Estación Base

Son las encargadas de establecer el enlace radioeléctrico y conectar el Teléfono Móvil y la Red de Telefonía Móvil. En la figura 1, cada torre, con sus antenas y equipos, forman una Estación Base.

Reutilización de frecuencias

Es el uso de las mismas frecuencias en distintas celdas, siempre que estas celdas no tengan contacto entre sí (Figura 1).

Subsistema de estaciones base. BSS

Un grupo de Estaciones Base está controlado por una Controladora de Estaciones Base (BSC). La BSC se encarga de todas las funciones centrales y del control del subsistema. Ejp: en un racimo de uvas, las pepitas los teléfonos, la uva sería la BTS, la mano sería la BSC y todo formaría la BSS. (Figura 2)

MSC, VLR y HLR

• MSC: Un gran número de BSC están conectadas al MSC. La tarea más importante de una MSC es la de enrutar las llamadas entrantes y salientes, además, se encarga de la asignación de los canales de usuario. (Figura 3)
• VLR: El VLR fue ideado para no sobrecargar al HLR. Un VLR contiene los datos del suscriptor, pero sólo mientras se encuentre en el área de la que es responsable la VLR. El área geográfica cubierta por la VLR consiste en el área total cubierta por las BTS relacionadas a una MSC (Figura 3). Cuando el usuario abandona esa área, su información pasa a otro VLR. (Figura 3)
• HLR: El HLR, es un registro que almacena los datos de una gran cantidad de usuarios. Una gran base de datos que administra la información de muchos suscriptores de un operador de telefonía móvil, que puede tener uno o varios HLR en toda su red. (Figura 3)

Arquitectura básica de una red de telefonía móvil celular

La arquitectura básica de una red de telefonía móvil celular, puede ser como la representada en la Figura 0

Sistema de telefonía móvil no celular

• No está dividido en celdas.
• Único emisor.
• Emite con mucha potencia.
• Única frecuencia.
• Cerca, mucha potencia, lejos poca.
• Equipo muy caro.
• Poca durabilidad de equipo.

Sistema de telefonía móvil celular

• Dividido en celdas.
• Cubren territorio con múltiples emisores.
• Reutilizar frecuencias.
• Equipo emiten con menos potencia.
• Radio menor, no diferencia cerca/lejos.
• Más económico.
• Mayor durabilidad.

Células solapadas en un sistema celular

• Forma amorfa, debido al terreno irregular.
• Células vecinas no utilizan mismas frecuencias.
• Se solapan.
• Zonas sin cubrir no pueden existir.

Asignación de frecuencias en sistema celular

• Estudio preliminar.
• Forma hexagonal.
• Clúster de 7.
• Canales entre número de células (clúster).

Distancia constante entre células que comparten las mismas frecuencias

• Reutilización de frecuencias.
• Las cercanas no pueden coincidir.

Arquitectura del sistema GSM

1. Equipos que nos hacen conectarnos a la red.
2. Controla las BS y decide a cuál te conectas y cuándo cambias de celda.
3. Comunica con otras zonas (España y Australia).
4. Registro parcial de los usuarios (visitantes).
5. Registro general (donde están todos).

Una estación base (BS) está compuesta de las antenas y de los equipos transmisores y receptores de radiofrecuencia. Cada una de las estaciones base da servicio a una o varias células y están bajo el control de unos equipos llamados controladores de estaciones base (BSC). Un conjunto de BSC está a su vez conectado a un centro de conmutación de servicios móviles (MSC) que se comporta de forma similar a una central telefónica en la red telefónica convencional, gestionando las llamadas entre estaciones móviles (MS) y entre estas y los teléfonos.

Localización de los móviles en la red GSM

• Se divide la red en conjunto de áreas de localización (LA) que es un conjunto de células.
• Cada MSC controla un conjunto de LA y guarda los datos móviles en VLR.
• Cuando el móvil cambia de LA, la red anotará esta nueva posición en el VLR correspondiente.

Autentificación del usuario ante la red GSM

• AuC: código de autentificación. Este es el que autentifica que eres tú.
• KI: contraseña única que tiene cada tarjeta SIM. Esto está en el AUC, aquí es donde se sigue a los móviles.
• IMSI: código de 15 dígitos, código de cliente.
• RAND: número aleatorio de 128 bits, tarda unos segundos y desaparece.
• Algoritmo A3: es público, solo está en la tarjeta SIM y el operador.
• Código IMSI: sirve para que el operador sepa quiénes somos.

1. Al activarse el teléfono móvil, envía hacia la red el número IMSI que consta de 15 dígitos y que identifica al abonado ante la red. 2. La red GSM consulta en la base de datos AuC la clave secreta Ki correspondiente al número IMSI recibido, genera un número aleatorio RAND de 128 bits e introduce ambos valores en un algoritmo matemático que produce en su salida un valor de 32 bits denominado SRES. Este algoritmo se conoce como A3 y está diseñado de tal forma que es imposible obtener la clave Ki a partir de los otros dos valores. 3. La red GSM envía al móvil el número aleatorio RAND y el móvil ejecuta el mismo algoritmo A3 en el interior del microprocesador que está contenido en la tarjeta SIM. El resultado SRES lo envía hacia la red. 4. Si la red comprueba que ambos valores SRES son idénticos la autentificación ha sido correcta. En caso contrario, la autentificación es incorrecta y no se permite a dicho móvil realizar llamadas dentro de la red GSM.

Cifrado de voz en GSM

• KI también se utiliza para encriptar las llamadas de voz entre el teléfono móvil y el controlador de estaciones base. Se utiliza el algoritmo A8 para calcular una clave de cifrado Kc de 64 bits, y el algoritmo A5 se utiliza para el proceso de cifrado de voz.

Conexiones asimétricas en GPRS

• Adaptación del sistema DSM.
• Asigna a cada usuario varios slot.
• Asimétrico y asigna más slot en bajada que en subida.
• Utiliza esquema de conmutación de paquetes.
• Sistema de codificación avanzada.
• Envío de 21,4 Kbps en cada slot.

Arquitectura del sistema GPRS

• Estación base de GSM pero con nuevos equipos y nuevo software.
• Añaden nodos de conmutación de paquetes, pasarela con internet o unidades de control de paquetes.
• La velocidad depende de la distancia del usuario a la antena.

1. La transmisión en telefonía móvil es:3. Duplex /2. En GSM se utiliza:4. FDMA/TDMA / FDD /4. En GSM-900 y GSM-1800, cada usuario dispone de:3. 1/8 del tiempo. /6. En una red de telefonía móvil GSM, una celda pequeña puede tener/tiene:3. Los mismos canales que una grande. 5. La misma capacidad de transmisión que una grande. /7. En las zonas menos pobladas de las ciudades, las celdas de telefonía móvil son:2. Más grandes que en las otras zonas. /8. En general, las antenas de telefonía móvil son:1. Más altas que anchas – Diagrama estrecho en vertical y ancho en horizontal. /9. En telefonía móvil GSM, cuanto mayor es la probabilidad de bloqueo:1. Menor número de frecuencias debe tener cada celda. 5. Más intentos de llamada resultan fallidos. /10. En las Estaciones Base de telefonía móvil es mejor que la amplificación de la señal recibida se realice:2. Lo más cerca posible de la antena. /11. En GSM 900, en Europa, se usa:4. FDD: 890-915 Mhz (ascendente) y 935-960 Mhz (descendente). /12. Los anchos de banda empleados para GSM son:4. 25 Mhz + 25 Mhz para GSM 900 y 75 Mhz + 75 Mhz para GSM 1800. /13. Una red GSM, con clusters (racimos) de 7, con índice de reutilización de frecuencias de 3,28, está formada por:4. 23 celdas. /14. En GSM-1800 el ancho de banda de cada portadora es de:4. 0,2 Mhz y 374 portadoras en total. /15. En GSM-900 y GSM-1800 se dispone, respectivamente de las siguientes portadoras:2. 124 y 374. /16. En total, en GSM se dispone de:2. 498 portadoras

Etiquetas: Estación Base, frecuencias, GSM, Red de Telefonía Móvil