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Tecnologia de Celular GSM. Angela Peixoto Santana. RESUMO. - PowerPoint PPT Presentation
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Tecnologia de Celular
GSM
Angela Peixoto Santana
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo apresentar a tecnologia Global System for Móbile Communications – (GSM) descrevendo o sua arquitetura e funcionamento. Bem como as outras tecnologias existentes no Brasil a Time Division Multiple Access – (TDMA) e a Code Division Multiple Access – (CDMA) estas apresentando apenas enfoque interessantes
INTRODUÇÃO
Aumento do uso de telefone celular Avanço das tecnologias Primeiro Sistema de Comunicação móvel
MTS - Mobile Telephone Service único ponto centralizado uma única célula com um transmissor de potência elevada poucos sinais de comunicação
SISTEMA DE TELEFONIA CELULAR
caracterizar comunicações móveis terminal telefônico fixo que possui um número associado
ao local utilização de comunicação wireless
entre o terminal e uma Estação Radio Base (ERB) conectada a uma central de comutação e controle
tem interconexão com o serviço telefônico fixo comutado permitindo chamadas entre os terminais celulares e deles
com os telefones fixos comuns.
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SISTEMA DE TELEFONIA CELULAR
COMUNICAÇÃO O terminal móvel se comunica com a ERB
mais próxima área da ERB é chamada de célula Ao se locomover transfere-se de ERB
SISTEMA DE TELEFONIA CELULAR
OBSERVAÇÕES quando o terminal está fora de sua área de
mobilidade (roaming) para permitir roaming são necessária
técnicas de freqüência de operação padrão de tecnologia de terminal
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FREQUÊNCIAS utiliza apenas uma ERB divisão da banda disponível
Para ampliação da capacidade dos sistemas celulares, essa divisão é feita em grupo de freqüências que são reutilizados em células não adjacentes
células são divididas como áreas de serviços individuais Onde cada célula possui um grupo de canais designados
de acordo com o espectro disponível (disposição de freqüência)
Cada célula tem sua estação base
FREQUÊNCIASCont.
Células representadas por hexágono montar um sistema de telefonia móvel
subdivide-se uma área geográfica em células hexagonais cada uma dispondo de uma estação de rádio e antenas controle das rádios-freqüências interligação com o sistema telefônico convencional
Para a garantia de qualidade de sinal e nível de ruído aceitável A divisão mais comum é a da banda em 7 grupos de freqüências Estas células podem ser por sua vez divididas em 3 setores
Freqüências no Brasil
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.:
As letras representam conjuntos de freqüências distintos a serem utilizados pelos usuários
.:
As letras representam conjuntos de freqüências distintos a serem utilizados pelos usuários
.:hexágonos porque sua formas possibilitam ser colocadas de lado a lado
.:hexágonos porque sua formas possibilitam ser colocadas de lado a lado
PADRÕES DE TECNOLOGIAS
GSM - Global System for Mobile Communication
TDMA (IS 136) - Time Division Multiple Access
CDMA (IS 95) - Code Division Multiple Access
GSM Histórico Formou o "Group Special Mobile (GSM)“ com as
seguintes características:Boa qualidade de voz Eficiência espectral Terminais pequenos e baixos custos Suporte para "roaming" internacional Capacidade para suportar "handoff" terminais Suportar uma larga área de novos serviços e utilidades Compatibilidade IDSN (Rede Digital de Serviços Integrados)
DESCRIÇÃO DO SISTEMA
composta por várias entidades funções interfaces específicas
A rede GSM pode ser dividida em três partes: a estação móvel a estação de subsistema base subsistema de rede
DESCRIÇÃO DO SISTEMA
O SUBSISTEMA REDE
principal componente é o MSC Comporta-se como um nó de
comutação de IDSN. E todas as funcionalidades necessárias para o tratamento de um assinante móvel
Componentes
SUBSISTEMA DE REDE
REALIZANDO REGISTRO AUTENTICAÇÃO ATUALIZAÇÃO DE LOCALIZAÇÃO TRANSIÇÃO ENTRE AS CÉLULAS
(HANDOFF) GERENCIAMENTO DO ASSINANTE
EM ROAMINGVOLTAR
SUBSISTEMA DE REDE
MSC – Mobile Service Switching Center Coordena as chamadas do usuários
HLR – Home Location Register Banco de dados com informações dos usuários
VLR – Visitor Location Register Controla as chamadas dentro de uma área
EIR – Equipment Identify Register Base de dados com informações de todos equipamentos móveis
válidos na rede AUC – Autentication Center
Base que guarda uma cópia do código de cada SIM
SUBSISTEMA DE RÁDIO BASE
Controle de ligação com a estação BTS – Estação Radio Base Transmissão
Aloja receptores transmissores radio que definem a célula e suportam os protocolos de ligação rádio com a estação móvel.
BSC – Estação Radio Base de Controle Gerência os recursos para a BTS, como
configuração de canais rádio, handoff.
ESTAÇÃO MÓVEL
Equipamento móvel Cartão SIM (Módulo de Identidade do
Assinante) Armazena 15 dígitos que identifica uma única
estação móvel. Mobilidade pessoal
Acesso a serviços diversos independente do terminal utilizado.
ARQUITETURA
BSS – Base Station System Comunicação entre as estações móveis Formado por:
BTS ou ERB – constituem a célulaBSC que controla as BTSs.
MSC – Central de Comunicação e controle Comutação e sinalização para as estações
móveis. Rotear chamadas para outros MSCs
(gatway).
ARQUITETURA
HLR – Registro de Assinantes Locais Base de dados que contem informações sobre os
assinantes de um celular. VLR – Registro de Assinantes Visitantes
Informações sobre ao assinantes em visita. AUC – Centro de Autenticação
Autenticação dos assinantes. EIR – Registro de Identidade do Equipamento
Base de dados com informações de todos equipamentos móveis válidos na rede.
OMC – Centro de Operação e Manutenção Entidade funcional que controla e monitora o sistema.
SERVIÇOS
BEARER SERVICES Transporte de dados para conectar dois elementos.
TELESERVICES Serviço de comunicação entre dois assinantes.
SERVIÇOS SUPLEMENTARES Identificação do numero chamador, chamada em
espera. Implementados com gatways entre o BSC e o MSC.
SERVIÇOS
SERVIÇOS SERVIÇO DE LOCALIZAÇÃO
Permite estimar com precisão a localização da estação móvel. GPRS – General Packet Radio Service
Para comunicação de dados que permite a estação móvel uma conexão a internet sem necessidade de estabelecer uma chamada telefônica.
EDGE – Enhanced Data rates for GSM Evolution Aumentar taxa de transferência de dados.
3G Para serviços de terceira geração com taxas de dados de até
2Mbit/s.
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ARQUITETURA
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INTERFACES
Interface Abis entre ERB (BTS) e BSC Interconexão entre BTS e BSC. Suporta dois tipos de links
Canais de tráfegos levando voz ou dados Canais de sinalização BSC-BTS
Interface A entre BSC e MSC Esta especificada pelas normas GSM.
Interfaces C, D, E, F, G Padronizadas pelo protocolo MAP. Utiliza serviços de transação e transferência de
mensagens Sistema de Sinalização número 7.
INTERFACES
INTERFACESO SS#7 pode ser dividido em duas partes.
1) User Part
TUP (Telephone User Part)
Que compreende todas as mensagens de sinalização necessárias para que uma rede telefônica fixa estabeleça uma chamada.
ISUP (Integrated services user part)
Que acrescenta ao TUP a sinalização para redes de dados comutadas a circuito como previsto na ISDN.
2) MTP (Message Transfer Part)
Que é responsável pela transferência das mensagens de maneira confiável na rede de sinalização.
INTERFACE
INTERFACE
Interface entre MSC e redes telefônicas fixas Interconexão entre MSC e redes fixas Utilizam o Padrão SS#7 TUP ou ISUP
Interface B e H Não são padronizadas pois tratam-se
normalmente de interfaces internas do MSC/VLR e do HLR/AUC
TDMA
Implantado nos Estados Unidos Utiliza 3 usuários por portadora Divisão da banda em canais de freqüência
Em números de slots por tempo para aumentar a quantidade de dados transmitidos
conexão pode ser associada a uma estação móvel ou uma base fixa
TDMA
VANTAGENS:
facilidade de adaptar as transmissões de dados com a comunicação de voz
habilidade de introduzir microcélulas úteis em uma fração progressiva de tempo
em relação ao custo por utilizar equipamentos do sistema analógico que já estão implantados
TDMA
DESVANTAGENS
cada usuário tem um slot de tempo predefinido Se todos os slots estiverem ocupados a
ligação é desconectada distorção de múltiplos caminhos
Sofrer interferências – Limite de tempo
CDMA
se restrita a aplicações militares durante muito tempo
tem base na alta rejeição a sinais interferentes interferências inerentes ao sistema interferências externas
utiliza uma combinação de divisão de freqüência e divisão de código Para prover acesso múltiplo de usuários
capacidade do CDMA não é ilimitada
CDMA
CARACTERÍSTICAS
Sistema Digital Digitaliza-se a voz do assinante
Combinando o sinal de voz com uma taxa superior
maior imunidade a interferências Por usar uma largura de faixa maior
CDMA
PRINCÍPIOS
Quanto maior a velocidade do sinal, maior a faixa de freqüências necessárias para transformá-lo ;
Na modulação, ou na codificação, quando a faixa original é expandida, mais fácil fica recupera-lo, mesmo que ele esteja com ruído;
Códigos extensos podem ser recuperados sem erros
CDMA
PADRÃO (IS-95) Interim Standard É compatível com o sistema AMPS; Requer poucas células ; Inovações tecnológicas para superar a
capacidade de problemas com sistemas analógicos.
CDMA BENEFÍCIOS DO CDMA
Aumento de capacidade de 8 a 10 vezes mais do que a tecnologia AMPS, e 4 a 5 vezes mais do que o GSM;
Provê qualidade na chamada, com som melhor e mais consistente se comparado com o Sistema AMPS;
O sistema é planejado e todos usuários usam a mesma freqüência em todo setor de todas células;
Privacidade herdada; Bandwidth ou demanda;
GSMxTDMAxCDMA
GSM Utiliza comutação por circuito Oferece melhor qualidade de sinal Maior segurança Uso eficiente do espectro Robustez do sinal (controle de erro e equalização) Atenuação na transmissão Compatibilidade com ISDN
GSMxTDMAxCDMA
TDMA Permite um número de usuários acessem
um único canal de rádio – freqüência Divisão de faixas de tempo
GSMxTDMAxCDMA
CDMA Baseada na divisão do espectro de
freqüências Cada pacote de sinal é identificado com
uma chave exclusiva Evita problemas de sinalização de tempo e
alocações de canais