SISTEMAS DE SEGUNDA GENERACIÓN ING. WILLIAM CALVOPIÑA

Transcripción

1 SISTEMAS DE SEGUNDA GENERACIÓN RADIOCOMUNICACIONES ESPACIALES ING. WILLIAM CALVOPIÑA

2 SISTEMAS DE SEGUNDA GENERACION Se conoce como telefonía móvil 2G a la segunda generación de telefonía móvil.la telefonía móvil 2G no es un estándar o un protocolo sino que es una forma de marcar el cambio de protocolos de telefonía móvil analógica a digital. Los sistemas celulares prometían una capacidad virtualmente ilimitada mediante sucesivas subdivisiones de las celdas. Sin embargo, la industria de las telecomunicaciones encontró a finales de los años ochenta limitaciones practicas a medida que el servicio de telefonía móvil se hacia más popular. Con celdas progresivamente más pequeñas resulta difícil y económicamente poco viable ubicar nuevas estaciones base en los emplazamientos que lo requerían, esto era particularmente acusado en ciudades grandes y congestionadas. Además se comienzan a apreciar limitaciones de capacidad por saturación de interferencia en celdas que progresivamente se hacen cada vez más pequeñas. Estas limitaciones acabaron recortando la capacidad teórica de los sistemas de primera generación por debajo de las previsiones iniciales, y lo que es más importante, por debajo de la demanda del mercado. Dejando a un lado las limitaciones de capacidad, otro aspecto importante a considerar a nivel europeo era la incompatibilidad entre los diferentes estándares utilizados, que hacia imposible el uso de un mismo teléfono móvil en diferentes países. Esta limitación motivo el desarrollo de un sistema celular de segunda generación en Europa con los objetivos básicos de conseguir una mayor capacidad y la compatibilidad entre los sistemas que operan en todos los países.

3 Finalmente, la decisión de escoger una tecnología digital frente al antecedente analógico dio lugar a una nueva generación de sistemas celulares. Diferentes comités de estandarización para los sistemas de segunda generación de todo el mundo optaron por el diseño de sistemas digitales. Uno de los aspectos más atractivos de las técnicas de transmisión digital es su mejor comportamiento en entornos de elevada interferencia, que les proporciona, ya de por si, una capacidad superior a los sistemas analógicos. Por otro lado, la tecnología digital tenía la ventaja añadida de haberse situado en una senda de avances constantes en aspectos como la miniaturización e integración de dispositivos con unos costes de implementación siempre decrecientes. Además, el procesado digital de la información preveía importantes avances en diferentes disciplinas como puede ser: Las técnicas de modulación digital: conformadores de pulsos, filtros, amplificadores, etc. La codificación de voz a tasas cada vez más reducidas. Las técnicas de codificación de canal y entrelazado. El cifrado de las comunicaciones y protección antifraude. La reducción del overhead de señalización. La utilización de sistemas digitales tiene además la ventaja añadida de abrir las puertas a nuevos servicios suplementarios y de valor añadido, como puede ser: el buzón de voz, los mensajes cortos, el correo electrónico o los servicios de gestión de las llamadas. El sistema GSM (Global System for Mobile communications) es el estándar europeo de segunda generación, aunque su utilización se ha extendido por numerosos países de otros continentes.

4 El sistema JDC (Japan Digital Cellular) es el estándar japonés, y los Sistemas IS-54 e IS-95 son los estándares americanos de segunda generación. En Estados Unidos existen 2 estándares de segunda generación, el sistema IS-54 es un sistema de acceso FDD/FDMA/TDMA, esto es, un sistema donde el duplexado de las comunicaciones se hace en frecuencia ( FDD Frequency Division Duplex ), y el multiplexado de las comunicaciones es una combinación de multiplexación en frecuencia ( FDMA - Frequency Division Multiple Access ) y en tiempo ( TDMA - Time Division Multiple Access ). Por el contrario, el sistema IS-95 tiene un mecanismo de acceso FDD/FDMA/CDMA. El multiplexado es en frecuencia ( FDMA ) y en código ( CDMA - Code Division Multiple Access ). Esta pequeña diferencia hace que ambos sistemas tengan un comportamiento diferente en los procedimientos de acceso radio de las comunicaciones. Características de los sistemas de segunda generación.

5 Los sistemas de segunda generación europeo y japonés han optado por nuevas bandas frecuenciales de operación, aunque en algún caso se solapan las frecuencias con las utilizadas por el sistema de primera generación. El sistema americano IS-54 se ideó como una evolución en lugar de una sustitución de la tecnología AMPS, de modo que los nuevos terminales fueron diseñados para su operación en modo dual (analógico y digital), trabajando ambos sistemas en la misma banda frecuencial. La mayoría de sistemas utilizan la técnica de acceso FDD/FDMA/TDMA. El duplexado se realiza en frecuencia, igual que los sistemas de primera generación; sin embargo, la multiplexación era únicamente en frecuencia (FDMA) al tratarse de sistemas analógicos. En los sistemas digitales el tiempo de ocupación de una frecuencia (FDMA) se reparte entre varias comunicaciones (TDMA). Para los tres sistemas FDD/FDMA/TDMA se utiliza un ancho de banda diferente por canal. En GSM con 200 Khz por canal se multiplexan 8 comunicaciones en el tiempo, de forma que el ancho de banda equivalente por canal es de 25 Khz, semejante al ancho de banda utilizados en los sistemas de primera generación. Para los sistemas IS-54 y JDC el ancho de banda por canal es de 30 Khz y 25 Khz respectivamente; como se multiplexan 3 comunicaciones en el tiempo, el ancho de banda equivalente por canal es aproximadamente 10 Khz, y por tanto inferior al utilizado en GSM y en la mayoría de sistemas analógicos. Se define un tiempo de coherencia del canal, tiempo en el cual el comportamiento del mismo es aproximadamente invariante. Para tener un orden de magnitud, se cuantifica dicho tiempo de coherencia como el inverso de la máxima frecuencia Doppler, que depende de la velocidad de desplazamiento del terminal móvil cuando éste se mueve en la misma dirección que la de propagación de la señal transmitida entre emisor y receptor. Para los sistemas celulares actuales, el ancho de banda de la señal es muy superior a la máxima frecuencia Doppler, de modo que las alteraciones en el ancho de banda de la señal recibida son despreciables. Por otra parte, un efecto colateral que puede causar una velocidad de desplazamiento excesiva del terminal móvil son los desplazamientos espectrales que ello conlleva y que pueden impedir el seguimiento frecuencial por parte del receptor del canal utilizado en la comunicación.

6 Por otro lado, el tiempo de coherencia del canal es un parámetro muy útil de cuantificar para poder dimensionar a priori la profundidad de entrelazado a aplicar para eliminar los errores a ráfagas que se producen durante un desvanecimiento profundo. Las velocidades de transmisión de la señal de los sistemas de segunda generación (se expresan en símbolos por unidad de tiempo) como se puede ver en la tabla: PROCEDIMIENTO DE TRASPASO DE LLAMADA Los sistemas de segunda generación se caracterizan por el multiplexado temporal que realizan sobre la portadora utilizada en la comunicación. No transmiten o reciben constantemente y pueden dedicar ciertos intervalos de tiempo a sintonizar las frecuencias guía de celdas vecinas. Gracias a esta característica, el mecanismo de toma de medidas realizado en las estaciones base vecinas se traslada a los terminales móviles, esto supone una importante descarga computacional para la red. Sin embargo, la decisión de un traspaso de llamada sigue siendo de la red, por ello esta técnica de traspaso se denomina MAHO ( Mobile Assisted Hand Over ). Desde un punto de vista practico, la toma de medidas por parte de los terminales móviles se considera una de las mejoras fundamentales de los sistemas de segunda generación respecto a los sistemas de primera generación.

7 ALTERNATIVAS DE TRASPASO DE LLAMADA Para los sistemas de segunda generación tipo FDMA/TDMA, como es el caso de GSM o de IS-54, a pesar de las diferencias respecto a los sistemas de primera generación, la forma de proceder en la ejecución del traspaso de llamada se muy similar a la de sus antecesores. Los sistemas de segunda generación son sistemas celulares basados en el concepto de reúso frecuencial para asegurar la calidad de las comunicaciones; por ello, celdas vecinas no comparten el mismo grupo de frecuencias de trabajo y un traspaso de llamada comporta, nuevamente, un cambio de la frecuencia sintonizada. La diferencia básica en cuanto al traspaso de llamada entre los sistemas de primera generación y los sistemas GSM o IS-54 estriba en el hecho de que, para estos últimos las comunicaciones están multiplexadas en tiempo. Esto hace que existan intervalos de tiempo entre transmisión y recepción que hacen posible la preparación y ejecución del traspaso, por lo que a pesar de ser hard handover puede no ser tan abrupto como en el caso de los sistemas de primera generación. CONTROL DE POTENCIA Los sistemas de primera generación no implementan la técnica de control de potencia. La carencia de un multiplexado temporal impide disponer de canales de control asociados a la comunicación, a través de los cuales los sistemas de segunda generación envían los comandos pertinentes de manera periódica para modificar la potencia de emisión en la estación base o en el terminal movil. Sin embargo, se hubiese podido implementar la técnica de control de potencia en bucle abierto. El control de potencia no solo mejora la calidad de comunicaciones, sino que además disminuye la interferencia total y por tanto incrementa la capacidad del sistema. El control de potencia consigue que cada emisor transmita con la mínima potencia necesaria, esto redunda en una reducción colectiva del nivel de interferencia, que comporta un incremento de la capacidad del sistema al poder añadir más comunicaciones. Además, hay que mencionar el ahorro de energía que supone la utilización del control de potencia, con el consiguiente incremento de vida de las baterías.

8 Los principales estándares de telefonía móvil de segunda generación son: GSM (Sistema global para las comunicaciones móviles): El estándar más usado en Europa a fines de siglo XX y también se admite en Estados Unidos. Este estándar utiliza las bandas de frecuencia de 900 MHz y de 1800 MHz en Europa. Sin embargo, en Estados Unidos la banda de frecuencia utilizada es la de 1900 MHz. Por lo tanto, los teléfonos móviles que pueden funcionar tanto en Europa como en Estados Unidos se denominan teléfonos de tribanda. CDMA (Acceso múltiple por división de código): Utiliza una tecnología de espectro ensanchado que permite transmitir una señal de radio a través de un rango de frecuencia amplio. TDMA (Acceso múltiple por división de tiempo): Emplea una técnica de división de tiempo de los canales de comunicación para aumentar el volumen de los datos que se transmiten simultáneamente. TDMA Time División Múltiple Access Divide el espectro en slots de tiempo Transmite los datos con el método buffer and burst TDMA utiliza modulación digital Características de TDMA El Nº de slots de tiempo depende de varios factores: Técnica de modulación disponibilidad de BW La transmisión es no continua El proceso de Handoff es más simple Utiliza diferentes slots para Tx y Rx. TDMA utiliza ecualización adaptiva Requiere alto overhead de sincronización, debido a las interrupciones de la comunicación. Puede asignar diferente Nº de slots para trama de diferentes usuarios.

9 CDMA Code División Múltiple Access La señal del mensaje en Banda Angosta es multiplicada por una señal de BW larga, llamada señal ensanchada (PN). En CDMA se utiliza la misma portadora y se transmite en forma simultánea. Cada usuario utiliza un codeword en cada conexión el que es ortogonal con los otros. Características de CDMA Se utiliza la misma frecuencia. Se combina con TDD o FDD. CDMA posee capacidad suave limitada. Al aumentar el Nº de usuarios aumenta el piso de ruido. de manera lineal. No existe limitación en Nº de usuarios Al aumentar Nº de usuarios aumenta la probabilidad de error CDMA reduce el descoloque de multitrayecto, debido a que la señal es extendida en un espectro amplio El problema cercano-lejano, es indeseado, por lo que se utiliza un detector de alta potencia y se compara con la deseada. La utilización de actividad de la voz (talkspurts) EL SISTEMA GSM El sistema GSM, Global System for Mobile communications, es el sistema de telefonía movil de segunda generación mas extendido por todo el mundo. Se trata a su vez del sistema de telefonía movil de segunda generación europeo; la estandarización del mismo fue llevada a cabo por la ETSI (European Telecomunications Estándar Institute) entre 1982 y 1992.

10 ARQUITECTURA DEL SISTEMA GSM La arquitectura del sistema GSM se compone de 4 bloques o subsistemas que engloban el conjunto de elementos de la jerarquía del sistema. Cada uno de estos subsistemas desempeñan funciones específicas para, en su conjunto ofrecer el servicio de telefonía movil al usuario final. Los 4 subsistemas son: La estación movil (MS) El subsistema de estación base (BSS) El subsistema de conmutación y de red (NSS) El subsistema de operación y mantenimiento (MNS) La estación movil comprende todos los elementos utilizados por el abonado del servicio. El subsistema de estación base engloba los elementos que desempeñan las funciones especificas de interconexión radio con la estación movil. El subsistema de conmutación y de red realiza las operaciones de interconexión con otras redes de telefonía y de gestión de la información del abonado. Finalmente el subsistema de operación y mantenimiento se encarga de supervisar el funcionamiento del resto de bloques.

11 1._La estación movil (MS) La estación movil se compone de 4 elementos. El terminal movil (MT) es el teléfono movil. La tarjeta SIM (Subscriber Identity Module) es la tarjeta de abonado que proporciona el operador al usuario cuando se contrata sus servicios. El adaptador de terminal (TA) es el elemento de adaptación para la interconexión del teléfono movil con un equipo terminal de datos (TE) para la transmisión de datos vía GSM. Elementos de la estación movil Las funciones que realiza el subsistema de estación movil son básicamente las de acceso a la red GSM a través de interfaz radio y la disposición de un interfaz de usuario para el establecimiento de las comunicaciones de voz o con un equipo terminal en el caso de establecer comunicaciones de transmisión de datos. Terminal movil (MT) Para que el terminal movil sea operativo debe incluir una tarjeta SIM, modulo de identidad del abonado; de lo contrario, solo se pueden realizar llamadas de emergencia al no poder ser tarificadas el resto de llamadas.

12 Según las especificaciones GSM, se definen diferentes tipos de terminal movil según la máxima potencia de emisión, aunque esta clasificación ha quedado en desuso al ser la inmensa mayoría de teléfonos móviles, teléfonos de bolsillo. Esta interpretación de las especificaciones cobrara sentido cuando existían teléfonos portátiles, teléfonos para equipamiento de vehículos, etc. Modulo de identidad del abonado (SIM) La tarjeta SIM es una tarjeta inteligente que contiene diferentes tipos de información. Información permanente relativa al abonado del servicio, información temporal de utilidad para el funcionamiento del servicio, así como información introducida por el propio abonado. Existen dos clases de tarjeta SIM según el tamaño: SIM del tamaño de una tarjeta de crédito y las SIM llamadas plug-in SIM de 25 mm x 15 mm para teléfonos de menor tamaño. Las SIM del tamaño de una tarjeta de crédito han quedado prácticamente en desuso. La tarjeta SIM se aloja en una ranura interna del terminal movil donde reside el lector de tarjetas SIM. El poder extraer libremente la tarjeta SIM del terminal movil ofrece al abonado la posibilidad de cambiar de terminal movil de forma transparente para el operador, las características del terminal movil son comunicadas al sistema cuando este es encendido como parte del dialogo inicial con la red. La tarjeta SIM contiene entre otras informaciones 2 números de seguridad para evitar usos indebidos, el PIN (Personal Identity Number) y el PUK (Personal Unblocking Key). Antes de que el terminal movil pueda ser utilizado, el usuario debe introducir su número de identificación personal (PIN), que consta de 4 dígitos y se almacena en la tarjeta. Si se introduce el PIN erróneamente 3 veces seguidas, la tarjeta se bloquea y no puede ser utilizada hasta desbloquearla. Para ello se debe introducir una clave de desbloqueo personal (PUK) que consta de 8 dígitos.

13 El adaptador de terminal (TA) El adaptador de terminal es el elemento que permite la conexión del terminal movil con un equipo terminal de datos. En la actualidad el equipo adaptador de terminal para la mayoría de teléfonos móviles esta incorporado en el propio teléfono, de forma que la conexión con el equipo terminal de datos se realiza a través del puerto serie o del puerto de infrarrojos. El equipo terminal de datos debe configurarse con el software de dialogo con el adaptador de terminal, el denominado driver de interconexión con el teléfono movil. 2._Subsistema de estación base (BSS) El subsistema de estación base (BSS) agrupa la infraestructura especifica de los aspectos radio para el sistema GSM. Este subsistema se compone de estaciones base (BTS) conectadas a una estación controladora de BTSs, la denominada BSC. Subsistema de estación base BTS: Base Transceiver Station BSC: Base Station Controller

14 El subsistema BSS se ubica dentro de la arquitectura GSM entre el interfaz radio Um de interconexión con los terminales móviles y el interfaz A de interconexión con el conmutador de red (MSC). La unidad BTS es la parte del subsistema BSS que dispone de los dispositivos para la transmisión y la recepción radio, incluyendo las antenas. Realiza las tareas de conformación de la señal a transmitir vía radio y de recuperación de la señal radio en recepción, además de realizar el procesado digital de la señal, codificación de canal, entrelazado, etc. Normalmente se ubica en el centro geográfico de la celda y la potencia máxima emitida determina el tamaño absoluto de la celda. Una estación base dispone entre uno y doce transceptores (TRX), donde cada uno de ellos opera sobre una de las frecuencias GSM asignadas al operador. Cada zona de memoria tiene un nivel de seguridad para poder leer y escribir. La recomendación GSM define las nociones de directorios y ficheros de datos para organizar los datos escritos en la zona de transacción, y los ficheros de datos tienen asociados unos grados de seguridad. Los diferentes tipos de operaciones seguras que se pueden realizar son: Lectura Escritura Invalidación Restoring Escritura de inicialización Extensión Los diferentes tipos de condición que existen sobre una operación para permitir que se lleve acabo son: Nunca -la operación esta prohibida Siempre -la operación esta autorizada para todos los usuarios PIN -el usuario debe proporcionar previamente su numero personal ADM -el usuario debe proporcionar previamente el numero ADM correcto (ADM: Administration Management)

15 En el nivel de directorio más alto hay tres directorios definidos: Root GSM (que contiene los ficheros específicos de la aplicación) Telecoms (que contiene los ficheros relacionados con otras funciones) Un fichero esta compuesto de 2 partes, una cabecera y los datos. La cabecera contiene un descriptor de tipo fichero: nombre, nivel de seguridad y el tipo (binario o con formato). Hay 2 tipos de ficheros: Binario: el contenido del fichero es un conjunto de bytes que son leídos directamente. Con formato: el contenido del fichero esta estructurado en sectores grabados de longitud fija. Durante la creación del fichero, el número de sectores grabados se fija y las transacciones con el fichero se producen escribiendo en los sectores. Los sectores están situados secuencialmente, y se accede a cada uno de ellos a través de un índice. Las operaciones que se pueden realizar con los ficheros son: Creación -reserva de un espacio de memoria Selección -introduciendo el nombre se puede acceder a la cabecera Extensión -incrementar el tamaño del fichero Invalidación -para prevenir cualquier acción sobre el fichero, excepto restaurarlo

16 Escritura de inicialización -es la primera operación de escritura sobre un fichero creado Sobreescritura -borrado seguido de una escritura Lectura -acceso a los datos almacenados en un fichero Sorting -búsqueda de un fichero Los datos almacenados en la SIM son diversos: El numero serie de la tarjeta El estado de la tarjeta (activo o disabled) El código de servicio (p. ej. GSM) Los datos de prepersonalizacion, personalización y repersonalizacion Los parámetros del algoritmo de autenticación La llave de autenticación El IMSI Las claves de prepersonalizacion y personalización La llave de cifrado La TMS La LAI Información de localización temporal Información del abonado El estado de validación La lista de redes prohibidas (un máximo de 4) El estado de la función de activación/desactivación del PIN (autorizado/prohibido) El estado del PIN (de servicio o fuera de servicio) El PIN El contador de errores del PIN La clave de re-enabling enabling (PUK)

17 El estado de la función de roaming interplmn (autorizado o prohibido) Mensajes cortos recibidos Una lista de números de directorio autorizados (si hay una restricción de llamadas establecida) El estado de las llamadas salientes (autorizados o prohibidas) La lista de PLMN Y otros datos si son necesarios SIM de fase 2+ La fase 2+ define 4 comandos nuevos del teléfono movil que se traducen en nuevas aplicaciones de llamada de alto nivel: Terminal Profile, Envelope, Fetch, Terminal Response. Las nuevas tarjetas proporcionan la base para que los operadores puedan ofrecer nuevos servicios de valor añadido, como por ejemplo las transacciones bancarias remotas y la telecompra a través de las redes celulares. En la fase 2 los móviles podían realizar funciones sofisticadas, pero dado que la adquisición del terminal y los servicios eran acciones separadas, cada vez que se quería añadir una nueva operación había que reprogramar el movil. OTAC (Over-The-Air-Customisation) contribuye a solucionar este problema, ya que permite vender teléfonos con los servicios ya activados para un operador particular. Cuando se compra el teléfono solo hay que llamar al operador para que autorice los servicios y el cobro de los mismos. Los datos necesarios para activar los servicios en el teléfono son enviados por el interfaz aire, por lo que para dar de alta o baja un determinado servicio solo es necesario realizar una llamada telefónica.

18 Otras de las ventajas que tiene OTAC es que permite añadir nuevos miembros a grupos de usuarios cerrados en el momento en que se unen a una determinada empresa o departamento en cualquier momento y rápidamente. Los operadores de red también pueden ofrecer otras ventajas como recargas las tarjetas SIM prepagadas de una forma remota. También pueden añadir suscripciones a teléfonos; por ejemplo, una SIM puede tener una suscripción para finalidades de empresa o personales con PIN diferentes. Además, la modificación de los códigos o passwords no hacen necesaria una visita al centro que suministra el servicio. Estas SIM utilizan mucho mas el microprocesador que hay en ellas, añadiendo una nueva capacidad de inteligencia al teléfono en si. Además de recibir y presentar comandos e información, puede ejecutar sus propias aplicaciones. Para esto se ha aprovechado la aparición de memorias de mayor capacidad, (hasta 64 k) que, por ejemplo, permiten almacenar numerosos mensajes cortos, o mensajes en lenguas orientales que son mucho más pictóricas, lo que los hace más atractivos en todo el mundo. 3._Subsistema de conmutación y de red (NSS) El NSS incluye las principales funciones de conmutación en GSM, así como las bases de datos necesarias para los datos de los abonados y para la gestión de la movilidad. La función principal del NSS es gestionar las comunicaciones entre los usuarios GSM y los usuarios de otras redes de telecomunicaciones. Dentro del NSS, las funciones básicas de conmutación están realizadas por el MSC (Centro de Conmutación de servicios Móviles), cuya función principal es coordinar el establecimiento de llamadas hacia y desde los usuarios GSM. El MSC tiene interfaces con el BSS por un lado (a través del cual está en contacto con los usuarios GSM), y con redes externas por el otro. La interfaz con las redes externas requiere un "gateway" para la adaptación (Funciones de "Interworking"), cuya función es más o menos importante dependiendo del tipo de datos y de la red a la que se accede.

19 Estructura interna de la NSS La segunda función de bases de datos identificada en GSM es el VLR (Registro de Posiciones Visitado), asociado a uno o más MSCs, y encargado del almacenamiento temporal de los datos para aquellos abonados situados en el área de servicio del correspondiente MSC, así como de mantener los datos de su posición de una forma más precisa que el MSC. Pero el NSS contiene más elementos que los MSCs, VLRs y HLRs. Para establecer una llamada hacia un usuario GSM, la llamada es primero encaminada a un conmutador-gateway llamado GMSC, sin ningún conocimiento de dónde está el abonado. Los GMSCs están encargados de buscar la información sobre la posición y encaminar la llamada hacia el MSC a través del cual el usuario obtiene servio en ese instante. 4._Subsistema de operación y mantenimiento (MNS) El MNS tiene varias tareas que realizar. Todas estas tareas requieren interacciones entre algunas o todas máquinas de la infraestructura que se encuentra en el BSS ó en el NSS y los miembros de los equipos de servicio de las distintas compañías comerciales. Planificación y dimensionamiento de una red GSM. El diseño de una red GSM comprende por un lado aspectos de campo como la búsqueda de los emplazamientos de estación base, la estimación del área de cobertura de cada estación base, el reparto de frecuencias entre celdas, el ajuste de las potencias de emisión, etc., y por otro, aspectos de dimensionamiento de red fija como el calculo del numero de controladores de estación base, su ubicación, la interconexión de los elementos de red fija, el dimensionamiento de las bases de datos, etc.

20 La planificación de una red GSM es un proceso complejo que abarca diferentes disciplinas y que generalmente involucra a varios departamentos dentro de una organización. El diseño debe contemplar aspectos de planificación frecuencial, cartografía, estadísticas de movilidad de los potenciales usuarios, teoría de teletrafico, etc. Todo ellos hace que la forma de abordar su resolución pase por un proceso de diseño secuencial, siguiendo unos pasos bien definidos, pero a su vez iterativo, donde la solución de configuraciones parciales provoque la vuelta hacia atrás para el rediseño de etapas anteriores. El objetivo es realizar una planificación de red lo mas eficiente posible; ahora bien, el diseño debe ser tal que permita un crecimiento gradual de la capacidad del sistema en previsión de un incremento paulatino de la demanda de servicio, ya sea por la incorporación de nuevos abonados a la telefonía movil o por la introducción de nuevos servicios que incrementaran el trafico cursado por abonado. El proceso de diseño se puede esquematizar con la secuencia de ejecución que se detalla a continuación, sin olvidar que se trata de un procedimiento secuencial e iterativo dependiendo de las soluciones parciales de configuración obtenidas en cada etapa: 1._Previsión de demanda y estimación de la ubicación de los emplazamientos de estación base. Calculo de las áreas de cobertura por estación base. Estimación del trafico ofrecido por celda y calculo del numero de portadoras necesarias por sector y estación base par satisfacer un cierto grado de servicio. 2._Estimación de la movilidad de los usuarios y cálculo aproximado del transito entre celdas de los potenciales usuarios. Uso de patrones de movilidad para la estimación del numero de cruces entre celdas, evaluación del numero de traspasos de llamada y del numero de actualizaciones de posición. 3._Dimensionamiento de las áreas de localización. Disposición inicial, grosso-modo, de áreas de localización con minimización de la carga de señalización por actualizaciones de posición. Refinamiento de la solución mediante subdivisiones sucesivas de las áreas de localización de la configuración inicial hasta encontrar un subóptimo que minimice el conjunto de señalización por búsquedas y actualizaciones de posición.

21 4._Dimensionamiento de los canales de señalización. Conocido el tráfico ofrecido por celda y el patrón de movilidad de los usuarios estimar el número de canales de señalización por estación base en función de la solución subóptima de áreas de localización, considerando los procedimientos de señalización más característicos: establecimiento de llamada, actualización de posición periódica y por cambio de área de localización. 5._Dimensionamiento en numero y ubicación de los elementos: BSC, MSC, VLR y HLR. Para ello se cuenta con las especificaciones técnicas de capacidad de dichos elementos para diferentes proveedores y las necesidades de tráfico de la red de estaciones base. 6._Diseño de la topología de red. En este punto se estudian diferentes soluciones de interconexión de estaciones base con las BSC correspondientes, evaluación de los costos de compra/alquiler de las líneas de interconexión entre elementos. Alternativas de reubicación geográfica de BSC y MSC para optimización de costos. 7._Diseño de la red de interconexión entre MSC, alternativas para la interconexión con otras redes telefónicas. Se evalúan diferentes soluciones de interconexión entre los elementos de conmutación de la red móvil siguiendo criterios de minimización de costos y de fiabilidad de la red. Por último se dimensiona el número de enlaces necesarios de interconexión con otras redes telefónicas para la llamada hacia el exterior, ya sea de móvil a fijo o de móvil a móvil de otro operador. GSM tiene más de mil millones de usuarios de todo el mundo y está disponible en 190 países. Debido a que muchos operadores de redes GSM tienen acuerdos de roaming con operadores extranjeros, a menudo los usuarios pueden seguir utilizando sus teléfonos móviles cuando viajan a otros países.

22 Se han hecho ampliaciones al estándar GSM con el fin de mejorar el rendimiento. Una de esas extensiones es el servicio GPRS (Servicio general de paquetes de radio) que permite velocidades de datos teóricas en el orden de los 114 Kbits/s pero con un rendimiento cercano a los 40 Kbits/s en la práctica. Como esta tecnología no se encuentra dentro de la categoría "G3", se la llama G2.5. El estándar EDGE (Velocidades de datos mejoradas para la evolución global) anunciado como G2.75, cuadriplica las mejoras en el rendimiento de GPRS con la tasa de datos teóricos anunciados de 384 Kbps, por lo tanto, admite aplicaciones de multimedia. En realidad, el estándar EDGE permite velocidades de datos teóricas de 473 Kbits/s pero ha sido limitado para cumplir con las especificaciones IMT-2000 (Telecomunicaciones móviles internacionales-2000) de la ITU (Unión internacional de telecomunicaciones).

23 Comparación entre GSM, GPRS, EDGE y UMTS. El futuro del GSM GSM junto con otras tecnologías es parte de una evolución de la tecnología inalámbrica móvil de telecomunicaciones que incluye la Alta Velocidad Circuito de conmutación de datos (HSCSD), General Packet Radio System (GPRS), tasa de datos mejorada para GSM Evolution (EDGE), y Universal Mobile Telecommunications Service (UMTS). GSM Seguridad GSM cuestiones de seguridad como el robo de servicio, la intimidad y la interceptación legal siguen planteando un interés significativo en la comunidad GSM