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GSM parte II

GSM parte II. Architettura del GSM. Base Station (BS) Base Tranceiver Station (BTS) Interfaccia fisica che si occupa della rice-trasmissione. Stazione Radio Base. Base Station Controller (BSC) Controllo delle risorse sull’interfaccia radio. Stazione Radio Base. Base Tranceiver Station

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GSM parte II

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Presentation Transcript

  1. GSM parte II

  2. Architettura del GSM

  3. Base Station (BS) Base Tranceiver Station (BTS) Interfaccia fisica che si occupa della rice-trasmissione Stazione Radio Base • Base Station Controller (BSC) • Controllo delle risorse sull’interfaccia radio

  4. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station BTS

  5. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS È il punto di accesso alla rete di TLC, o se si vuole, la “controparte” di MT

  6. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS È collocata in un punto opportuno della cella (es. al centro per celle circolari, nel vertice delle celle settorizzate, ad un estremo delle celle oblunghe per la copertura stradale...)

  7. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS • Dalla potenza del BTS dipende la dimensione fisica della cella: grazie a questa caratteristicaè possibile “aggiustare” in modo dinamico le dimensioni delle celle • Raggio min: 300m max: 35km ca.

  8. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS Ciascuna BTS può avere da 1 a 16 interfacce radio, corrispondenti a canali diversi in FDM Ciascuna interfaccia radio corrisponde a 8 canali TDM

  9. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS Effettua la codifica di canale (Channel Coding Unit –CCU) e la cifratura Modula / demodula i segnali Realizza il frequency hopping Effettua l’interleaving

  10. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS Effettua misura di qualità dei canali uplink e riceve da MT le misure relative al downlink, le invia al BSC che decide il controllo di potenza e l’handover

  11. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS Implementa i protocolli di livello fisico sull’interfaccia radio (Um) per il corretto scambio di informazioni tra MT e BTS

  12. Stazione Radio Base BTS TX HF (mod) ---------- RX HF (demod) Filtro output Slow FH TRX (digital proces.) Filtro input Trans. system Abis diversity Controllo + clock

  13. Stazione Radio Base Base Tranceiver Station - BTS È un apparato di livellofisico e non ha praticamente alcuna “intelligenza”: nel GSM anche la valutazione e la decisione sugli handover da effettuare è demandata ad altre entità (MT, BSC e MSC)

  14. Stazione Radio Base: esempi

  15. Stazione Radio Base: esempi

  16. Stazione Radio Base: esempi

  17. Base Station (BS) Base Tranceiver Station (BTS) Interfaccia fisica che si occupa della rice-trasmissione Stazione Radio Base • Base Station Controller (BSC) • Controllo delle risorse sull’interfaccia radio

  18. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) Un BSC controlla un numeroelevato di BTS: da alcune decinead alcune centinaia

  19. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) DB TCE TCE Matrice di commutazione TCE TCE TCE TCE Abis Controllo + clock A

  20. BTS e BSC sono collegate da collegamenti a 2 Mb/s (32 canali PCM a 64 kb/s) Un canale PCM del collegamento a 2 Mb/s viene usato per trasportare 4 canali di traffico GSM a 13 kb/s Per ogni portante occorrono 3 canali PCM: 1 per segnalazione, 2 per trasportare 8 canali di traffico GSM Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

  21. La transcodifica della voce GSM (13 kb/s)  PCM (64 kb/s) e viceversa è fatta dalla BSC (Transcoder Rate Adaptation Unit - TRAU) Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

  22. 0 1 2 3 Canali PCM standard 64 kb/s Canali di traffico GSM (13kb/s) PCM a 2Mb/s BTS BSC MSC TM Transcodifica 2 31 0 1 31 0 31 1 3 31 0 2 0 Trama PCM a 2Mb/s (32 x 64 kb/s) Trama PCM

  23. La comunicazione tra BTS e BSC può avvenire: via rete fissa telefonica, noleggiando le linee da un gestore nel caso l'operatore GSM non ne disponga di proprie via radio La soluzione via radio é sicuramente più economica, (no canone di noleggio delle linee, né costose infrastrutture) E' così possibile installare le BTS nelle posizioni ideali, con l'unico obbligo di fornire una linea di alimentazione elettrica alla BTS. Comunicazione tra BTS e BSC

  24. Comunicazione tra BTS e BSCPonte Radio a Microonde • I canali PCM possono essere trasferiti al BSC con ponte radio a microonde (freq. da 13 a 58 GHz)

  25. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) I compiti principali del BSC sono: Transcodifica della voce GSM  PCM

  26. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) I compiti principali del BSC sono: Analisi delle misure di qualità del segnale sulla tratta radio • Decisione se è il caso di fare handover

  27. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) I compiti principali del BSC sono: Analisi delle misure di qualità del segnale sulla tratta radio • Gestione dell’handover tra BTS controllate dallo stesso BSC o richiesta di gestione all’MSC

  28. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) I compiti principali del BSC sono: Controllo delle risorse radio: gestione delle frequenze, che possono essere assegnate in modo dinamico alle varie BTS

  29. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) I compiti principali del BSC sono: Gestione del paging Manutenzione del BSS

  30. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) I compiti principali del BSC sono: La concentrazione del traffico verso un MSC e lo smistamento del traffico verso le BTS

  31. Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC) I BSC possono essere colocati nel sito di un MSC o essere autonomi,o ancora essere posizionati vicino(o insieme) ad alcune BTS.Normalmente vengono colocaticon MSC per questioni di controlloe manutenzione

  32. Architettura del GSM

  33. Network and Switching Sub-system (NSS) Noto anche come Switching and Management Sub-system (SMSS), svolge funzioni fondamentali • Gestione della mobilità • Controllo delle chiamate • Supporto ai servizi forniti

  34. Network and Switching Sub-system (NSS) AuC Um VLR HLR BSS TM EIR A (G)MSC NSS

  35. Mobile Switching Center (MSC): è la centrale di commutazione che gestisce i servizi mobili Network and Switching Sub-system (NSS)

  36. Home Location Register (HLR): è il data base con I dati permanenti degli utenti I dati dinamici per gestire la mobilità (es. identificativo del VLR) Network and Switching Sub-system (NSS)

  37. Visitor Location Register (VLR): è il data base con Le informazioni relative ai MT attualmente presso l’area di competenza del MSC Network and Switching Sub-system (NSS)

  38. Equipment Identity Register (EIR): è il data base degli apparati rubati o difettosi Network and Switching Sub-system (NSS)

  39. Authentication Center (AuC): genera chiavi di cifratura Network and Switching Sub-system (NSS)

  40. Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC) • E’ un “normale” commutatore PCM (commutatore a circuito) cui sono state aggiunte funzionalità di segnalazione per la gestione della mobilità

  41. Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC) • Funzioni fondamentali: • Gestione della mobilità (location update, paging ecc.) • Controllo delle chiamate (con autenticazione) • Supporto ai servizi

  42. Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC) • Funzioni fondamentali: • Alloca risorse e crea connessioni con i TM sulla rete fissa (Connection Management - CM) • Consente l’instradamento delle chiamate da un TM ad un altro

  43. Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC) • Un caso particolare di MSC è il GMSC (Gateway-MSC), che è l’interfaccia tra la rete GSM e le reti fisse (PSTN) e/o altre reti GSM (PLMN)

  44. Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC) • Funzioni fondamentali: • Interworking con altre reti • Funzioni di gateway

  45. Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC) • Consente l’instradamento delle chiamate da un TM verso telefoni fissi e mobili in altre reti • GMSC è anche il “punto di partenza” per la ricerca dei TM nella rete cellulare per chiamate provenienti da altre reti (fisse o mobili)

  46. Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC) • A seconda delle dimensioni dellarete e del numero di utenti un operatore può avere uno o piùGMSC

  47. Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register) • È una base dati permanenteassociata in modo univoco ad una PLMN • A seconda delle dimensioni dellarete e del numero di utenti un operatore può avere uno o piùHLR a cui sono associati in modo fisso i TM. Spesso è colocato con un GMSC

  48. Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register) • Memorizza le informazioni (profilo di utente) relative a tutti i TM la cui localizzazione di defaultè presso l’HLR considerato

  49. Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register) • HLR memorizza informazioni permanenti come l’IMSI (International Mobile Subscriber Identity), il numero di telefono della SIM associata (che NON sono la stessa cosa), i servizi supplementari a cui l’utenteè abilitato

  50. Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register) • HLR memorizza anche informazioni volatili: • L’indirizzo del VLR presso cui può essere reperito l’utente • Parametri temporanei per identificazione e crittografia

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