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1 Cap. 3 – Redes sem fios 3.3.2 Princípios de sinalização na rede GSM Sistemas de Telecomunicações 2 Sistemas Avançados de Telecomunicações (2004/2005)

Cap. 3 – Redes sem fioscee.uma.pt/edu/st2/apo/332Sinal.pdf · Handover – Uma situação (I) Nova Antiga 1 5 4 3 2 Intra - BSC handover BSC. 15 Handover – Uma situação (II)

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Cap. 3 – Redes sem fios3.3.2 Princípios de sinalização na rede GSM

Sistemas de Telecomunicações 2Sistemas Avançados de Telecomunicações

(2004/2005)

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Tipos de comunicação existentes no GSM

• Registo• Paging• Roaming• Estabelecimento de chamada• Handover

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Registo

SMS-CMSC

OMC

EIRVLR

HLRAuC

BTSBTS

BSC BSC

MS

GMSCPSTNPLMN

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

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� 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)

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PLMN

Paging (II)

MSC

BSC

BSC

Célula

Área MSC

Área de localização

BSC

Paging

BSC

BSC

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� 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)

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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.

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� 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)

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Registo - versão simplificada (II)

LAI SIM(LA3) ‡ LAI BTS(LA4)

MSC2!

IMSIIMSI - LA4

IMSI - SA2

IMSI

LA4!LA3 (antiga)

MSC1

MSC

VLR

BSC

HLR

LA4 (nova)

MSC2

MSC

VLR

BSC

� Mudança de área de localização

IMSI -SA2

IMSI!

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Estabelecimento de chamada (X para Y)

SMS-CMSC

OMC

EIRVLR

HLRAuC

BTSBTS

BSC BSC

MS

GMSCPSTNPLMN

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 Y

12. MSC comunica com BSC de Y que faz paging e retorna BTS de Y

13. É atribuído um canal de tráfego voz

14. ACK do canal de tráfego

15. Sinalização chamada para Y e sinal de chamada para X 16. Y aceita a chamada, envia ACK e chamada fica activa

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� 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)

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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.

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Handover (III)

• Tipos de Handover

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Handover – Uma situação (I)

NovaAntiga

15

4

3

2

� Intra - BSC handover

BSC

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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.

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Handover – Inter-MSC handover (I)

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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.

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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 nºhandover.

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)

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Decisão de Handoff (I)

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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)