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11
Cap. 3 – Redes sem fios3.3.2 Princípios de sinalização na rede GSM
Sistemas de Telecomunicações 2 Sistemas Avançados de
Telecomunicações (2004/2005)
22
Tipos de comunicação existentes no GSM
• Registo• Paging• Roaming• Estabelecimento de chamada• Handover
33
Registo
SMS-CMSC
OMC
EIRVLR
HLR
AuC
BTSBTS
BSC BSC
MS
GMSCPSTN
PLMN
1. Pedido de canal (MS para BTS e BTS para BSC) 2. BSC envia comando activação
canal3. BTS envia ACK activação4. O canal é atribuído5. Pedido de actualização de área de localização
6. Pedido de autenticação7. Resposta de autenticação8. Verificação de autenticação9. Atribuição de TMSI e de nova área10. ACK de TMSI e nova área11. Escrita da nova área e TMSI em VLR e HLR
12. O canal é libertado
44
Para efeitos de oferta de chamadas de entrada, é necessário que a MS seja rapidamente detectada, o que implica a actualização contínua da sua localização.
Concretização do requisito de mobilidade aparece sempre associado à da área de localização da MS, i.e., a rede tem de saber, tanto quanto possível, em que agregado de células (LA) é que a MS se encontra em cada instante.
O paging corresponde ao procedimento de procura de uma dada MS na área de localização onde esta se encontra registada.
Paging (I)
55
PLMN
Paging (II)
MSC
BSC
BSC
Célula
Área MSC
Área de localização
BSC
PagingPaging
BSC
BSC
66
Em idle mode uma MS encontra-se a escutar de forma contínua a informação de sistema difundida pelas portadoras das células vizinhas.
Sempre que o sinal difundido por essas portadoras for melhor do que o da célula em que se encontra, a MS decide mudar de célula.
Mudanças de célula só são permitidas dentro da mesma PLMN, ou com outras PLMNs com as quais exista um acordo administrativo.
Roaming (I)
77
Roaming (II)
célula anterior
célula vizinha
nova célula do MS
Em sentido estritamente técnico, a mudança de célula, quando a MS se encontra em idle mode, tem a designação de roaming.
88
Procedimento de registo (actualização de localização de uma MS) só se concretiza em idle mode.
Situação de execução de um registo (location update):
mudança de área de localização (incluindo roaming)
activação (IMSI attach)
periódico
Registo - versão simplificada (I)
99
Registo - versão simplificada (II)
LAI LAI SIMSIM(LA3) ‡ LAI (LA3) ‡ LAI BTSBTS(LA4)(LA4)
MSC2!MSC2!
IMSIMSIIMSI - LA4
IMSI - SA2
IMSI
LA4!LA4!LA3 (antiga)
MSC1
MSC
VLR
BSC
HLR
LA4 (nova)
MSC2
MSC
VLR
BSC
Mudança de área de localização
IMSI -
SA2
IMSI!IMSI!
1010
Estabelecimento de chamada (X para Y)
SMS-CMSC
OMC
EIRVLR
HLR
AuC
BTSBTS
BSC BSC
MS
GMSCPSTN
PLMN
1. Pedido de canal 2. O canal é atribuído3. Pedido de chamada4. Pedido de autenticação X5. Resposta de autenticação6. Comando de cifra7. Cifra aceite, comunicação cifrada
8. Envio do nº destinatário9. MSC interroga HLR (supondo mesma PLMN)
X
Y
10. HLR responde com VLR de Y11. MSC comunica com VLR de Y para determinar BSC de Y12. MSC comunica com BSC de Y que faz paging e retorna BTS de Y13. É atribuído um canal de
tráfego voz14. ACK do canal de tráfego15. Sinalização chamada para Y e sinal de chamada para X
16. Y aceita a chamada, envia ACK e chamada fica activa
1111
MS em dedicated mode, i. e. , chamada estabelecida ou em vias de estabelecimento.
BSC, após recepção de relatórios de medidas de parâmetros rádio da BTS e MS, decide mudanças tendo por base limiares de tolerância pré-programados.
Handover concretizado através da mudança do canal rádio de uma célula para um outro canal rádio de uma célula adjacente.
Handover (I)
1212
Handover (II)
• Tipos de Handover– Intra-BTS Handover– Intra-BSC e inter-BTS handover– Inter-BSC handover– Inter-MSC handover– Não há handovers entre redes
diferentes.
1313
Handover (III)
• Tipos de Handover
1414
Handover – Uma situação (I)
NovaNova
AntigaAntiga
1155
44
33
22
Intra - BSC handover
BSC
1515
Handover – Uma situação (II)
Intra - BSC handover
1. activação de um novo canal rádio para tráfego na célula destino.
2. ordem de handover para a MS agarrado ao canal antigo mudar para o novo canal activado noutra célula.
3. aquisição de sincronismo da MS com o novo canal.
4. indicação de handover terminado enviada da MS para a BSC (antiga).
5. desactivação do canal rádio primitivo.
1616
Handover – Inter-MSC handover (I)
1717
Handover – Inter-MSC handover (II)
1. MS move-se para a fronteira entre 2 células e a estação base antiga decide iniciar o processo de handoff para célula nova.
2. BSC antiga pede ao MSC antigo que comece handoff para nova célula. O MSC antigo reconhece que a nova célula pertence a outro MSC.
3. O MSC antigo pede um número de handover ao MSC novo. Esse nº é usado para estabelecer uma ligação via PLMN ou PSTN para o handover.
4. O novo MSC pede ao novo BSC que reserve um canal de tráfego.
5. O novo BSC atribui um canal de tráfego e informa o novo MSC.
1818
Handover – Inter-MSC handover (III)
6. O novo MSC atribui um nº de handover e envia-o ao MSC antigo.
7. O MSC antigo encaminha a chamada para o novo MSC através da PSTN/PLMN usando o nº handover.
8. Quando o encaminhamento está completo, o novo MSC (e VLR) ordena à MS (através do MSC antigo) para mudar para o novo canal de tráfego da nova célula.
9. O novo MSC liga o percurso de voz através do canal reservado na nova célula. Note-se que a chamada continua a ser gerida pelo MSC antigo (anchor MSC)
1919
Decisão de Handoff (I)
2020
Decisão de Handoff (II)
• Nível relativo do sinal (L1)• O MS passa da estação base A (BSA) para BSB quando
o sinal de B excede o sinal de A.• Pode provocar efeito ping-pong.
• Nível relativo do sinal com limiar• O handoff só ocorre quando o sinal de A está abaixo
do limiar.• A escolha do limiar é crítica! (ver Th1-L1, Th2–L2 e
Th3-L4)• Nível relativo do sinal com histerese (L3)
• O handoff só ocorre quando o sinal de B é suficientemente mais elevado que o sinal de A (margem H)
• Nível relativo do sinal com histerese e limiar• O handoff só ocorre se o sinal de A estiver abaixo do
limiar e se o sinal de B estiver acima do sinal de A por uma margem H. (no exemplo o handoff ocorre em L3 se o limiar for Th1 ou Th2 ou em L4 se o limiar for Th3)