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(^225225)
Sistemas de Telecomunicações III Sistemas de Telecomunicações III
Sistemas de Telecomunicações III
ISEL-DEETC-SST L.E.S.T.E.
General Packet Radio Service
Introdução
Arquitectura GPRS
Interface Rádio
Protocolos GPRS
Gestão de Mobilidade
Gestão de Sessão
Qualidade de Serviço
Roaming
Intencionalmente deixado em branco
(^227227)
Sistemas de Telecomunicações III Sistemas de Telecomunicações III
Sistemas de Telecomunicações III
ISEL-DEETC-SST L.E.S.T.E.
GPRSGPRS – General Packet Radio Service
GPRS –– GeneralGeneral PacketPacket RadioRadio ServiceService
GPRSGPRS
GeneralGeneral PacketPacket RadioRadio ServiceService
Introdução Introdução
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^228228)
Porquê o GPRS?Porquê o GPRS?
Competitividade
– Manter os clientes “VIP”
– Preservar uma imagem de inovação
Aumentar a Utilização da Rede
– Estimular o crescimento do tráfego
– Incrementar o tráfego individual
Novos Mercados
– Criar novos serviços
– Oferecer serviços de dados ao mercado de voz
Evolução para a 3ª Geração
– Evoluir infraestruturas de rede
– Novos conceitos de serviços
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^231231)
Benefícios para o UtilizadorBenefícios para o Utilizador
Custos mais Baixos
- Taxação baseada no volume de informação e não na duração da
chamada
Ritmos Superiores
- Ritmos flexíveis, de acordo com as necessidades da aplicação, e
das condições da rede
Tempos de acesso menores
Transmissão fiável
- Níveis de Qualidade de serviço negociáveis
Roaming
- Acesso a redes globais em qualquer ponto. Mobilidade de larga
escala
Os utilizadores querem o máximo possível ao menorOs utilizadores querem o máximo possível ao menor
custocusto
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^232232)
Benefícios para o OperadorBenefícios para o Operador
Melhor utilização dos recursos rádio
Método simplificado para acesso às redes
exteriores
Mais utilizadores
Diferentes categorias de utilizadores
Criação de serviços flexíveis
Evolução para as futuras redes
Os operadores querem mais receitasOs operadores querem mais receitas
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^233233)
GPRS Visto de ForaGPRS Visto de Fora
Como é visto um utilizador GPRS
Rede GPRS
Rede 1
Rede 2
Subrede
155.222.33.XXX
Subrede
193.78.24.XXX
Subrede
120.67.2.XXX
Host
Host
Host
WAN
Intencionalmente deixado em branco
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^237237)
GatewayGateway GPRSGPRS SupportSupport NodeNode
GGSNGGSN
Interfaces com redes externas
- Contém as funcionalidades de acesso
- Comporta-se como um router para a rede exterior
- Troca de informação de encaminhamento com a rede exterior
- Actua como um Firewall
Associação dos assinantes com o SGSN correcto
- É o GGSN que decide qual o SGSN a que se deve associar a
ligação
- Efectua a translação entre IP e IMSI
Suporte de informação de taxação
- É o GGSN quem efectua a contagem de
pacotes/dados que passa para o exterior
Redes
Exteriores
RedesRedes
ExterioresExteriores
Gi
GGSN GGSN
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^238238)
ServingServing GPRSGPRS SupportSupport NodeNode
SGSNSGSN
Controle de acesso à rede
- Registo de Dados de Chamadas
- Administração de Qualidade de Serviço das Ligações
- Autenticação e verificação de IMEI
Encaminhamento de Pacotes
- Encaminhamento para outros GSN’s
- Translação e resolução de endereços
- Funcionalidades do IP
Gestão de Sessão e Mobilidade
Gestão da ligação lógica
Interacções com a rede GSM
Informação de Taxação
Redes
Exteriores
RedesRedes
ExterioresExteriores
GGSNGGSN
Gi
SGSNSGSN
Gn
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^239239)
BackboneBackbone GPRSGPRS
Assegura a interligação dos nós GSN
Rede IP privada, isolada e invisível para as redes
externas e para os assinantes GPRS
Poderá ser totalmente do operador, ou fazer parte de
uma grande rede IP, funcionando neste caso como
uma VPN
Transporta sinalização específica do GPRS entre
GSN’s
Gi
SGSNSGSN
Gn Gn
Redes
Exteriores
RedesRedes
GGSNGGSN ExterioresExteriores
Backbone
GPRS
BackboneBackbone
GPRSGPRS
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^240240)
Backbone GPRSBackbone GPRS
Endereçamento
- O backbone GPRS e os assinantes GPRS utilizam
espaços de endereçamento diferentes
- É invisível para os assinantes e vice-versa
- Transporta tráfego do assinante em túneis GPRS
SGSN SGSN
Backbone GPRSBackbone GPRS
BSCBSC
PCUPCU
GGSNGGSN
194.87.0. 194.87.65.
InternetInternetInternet
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^243243)
PacketPacket ControlControl UnitUnit
PCUPCU
Gestão de recursos rádio
- É o BSC/PCU que atribui os canais e gere a atribuição de
múltiplos slots ao móvel
Responsável pelo Paging GPRS
- Difunde informação para localização do móvel
Difusão de informação GPRS
- Parâmetros da rede e de serviço
Gi
SGSNSGSN
Gr
Redes
Exteriores
RedesRedes
GGSNGGSN ExterioresExteriores
Gc
HLRHLR
Gs
MAP
VLR VLR
BSCBSC MSCMSC
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^244244)
MSMS -- Classes de OperaçãoClasses de Operação
Classe A (GSM/GPRS)
- Attach simultâneo em GSM e GPRS
- Monitoriza ambas as redes
- Suporta tráfego em simultâneo nas duas redes
- Poderá efectuar chamadas em GSM e GPRS simultaneamente
Classe B (GSM/GPRS)
- Attach simultâneo em GSM e GPRS
- Monitoriza ambas as redes
- Não suporta tráfego em simultâneo nas duas redes
- Apenas poderá efectuar chamadas em GSM ou GPRS
Classe C (GSM/GPRS)
- Utilização alternada em GSM e GPRS, não simultaneamente
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^245245)
MSMS -- CapacidadesCapacidades MultislotMultislot
A utilização de múltiplos canais de tráfego e canais associados
por um móvel multislot pode ocupar até oito timeslots na
mesma frequência
São definidas 29 classes multislot
Os parâmetros chave de cada classe são:
- RX: número máximo de timeslots de recepção
- TX: número máximo de timeslots de emissão
- Sum: o número total de timslots de Uplink/downlink utilizados por trama
- Tn: Mínimo períodos de time-slots necessários para efectuar medições nas células vizinhas
Móveis Multislot Tipo 1:
- Não é permitido o envio e recepção em simultâneo.
- Limitações na utilização do multislot devido às medições nas vizinhas.
Móveis Multislot Tipo 2:
- Os móveis poderão enviar e receber em simultâneo.
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^246246)
ClassesClasses multislotmultislot
14 4 4 NA 3
13 3 3 NA 3
12 4 4 5 2
11 4 3 5 2
10 4 2 5 2
9 3 2 5 2
8 4 1 5 2
7 3 3 4 3
6 3 2 4 3
5 2 2 4 3
4 3 1 4 3
3 2 2 4 3
2 2 1 3 3
1 1 1 2 4
RX TX Sum Tn
Classe
multislot
29 8 8 NA 2
28 8 6 NA 2
27 8 4 NA 2
26 8 4 NA 2
25 8 3 NA 2
24 8 2 NA 2
23 6 6 NA 2
22 6 4 NA 2
21 6 4 NA 2
20 6 3 NA 2
19 6 2 NA 2
18 8 8 NA 0
17 7 7 NA 1
16 6 6 NA 2
15 5 5 NA 3
RX TX Sum Tn
Classe
multislot
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^249249)
FuncionalidadesFuncionalidades
Funções de Encaminhamento e Transferência de
Pacotes
Encriptação 99 99
Compressão 99 99
Tunnelling 99 99
Encapsulamento 99 99 99
Translação de endereços 99 99 99
Encaminhamento 99 99 99 99
Relay 99 99 99 99
MSMS BSSBSS SGSNSGSN GGSNGGSN HLRHLR
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^250250)
FuncionalidadesFuncionalidades
Gestão do percurso 99 99
Transmissão na Interf. Um 99 99
Selecção de Célula 99 99
Estabelecimento da Ligação 99 99 99 99
Manutenção da Ligação 99 99 99 99
Libertação da Ligação 99 99 99
Gestão da Interface Um 99 99
Gestão de Mobilidade 99 99 99 99
MSMS BSSBSS SGSNSGSN GGSNGGSN HLRHLR
Funções de Gestão
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^251251)
InterfacesInterfaces
Interface Gi
- Entre o GGSN e redes exteriores de pacotes
- Pode ligar redes baseada em IP ou X.
- Funções de Segurança:
z Firewall (filtragem de pacotes)
z Autenticação, integridade e confidencialidade
- Funções de Encaminhamento
z Suporta encaminhamento dinâmico ou estático
Redes
Exteriores
RedesRedes
ExterioresExteriores
Gi
GGSN GGSN
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^252252)
InterfacesInterfaces
Interface Gb
- Entre o BSS (PCU) e o SGSN
- Interface baseada em Frame Relay
- Poderá ser fisicamente suportada por um circuito E
(2Mbps) ou canais DS0 (64 kbps) pertencentes a um
E
SGSNSGSN
BSCBSC
Gb
MSMS BTS BTS
(^255255)
Sistemas de Telecomunicações III Sistemas de Telecomunicações III
Sistemas de Telecomunicações III
ISEL-DEETC-SST L.E.S.T.E.
Serviço GPRS
Interface RádioInterface Rádio
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^256256)
Canais Lógicos GPRSCanais Lógicos GPRS
PRACH
PPCH
PAGCH
PNCH
PBCCH
PACCH
PTCCH/U
PTCCH/D
PDTCH/U
PDTCH/D
PCCCH
PBCCH
PDCCH
PDTCH
Control
Channels
Traffic
Channels
Canais
Lógicos
GPRS
uplink
downlink
downlink
downlink
uplink
up/downlink
uplink
downlink
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^257257)
Canais de Controle ComumCanais de Controle Comum
Packet Control Common Channels - PCCCH
- Packet Random Access Channel – PRACH
z É utilizado para iniciar a transferência de pacotes ou apenas em resposta a paging
- Packet Paging Channel – PPCH
z É utilizado para localizar o móvel.
z Pode ser utilizado para paging em modo circuito ou modo pacote, dependendo do modo de operação da rede e da classe do móvel. (Classe A e B)
- Packet Access Grant Channel – PAGCH
z É utilizado na fase de estabelecimento para efectuar a atribuição de recursos ao móvel, antes de se iniciar a transferência de pacotes
- Packet Notification Channel – PNCH
z É utilizado para enviar uma notificação PTM ou Multicast a um grupo de móveis
Packet Broadcast Control Channels – PBCCH
- Packet Broadcast Control Channel – PBCCH
z Envia informação de sistema a todos os terminais GPRS na célula
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^258258)
Canais de Controle DedicadoCanais de Controle Dedicado
Packet Dedicated Control Channels - PDCCH
- Packet Associated Control Channel - PACCH
z É utilizado para enviar informação de sinalização com um móvel tal
como ACK e informação de controle de potência
z Transporta também mensagens de atribuição de recursos, para atribuição de PDTCH ou para outras ocorrências de PACCH
z Um PACCH está associado com um ou mais PDTCH atribuídos a
um móvel
z Um móvel em transferência de pacotes pode receber paging de um
serviço de circuitos através deste canal
- Packet Timming advance Control Channel – PTCCH
z Em uplink é utilizado para enviar rajadas de acesso que permitem a
estimação do avanço temporal de um móvel em transferência de pacotes
z Em downlink pode ser utilizado para actualizar o avanço temporal de
um ou mais móveis
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^261261)
Canais de Controle ComumCanais de Controle Comum
PCCCH vs CCCH
- Sempre que o PCCCH não exista numa célula, todos
os móveis registados em GPRS irão acampar
automaticamente nos canais existentes CCCH como
se estivessem em modo IDLE
- A atribuição de PCCCH é o resultado de existir ou
não um aumento na procura de canais da dados ou
se não existirem canais físicos suficientes na célula
- Se a rede libertar o PCCCH, os móveis voltarão ao
CCCH
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^262262)
Conceito de canal físico GPRSConceito de canal físico GPRS
Packet Data Channel (PDCH)
- Time slot físico que foi atribuído ao GPRS.
- Diferentes canais lógicos de dados em pacote poderão ocorrer
no mesmo canal físico.
- A partilha do canal físico é baseada em blocos de 4 rajadas
consecutivas
Conceito Master/slave
- Pelo menos um PDCH funciona como master
- O master contém os canais de controlo comum (PCCCH) bem
como dados e controle dedicado
- Os outros canais, actuando como slaves, são apenas utilizados
para transferência de dados
A existência de PDCH’s não implica a existência de
PCCCH
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^263263)
Blocos RádioBlocos Rádio
Um bloco rádio é
resultado da
codificação de um
bloco MAC/RLC
Cada bloco rádio é
enviado em quatro
rajadas consecutivas
num TS
As rajadas são
enviadas sempre no
mesmo TS, mesmo
que o móvel utilize
mais do que um.
Camada
LLC
Rajada Normal
Rajada Normal
Rajada Normal
Rajada Normal
Rajada Normal
Rajada Normal
Rajada Normal
Rajada Normal
LL-PDU LL-PDU
HdrHdr RL-PDURL-PDU HdrHdr RL-PDURL-PDU HdrHdr RL-PDURL-PDU
Bloco RLC/MAC
Bloco rádio
Camada
RLC/MAC
Camada
Física
ISEL - Sistemas de Telecomunicações III (^264264)
Blocos RádioBlocos Rádio
Cada bloco rádio tem 456 bits
O ritmo binário conseguido depende da
codificação utilizada
CS-4 401 20 ~
CS-3 293 14 ~
CS-2 241 12 ~
CS-1 160 8 ~
Máx ritmo C/I min
[kbps]
Máx. nº
de bits
Codificação
Hdr Hdr infoinfo + Bits codific.Bits codific. = Bloco rádioBloco rádio
M bits num Bloco RLC/MAC
456-M bits de codificação
456 bits em cada bloco rádio
