesarios enlaces de transmisin adicionales.


Canales lgicos.

PCCCH (Packet Common Control Channel). Informacin de sealizacin comn para la transferencia de paquetes.

9 PRACH (Packet Random Access Channel). MS --> BSC. Para iniciar una transferencia de paquetes hacia la red o responder a mensajes de

paging. Las peticiones de recursos mediante ALOHA.

9 PPCH (Packet Paging Channel). BSC --> MS. Para avisar a las MS del inicio de una sesin: de servicios de conmutacin de circuitos

(p.e. llamadas de voz) o de una transferencia de paquetes.

9 PAGCH (Packet Access Grant Channel). BSC --> MS. Para indicar a las MSs que previamente han solicitado recursos radio por el canal

PRACH de cules se les han asignado.

9 PNCH (Packet Notification Channel). BSC --> MS. Para avisar a las estaciones mviles de que se va a iniciar una transferencia punto-

multipunto. En esta notificacin se asignan recursos para la transferencia.


Canales lgicos.

PBCCH (Packet Broadcast Control Channel). BSC --> MS. Transmite informacin especfica del sistema. Este canal se inserta dentro del canal de

difusin de GSM.

PTCH (Packet Traffic Channels):9 PDTCH (Packet Data Traffic Channel). BSC MS.

Para la transmisin de datos desde/hacia las estaciones mviles. Se asigna temporalmente a una MS o a un conjunto de ellas. En la transferencia multislot, la MS puede utilizar varios de estos canales para su uso

exclusivo.

PDCCH (Packet Dedicated Control Channels):9 PACCH (Packet Associated Control Channel). BSC MS.

Sealizacin necesaria para una transmisin de paquetes. Asentimientos, datos de control de potencia, mensajes de asignacin o liberacin

de recursos, etc. Un PACCH se asocia a uno o varios PDTCH asignados a una MS, llevando la

sealizacin asociada a todos ellos. Hay una relacin fija entre la posicin de los PACCH y los PDTCHs.


Interfaz radio.

Bloque radio: equivaldra a cuatro rfagas TDMA. Cabecera MAC: con los campos USF (Uplink State Flag), T (tipo de bloque) y PCS

(Power Control Sequence) Un bloque de datos RLC/MAC o RLC solamente con su cabecera y los datos Un cdigo de control de errores.

Multitrama: 52 rfagas. En el nivel fsico, cada bloque se divide en 4 rfagas. Cada celda B0, representa las cuatro rfagas de un mvil. Rfagas X, TS libre para medida de potencia de la celda y de las vecinas.

Bloque radio

CabeceraMAC

CabeceraRLC

DatosRLC

Bloque datos RLC

Bloque radio

CabeceraMAC

Mensaje de controlRLC/MAC

Bloque de control RLC/MAC

BCS BCS

Rfaga NormalRfaga Normal




B0B0 B1B1 B2B2 XX B3B3 B4B4 B5B5 XX B6B6 B7B7 B8B8 XX

Nivel fsico

Estructura multitrama: 52 rfagas


Interfaz radio.

Administracin de recursos radio en GPRS.9 Una clula con sistema GPRS asignar canales para el trfico de datos.

De forma permanente si el trfico es suficiente. De forma dinmica, bajo demanda, quitndolos del servicio de conmutacin de

circuitos.

9 Hay al menos un canal fsico, que lleva la sealizacin de control comn. Las MS que vayan a iniciar transmisiones acceden a este canal.

Agrupacin y asignacin de Timeslots. Existen 29 clases de multislots definidas. Cada clase es una combinacin de intervalos

temporales (slots) en el enlace ascendente y descendente. Desde 1+1, hasta un mximo de los 8 + 8 time-slots simultneamente. En la prctica el nmero de time-slots simultneos est limitado significativamente por

la complejidad y el consumo de potencia. En muchas de las aplicaciones, acceso a pginas web, descargas, etc., el volumen de

datos ser superior en el enlace descendente que en el ascendente, por lo que se utilizan asignaciones asimtricas, del tipo 1+4.


Interfaz radio.

Modos de operacin de los recursos radio. Modo IDLE de paquetes. Cuando no se transfieren paquetes. Modo de transferencia de paquetes: cuando existe una transferencia continua en

direccin ascendente, descendente o en ambas simultneamente.

9 La MS slo es reconocida por la PCU cuando est en este modo.

Modo IDLEde paquetes

Modo Transferenciade paquetes

Se asigna un TBF

(UL y/o DL)

Todos los TBFsestn finalizados


Interfaz radio.

Codificacin. En las especificaciones GPRS se definen cuatro mtodos diferentes de codificacin de

canal. CS-1 hasta CS-4 Cada uno de ellos incorpora un nivel diferente de redundancia. Todos los modelos de codificacin son obligatorios en los terminales GPRS, slo uno

de los cuatro es obligatorio en la red.

N Bits en el bloque radio Tasa de datos por TS(Kb/s)Modelo decodificacin decanal Informacin Totales Informacin Totales

Tasa de datosmx. en 8 TS

(Kb/s)C/I (dB)

CS-1 160 181 8 9.05 72.4 6CS-2 241 268 12 13.4 107.2 9CS-3 293 312 14 15.6 124.8 12CS-4 401 428 20 21.4 171.2 17

CS-1, CS-2 orientados a clulas de cobertura urbana o ruralCS-3, CS-4 orientados a microclulas o picoclulas


Gestin de la Movilidad.

Conseguir y actualizar las localizaciones de los abonados.9 Estructura geogrfica equivalente a GSM.

reas de servicio GPRS, de operador, de SGSN y de enrutamiento (RA). RA: rea en que una estacin mvil puede desplazarse sin que se modifique su

registro de localizacin. Comprende varias estaciones base.

Estados de gestin de la movilidad: 9 IDLE. El abonado no se conecta a la gestin de movilidad GPRS.

La SGSN no mantiene informacin de enrutamiento o localizacin del abonado. Para llevar a cabo una conexin GPRS, la MS se mueve al estado READY.

9 READY. Procedimientos de gestin de movilidad (p.e. seleccin de clula) La MS puede activar o desactivar contextos PDP para mandar o recibir paquetes de

datos (PDP-PDUs). Al estado STANDBY cuando un finaliza. Al estado IDLE, por un procedimiento de

desconexin iniciado por la MS o el SGSN. 9 STANDBY. Conectado a la gestin de movilidad, actualizaciones de RA y se

pueden recibir transferencias de sealizacin. Al estado READY para que los datos se transmitan o reciban. Al estado IDLE por un procedimiento de desconexin GPRS slo del SGSN.



Estados y transiciones de la movilidadIDLE

READY

STANDBY

Desconexin GPRS

Conexin GPRS

Transmisin PDU

Finalizacintimer

Finalizacin timer o forzado

MODELO MS

STANDBY

READY

IDLE

ConexinGPRS

Desconexin GPRS o Localizacincancelada

Recepcin PDU

Desconexin implcita o localizacin cancelada

Finalizacintimer o forzado

MODELO SGSN



Conexin. GPRS attach. Similar a GSM. La MS todava no puede realizar transferencia de datos. Existe un procedimiento de conexin combinada GPRS/GSM ms complicado.

1. Peticin de conexin.(IMSI o PTMSI, RA anterior, CKSN y

tipo de conexin)

MSMS SGSNSGSN HLRHLR

2. Autenticacin. A travs de SGSN. Slo una vez durante la sesin GPRS

3. Actualizacin de localizacin. (Nde SGSN e IMSI)

4. Aceptacin de conexin.

5. Conexin completa

IDLE --> READY



Desconexin. GPRS detach. El perfil del cliente y los contextos activos son eliminados delSGSN.

Iniciada por la MS, por la red o por el HLR. Las desconexiones iniciadas por la Red, (SGSN, o por el HLR) son muy similares y

pueden ser debidas a un comportamientos defectuoso del mvil, a una red congestionada, terminacin de servicio inmediata (IST), por estar en el estado STANDBY mucho tiempo sin emitir, etc.

1. Peticin de desconexin.

MSMS SGSNSGSN GGSNGGSN

2. Peticin borrar contexto PDP

3. Respuesta borrar contexto

4. Aceptacin de desconexin.Si no es por apagado de MS



Gestin de la localizacin. Actualizacin de la localizacin cada vez que se produce un cambio de rea de

enrutamiento (RA). puede estar combinada con una actualizacin de LA. El procedimiento de handover en GPRS es muy similar al utilizado en GSM, excepto en

que ahora es la estacin mvil la que decide cambiar de clula. El procedimiento de roaming es un poco ms complejo que GSM.

Procedimientos de seguridad. Medio contra el acceso fraudulento al nodo GSN. Autenticacin selectiva de la MS; encriptacin de datos. El procedimiento de comprobacin de identidad del equipo, es similar a GSM, pero en

este caso los datos son solicitados al EIR por el SGSN.

9 Autenticacin: Conexin a una RA de un nuevo SGSN, y para actualizacin de RA inter-PLMN. Las tripletas de seguridad se traen del HLR/AUC. Se puede utilizar el mismo AUC para

redes GSM y GPRS.

9 Cifrado: Nuevo algoritmo de encriptacin GPRS (GEA). Se utiliza un parmetro de entrada

tomado de la capa LLC, junto con la clave de cifrado Kc.


Gestin de Sesin.

GPRS es un sistema basado en DNS que asignar las direcciones IP a los terminales mviles.

El sistema DNS GPRS es una red privada sin interaccin con el sistema DNS de Internet.

9 Contexto PDP (PDP Context). Procedimiento para construir la relacin entre los nodos SGSN y GGSN y poder enviar y recibir paquetes a/de otras redes de datos. El terminal obtiene una direccin IP en el momento de activar el contexto PDP, que se

libera en el momento de desactivarlo. Esta direccin IP puede ser: Esttica (almacenada en el HLR). O dinmica, asignada por el nodo GGSN a partir de un conjunto interno de

direcciones disponibles durante el tiempo de la sesin. Una suscripcin GPRS puede contener una o ms direcciones PDP, conteniendo el

perfil de calidad de servicio (QoS) de esta suscripcin. Los contextos PDP pueden estar en un estado activo o inactivo, que indicar si esa direccin PDP est habilitada o no para la transferencia de datos.


Gestin de Sesin.

Activacin y desactivacin del contexto PDP. Una MS en estado Standby o Ready puede activar o desactivar un contexto PDP en

cualquier momento. La desactivacin sigue un proceso similar. Para activacin originada por la red, la peticin del contexto PDP se inicia en el GGSN

que tiene que tener informacin de direccionamiento IP esttica. Una vez activado un contexto PDP ya es posible la comunicacin

1. Peticin de activacin del contexto PDP


2. Peticin de creacin del contexto PDP.

4. Aceptacin de la activacin del contexto PDP.

Funciones de seguridad

3. Respuesta de creacin del contexto PDP


Gestin de Sesin.

Calidad de servicio.9 El objetivo de la calidad de servicio, Quality of Service (QoS) es especificar la

capacidad y calidad para las diferentes aplicaciones. Cada suscripcin GPRS estar asociada con un perfil QoS almacenado en el HLR del

operador de red mvil. En la activacin del contexto PDP, el SGSN negociar el QoS para la transmisin de

datos basndose en El perfil QoS por defecto del abonado almacenado en la HLR. El perfil QoS requerido desde la MS La disponibilidad actual de recursos GPRS.

9 Un perfil QoS se define mediante una combinacin de parmetros: Prioridad de servicio (en condiciones desfavorables): alta, normal y baja. Retardo (caractersticas de transmisin del sistema una unidad de informacin de

usuario SDU). Clases: Predictivo y best effort. Tiempos de retardo medio y retardo en el 95 % de los casos.

Fiabilidad. Probabilidad de prdida, duplicidad, corruptos o fuera de secuencia. Velocidad. Tasa mxima y media de bits.


Gestin de Sesin.

Calidad de servicio.9 La clasificacin actual viene determinada por el tipo de aplicacin.

Para cada clase de trfico se definen una serie de parmetros como son: tasa de bits mxima, tasa de bits garantizada, orden de entrega, fiabilidad,

retardo de transferencia, etc. Tambin es necesario precisar los mecanismos y algoritmos que aseguren el apropiado

manejo de los diferentes perfiles de calidad.

Clase de trfico Ejemplo de aplicacin Caractersticas fundamentales

Clase conversacional Telefona de voz y vdeo Muy sensible a los retardos y a lavariacin de estos.

Clase de flujo Vdeo en tiempo real Muy sensible a la variacin de retardos.Retransmisiones de nivel bajo

Clase interactiva Navegadores web y canalesde control en tiempo real Asegurar el contenido, retransmisin.

Modelo de respuesta a peticin

Clase background Descarga de mails y ficheros Insensible a los retardos.Asegurar el contenido, retransmisin


Gestin de Sesin.

Transferencia de paquetes de datos. Flujo de bloques temporales (TBF). Transferencia de paquetes hacia, o desde una

MS. Cada uno de los TBF se direcciona utilizando un identificador denominado TFI

(identidad de flujo temporal) asignado por la red. En la asignacin de un TBF, se le informa a la MS de qu timeslot puede usar y de su

direccin TFI.

9 Procedimiento para la transferencia descendente de paquetes. MS est en el estado STANDBY. Peticin de paging del SGSN en el rea de registro (RA). La MS responder a este pging utilizando el procedimiento de transferencia de

paquetes ascendente y pasando al estado READY. A partir de aqu el SGSN puede empezar a mandar tramas LLC a la Unidad de Control

de Paquetes (PCU) de la BSS, con la identidad de la clula y de la MS. Si la MS tiene ya un TBF descendente, la trama LLC se pone a la cola. Si la MS tiene un TBF ascendente, la PCU puede que asigne nuevos recursos

descendentes sobre los Time Slots en los que ya tiene recursos ascendentes.


Gestin de Sesin.

9 Procedimiento para la transferencia ascendente de paquetes. Si una MS no tiene un TBF establecido, enva un mensaje de peticin de canal de

paquetes a la PCU en un timeslot. Si la MS ya tiene un TBF establecido, enva un mensaje de peticin de recursos en el

canal de control asociado al TBF descendente. El mensaje de asignacin ascendente se enva a la MS en el PACCH.

1. Peticin de canal de paquetes de datos.


Paquete 1

BSSBSS

2. Asignacin de canal.

STAND

BYR

EADY

Paquete 1 IP

Paquete 1Paquete 2

Paquete 2 Paquete 2 ACK/NACK Paquete ascendente

Tnel

IPIP

IP


Gestin de Sesin.

Tarificacin.9 Proporciona al operador la informacin relativa al volumen de datos y a la

duracin de la sesin (tiempo en el que est activo del contexto PDP). Funcin pasarela de tarificacin, Charging Gateway Function (CGF): Transferencia

de la informacin de tarificacin desde los nodos GSN a los sistemas de facturacin. Puede ser centralizada o distribuida en los GSNs.

Funciones: recogida, almacenaje intermedio y transferencia de los registros de detalles de llamadas, CDRs (Call Detail Records).

Un CDR incluye parmetros con los datos recogidos durante una sesin PDP: Red de paquetes externa, volumen de datos transferido, calidad de servicio pedida y ofrecida, fecha y hora de la conexin y la duracin de la sesin.

9 El operador pude facturar al suscriptor por el uso de la red mediante: Cuota mensual: cuota bsica, o una cuota plana. Facturacin basada en el volumen. Una cuota por tiempo: tiempo en que est activo un contexto PDP. Pago por acceso: para el acceso a portales mviles. Pago por transaccin: Un mensaje (SMS) o un servicio especfico.


EDGE.

Enhanced Data rates for GSM and TDMA Evolution. Mejora de la interfaz aire para los sistemas tanto GSM como TDMA que permitirn tasa

de datos de hasta tericamente 59 Kbps por time-slot. En la prctica, 48 Kbps por time-slot (384 Kbps por portadora). Utilizacin de una modulacin de mayor eficiencia espectral: 8-PSK, en combinacin

con mecanismos de control del enlace. El rendimiento real ofrecido a los usuarios terminales depender del modelo de

codificacin posible (MSC1 a MSC9) as como de las capacidades de los terminales EDGE.

9 La introduccin de EDGE es sencilla desde el punto de vista de la arquitectura.9 Requiere un importante aumento de hardware en la parte radio de la red ya que

cada estacin base necesita un transceptor EDGE. 9 Requiere una mejora importante del enlace Abis entre la BTS y la BSC. 9 La solucin EDGE ser adoptada por operadores que no han obtenido licencias

3G (UMTS), o como un paso intermedio hacia UMTS, hasta que se defina su viabilidad.

IntroduccinIntroduccinServicios y AplicacionesServicios y AplicacionesServicios y AplicacionesArquitectura GPRSArquitectura GPRSNodos de soporte GPRS (GSN)Modificaciones de la arquitectura GSMModificaciones de la arquitectura GSMModificaciones de la arquitectura GSMModificaciones de la arquitectura GSMRedes GPRSRedes GPRSProtocolos e Interfaces.Protocolos e Interfaces.Protocolos e Interfaces.Protocolos e Interfaces.Protocolos e Interfaces. Canales lgicos. Canales lgicos. Interfaz radio. Interfaz radio. Interfaz radio. Interfaz radio. Gestin de la Movilidad. Gestin de la Movilidad. Gestin de la Movilidad. Gestin de la Movilidad. Gestin de la Movilidad. Gestin de Sesin. Gestin de Sesin. Gestin de Sesin. Gestin de Sesin. Gestin de Sesin. Gestin de Sesin. Gestin de Sesin. EDGE.

gprs-07

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