Sistemas de Telecomunicações 2 Sistemas Avançados de Telecomunicações (2004/2005) Cap. 3 Redes sem fios

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

2 Tipos de comunicação existentes no GSM Registo Paging Roaming Estabelecimento de chamada Handover 2

3 Registo 1. Pedido de canal (MS para BTS e BTS para ) 2. envia comando activação canal 3. BTS envia ACK activação 4. O canal é atribuído 5. Pedido de actualização de área de localização OMC VLR HLR AuC EIR PSTN PLMN GMSC MSC SMS-C 6. Pedido de autenticação 7. Resposta de autenticação 8. Verificação de autenticação 9. Atribuição de TMSI e de nova área 10. ACK de TMSI e nova área 11. Escrita da nova área e TMSI em VLR e HLR 12. O canal é libertado BTS BTS MS 3

4 Paging (I) 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. 4

5 Paging (II) PLMN MSC Área MSC Área de localização Paging Célula 5

6 Roaming (I) 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. 6

7 Roaming (II) Em sentido estritamente técnico, a mudança de célula, quando a MS se encontra em idle mode, tem a designação de roaming. célula anterior célula vizinha nova célula do MS 7

8 Registo - versão simplificada (I) 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 8

9 Registo - versão simplificada (II) Mudança de área de localização LA3 (antiga) LA4 (nova) LAI SIM (LA3) LAI BTS (LA4) LA4! IMSI MSC2! IMSI IMSI - LA4 IMSI! VLR MSC MSC2 VLR MSC MSC1 IMSI - SA2 HLR IMSI - SA2 9

10 Estabelecimento de chamada (X para Y) 1. Pedido de canal 2. O canal é atribuído 3. Pedido de chamada 4. Pedido de autenticação X 5. Resposta de autenticação 6. Comando de cifra 7. Cifra aceite, comunicação cifrada OMC VLR HLR AuC EIR PSTN PLMN GMSC MSC SMS-C 8. Envio do nº destinatário 9. MSC interroga HLR (supondo mesma PLMN) 10. HLR responde com VLR de Y 11. MSC comunica com VLR de Y para determinar de Y 12. MSC comunica com 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 X MS BTS BTS 16. Y aceita a chamada, envia ACK e chamada fica activa Y 10

11 Handover (I) MS em dedicated mode, i. e., chamada estabelecida ou em vias de estabelecimento., 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. 11

12 Handover (II) Tipos de Handover Intra-BTS Handover Intra- e inter-bts handover Inter- handover Inter-MSC handover Não há handovers entre redes diferentes. 12

13 Handover (III) Tipos de Handover 13

14 Handover Uma situação (I) Intra - handover Nova Antiga 14

15 Handover Uma situação (II) Intra - 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 (antiga). 5. desactivação do canal rádio primitivo. 15

16 Handover Inter-MSC handover (I) 16

17 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. 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 que reserve um canal de tráfego. 5. O novo atribui um canal de tráfego e informa o novo MSC. 17

18 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 nº handover. 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) 18

19 Decisão de Handoff (I) 19

20 Decisão de Handoff (II) Nível relativo do sinal (L1) O MS passa da estação base A (BS A ) para BS B 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 Th 1 -L1, Th 2 L2 e Th 3 -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) 20

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