CMO 2012/1 - Aula 16

GSM/GPRS

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• Capitulo 5
  • Página 89

• Discussão: 17/05

• GSM

• Limitações - Luiz Cláudio
  • Limitações do GSM
    • 1/6: GSM é um padrão europeu para telefonia móvel celular. GSM é considerada a geraçao 2G e foi orinalmente projetada para sistemas baseados em voz e ainda para transmissão de dados. em uma rede GSM, serviços de dados são oferecidos no modelo comutado a circuitos. Serviços modernos de dados como os centrados em IP são baseados em pacotes e consequentemente são pobremente servidos pelos arranjos comutados a circuito.
    • 2/6: O desenvolvimento do GPRS habilitou taxas de dados mais altas que o GSM suporta com o benefício adicional de que os recursos são usados apenas quando os dados são enviados. GPRS é conhecido como geração 2.5. Este sistema é constituído por uma sobreposição sobre a rede de voz GSM existente e usa a mesma interface de rádio. Isto significa que os padrões comutados a circuito e a pacote são oferecidos numa rede GSM com GPRS.
    • 3/6: A geração 3G tem muitos dos atributos GSM e GPRS incorporados em um único padrão. Gerações subsequentes poderão tornar-se rede puramente de dados e utilizarão a tecnologia VoIP para acomodar as chamadas de dados. Um padrão já consolidado para atender a este necessidade e que permitirá a convergência de todas as redes é o IMS.
  • Vantagens do GPRS sobre o GSM
    • 4/6: Sistemas comutados a circuito usam os recursos de rádio durante todo o tempo em que um usuário está conectado. Contudo, sistemas comutados a pacote acessam os recursos de rádio apenas durante a transferência dos dados. Dessa forma, estes onerosos recursos estão sendo usados de forma mais eficiente em uma rede comutada a pacotes.
    • 5/6: GPRS reduziu os custos e aumentou a taxa de dados associados ao GSM. Os baixos custos permitirão que se aumentasse a penetração no mercado para serviços móveis de dados. Usando CSD com GSM sempre que um usuário desconecta entre a transferência de dados, cada transferência de dados requer um canal de tráfego e que então cai novamente uma vez que a transferência foi completada. GPRS contudo fornece conexões virtuais que podem ser mantidas com um mínimo de sinalização.
    • 6/6: Para implementar as alterações no sentido de termos uma rede comutada a pacotes é exigido normalmente uma arquitetura nova de sistemas. Contudo, para reutilizar a interface de rádio, esta nova rede sobrepoem-se à rede GSM existente. O novo sistema é o GPRS e este padrão foi completamente definido pelo ETSI.

• Distinções para com o GPRS - Marcelo
  • 1/6
    • Em um sistema de comunicações móveis, como o GSM e o GPRS, os termos "Núcleo da Rede (Core Network)" e "Rede de Acesso do Radio (Radio Access Network)" são utilizados para distinguir duas entidades lógicas do sistema de comunicação móvel.
    • O Núcleo da Rede (Core Network) refere-se as matrizes de comutação e a conexão entre as diversas matrizes da rede de comunicação.
    • Já a Rede de Acesso do Radio (Radio Access Network) é a estação radio base que recebe o sinal do comunicador móvel e o seu sistema de comutação.

• • 2/6
    • O GPRS compartilha diversos recursos com o GSM, incluindo a interface aérea do rádio. Entretanto o núcleo das redes são completamente separados.
    • O GPRS se interage com outras redes através de um "Gateway GPRS Support Node (GGSN)".

• • 3/6
    • O GGSN é o principal comutador e controlador de uma rede GPRS, funciona como um gateway como o "Gateway Mobile service Switching Center (GMSC)" do GSM.
    • Um GGSN se conecta à vários "Nós de Suporte de Serviços GPRS (Serving GPRS Support Nodes - SGSN) através de enlaces de alta capacidades como os de microondas ou fibras ópticas.

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• • 4/6
    • Cada SGSN controla uma parte (área geográfica) da rede GPRS. Essas partes são conhecidas como "área de serviço SGSN (SGSN service area)".
    • Apesar de que a área de serviço SGSN é uma parte da área do Centro de Comutação de serviços Móveis (Mobile services Switching Center - MSC) do sistema GSM, não há uma relação entre as áreas de serviços.

• • 5/6
    • Cada Controlador de Rádio Base (Base Station Controller - BSC) se comunica tanto com a MSC como a SGSN.
    • A MSC irá disponibilizar parte dos canais de rádio para a rede GPRS. O restante é reservado para os sinais de voz e CSD.
    • Por fim, a SGSN e a BSS vão administrar os canais reservados para o GPRS.

• • 6/6
    • As BTS em uma já existente rede GSM precisam apenas de atualizar os software para acomodarem os canais de GPRS. Algumas exceções podem ocorrer dependendo do fabricante da BTS.
    • As células GPRS vão cobrir a mesma área geográfica das células GSM. Entretanto usuários de dados, quando demandarem um baixa taxa de transmissão, vão poder acessar as redes GPRS a uma distância maior do que a possível para a transmissão dos sinais de voz. Isso é possível devido a pequena relação sinal-ruído requerida para o transporte de dados.

• Canais - Rafael
  • 1/6
    • Uma vez que o GPRS irá funcionar sobre uma rede GSM existente e compartilhar o canal aéreo com os canais comutados por circuitos do GSM, a BTS deve tratar igualmente um PDTCH e um TCH
    • Os bits de uma sequência de bits GPRS são posicionados igualmente como sequências TCH. Consequentemente, os moduladores, demoduladores e componentes de radio da BTS e da MS são idênticos para GPRS e serviços de comutação de circuitos;
  • 2/6
    • No entanto, a BSC conterá uma nova pilha de protocolo, permitindo a identificação de quais canais são TCHs e quais são PDTCHs
    • Essa identificação é realizada pelas funções Radio Link Control (RLC) e Media Access Control (MAC)
    • Consequentemente, novo hardware é necessário para implementar essa nova função de software e comutação de pacotes. Esse é o Packet Control Unit (PCU).
  • 3/6
    • Todas as funções de controle podem ser acomodadas nos canais de controle do GSM sem maiores restrições
    • Como os canais GSM sempre estarão presentes, a MS os utiliza por padrão. Se existirem canais de controle GPRS dedicados, a MS deve ser explicitamente informada da sua localização física na BCCH
  • 4/6
    • Normalmente uma MS irá 'acampar' na BCCH, quer dizer, a MS irá monitorar o time-slot 0 (TS 0) no sinal mais forte para colher informações sobre a célula. O TS 0 carrega o BCCH
    • Geralmente, um PBCCH é configurado somente se há tráfego GPRS suficiente,ou se um canal de frequência é dedicado ao GPRS em uma célula. Nesse caso, todos os MSs irão 'acampar' no PBCCH.
  • 5/6
    • A maior limitação na utilização dos canais GSM estipulada pelo padrão ETSI está na área de acesso aleatório, que resulta em uma taxa de bits mais baixa.
    • Se um PDTCH é requisitado sobre o RACH, a rede pode atribuir no máximo 2 PDTCHs por aparelho. Por outro lado, se PRACH é utilizado, um máximo de o PDTCHs pode ser atribuído.
  • 6/6
    • A menos que um canal físico seja inteiramente dedicado ao GPRS, qualquer PDCH pode ser liberado para o uso normal GSM se a demanda muda de comutação de pacotes para comutação de circuitos. O operador de rede decidirá quais canais dedicar ao GPRS e quais alocar dinamicamente a ambos GPRS e GSM.
    • Desse modo, os recursos de rádio podem ser utilizados mais eficientemente, dependendo da demanda por dados ou voz.

• GPRS
  • Vantagens sobre o GSM - Murilo
  • Elementos chave - Muller
  • Tipos de canais - Robson
  • Estabelecimento de um canal - Marcelo
  • Alocação dos recursos de rádio - Rafael
  • Multiframes - Murilo
  • Esquemas de codificação de canal - Robson
  • Exemplos de uma transmissão de dados - Muller
  • Conclusões - Luiz Cláudio