Telefonía móvil GSM

Introducción

Los sistemas de telefonía móvil, también llamados sistemas celulares, permiten que un terminal móvil pueda efectuar y recibir llamadas telefónicas normales, manteniéndose la comunicación aunque el móvil se desplace, siempre que lo haga dentro del área de cobertura del servicio.

Un sistema celular divide la zona a la que se quiere dar servicio en áreas más pequeñas o células (celdas), normalmente hexagonales, cada duna de las cuales es atendida por una estación de radio, que restringe su zona de cobertura a la misma; las células se agrupan en claustros o racimos, y el número de canales de radio disponibles se distribuye en el grupo de células, de manera que esta distribución se repite en toda la zona de cobertura. Así el espectro de frecuencias puede volver a ser reutilizado en cada nueva célula, siempre teniendo cuidado de evitar las interferencias entre las células próximas. (Ver Notas sobre Reutilización de las Frecuencias en anexos al final del documento)

Las estructuras o modelos que permiten, de forma ininterrumpida la cobertura de una determinada área, son configuraciones a modo de panal de miel, basadas en 4, 7, 12 o 21 células, siendo la de 7 la más común. El número total de canales por célula, directamente ligado a la capacidad de manejo de tráfico, depende de número total de canales disponibles y del tipo del claustro, según la fórmula:

Numero de canales por célula = Numero total de canales / Claustro (4, 7, 12, 21)

Cuanto más pequeñas sean las células, mayor serán el número de canales que soporte el sistema, al poder asignar conjuntos de frecuencias diferentes para áreas o células distintas.

Así la estructura de la red se basa en la conexión de los terminales móviles al sistema a través de una serie de estaciones base repartidas por un área geográfica, que dependen de un sistema de conmutación (centrales de servicios móviles), que permiten la interconexión entre bases y la conexión del sistema a la red pública. La base (BTS), controla la conexión vía radio de los terminales móviles, y permiten tener permanentemente localizados a los abonados dentro de la red celular. La central de conmutación del móviles (MSC), realiza la conexión entre los distintos abonados o entre éstos y la red telefónica fija.

Las principales características de un sistema celular son:

• Gran capacidad de usuarios.
• Utilización eficiente del espectro.
• Amplia cobertura.

El enlace entre el terminal y la red debe mantenerse cuando éste pasa de una célula a otra (handover), y cuando la red identifica la posición del móvil, realizando su seguimiento (roaming).

 

---

GSM son las siglas Global System Mobile. Es el Sistema Global de Telefonía Móvil, aceptado inicialmente por la Comunidad Europea, posteriormente por Japón y actualmente por casi todos los países occidentales, a excepción de Estados Unidos y los países de su órbita de influencia más próxima en Sudamérica.

El sistema GSM, permite la transmisión de voz y datos, siempre en formato digital y encriptado, lo que hace casi imposible la intervención de las comunicaciones.

Al igual que en la RDSI las redes GSM, disponen de un canal de control (canal D en los accesos RDSI) que permiten entre otras facilidades, la identificación del número llamante, el envío y recepción de mensajes cortos en formato texto (SMS, Sort Message Send),
multiconferencia, llamada en espera, y otros muchos

Las especificaciones del sistema GSM empezaron a desarrollarse en 1982 cuando la Conferencia de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT) tomo dos Decisiones:

- La primera fue, establecer un equipo con el nombre de - Groupe Special Mobile- de aquí viene la abreviatura GSM, que desarrollare a un conjunto de estándares para una futura red celular de comunicaciones móviles de ámbito paneuropeo.

- La segunda fue recomendar la reserva de dos subbandas de frecuencias próximas a 900 Mhz para este sistema.

Estas decisiones fueron tomadas para tratar de solventar los problemas que habían creado el desarrollo descoordinado de sistemas móviles celulares individualmente en los diferentes países de la CEPT y que eran incompatibles.

Dos de estos problemas eran, el no poder disponer de un mismo terminal al pasar de un país al otro y el otro el no disponer de un mercado propio suficientemente extenso que dificulta una industria europea de sistemas móviles competitiva a nivel mundial.

En 1984 empieza a surgir otro factor adicional, los sistemas celulares de la primera generación, y en particular en los países del norte de Europa, experimentan una aceptación y penetración en el mercado extraordinariamente superior a la prevista.

En 1986 las cifras indicaban la saturación de la capacidad de estos sistemas para principio de la d‚cada de los 90. Ante esto surgió la tentación de utilizar parte de las subbandas de frecuencias destinadas al GSM como ampliación de las usadas por los sistemas móviles celulares de primera generación. (sistema 900)

En consecuencia la Comisión de las Comunidades Europeas emitió una Directiva en la que reservaban dos subbandas de frecuencias en la banda de 900 Mhz, para el sistema paneuropeo, que empezaría a funcionar en 1991, pero más pequeñas que las recomendadas por la CEPT. Asimismo contemplaba que las frecuencias en estas subbandas que estuvieran siendo utilizadas por sistemas móviles celulares de la primera generación (analógicos), deberían abandonarlas en los próximos diez años (o sea hasta el 2001) que es la vida que les queda a los TMA (analógicos).

Mientras tanto los miembros del GSM realizaban excelentes progresos en el desarrollo y acuerdo de estándares.

Se adopto la decisión de que el sistema seria digital, en lugar de analógico lo que redundaría en mejorar la eficiencia espectral, mejor calidad de transmisión, posibilidades de nuevos servicios y otras mejoras como la seguridad.

También permitiría la utilización de tecnología VLSI, pudiendo fabricar terminales móviles más pequeños y baratos, y en definitiva el uso de un sistema digital complementaria el

desarrollo de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) con la que GSM deber tener un interface.

Se siguieron haciendo progresos y el 7 de septiembre de 1987 trece operadores de red europeos formaron un MoU (Memorandun of Understanding) para continuar con el proyecto y lanzarlo el 1 de julio de 1991. Esto fue seguido con la invitación simultanea hecha el 29 de febrero de 1988 a todos los operadores de red involucrados en el sistema.

Pronto se dieron cuenta de que había más problemas de los previstos. Por lo que se acordó que se efectuaría el desarrollo de la especificación en dos fases. Además la implantación en términos geográficos se vislumbro que debía realizarse en fases, empezando por ciudades importantes y aeropuertos y se seguiría con autopistas, calculando que se tardarían años en lograr un servicio completo a todo Europa.

En 1988 se inicio una intensa actividad en pruebas de validación particularmente en relación con el interface radioeléctrico.

Como resultado se ajustaron ligeramente las especificaciones GSM y se pudo comprobar que el sistema funcionaria.

No se alcanzo la fecha acordada de 1 de julio de 1991 para el lanzamiento comercial del sistema GSM. A ello contribuyeron el retraso del desarrollo y acuerdo de pruebas de certificación, la necesidad de modificar algunas especificaciones GSM ya que la complejidad técnica del desarrollo de terminales portátiles se tarde en resolver mas de lo previsto. Fue en junio de 1992 cuando aparecieron los portátiles de mano.

El servicio comercial del sistema GSM llego en 1992, si bien el tamaño de las áreas de cobertura y el numero de usuarios era bastante dispar. Las redes que estaban funcionando se basaban en las especificaciones de la fase 1 y no todos los servicios contemplados en la fase 1 estaban disponibles.

A finales de 1993 el numero de operadores que habían firmado el MoU había aumentado de trece a cuarenta y cinco, entre los que estaban la mayor parte del mundo excepto América del Norte y Japón. Treinta redes GSM estaban en servicio con cerca de un millón de abonados en todo el mundo.

A finales del 1994 el numero de miembros del MoU había crecido a 102 operadores de red y Administraciones reguladores de Telecomunicaciones de 60 países.

El mercado de redes y equipamientos GSM se ha extendido mas allá de las fronteras de Europa occidental. Europa del Este, la Commomwealth, Oriente, Asia, Africa y Oceanía son reas donde existen sistemas GSM operativos. Actualmente la mayor parte de los firmantes del MoU no pertenecen a países europeos. Esta amplitud del mercado es la razón por la que las siglas GSM han tomado otra acepción -Global System for Mobile comunications- que es diferente de la original de 1982.

A finales de 1993, existían 30 redes GSM operativas en todo el mundo, con más de 1 millón de abonados. Ahora son mas de 70 los operadores existentes, que incluyen diversos países a excepción de Japón y E.E.U.U., que han desarrollado sus propias redes digitales.

Al final de este documento he colocado una lista de los operadores GSM extraído de: http://kbs.cs.tu-berlin.de/~jutta/gsm/gsm-list.html (Con datos actualizados el 25 de Junio 1999.)

Sistemas Digitales de Telefonía Celular.
Característica	GSM	JDC	ADC
Origen	Europa	Japón	Estados Unidos
Frecuencias TX estación móvil	890-915 Mhz	890-915 Mhz	824-849 Mhz
Frecuencias TX estación fija	935-960 Mhz	935-960 Mhz	869-894 Mhz
Canalización	200 Khz	25 Khz	30 Khz
Separación dúplex	45 Mhz	45 Mhz	45 Mhz
Modulación digital	GMSK	QPSK	QPSK
Tipo acceso/operación dúplex	TDMA/FDD	TDMA/FDD	TDMA/FDD
Canales de trafico por canal de RF	8 (16)	3	3
Numero total de canales	1000 (2000)	3000	3000
Codificación de voz	RPE-LTD 13	VSELP 8 Kbps	VSELP 8 Kbps
Velocidad de transmisión	22.8 Kbps	42 Kbps	48.6 Kbps
Facilidad de trasferencia y seguimiento	Si	Si	Si
Control adaptativo de frecuencia	Si	Si	Si
Potencia móvil	0.8-20 Kw	0.35-20 Kw	0.5-20 Kw
Radio de las células	0.5-35 Km.	0.5-20 Km.	0.5-20 Km.
Mínima relación S/R en RF	10 dB	14 dB	17 dB

GSMK utiliza la técnica del acceso TDMA (Time Division Multiple Access), que permiten mantener 8 comunicaciones simultáneas por cada canal. El método de modulación es GSMK (Gaussian Minimum Shift Keying), que facilita el uso de un ancho de banda relativamente estrecho y provee un bajo nivel de interferencias fuera del ancho de banda; aspecto necesario y requerido en el sistema GSM. La señal vocal digitalizada se codifica con los códigos correctores a una velocidad de 22.8 Kbps. Las bandas de frecuencia reservadas son:

• Enlace ascendente: 890-915 Mhz, donde la estación móvil transmite y la estación base recibe.

  

• Enlace descendente: 935-960 Mhz, donde la estación base transmite, y la móvil recibe.

La separación de portadoras es de 200 Khz, por lo que se dispones de un total de 992 canales GSM (124 portadoras de 8 canales cada una). Este número podrá ser doblado una vez que se introduzcan las técnicas de codificación de conversación a la mitad de la velocidad. Se estima que con el GSM se podrá dar servicio en Europa a unos 15 millones de usuarios.En cuanto a la señalización en el interface de radio, ésta coincide con las 3 capas bajas e OSI.

Principales características GSM.

• La principal ventaja que ofrece este sistema, es que permiten roaming automático dentro del las fronteras del país donde está la red instalada, así como la posibilidad de roaming internacional.
• El abonado a RTC o RDSI, no necesita conocer la posición del abonado a la red GSM a la que está llamando, ya que las llamadas son encaminadas automáticamente hacia la posición en la que se encuentra el abonado.
• Está abierto a operare con servicios propios de la RDSI, también con servicios de mensajería de las redes fijas a través de las recomendaciones X.400.
• Gran seguridad, ya que toas las conversaciones están cifradas, evitando así las posibles escuchas en la red.
• Permite la transmisión de voz y datos, siempre en formato digital y encriptado, lo que hace casi imposible la intervención de las comunicaciones.
• Al igual que en la RDSI las redes GSM, disponen de un canal de control (canal D en los accesos RDSI) que permiten entre otras facilidades, la identificación del número llamante, el envío y recepción de mensajes cortos en formato texto (SMS, Sort Message Send), multiconferencia, llamada en espera, y otros.
• Utilización más eficiente del espectro, con células más pequeñas.
• Menor consumo de energía.
• El sistema GSM permite la conexión con la red conmutada (Telefónica) y con la RDSI (Red de servicios integrados) y permite ofrecer al usuario telefonía, transmisión de datos (hasta 9.600 bit/s), facsímil del grupo III, conexión a sistemas de correo electrónico (X-400) y envío de mensajes cortos (alfanuméricos) que permite tanto su envío como su recepción desde un terminal móvil, leyéndolos en este ultimo caso en el visor correspondiente.
• Soporta prestaciones adicionales, como son, desvío de llamada, restricciones de llamadas entrantes o salientes, conferencias a tres, llamada en espera y otras m s.
• El terminal a su vez, ofrece prestaciones adicionales como marcación abreviada, repetición del ultimo numero marcado, bloqueo del terminal, etc.
• El tema de la seguridad ofrece en este servicio novedades importantes respecto a los actuales (TMA), el uso de tarjeta de usuario para la autentificacion de la validez de la llamada; encriptado, que facilita una confidencialidad total (voz, datos e identidad del abonado) e imposibilidad de utilización de equipos robados mediante la asignación previa de un numero de serie a cada estación móvil.
• En su componente radio se utiliza la banda de frecuencias de 900 Mhz con el método TDMA (Acceso por multiplexacion en el tiempo), que proporciona ocho canales telefónicos en una misma portadora y una codificación de voz a 13 Kbps, destinándose un octavo de tiempo a cada canal. Esta prevista para un futuro una codificación de voz a velocidad mitad, lo que permitiría la utilización de 16 canales por portadora.

Características GSM que lo hacen superior respecto a los demás sistemas analógicos.

• Capacidad de tráfico mejorada. Soporta más usuarios para un número dado de canales, esta prestación ganará importancia con el tiempo por las razones anteriormente expuestas.
• Mayor eficacia espectral: salto en frecuencia. Se pueden utilizar varias frecuencias durante una llamada, lo que evita el corte de la comunicación al realizar handovers entre células. Además, durante todo el tiempo que dura la llamada, la estación base va enviando una señal piloto no audible al terminal móvil, mediante la cual va comprobando la calidad de la comunicación . Si la calidad baja de un determinado nivel, la central de telefonía móvil hace que todas las estaciones vecinas realicen pruebas de calidad, haciendo que al comunicación cambie a un nuevo canal de la estación base mejor situada con respecto al móvil. Esos cambios de estaciones base se realizan de forma automática, sin que el usuario se de cuenta.
• Calidad digital: La calidad de voz está mejorada, debido a la corrección de errores y a una mayor inmunidad frente a interferencias. La encriptación hace virtualmente imposible que una llamada sea pinchada.
• Transferencia de un canal a otro de una célula adyacente más preciso (handover).
• Roaming internacional: facilita que un usuario pueda utilizar su terminal más allá de las fronteras del país de origen.

GSM fue diseñado para que tuviera interoperabilidad con ISDN, por tanto, los servicios proveídos por GSM son un subconjunto de los servicios estándar ISDN.

• Compatibilidad RDSI. Puede ofrecer variedad de servicios como:
  • Identificación de la línea llamante.
  • Transmisión simultánea de datos.
  • Transmisión de datos en modo síncrono o asíncrono.
  • En el modo SMS (Short Message Service), se pueden transmitir mensajes de hasta 160 caracteres.

GSM se impone como un estándar global, lo que implica la reducción de costes en infraestructuras y terminales, creándose un mercado competitivo en el que los operadores podrán adquirir la misma infraestructura de redes de distintos fabricantes. Para llegar a esta situación de competencia, se ha de alcanzar una masa crítica de usuarios. Los servicios anteriores se clasifican detalladamente a continuación :

• Servicios portadores (GSM 02.02).
• Teleservicios (GSM 02.03).
• Servicios suplementarios (GSM 02.04).

Los Servicios Portadores son aquellos que permiten a los usuarios acceder a servicios por otras redes. Incluyen:

• Transmisión de datos a 300, 1200, 2400, 4800, 9600 bps en modo dúplex asíncrono, transparente y no transparente, con interconexión a RTC y RDSI.
• Transmisión de datos desde 2400 hasta 9600 bps en modo dúplex asíncrono, transparente y no transparente, con interconexión a las redes públicas de conmutación de paquetes.
• Acceso síncrono y asíncrono, transparente y no transparente a dispositivos de manejo de paquetes de datos.

Como se ha mencionado anteriormente, todos estos servicios pueden ser transparentes o no transparentes. En un servicio transparente, la protección de error es proveída sólo por una corrección posterior de errores, mientras que en el servicio no transparente, se tiene la protección adicional en el protocolo de radio enlace de la respuesta repetida automática ARQ (Automatic Repeat Request), con lo que se consigue que la integridad de los datos sea mayor.

Los Teleservicios son aquellos que presta directamente la propia red. Incluyen:

• Telefonía: suministra la transmisión de voz, con conexión tanto a la red telefónica conmutada como a la RDSI.
• Facsímil: permite la conexión de un aparato de fax Grupo 3 con conexión tanto a la red telefónica conmutada como a la RDSI.
• Teletexto: Opera a velocidades de 1200, 2400, 4800 bps, según los protocolos basados en las especificaciones CCITT. Es posible crear un centro de documentación donde almacenar los textos que no hayan sido enviados a la estación móvil, pudiendo ésta llamar al centro y recuperar dichos textos.
• Videotexto: Se pude utilizar mediante el acoplamiento de un terminal videotex al equipo móvil. Como la transmisión de videotexo debe presentar hacia la red fija una velocidad asimétrica 1200/75 bps, es preciso adaptarla para GSM a velocidades de 8 Kbps.
• Mensaje corto (DMS): permite el envío y la recepción de mensajes alfanuméricos de hasta 160 caracteres. Se permiten mensajes bidireccionales, almacenamiento y posterior entrega de los mismos, y confirmación de la entrega exitosa.
• Mensaje corto radiodifundido: permite difundir mensajes cortos en un área determinada de la estación base. En este caso no hay acuse de recibo, y la estación móvil sólo recibirá dicho mensaje si es encuentra dentro del área y no está ocupada. La longitud del mensaje es de 93 caracteres. Este servicio está pensado para ofrecer servicios públicos de datos, como son las informaciones de tráfico o las meteorológicas.
• Servicio avanzado de mensajería: permite la creación de un servicio de mensajería pública de acuerdo con las especificaciones X.400.

 

Los Servicios Suplementarios son aquellos que modifican o suplementan los básicos.

Están estructurados en 5 categorías: desvío de llamadas, cargo, multiconferencia, restricción de llamadas y usos funcionales de las llamadas. Entre esos servicios están los siguientes:

1. Identificación de número, provee los servicios:

• Identificación de llamada recibida.
• Restricción en la presentación de la identificación.
• Identificación de llamadas maliciosas.

2. Desvío de llamadas, provee los servicios:

• Llamadas en espera. Mediante este servicio, la red puede enviar al abonado móvil todas sus llamadas o sólo aquellas asociadas con un servicio específico, a un número elegido por el abonado. Puede ser:

• Incondicional.
• Condicional a que el móvil está ocupado.
• Cuando no hay respuesta.
• Móvil fuera de cobertura.
• Siempre que el abonado no esté registrado.
• Transferencia de llamadas. Permite transferir una llamada entrante o saliente a un tercero.
• Búsqueda del móvil. Permite que todas las llamadas entrantes sean distribuidas a un grupo de acceso.

3. Completar las llamadas. Se divide en 3 servicios:

• Llamada en espera. Se informa al abonado de una llamada entrante cuando éste está ocupado. El abonado puede contestarla, rechazarla o ignorarla.
• Retención de llamada. Permite al móvil interrumpir la comunicación de la llamada actual, y posteriormente restablecer la comunicación.
• Aviso de fin de ocupación de línea. Se avisa al abonado móvil que realiza la llamada a un móvil que en ese momento está ocupado, cuando el móvil llamado finaliza la comunicación, y se vuelve a realizar la llamada automáticamente.

4. Conferencia. Se ofrecen 2 servicios:

• Conferencia a tres.
• Multiconferencia (máximo 10).

5. Grupo cerrado de usuarios.

 

6. Cargos. Incluye 3 servicios:

• Servicios de información: noticias cortas, información de viajes, tráfico, hoteles, información meteorológica y deportiva...
• Servicio de llamada gratuita.
• Cobro revertido.

7. Información de abonado.

8. Diversos tipos de restricción de llamadas entrantes y salientes: de todas las llamadas hacia el exterior, de llamadas de salida internacional, de salida internacional a excepción del país donde reside el abonado, de todas las llamadas entrantes, de llamadas cuando se está fuera del país del que se es residente. Los diferentes operadores de GSM deberán alcanzar acuerdos recíprocos para asegurar el suministro de aquellos servicios suplementarios esenciales a los abonados de las distintas redes. Este tipo de servicios se irán introduciendo a medida que el mercado los demande y conforme a los planes específicos que cada operador establezca.

ESTRUCTURA BASICA DEL GSM

En lo que se refiere a la estructura básica del GSM el sistema se organiza como una red de células radioelectricas continuas que proporcionan cobertura completa al área de servicio. Cada célula pertenece a una estación base (BTS) que opera en un conjunto de canales de radio diferentes a los usados en las células adyacentes y que se encuentran distribuidas según un plan celular.

Un grupo de BTS's se encuentran conectado a un controlador de estaciones base (BSC), encargado de aspectos como el handover (traspaso del móvil de una célula a otra) o el control de potencia de las BTS's y de los móviles.

En consecuencia el BSC se encarga del manejo de toda la red de radio y supone una autentica novedad respecto a los anteriores sistemas celulares.

Una o varias BSC's se conectan a una central de conmutación de móviles (MSC). Este es el corazón del GSM como responsable de la inicialización, enrutamiento, control y finalización de las llamadas, así como de la información sobre la tarificación. Es también el interface entre diversas redes GSM o entre una de ellas y las redes publicas de telefonía o datos.

La información referente a los abonados se encuentra almacenada en dos bases de datos que se conocen como registro de posiciones base (HLR) y registro de posiciones de visitantes (VLR).

El registro de posiciones base (HLR) analiza los niveles de subscripción, servicios suplementarios y localización actual, o mas reciente de los móviles que pertenecen a la red local. Asociado al HLR trabaja el centro de autentificación (AUC), que contiene la información por la que se comprueba la autenticidad de las llamadas con el fin de evitar los posibles fraudes, la utilización de tarjetas de abonado (SIM's) robadas o el disfrute del servicio por parte de impagados.

El registro de posiciones de visitantes (VLR). contiene la información sobre los niveles de subscripción, servicios suplementarios y red de localización para un abonado que se encuentra o al menos se encontraba recientemente en otra zona visitada. Esta base de datos dispone también de información relativa a si el abonado se encuentra activo o no, lo que evita el uso improductivo de la red (envío de señales a una localización que se encuentra desconectada)

El registro de identidad de los equipos (EIR) almacena información sobre el tipo de estación móvil en uso y puede eludir que se realice una llamada cuando se detecte que ha sido robada, pertenece a algún modelo no homologado o sufre de algún fallo susceptible de afectar negativamente a la red.

En cuanto a las comunicaciones en la red, se ha desarrollado un nuevo esquema de señalización digital. Para la comunicación entre MSC's y registros de posición se utiliza la parte de aplicación para móviles del Sistema de Señalización numero 7 del CCITT,

Fórmula casi imprescindible para la operación de redes GSM a nivel internacional.

Entre las diversas entidades de la red se encuentran definidos interfaces estándar que aseguren un método común de acceso para todos los móviles, tanto los de diferentes países como los de diferentes suministradores.

LA ARQUITECTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA GSM

La norma GSM únicamente especifica entidades funcionales e interfaces normalizados. Con ello se consigue la utilización de cualquier sistema por cualquier estación móvil, aunque no pertenezcan al mismo suministrador, y la interconexión de equipos de distintos suministradores a través de los interfaces normalizados, evitando influir de forma excesiva sobre los desarrollos particulares de cada uno de los fabricantes de equipos.

Voy a describir en primer lugar las entidades funcionales e interfaces que constituyen el sistema GSM, describiendo su funcionalidad y las relaciones entre ellas. Y por último para poder tener una idea de la estructura física del sistema:

ELEMENTOS DE UN SISTEMA GSM

La arquitectura de un sistema GSM se divide en 4 partes:

1. Estaciones móviles (MS).
2. Sistema de estaciones base. (BSS)
3. Sistema de conmutación. (MSC)
4. Sistema de operaciones y mantenimiento. (OMC)

 

1. ESTACION MOVIL (MS): Una estación móvil es el equipamiento necesario para que el abonado móvil pueda acceder a los servicios del sistema. Funcionalmente el MS incluye:

- El equipo terminal (ET)

- La terminación móvil (TM)

El equipo terminal realiza funciones semejantes a las de un terminal RDSI , tambien se le conoce como:

TD (Equipo Terminal, Terminal Equipment), puede constar de más de una pieza de equipamiento, como un teléfono, un DTE o un terminal de teletexto. Si es necesario, pueden incluirse uno o más adaptadores de terminal (TA Terminal Adaptors). Sus funciones son:

- Transmisión radio
- Gestión de canales de transmisión radio
- Capacidad del terminal, incluyendo la interfaz hombre - maquina
- Codificación de voz
- Protección de errores
- Control del flujo de datos de usuario
- Adaptación de velocidad de datos de usuario y velocidad del canal
- Soporte de terminales múltiples
- Gestión de movilidad

La Terminación Móvil MT (Terminal Móvil, Mobile Termination). El MT (o TM) realiza las funciones necesarias para soportar el canal físico entre el MS y la estación base, como terminación de la transmisión , control de los canales de radio, soporte de múltiples terminales, codificación/decodificacion de la voz...

Hay tres tipos de TM :

- TMO Realiza las funciones anteriormente mencionadas, sin incluir ningún interfaz
- TM1 Incluye además una interfaz RDSI
- TM2 Incluye además interfaces CCITT series X y V

Utilizando estos tres tipos de TM se pueden establecer las configuraciones necesarias para acceder al sistema GSM.

Una estación móvil puede además clasificarse en distintos tipos según varias características:

- Por su utilización
- Equipo móvil
- Equipo portátil
- Equipo transportable
- Por la potencia de salida
- Clase 1 20 w - Móvil y transportable
- Clase 2 8 w - Vehículo y transportable
- Clase 3 5 w - Portátil
- Clase 4 2 w - Portátil
- Clase 5 0.8 W - Portátil

Las características de las Estaciones Móviles se clasifican en tres tipos:

- Básicas
- Suplementarias
- Adicionales

- Características Básicas obligatorias de la estación móvil :

-Visualización del numero llamado.
-Indicación de señales de progreso de la llamada.
-Indicación de país/sistema.
-Gestión de la identidad de suscripción (SIM).
-Indicador de PIN (clave de acceso) no valido.
-Identidad internacional de equipo de estación móvil (IMEI).
-Indicador de servicio.

Características básicas opcionales.
-Indicación y reconocimiento de mensajes cortos.
-Indicación de saturación de memoria para mensajes cortos
-Interfaz para equipo terminal de datos
-Interfaz para terminal RDSI
-Función de acceso internacional (tecla + ).
-Conmutador encendido/apagado
-Interfaz analógica
-Auto prueba

- Características Suplementarias :

-Aviso de tarificación
-Control de servicios suplementarios

- Características adicionales :

-Marcación abreviada
-Limitación de llamada a números fijos
-Repetición del ultimo numero marcado
-Operación manos libres
-Restricción de todas las llamadas salientes
-Bloqueo electrónico del terminal
-Indicador de calidad de recepción
-Indicador de unidades de tarificación
-Estación móvil multi-usuario

Módulo de Identificación del Usuario (SIM):

Para que una estación móvil GSM pueda funcionar necesita tener introducido el módulo de identificación del usuario.

Existen dos tipos distintos de modulo de identificación del usuario:

1. Una tarjeta inteligente que puede ser retirada de la estación móvil cuando el usuario termina de utilizarla .
2. Un módulo que es incorporado dentro de la estación móvil, con el fin de estar instalado permanentemente, aunque siempre seria posible retirarlo abriendo la carcasa de la estación móvil.

   Este módulo es el que contiene toda la información necesaria para realizar la función de autentificación del usuario, además de otras informaciones necesarias para el sistema.

   El SIM debe contener la siguiente información:

   - Número de serie
   - Estado del SIM (bloqueado o desbloqueado)
   - Clave del algoritmo de autentificación
   - Algoritmo de Autentificación (A3)
   - Identificación internacional del usuario móvil (MSI)
   - Identificación temporal del usuario móvil (TMSI)
   - Algoritmo de generación de claves de cifrado (A8)
   - Clave del algoritmo de cifrado de señalización y datos (A5)
   - Numero de secuencia de la clave del algoritmo de cifrado
   - Clase de control de acceso del usuario

    

2. SISTEMA DE ESTACION BASE (BSS)
El sistema de estaciones base (BBS Base Station System o BS Base Station), se encarga de todas las funciones relacionadas con la transmisión vía radio. Un sistema de estación base esta constituido por un controlador de estación base BSC del que dependen una o mas estaciones base BTS.

• BSC (Controlador de Estaciones Base, Base Station Controler). Realiza las funciones de interface entre la estación base y el centro de conmutación. Tiene como principales funciones las de control en la estación base:
  • Gestión de canales de radio.
  • Supervisión de la estación base.
  • Traspaso entre canales de la BSC.
  • Localización de las estaciones móviles.
  • Adaptador de velocidad.
  • Gestión de las transmisiones hacia la estación base.
  • Corrección de errores.
  • Handover intracelular en el caso de ser necesario conseguir un canal mejor, debido a que el actual no puede seguir utilizándose por problemas de mantenimiento o interferencias.
• BTS (Estaciones Base, Base Transceiver Station). Incluye los equipos de transmisión necesarios para cubrir una célula. Las funciones de control de la estación base, pueden ser realizadas por una BSC para varias células, en cuyo caso, BS consistirá de varios BTS bajo el control de un BSC. Funciones:
  • Codificación/descodificación de los canales.
  • Diversidad en recepción.
  • Búsqueda de las estaciones móviles.
  • Recepción de las peticiones de canal desde las estaciones móviles.

El BSS Es la entidad responsable del establecimiento de las comunicaciones con las estaciones móviles que se encuentran dentro de su rea de influencia.

Esta rea de influencia puede ser constituida por una o mas células radio cada una de ellas con una estación base. Hay ocho clases de estaciones base en función de la potencia que van desde los 320 W a 2.5 w.

Una estación base esta constituida por un conjunto de transceptores (TRX) que cubren la misma área. La estación base incluye además de los transceptores un módulo que realiza la función de control común de estos transceptores (FCC) .

Tomando como base esta estructura existen dos tipos de sistemas de estación base:

1. El sistema de estación integrado donde el BSC y una BTS están integrados en un mismo equipo.
2. El sistema de estación base separado donde el BSC es una entidad distinta de las estaciones base, a las que se conecta mediante una interfaz normalizada, denominado interface A-bis. Esta última estructura, es la más general.

El transcodificador es un elemento que pertenece funcionalmente al BSS pero que puede estar situado físicamente en la BTS, en el BSC o externo al BSS (junto a la central de conmutación móvil).

La función de transcodificador es convertir la velocidad neta utilizada en los canales radio (inferior a 16 kb/s) a la velocidad normalmente utilizada en la red fija (que es de 64 kbit/s).

El que esta conversión no se realice hasta el final posibilita que se puedan multiplexar 4 canales de 16 kbit/s en uno de 64 kbit/s ahorrando capacidad de transmisión, en el interfaz entre la BTS y el BSC y en el interface entre el BSC y la central de conmutación (interface A).

A partir de los tipos básicos anteriormente definidos pueden distinguirse 7 estructuras finales distintas, teniendo en cuenta además la situación del transcodificador, y la utilización de submultiplexacion en el interface A-bis. (BSS del 1 al 7).

Además de esta clasificación existen otras características funcionales, opcionales dentro de la especificación GSM, que determinan dentro de cada uno de estos tipos diferentes sistemas de estación base. Hay unas características funcionales que son fundamentales:

- Función de salto de frecuencia (SLF),
- Función de control de potencia (CP) y la
- Función de transmisión discontinua (TXD).

La interconexión del BSS con las demás entidades del sistema GSM se define utilizando un modelo basado en el modelo de interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) recogido en las recomendaciones CCITT X200 y X210.

Dentro de cada capa están las entidades. Las entidades de distintos sistemas que pertenecen a la misma capa, pueden intercambiar información entre si.

Las entidades de un mismo sistema situadas en capas adyacentes interactúan entre ellas a través de su frontera común. De esta forma las capas inferiores prestan sus servicios a las capas superiores.

Todos los sistemas del BSS: El interface radio, la interfaz A y el interface A-bis se han definido utilizando un modelo de tres capas :

-Capa 3
-Capa 2 (enlace de datos)
-Capa 1 (capa física)

 La capa 1 coincide con la capa inferior del modelo OSI, y soporta todas las funciones necesarias para la transmisión de una secuencia de bits sobre un canal establecido en un medio físico de transmisión.

La capa 2 es la capa de enlace de datos, y tiene como misión permitir el intercambio de tramas de información entre dos entidades conectadas a través de un medio físico.

La capa 3 en realidad comprende las capas 3 a 7 del modelo OSI, llegando por lo tanto hasta definir la naturaleza de la comunicación requerida para satisfacer las necesidades de los usuarios de la comunicación.

Para definir totalmente la interconexión del sistema, además de esa estructura de capas es necesario también utilizar funciones de gestión del sistema.

Estas funciones pueden incluir funciones que son comunes a varias capas.

Funcionalidad del BSS.

Funciones del BSC

-Gestión de canales en el enlace BSC-MSC

-Gestión de canales radio

-Configuración de los canales radio (recibe del OMC)

-Gestión de secuencias de salto de frecuencia(BSC,OMC) estas secuencias son enviadas por el BSC hacia el BTS

-Selección de canal, supervisión del enlace y liberación de canal

-Control de potencia en el móvil.

-Determinación del nivel de potencia necesario en el móvil

-Control de potencia en la BSS.

-Determinación de la necesidad de realizar cambio de canal.

Funciones de la BTS

-Gestión de canales radio

-Supervisión de canales libres, y envío de información de estos

hacia la BSC

-Temporización de bloques BCCH/CCCH. Edición de mensajes de

aviso

-Detección de accesos al sistema por parte de móviles

-Codificación y entrelazado para protección de errores

-Determinación del avance de temporización que hay que utilizar para una comunicación con el móvil.

-Medidas de intensidad de campo y calidad de las señales recibidas de los móviles. Recepción de medidas enviadas por los móviles sobre condiciones de intensidad y calidad.

-Opcionalmente la BTS puede realizar un pre-procesamiento

-Construcción de los mensajes de aviso a partir de la información recibida desde la BSC

-Detección de acceso por traspaso de un móvil, y comprobación de la identificación de referencia de este traspaso de acuerdo con la información recibida desde BSC.

-Encriptación de la información de señalización y trafico.

3. CENTRAL DE CONMUTACION MOVIL (MSC)

Es una central de conmutación encargada de todas las funciones de conmutación para las estaciones móviles situadas en su rea de influencia (área MSC).

Las principales diferencias de esta central respecto a una central de la red fija, consisten en que esta central debe tener también en cuenta el impacto de las funciones de asignación de los recursos radio y la naturaleza móvil de los usuarios. Por lo tanto este tipo de central implementa ciertos procedimientos adicionales a los de una central de red fija, como pueden ser por ejemplo la actualización de la posición de las estaciones móviles, y lo que tienen que ver con las funciones de traspaso de llamadas en curso, cuando los móviles se van desplazando entre las células de la red móvil.

El sistema de Conmutación encargada de encaminar las llamadas. Incluye los siguientes bloques:

• MSC (Centro de conmutación servicio móvil).

  Tambien conocido como Central de Conmutación Móvil de Cabecera "GATEWAY" (MSCC) Esta central se encarga de interrogar al HLR, adecuado para conocer la posición del móvil al que va dirigida la llamada, y posteriormente de encaminar la llamada hacia la central de conmutación móvil correspondiente.

  La elección de las centrales de conmutación móvil que van a ser además centrales de cabecera depende de la organización de la red móvil.

  El sistema GSM introduce respecto a los sistemas analógicos de segunda generación una mayor descentralización de las funciones de la central de conmutación móvil, pasando parte de ellas a ser realizadas dentro de los propios sistemas de estación base. De esta forma se consigue descargar de trabajo a la central de conmutación y agilizar en muchos casos algunos procedimientos característicos de una red móvil, como puede ser por ejemplo el traspaso de las llamadas en curso, al pasar el móvil de una a otra célula.

  La Central de Conmutación Móvil además es utilizada para dirigir hacia ella las llamadas originadas en la red fija.

  Es el componente central del sistema, actúa como un nodo de conmutación de ISDN, y provee todas las capacidades funcionales necesarias para administrar el abonado móvil, incluyendo registro, Autentificación, inter-MSC handovers, y enrutamiento a un subscriptor de roaming. Estos servicios son proveídos en conjunción con 4 bases de datos inteligentes.

• UI (Unidad de Interfuncionamiento)

  Es una entidad funcional asociada con la central de conmutación móvil. Esta unidad es la encargada de proporcionar la funcionalidad necesaria para permitir el interfuncionamiento del sistema GSM con las redes fijas (RDSI, RTC, y RTPCP). Las funciones incluidas en esta unidad dependen por lo tanto de los servicios que se implementen y de las redes fijas a las que se conecten.

  Su principal cometido es convertir los protocolos utilizados en el sistema GSM a los utilizados en las redes fijas . Además también provee la conexión de los usuarios a las redes públicas fija. Funciones:

  • Establecimiento, enrutamiento, control y terminación de las llamadas.
  • Gestión del handover entre estaciones base (BS).
  • Mantiene las bases de datos para tratar las peticiones de llamada de los abonados.
  • Procedimientos necesarios para la conexión con otras redes (ej. ISDN).
  • Autentificación para prevenir acceso no autorizado.
• HLR (Registro de Posición Base, Home Location Register).

  Es una base de datos cuya misión es la gestión de los usuarios móviles.

  Almacena los datos administrativos o estáticos más significativos relativos al abonado móvil (los servicios específicos que el abonado puede utilizar), cuando éste se registra en una red GSM. También se tiene la localización actual del abonado, que se utiliza al enviar las llamadas hacia el móvil Existe un HLR lógico por red, aunque pueden estar implementados como una base de datos distribuida

  Una red GSM puede tener uno o varios HLR, dependiendo del numero de usuarios móviles, de la capacidad del equipo y de la organización de la red.

  El HLR almacena dos tipos de información:

  1.- La información de suscripción de los abonados.

  2.- La información de localización de los abonados, permitiendo de esta forma la función de seguimiento es decir la actualización automática de la posición del móvil para que se le pueda encaminar las llamadas que reciba.

  Todas las funciones de administración de los abonados se realizan sobre esta base de datos.

  La información de suscripción de un abonado consta de los siguientes pasos:

  - Dos números de identificación:

  *El identificativo internacional de la estación móvil IMSI.
  *El numero RDSI internacional de la estación MSISDN.

  - Servicios portadores y teleservicios que el usuario puede usar.

  - Restricciones de servicios por ejemplo limitación de seguimiento.

  - Servicios suplementarios que el usuario puede usar y las tablas de parametros necesarios para dichos servicios.

  - Características del equipo móvil utilizado por el usuario.

• VLR (Registro de posiciones de visitante, Visitor Location Register). Contiene información administrativa especial seleccionada del HLR, necesaria para el control de llamadas y provisión de los servicios suscritos por el abonado móvil, que se encuentra actualmente dentro del área geográfica controlada por el VLR.
  El VRL contiene la información necesaria para gestionar las llamadas originadas o recibidas por los móviles registrados en su base de datos. Esta información incluye los siguientes elementos:

  -El identificativo internacional de la estación móvil (IMSI)

  -El numero RDSI internacional de la estación móvil (MSISDN)

  -El identificativo temporal de la estación móvil (RMSI)

  -El identificativo local de la estación móvil

  -El área de localización donde el móvil se ha registrado.

  Esta información es intercambiada entre el HLR y el VLR

  El VLR también puede contener los siguientes elementos:

  - Parámetros de servicios suplementarios

  - Características técnicas de los equipos móviles.

  Aunque el VLR puede ser implementado como una unidad independiente, hoy en día se implementa junto con el MSC, ya que así el área geográfica controlada por el MSC corresponde con la controlada por el VLR. La proximidad de la información del VLR al MSC, acelera el acceso a información que MSC necesita para las llamadas. Cuando un abonado cambia de zona de servicio, el VLR debe actualizar los datos del abonado, con lo que pide los datos necesarios para el establecimiento de llamadas desde/hacia el móvil a HLR.

• AUC (Centro de Autentificación, Authentification Center). Es una base de datos, que almacena una copia de la clave secreta almacenada en cada SIM card del abonado móvil. Se utiliza para proteger la comunicación contra la intrusión. Provee parámetros para facilitar la encriptación de la información transmitida por el abonado, y así subsanar la fragilidad del interface de radio.

  El AUC tiene la misión de controlar a los móviles que se encuentran en su rea de influencia. Este área de influencia puede comprender una o varias MSC.

  Cuando una estación móvil aparece en un área de localización lo primero que hace es iniciar un proceso de registro comunicando a la MSC local su identidad. La MSC comunica este registro hacia su Registro de Posición Visitado. Si el móvil no estaba ya

  registrado en otra rea de localización dependiente también del mismo VLR es necesario enviar también esta información hacia el HLR del móvil, para indicarle que actualice su posición, y encamine las llamadas recibidas hacia el área donde se encuentra actualmente el móvil.

• EIR (Registro de identidad de equipo, Equipment Identity Register). Encargado de controlar el acceso a la red. Es una base de datos que contienen la lista de todos los equipos móviles validados en la red, cada equipo se identifica con su IMEI (International Mobil Equipment Identity)). Un IMEI se marca como inválido si ha sido por ejemplo robado o no ha sido aprobado.

  Este registro se utiliza para almacenar las identidades de los equipos móviles clasificadas en tres tipos de listas:

  - blanca

  - gris

  - negra

  - La lista blanca contiene todos aquellos identificativos de equipos que han obtenido la homologación.

  - La lista gris contiene los identificativos de los equipos que es necesario localizar debido a alguna razón técnica.

  - La lista negra contiene los identificativos de los equipos robados o utilizados de forma ilegal y también la de aquellos equipos que no pueden acceder al sistema porque podrían producir graves problemas técnicos.

  Este registro es consultado cuando un móvil se registra en el sistema, o bien cuando realiza una llamada.

   

4. CENTRO DE OPERACION Y MANTENIMIENTO (OMC)

Es un sistema de operación que se encarga de las funciones de explotación de una o varias entidades del sistema GSM

Centro de Gestión de (NMC)

Es un sistema de operación que constituye la máxima jerarquía dentro del sistema de explotación. De este centro depende todos los demás Centros de Operación y mantenimiento

El sistema de operaciones y mantenimiento: Realiza las funciones de control, supervisión y mantenimiento del conjunto.

• OMC (Centro de operación y mantenimiento, Operations and Maintenance Centre).
• NMC (Centro de mantenimiento de la red, Network Management Centre).
• ADC (Centro de administración, Administrative Centre).

---

En la figura se muestra la estructura simplificada de un sistema GSM, con sus unidades funcionales y sus conexiones lógicas.
 

  

INTERFACES DEL SISTEMA

Interface Radio (Interface UM)

El interface radio es utilizado por las estaciones móviles para acceder a todos los servicios y facilidades del sistema GSM utilizando para ello los sistemas de estación base como punto de conexión con la red.

Interface entre la SMC y el BSS (interface A)

Este interface se utiliza fundamentalmente para el intercambio de información relacionada con las siguientes funciones:

-Gestión del BSS

-Manejo de la llamada

-Gestión de la movilidad

Interface entre el BSC y la BTS (interface A-bis)

Este interface permite conectar de una forma normalizada estaciones base y controladores de estación base, independientemente de que sean realizadas por un mismo suministrador o por suministradores distintos.

Interface entre la SMC y el VLR asociado (interface B)

Como se vio anteriormente el Registro de Posición Visitado es la base de datos para gestión y seguimiento de los móviles dentro del arrea controlada por su SMC asociada (o SMC asociadas)

Interface entre el HLR y la SMC (interface C)

Este interface se utiliza fundamentalmente para las siguientes funciones:

-Al final de una llamada en la que un móvil tiene que ser tarificado la SMC de ese móvil puede enviar un mensaje de tarificación al HLR

-Cuando la red fija no puede realizar el procedimiento de interrogación necesario para el establecimiento de una llamada hacia un usuario móvil la SMC de cabecera debe interrogar al HLR del usuario llamado para conocer el numero de seguimiento del móvil llamado.

Interface entre el HLR y el VLR (interface D)

Este interface se utiliza para intercambiar los datos relacionados con la posición de la estación móvil y los datos de suscripción del usuario.

A través de este interface el VLR informa al HLR correspondiente de la posición de una estación móvil gestionada por este ultimo registro, proporcionándole un numero de seguimiento a fin de que pueda encaminar las llamadas dirigidas hacia esta estación móvil.

En el otro sentido el HLR envía al VLR que controla el rea donde se encuentra la estación móvil, los datos correspondientes necesarios para soportar los servicios contratados por el usuario.

Asimismo mediante un interfaz similar el HLR debe informar también al VLR anterior que cancele el registro de localización correspondiente a dicha estación móvil, cuando esta estación móvil se desplaza a una nueva rea VLR.

Estos intercambios de datos se producen cuando la estación móvil requiere un servicio determinado, cuando el usuario quiere cambiar algunos datos relacionados con su suscripción, o bien cuando los par metros de la suscripción se modifican por el operador del sistema.

Interface entre SMC (interface E)

Cuando una estación se desplaza del arrea controlada por una SMC al área de otra SMC distinta, es necesario realizar un procedimiento de traspaso para poder continuar la conversación.

En este caso las SMC deben intercambiar datos para poder llevar a cabo esta operación.

Establecimiento de una llamada.

Primero una breve explicación acerca del funcionamiento del sistema de estaciones base.

Las estaciones se encuentran repartidas geográficamente, como se ha mencionado anteriormente.

De todos los canales que tiene cada Estación Base, uno de ellos se dedica emitir una señal especial que lo identifica como canal de llamada. Todos los teléfonos móviles, lo primero que hacen al ser conectados, es buscar automáticamente esa señal especial, de forma que se sintonizan con el canal de llamada. Si un móvil va circulando por la carretera y pierde la señal del canal de llamada de la BS con la que estaba sintonizado, automáticamente busca un nuevo canal de llamada de una nueva estación base.

Cuando un abonado móvil realiza una llamada, el MS busca una BS que provea una señal de recepción con la que se sincroniza. Entonces BS localiza un canal y crea un enlace con el MSC correspondiente al área en cuestión . El MSC utiliza el IMSI recibido en la estación móvil par interrogar el HLR del abonado. Los datos obtenidos del HLR se envían al VLR local. Después que el usuario sea aceptado por la red, el MS define el tipo de servicio requerido y provee el número destinatario de su llamada. El BS localiza un canal de tráfico y el MSC enruta la llamada a su destinatario.

Si el MS se mueve a otra célula , se reasigna a otra BS y se realiza un handover.

El procedimiento llevado a cabo para realizar la conexión entre una red fija y un MS es similar a expuesto anteriormente

Detalle de características GSM.

• Subscriber Identity Module (SIM). Cada terminal móvil, debe disponer de una SIM card, para poder acceder a la red. Esta tarjeta es inteligente y se puede colocar en cualquiera terminal GSM. Contiene información que es utilizada en el proceso de autentificación del abonado. La ventaja, es que una vez que ha sido retirada del terminal. esta queda inservible. También existe la posibilidad de personalizarla con datos propios del usuario, lo que hace posible que el usuario pueda utilizar distintos terminales a través de la misma.
• Roaming internacional. Permite la utilización del terminal incluso cuando estamos fuera de nuestro país de origen. Para poder hacer uso de esta facilidad, es necesario que la red GSM a la que estamos subscritos cuente con una serie de requisitos:
  • Acuerdos de roaming con otros países.
  • HLR compatible con el estándar de señalización CCITT sect; 7.
  • Cobertura suficiente en la red visitada.
  • Tarificación del roaming.
• Procesado de voz. El punto clave es la facilidad de constatación automática. Un abonado que no está con el terminal conectado, o no se encuentre en cobertura, puede recibir mensajes que le son dejados en la red por los abonados llamantes. Los principales impulsores del servicio de procesamiento de voz, son los propios operadores, la facturación de cualquier operador puede aumentar hasta en un 5% por el hecho de poder completar las llamadas que no son atendidas. La mayoría de los nodos GSM existentes actualmente, soportan bien esta facilidad.

  

ESTRUCTURA FISICA DEL SISTEMA GSM

En estos momentos hay dos fabricantes que han optado por dos sistemas distintos aunque similares.

Ericson y Motorola

Sistema GSM de Ericsson

Ericsson ha diseñado una estructura basada en controladores de estación base de gran capacidad, colocados junto a las centrales de conmutación y utilización de estaciones bases simples. Estas estaciones base utilizan la interface A-bis para conectarse al BSC .

El transcodificador/adaptador de velocidad est situado en el BSC para ahorrar medios de transmisión.

El sistema GSM de Ericsson se divide en tres sistemas que siguen el modelo general GSM .

- Sistema de conmutación (SS)
- Sistema de Estación Base (BSS)
- Sistema de operación y mantenimiento (OSS)

Las funciones relacionadas con el proceso de llamadas y los abonados están implementadas en el sistema de Conmutación mientras que las funciones relacionadas con la radio se concentran en el Sistema de Estaciones Base.

El sistema de Operación de mantenimiento atiende las actividades necesarias para la gestión de la red celular y del sistema del GSM

El sistema de Conmutación (SS)

El sistema de conmutación realiza las funciones normales en telefonía, como son el control de trafico, el análisis de números, la facturación y las estadísticas de llamadas, e incluye las siguientes funcionalidades:

- Central de Conmutación de Servicios Móviles (MSC)
- Registro de abonados locales (HLR)
- Registro de abonados visitantes (VLR)
- Centro de Comprobación de identificación (AUC)
- Registro de identidad del equipo (EIR)

Sistema de Estación Base (BSS)

El sistema de Estación Base, fundamentalmente es responsable de las funciones radio, gestiona las comunicaciones por radio con las unidades móviles, maneja con autonomía el paso de llamadas activas entre células en el área que est bajo su control. El BBS controla también los niveles de la potencia de la señal de radio

tanto de las estaciones base como de los móviles.

El sistema de Estaciones Base de Ericsson puede manejar, no solamente el trafico ordinario sino también situaciones de averías normales, sin tener que estar bajo el control del sistema de Operación y Mantenimiento (OSS). Esto significa que el OSS no entra en el tratamiento de trafico.

El controlador de estaciones base (BSC) del sistema de Estación Base de Ericsson tiene la flexibilidad de trabajar en toda la gama de capacidad, desde aplicaciones rurales pequeñas a las metropolitanas grandes. Por ejemplo una BSC puede controlar hasta 512 transceptores.

Sistema de operación y Mantenimiento (OSS)

Las funciones de operación y mantenimiento de la red GSM de Ericsson se realizan ambas localmente, en los nodos de la red GSM y centralmente mediante el OMC. Juntos los dos juegos de funciones proporcionan los medios necesarios para poder llevar una eficiente gestión de la red.

Cada elemento de la red GSM de Ericsson lleva incorporadas funciones de mantenimiento que supervisan e informan sobre el estado operativo del elemento. Los errores que se detectan se clasifican según su gravedad. En muchos casos las funciones locales de operación y mantenimiento pueden resolver con

autonomía el problema, por ejemplo, conmutando el trafico a una unidad de reserva.

Las funciones dentro de OSS se basan en el nuevo Sistema de Operación y Gestión de Redes de Telecomunicación. Consiste en una "familia" de aplicaciones individuales que utilizan ordenadores normalizados, RISC y el sistema operativo UNIX. Se ha elegido un subconjunto de las funciones de gestión para construir el Sistema TMOS como soporte operativo del GSM de Ericsson.

Sistema GSM de Motorola

Motorola ha diseñado una estructura basada en controladores de estación base de menos capacidad que en el caso de Ericsson y que están colocados cerca de las propias estaciones base. Esta estructura permite dar al sistema una mayor agilidad y más flexibilidad de configuraciones.

El transcodificador/adaptador de velocidad est situado o bien cerca de la MSC o bien en el BSC, dependiendo de la configuración del sistema.

Sistema de Estación Base (BSS)

El sistema de estación base puede tener varias configuraciones.

Hay dos tipos básicos de bastidores en el sistema BSS, el llamado BSSC que realiza funciones de BSC y también puede realizar funciones de transcodificación y el llamado BTS que realiza funciones propias pero también puede realizar funciones de BSC e incluso de transcodificador, aunque sea un bastidor propio de BTS.

El BSS utiliza solo 6 tipos de tarjetas distintas que realizan todas las funciones propias del mismo. Utiliza dos tipos de combinaciones para el salto de frecuencia.

Sistema de Operación y mantenimiento (OSS)

El sistema de Operación y mantenimiento se realiza localmente en los BSS y centralmente en el Centro de Operación y Mantenimiento (OMC)

En el BSS se emplean unas 3/4 partes del SW a la operación y el Mantenimiento.

Las conexiones entre el BSC y BTS se realizan mediante RS232. Se generan estadísticas, alarmas, etc. Debido a los pocos tipos de tarjetas diferentes que existen los repuestos son reducidos.

El OMC centraliza la Operación y Mantenimiento. Utiliza interfaces estándares sistema UNIX y base de datos INFORMIX. El interfaz hombre maquina es fácil con el X-Windows

INTERFACE RADIOELECTRICO

La banda de espectro radioelectrico destinada a su uso por el sistema GSM es de 890 a 915 Mhz para las comunicaciones de E.M a E.B y de 935 a 960 Mhz para las comunicaciones de E.B. a E.M.

La separación entre portadoras de los canales GSM es de 200 Khz y se ha definido una banda de guarda de otros 200 Khz a cada lado de las bandas GSM por lo que el numero de canales posibles en la banda es de 124, con frecuencias portadoras que tienen un valor de:

Fu=890 + 0.2 * n Mhz siendo 1<=n<=124

Fd=Fu + 45 Mhz

La Trama del TDMA

Cada uno de los antedichos canales de radiofrecuencia esta dividido en intervalos de tiempo de unos 577 usg (exactamente 15000/26 usg, que es lo que se denomina relación de aspecto TDMA y es un par metro fijado inicialmente en las especificaciones GSM)

Estos intervalos de tiempo están agrupados en conjuntos de 8 intervalos consecutivos formando la llamada trama. Las tramas así formadas se agrupan en multitramas de una de estas formas:

- Una multitrama formada por 26 tramas y por tanto, con una duración de 120 msg. Esta multitrama es utilizada para contener canales de trafico y sus canales de control asociados.

- Una multitrama formada por 51 tramas y por tanto, con una duración aproximada de 235.4 msg. Esta multitrama es utilizada exclusivamente para canales de control.

Hay ocho canales físicos por cada canal de radiofrecuencia. Por tanto, para especificar un determinado canal físico habra que indicar el canal de radiofrecuencia en el que est el canal físico, de los ocho posibles, de que se trata dentro de ese canal de radiofrecuencia.

La estructura de trama utilizada para cada canal físico es independiente de la de los demás.

Esto quiere decir que cada uno de los ocho canales que forman un canal de RF puede estar agrupado en un modelo diferente de multitrama.

El siguiente nivel dentro de la estructura de TDMA es la supertrama. Esta tiene una duración de 6.12 sg y esta formada por 51 multitramas de 26 tramas o 26 multitramas de 51 tramas.

La flexibilidad de la estructura de trama mencionada en el párrafo anterior tiene su limite en que el cambio de tipo de multitrama usado en un canal físico est permitido solamente en las transiciones de supertrama.

El ultimo nivel de la estructura es la hipertrama, que consiste en 2048 supertramas de duración aproximada 12533.76 sg (3h 28m 53sg 760 msg). Las tramas TDMA se numeran respecto a este nivel es decir su numeración va de 0 a 2715647. Este periodo de tiempo tan largo es necesario para soportar los mecanismos de encriptación que lleva el sistema GSM.

Estructuras de Datos

Hay dos tipos principales de canales en el sistema GSM, los de trafico (TCHs) y los de control (CCHs). Alguno de estos canales son bidireccionales y otros unidireccionales.

- Canales de trafico (TCHs)

Los canales de trafico están destinados a soportar voz o datos codificados.

Tanto los TCHs llevan información de un tipo o de otro, pueden ser de dos formas generales:

-TCH/F, canales de trafico de velocidad completa, que trabajan a 22.8 kbit/s

-TCH/H, canales de trafico de velocidad media, que trabajan a 11.4 kbit/s

En el caso de datos con régimen binario de 9.6 kbit/s estos tan solo pueden ser transmitidos mediante TCH/Fs.

- Canales de control (CCHs)

Los canales de control soportan señalización y datos de sincronización entre estaciones base y móviles.
Hay tres categorías de canales de control:

- Difusión

- Común

- Dedicado

Los CCHs de difusión son canales unidireccionales utilizados para difundir información a las estaciones móviles. Se definen varios tipos:

FCCH, utilizado para la corrección de frecuencia de las estaciones base .

BCCH, utilizado para difundir información general .

SCH, utilizado para la sincronización de trama en la estación móvil.

Los CCHs comunes, CCCHs son usados durante el establecimiento de la conexión ente EB y EM antes de que se haya asignado al móvil un CCHs dedicado (RACh,PCH, AGCH)

Los CCHs dedicados son básicamente de tres tipos:

1.- SDCCH que soportan datos de señalización que sitúen el establecimiento de la conexión EM-EB y la asignación de canal.

2.- SACCH, que esta siempre asociado a un canal de trafico o a un SDCCH y se corresponden dentro del mismo canal físico. Soporta información general entre EM y EB.

3.- FACCH que soporta datos de señalización al igual que el SDCCH y esta asociado a un TCH. Este tipo de canal de control se asigna cuando no ha sido asignado un SDCCH y obtiene acceso al recurso "robando" tramas del canal de trafico al que ha sido asignado.

BURST

La velocidad de bit que modula una portadora GSM es de 270.838 kbit/sg que significa un intervalo de 577 useg que corresponde a una duración de 156.25 bits. Se denomina "burst" a esta ráfaga o secuencia de datos de extensión 156.25 bits.

El burst esta hecho de una parte útil y una de guarda. La primera contiene los datos para ser transmitidos, una secuencia de entrenamiento y una cola de bits. En la segunda, el periodo de guarda, no se transmite nada y su propósito es permitir una variación en el tiempo de llegada del burst sin que se solapen las partes útiles de los burst adyacentes.

Tipos de Burst

Se definen 5 tipos de burst en el sistema GSM cuatro de ellos son de duración completa (156.25 bits) y otro corto:

- Burst normal, que consta de un periodo de guarda de 8.25 bits y 116 bits de datos encriptados. El resto de los bits se reparten:

3 para la cola de arranque, 3 para la cola de parada, 26 para la secuencia de entrenamiento usada para ecualización del canal de radiofrecuencia.

- Burst de corrección de frecuencia, que tiene 8.25 bits de periodo de guarda, 3 para la cola de arranque, 3 para la cola de parada, 142 restantes son 0. Este burst es utilizado para la sincronización de frecuencia en el móvil. También permite al móvil encontrar fácilmente el canal (CCH) de difusión, ya que este burst tan fácilmente identificable esta únicamente en el canal CCH de difusión.

- Burst de sincronización, que es utilizado para la sincronización temporal del móvil.

Est formado por 8,25 bits de periodo de guarda, 3 para la cola de arranque, 3 para la cola de parada, una secuencia de entrenamiento de 64 bits y el resto de datos.

- Burst postizo (Dummy Burst), que tiene la misma estructura que el normal pero no transmite datos, los bits encriptados son sustituidos por unas series conocidas de bits cuyo valor medio es la mitad de 116. Es utilizado para rellenar la transmisión del tranceptor de control de la estación base cuando no hay canales

de trafico que transmitir.

- Burst de acceso, que es el usado por el móvil para acceder al sistema. Se caracteriza por tener un periodo de guarda de duración de 68,25 bits para prevenir que el móvil no conoce el tiempo de avance del primer acceso.

ENLACE DE VOZ

Para transmitir la señal de voz por el canal digital del GSM se utiliza un codificador de voz que convierte la voz en una señal digital con la velocidad de 13 kbit/s. El codificador trabaja con bloques de duración de 20 ms, es decir con bloques de 260 bits.

Codificación de canal

El hecho de que la EM este en movimiento y las irregularidades del terreno producen variaciones y desvanecimientos en la señal recibida por el móvil.

Estas variaciones producen errores en las transmisiones digitales, en el entorno rural cuando estos desvanecimientos son muy grandes descendiendo demasiado el nivel de señal, en el entorno urbano el nivel de interferencia cocanal puede superar el limite tolerado.

Para proteger la transmisión contra errores, el sistema GSM utiliza un FEC (Forward Error Correction) que consiste en la adición de bits redundantes de paridad a los datos transmitidos, siendo capaz el sistema de detectar que ha habido un error y corregirlo. También utiliza codificación convolucional.

La codificación de voz subdivide los bits del enlace en dos clases, aplicándosele a cada una de ellas una codificación de canal diferente. El resultado de ello es una señal digital de velocidad 22.8 kbit/s. Por tanto, el bloque primigenio del codificador de voz de duración 260 bits se transforma a la salida del codificador de canal en uno de 456 bits.

Interleaving

Los desvanecimientos que como se ha mencionado, generan errores en los sistemas móviles, evolucionan a una velocidad mucho menor que 270 kbit/s (velocidad de transmisión del sistema GSM) y por tanto los errores tienden a suceder en ráfagas. Los errores en el canal se distribuyen en periodos con una alta tasa de error seguidos de intervalos muy largos con tasas de error bajas. Para que el código corrector de errores trabaje adecuadamente los errores deben estar distribuidos m s o menos uniformemente en el tiempo por lo que la reordenación y el interlineado son las vías en que esto es conseguido en el sistema GSM.

Los bloques de 456 bits codificados son reordenados e interlineados sobre 8 grupos multiplexados en el tiempo, bien sobre los 4 pares, bien sobre los cuatro impares. Cada bloque de 456 bits codificados se dividen en 8 partes (57 bits) que son entremezclados con los del bloque precedente o con los del posterior. A estos nuevos grupos de 114 (57+57) bits se les añade unos bits (1+1) que indican si los bits del enlace de voz de las

partes pares o impares han sido sustituidos por datos de FACCH.

Estos nuevos grupos de 116 (58+58) bits son los que forman los burst que se transmiten.

Encriptación

Para mostrar el concepto de encriptación hay que explicar como es autentificado el acceso al sistema GSM de una EM.

Un abonado móvil es identificado en el sistema GSM por su identidad internacional de abonado móvil (IMSI) que no debe ser transmitida claramente en ningún mensaje de señalización en el enlace radio.

Normalmente el EM se identifica en un área de localización dada enviado una identidad temporal de abonado móvil (TMSI).

Fuera de este area la localización del arrea de identificación (LAI) debe ser enviada. Unicamente el caso de que TMSI y LAI no correspondan, se pregunta su IMSI a la EM y mas tarde se envía un nuevo TMSI a la EM de forma encriptada. En todo el proceso intervienen también la clave secreta de autentificación del abonado y un número de acceso aleatorio enviado por la EB.

La clave usada para encriptar proviene de estos últimos.

El cambio de clave en el encriptado se produce a petición del operador de red y cuando el móvil cambia de una celda a otra (handover).

Modulación

El principal objetivo de la modulación es convertir los datos a ser transmitidos en una forma que se ajuste tanto a los requisitos de transmisión del medio usado como a cualquiera impuesto por el sistema y las operaciones.

La modulación que mas se adapta es la GMSK (Gaussian Minimun Shift Keing) que es una modulación en frecuencia digital binaria con un ¡índice de modulación de 0,5 en la que se ha realizado previamente sobre la señal moduladora un filtrado gaussiano con 0.3 de producto BT (ancho de banda por el periodo de bit de la señal moduladora).

The figure presents the different operations that have to be performed in order to pass from the speech source to radio waves and vice versa.

figure: From speech source to radio waves

If the source of information is data and not speech, the speech coding will not be performed.
An overview of the GSM system:

Javier Gozálvez Sempere

PhD Student in Mobile Communications, Communications Division
Department of Electronic&Electrical Engineering
University of Strathclyde, Glasgow, Scotland
http://www.comms.eee.strath.ac.uk/~gozalvez/gsm/gsm.html
[email protected]

PROPIEDADES PROPIAS DEL SISTEMA

Alineamiento adaptativo en el tiempo

En el sistema GSM como en la mayoría de los sistemas celulares, la EM obtiene su temporización de las señales recibidas de la EB.

En concreto la EM transmite su burst 3 intervalos de tiempo (3 x 577 usg) después que los burst hayan sido recibidos de la EB.

No obstante dando que la temporización depende de lo que tarde en propagarse la señal, que esto depende de la distancia entre la EB-EMM y que el siguiente burst recibido de la EB (procedente de otra EM con diferente distancia a la EB) puede superponerse, deben ser tomadas algunas acciones al respecto.

La BS determina el adelanto en la temporización en transmisión que el móvil debe tener para que sus burst lleguen en el intervalo de tiempo correcto.

Este adelanto de temporización es inicialmente calculado por la EB sobre la base del burst de acceso recibido en RACH (que tiene un periodo de guarda de 68,25 bits o 252 usg) y puede ser de 0 a 63 periodos de bit de avance lo que equivale a una separación máxima de 35 Km

La EB controla en modo de operación normal con TCH establecido, el retraso de la señal procedente de la EM, enviando ordenes de corrección en el SACCH y logrando que el error del retardo sea menor que 2 usg (aproximadamente medio periodo de bit)

Para células de radio mayor que 35 Km hay un procedimiento especial establecido que permite realizar esta función en células de hasta 120 Km

Control de Potencia

El control de potencia en el sistema GSM puede ser utilizado tanto en la EM como en la EB, y su finalidad principal es la de reducir la interferencia cocanal, mientras se trabaja con una potencia transmisora adecuada para mantener la calidad de la señal de voz a través del enlace radioelectrico.

Este control de potencia es obligatorio para las EM mientras que no lo es para las EB. La EM deber ser capaz de variar su potencia de transmisión desde su máximo valor (diferente según la clase de EM de que se trate) hasta 20 mw en pasos de 2dB.

Para el acceso inicial de una EM en una célula del RACHB, dicha EM debe usar o su valor máximo definido por la clase de EM que ese o el valor máximo permitido en esa célula si este es menor.

Tras esto, la EB calcula el nivel de potencia en radiofrecuencia que debe usar la EM y se lo señala mediante 4 bits que a tal efecto hay dedicados en el SACCH (EB-> EM). El cambio de potencia en la EM se realiza a una velocidad de 2 dB cada 60 msg y la EM confirma a la EB el nivel de potencia que utiliza en el SACCH (EM->EB).

Handover

La EM tienen establecido el proceso de comunicación con la EB que le proporciona mejor enlace. Como la EM se mueve, la EB con la que existe el mejor enlace varia, por lo que la EM debe ser reasignada a una nueva EB y su llamada re-enrutada adecuadamente.

Esta necesidad es solucionada por el proceso de handover que determina la asignación de EM o de EB y que por tanto determina el tamaño de las células mediante los valores de umbrales de decisión de asignación utilizados y determina la calidad del enlace radioelectrico.

Para controlar el proceso de handover el sistema ha de poseer información de la calidad del enlace radioelectrico existente y el de los enlaces alternativos de las EB circundantes.

Las EMs tan solo son activas en 2 de los 8 intervalos de tiempo de una trama si bien tienen la habilidad de, en los 6 restantes, explorar las transmisiones del BCCH de las Bes circundantes.

Las portadoras de radiofrecuencia de BBCH son medidas secuencialmente y promediadas durante un bloque SACCH (480 msg).

Una vez que tiene la información de calidad de su enlace con la EB utilizada y con las circundantes transmite a la red la información de las 6 EB con mayor intensidad de señal recibida (a través de su EB), donde es tomada la decisión de handover.

Al proceso de medir los BCCHs, la EM debe identificar las EBs circundantes lo que realiza identificando la frecuencia del BCCH y si esta es coincidente con la de varias EB, sincronizando y demodulando el canal de sincronización de las EBs circundantes, que contienen el código de identificación de estación base (BSICs).
La EM realiza esta operación en su trama "idle" TDMA existiendo una sola por multitrama de TCH.

Hay que resaltar que para que esto pueda realizarse correctamente todas las portadoras de radiofrecuencia que contengan BCCH debe ser transmitidas con la misma potencia. Esto implica que en la transmisión del BBCH no se puede aplicar ni el control adaptativo de potencia, ni la transmisión discontinua.

Tan solo añadir que respecto de la EB con la que est enlazada, la EM mide no solo la intensidad de señal recibida, si no también la calidad de la misma en tasa de error de canal. Igualmente, la EB realiza medidas de calidad del enlace EM -> EB. El medir los dos parámetros permite al sistema conocer si la degradación de un enlace radioelectrico se debe a falta de señal o a interferencia cocanal.

Junto con el handover como cambio de la EB con la que trabaja una EM también existe el concepto de handover intracelular (al anterior le llamamos handover intercelular) y que consiste en cambiar el canal en el que se realiza la comunicación dentro de una misma EB. Esto se puede llevar a cabo ya que la EB mide la señal recibida en todos los canales recibibles por ellas y no solo en el utilizado por lo que puede determinar que canal tiene una menor interferencia cocanal.

El algoritmo de handover no está restringido a especificaciones GSM sino que se da libertad al gestor de red de como realizarlo. No obstante existe un ejemplo de algoritmo recomendado por las especificaciones.

Como la mayoría de las comunicaciones en sistemas móviles son de voz y ‚estas son realmente activas menos de la mitad del tiempo, GSM usa la transmisión discontinua (GTX) apoyándose en detectores de actividad vocal (VAD) transmitiendo aquellos tramos de voz que son consideradas como que contienen nuestra voz activa. Esto conlleva dos ventajas: la señal cocanal interferente se reduce a 3 db de media y la duración de la bateria de la EM se amplia considerablemente.

Los intervalos en los que no se transmite voz se rellenan mediante ruido confortable. El algoritmo para extraerlo es enviado periódicamente en los periodos de silencio, en tramas de identificación de silencio (SID) al extremo receptor de la comunicación.

La opción DTX es obligatoria para las EM y optativa para las EB .Por otro lado la recepción discontinua implica que las EM estan diseñadas para tener activados los receptores salo cuando es necesario.

Esto puede ser llevado a cabo ya que el canal de búsqueda (PCH) en CCCH (EB -> EM) est organizado de forma que la EM solo necesita escuchar un pequeño subconjunto de todas las tramas PCH.

La propagación en sistemas móviles en el que se da multitrayecto produce un desvanecimiento en la señal recibida muy característico.

Este efecto negativo se corrige en parte, mediante el salto lento en frecuencia. La secuencia de burst que forman el TCH son asignadas cíclicamente a diferentes frecuencias definidas para una EB. Las señales de temporización disponibles en la EB y en la EM son usadas para mantener transmisores y receptores en sincronismos dentro de una secuencia de salto en frecuencia definida.

Una ventaja adicional del SFH es que la interferencia cocanal esta mas dispersa entre todas las EM ya que todas las EM pasarían por la frecuencia en la que existe la interferencia cocanal, siendo todas ligeramente afectadas pero ninguna de forma continua, como ocurriría en el caso de no existir el SFH.

En el sistema GSM la duración de cada salto coincide con el de la trama TDM (4,616 ms). Por tanto la frecuencia de salto es de 217 saltos /sg.

Transmisión de datos en GSM

La transmisión de datos en redes celulares analógicas es poco recomendable, ya que sus condiciones son más restrictivas que en RTC.
Sin embargo GSM ha sido diseñado para satisfacer las necesidades que un medio de comunicación deba ofrecer, tanto en la actualidad como en la próxima década.

• Transmisión de datos por conmutación de circuitos. El terminal fijo se comunica con el móvil a través del IWF (Interworking Function). El IWF es una parte integral de la red GSM, la cual hace de interfaz entre el medio radioeléctrico, y por otro, dispone del estándar de módem analógicos utilizados para transmitir datos por RTC. IWF separa la conexión en dos partes. En el medio radioeléctrico, IWF utiliza una técnica de envío de trama con corrección de errores de transmisión. Además de eso, GSM también implementa un protocolo optimizado de detección y corrección de error entre el terminal móvil y el IWF.
  
  Este protocolo es el RLP (Radio Link Protocol), el cual está pensado específicamente par el tipo y frecuencia de los errores que se producen en un medio radioeléctrico. El protocolo RLP está integrado en la red GSM, de forma que el usuario es ajeno a su existencia.

  Existen dos modalidades de transmisión de datos asíncronas por conmutación de circuitos en GSM:

  • Modo transparente.
  • Modo no transparente.

    La diferencia entre una y otra, radica en que en le primer caso, la transmisión de datos en el medio no utiliza el protocolo RLP. La modalidad a utilizar es fijada por el terminal móvil.
    
    En cualquier caso, e independientemente de la modalidad elegida, la comunicación entre el terminal fijo y el móvil, siempre puede realizarse utilizando módem con capacidad de corrección de error de los módem tradicionales analógicos siempre serán menos eficientes en el medio radioeléctrico que las proporcionadas por RLP en la modalidad no transparente.

    El inconveniente de RLP, es que introduce un retardo en la transmisión de aproximadamente 100 msg, frente a los 20 msg de la comunicación analógica tradicional por red telefónica. Este retardo hace que algunas aplicaciones de comunicaciones que utilizan protocolos de parada y espera, puedan tener un tiempo de respuesta relativamente bajo.

• Transmisión de datos por conmutación de paquetes. El GSM está pensado para disponer de una serie de facilidades que todavía no están implementadas en la red, o que incluso todavía no tiene concluidas todas sus especificaciones por parte del ETSI. Este es el caso de la compresión de datos, de la transmisión de datos a velocidades más elevadas, o de la conexión con redes de datos de conmutación de paquetes.
  
  ETSI tiene definido el sistema GPRS (General Packet Radio Service), como sistema de transmisión de paquetes.

Existen dos tipos de servicios GPRS:

PTP (Point to Point): Punto a punto. Permite una comunicación entere un usuario emisor y uno receptor para el envío de uno o más paquetes de datos. Se pueden distinguir PTP-ND (Ñon Dialogue), y el PTP-D (Dialoge). El primero de ellos, se encuentra dentro o del tipo datagrama, en el cual cada paquete viaja hacia el destino de forma independiente a los transmitidos con anterioridad, por lo que los paquetes pueden llegar desordenado. Esta modalidad puede ser interesante para el envío de informaciones cortas. El PRP-D, comunica dos terminales asegurando que la información que parte de uno llega al otro en el mismo orden de transmisión.

Esta modalidad está pensada parar aplicaciones o transacciones interactivas.

PTM (Point to Multipoint): punto a multipunto. Estos servicios, permiten la transmisión de datos desde un único emisor a un grupo de usuarios receptores presentes en ese momento en el área o áreas geográficas definidas por el peticionario del servicio.

El servicio PTM dispone de la posibilidad de que el mensaje sea recibido por cualquier usuario presente en ese momento en el área geográfica, sin que el emisor tenga que conocer previamente su existencia, o bien puede definirse con anterioridad a cada uno de los receptores que pueden recibir el mensaje.

Multiplexación.

Introducción.

El espectro de radio entre las bandas de 890-915 Mhz y 935-960 Mhz se ha reservado en Europa para las redes móviles. Al menos 10 Mhz en cada banda se reservan exclusivamente para GSM.

Este espectro se divide en portadoras de 200 Khz usando FDMA, y cada una de ellas se divide en 8 slots usando TDMA. Grupos de 8 timeslots forman lo que se conoce como TDMA frame, o trama TDMA, con una duración de 4.615 ms. Un canal de transmisión ocupa 1 slot dentro de un TDMA frame. Las tramas TDMA de una portadora determinada están numeradas, y tanto la estación móvil como la estación base están sincronizadas en éste número.

Canales lógicos

Dentro del modelo OSI, la capa física se relaciona con la de enlace mediante una serie de canales lógicos, que se dividen en canales de voz y datos (TCH), conocidos con el nombre de canales de tráfico, y canales de control o señalización (CCH). Los canales de voz y datos pueden transmitir en dos modos: full (TCH/F) a 22.8 Kbit/s, y half (TCH/H) a 11.4 Kbit/s. Un canal físico transmite un canal en modo full o dos en modo half.

Los canales de control pueden transportar datos de sincronización o de señalización. Se distinguen cuatro clases:

• Broadcast Control Channel (BCCH).
• Common Control Channel (CCCH).
• Stand-alone Dedicated Control Channel (SDCCH)
• Associated Control Channel (ACCH).

El primero de ellos, BCCH, se utiliza sólo en la transmisión de la estación base a la móvil. Se distinguen tres tipos de BCCH:

• Canal Corrector de Frecuencia (FCCH), que se utiliza para facilitar la sincronización de la frecuencia de la estación móvil a la de la base.
• Canal de Sincronización (SCH), cuya función es la de permitir la sincronización de la trama de la estación móvil y la identificación de la estación base. Los datos transmitidos en el SCH contienen el número de trama TDMA y el código de identidad de la estación base (BSIC).
• Cuando no actúa como FCCH o SCH, la BCCH lleva información general, como el número de canales comunes de control, si están combinados con canales SDCCH y ACCH en el mismo canal físico, etc...

Existen tres tipos de CCCH:

• El primero: Paging Channel (PCH), que contiene las señales de BS hacia las MS en el caso de una llamada de red.
• Existe un Canal de Acceso Aleatorio (RACH), que se usa sólo cuando las MS solicitan la localización de un canal de control dedicado bidireccional para la llamada BS-MS.
• Por último, un Access Grant Channel (AGCH), utilizado para las comunicaciones, con el objeto de localizar un canal de control dedicado o un canal de tráfico a la MS que previamente lo solicitó vía RACH.

Existen dos tipos de SDCCH:

• El tipo SDCCH/4, que tiene cuatro subcanales, y
• SDCCH/ 8, con ocho subcanales.

El SDCCH se utiliza para llevar a cabo los servicios requeridos por el usuario. Esto incluye la interrogación a la estación móvil cuando los servicios son requeridos, la localización de un canal de tráfico libre...

Por último, los canales ACCH. Al igual que los SDCCH, son bidireccionales. Siempre se encuentran en conjunción con un canal de tráfico o con un SDCCH. Existen dos tipos de ACCH:

• Canal de Control Asociado Rápido (FACCH), que facilita las acciones urgentes como el handover y la reasignación de canales en el caso de los handover intracelulares. Existen dos subtipos, ya que este canal puede estar asociado a un canal de tráfico en modo full, (FACCH/F), o en modo half, (FACCH/H).
• Canal de Control Asociado Lento (SACCH), que se subdivide en cuatro tipos, dependiendo del tipo de canal al que esté asociado:
  • SACCH/TF, asociado con un canal de tráfico full.
  • SACCH/TH, asociado al modo half.
  • SACCH/C4, asociado con SDCCH/4.
  • SACCH/C8, asociado con SDCCH/8.

El SACCH lleva comandos de la estación base a la móvil para determinar el nivel de alimentación de salida. La estación móvil responde informando a la BS de su nivel de señal de salida y de la calidad de la señal de las células adyacentes

Canales físicos

Se describen como los canales físicos TDMA y el modo en que los canales lógicos se transforman en físicos.

Los canales de 200 Khz, se dividen en timeslots de 0.577 ms de duración.

Con 8 timeslots se forma un TDMA frame o trama TDMA de 4.6 ms de duración .

Cada 26 o 51 tramas TDMA, se agrupan en multiframes de 120 o 235 ms, dependiendo de si el canal es para tráfico o control.

De la misma manera, 51 o 26 multiframes constituyen 1 superframe de 6.12 sg.

Por último, componiendo 2048 superframes se forma 1 hiperframe de 3 horas, 28 minutos, 53 segundos y 760 ms de duración.

* Acoplar TCH/F, SACCH y FACCH en canales físicos.

La estructura tiene asociada una secuencia de 22 bits, que identifica una trama TDMA dentro de un hiperframe dado. Cada timeslot dentro de una trama TDMA contiene datos conocidos con el nombre de burst. Existen 5 tipos:

• Normal (NB).
• Corrección de frecuencia (FC).
• Sincronización (SB).
• Dummy (DB).
• Acceso (AB).

El normal, se compone de una secuencia de 3 bits de inicio, 116 bits encriptados, 26 bits utilizados por las interferencias, 3 bits de stop y un período de 8.25 bits vacío, que es utilizado en la llegada de timeslots pertenecientes al mismo TDMA frame, que es entrada al modulador GMSK a una velocidad aproximada de 271 Kbit/s. Como el intervalo de bit es 3.69 ms, la duración de timeslot es de 156.25 * 3.69 = 0.577 ms. Si 8 ÑB son multiplexadas se obtiene una trama TDMA de : 8 * 0.577 = 4.615 ms.

El canal físico provee un timeslot físico a una velocidad de 114 / 4.615 = 24.7 Kbit/s, que es suficiente para transmitir en TCH/F a 22.8 Kbit/s. Incluso existe una capacidad

El canal físico provee un timeslot físico a una velocidad de 114 / 4.615 = 24.7 Kbit/s, que es suficiente para transmitir en TCH/F a 22.8 Kbit/s. Incluso existe una capacidad reservada de 24.7 - 22.8 = 1.9 Kbit/s que puede ser explotadas para transmitir información de control asociadas con el canal de tráfico específico.

Las TCH/F tienen un retardo de repetición de 20 msg, y un retardo de transmisión de 8 * 4.615 = 37 msg, lo que configura un retardo total de 57 ms.

Las tramas TCH/F de los 8 usuarios, se multiplexan en multiframes de 24 TDMA frames, pero el frame número 13, lleva un mensaje de tipo SACCH, y la trama número 26 es una trama vacía. De esta forma el envío dura: 26 * 4.615 = 120 ms, esto reduce el tráfico a 24 * 24.7 / 26 = 22.8 Kbps requeridos por TCH/F, donde 24.7 / 26 = 950 bps son para SACCH y usa 950 bps en tramas vacías. La trama SACCH tiene 8 timeslots para transmitir las 8 tramas vacías usadas en canales half, donde 16 usuarios se multiplexan en frames alternativas para incrementar la capacidad del sistema.

La construcción de la trama SACCH es ligeramente distinta de la TCH/F, ya que sólo 184 bits de control son transmitidos durante 20 ms, en contraste con los 260 bits de voz. La capacidad adicional del canal se usa para acomodar un bloque de 40 bits y otro de 4 bits a cero. El número total de bits es ahora de (224 + 4) * 2 = 456 bits, transmitidos mediante 4 tramas consecutivas de 114 bits. Cada una de ellas se acomoda en un nuevo multiframe de 120 ms de duración, con un retardo de repetición de 4 * 120 = 480 ms.

Los mensajes del tipo FACCH, se transmiten por el canal físico a través de los bits robados de su propio canal de tráfico. La construcción de la trama FACCH a partir de 184 bits de control es idéntica a la SACCH, pero su frame de 456 bits se mapea en 8 tramas consecutivas de 144 bits de TDMA, como se especifica para TCH/F. Esto se lleva a cabo robando los bits impares de la primeras cuatro y los pares de las cuatro últimas tramas.

La velocidad de la información FACCH es de 184 / 20 = 9.2 Kbps, que se transmite después de concatenar el error de protección a una velocidad de 22.8 Kbps. El retarde de repetición es de 20 ms y el retardo de interleaving es de 8 * 4.615 = 37 ms, resultando un total de 57 ms de retardo.

Las tramas TCH/F se amalgaman en un superframe de 51 * 120 = 6.12 sg, que contiene 26 * 51 = 1326 TDMA. Si no fuera por la encriptación, no serian necesarios más niveles jerárquicos en las tramas TDMA, ya que la encriptación usa el número de frame como parámetro en sus algoritmos.

De todas maneras, con 1326 frames el algoritmo de encriptación no es suficientemente seguro, por tanto 2048 superframes se concatenan para formar 1326 * 2048 = 2.715.648 TDMA que tarda 2048 * 6.122 = 3 h 28 min.

* Acoplar canales de Broadcast y de Control en canales físicos.

Los canales BCCH y CCCH de todas las estaciones móviles de una célula determinada, comparten el canal físico proveído por el timeslot cero de las portadoras BCCH disponibles en la célula. Todas las BCCH y CCCH son canales símplex que operan en dirección ascendente o descendente. Los canales BCCH y CCCH se mapean en 51 TDMA frames que tienen una duración de 51 * 4.615 = 235 ms, en lugar de en 26 TDMA frames que tendrían una duración de 120 ms . Por tanto, 26 tramas constituyen un superframe con longitud 1326 y 6.12 sg de duración.

El canal de acceso aleatorio (RACH), sólo se usa en las estaciones móviles en dirección ascendente, lleva mensajes de 8 bits en multiframes de 235 ms, se transmiten mediante Access Burst (AB).

La codificación FEC, encripta mensajes de 36 bits, conteniendo entre otros parámetros, los 6 bits identificadores de la estación base, que se posicionan después del bit 41 de sincronización de secuencia. Estos mensajes no llevan ningún retardo de interleaving, se transmiten con un retardo de repetición de 235 ms.

El sistema GSM permite operaciones desde estaciones móviles en células que se encuentran hasta 35 km. de su estación base. El tiempo que tarda una señal de radio en viajar los 70 Km. desde la estación base a la móvil y vuelta, es de 233.3(s. Se fija un período de guarda de 68.25 bits (252 (s), para que no exista solapamiento en las señales de los móviles en la célula.

Este período es necesario cuando la estación móvil accede por primera vez a la estación base, o cuando se produce un handover.

La trama en dirección descendente transmitida por el BS, se comparte entre varios canales lógicos BCCH y CCCH, como se ha mostrado anteriormente.

La última trama, es una trama vacia (idle), y las restantes 50 tramas se dividen en 5 bloques de 10 tramas, donde cada bloque empieza con un canal de corrección de frecuencia (FCCH), seguido de un canal de sincronización (SCH). En el primer bloque de 10 tramas, la trama FCH y SCH, son seguidas por 4 tramas del tipo BCCH y por 4 del tipo AGCH. o PCH.

En los restantes 4 bloques de 10 tramas, se dedican las 8 últimas tramas para PCH o AGCH, que son mutuamente exclusivas para un MS dado. Por tanto, la trama descendente de control contiene 4 BCCH, cinco FCCH y SCH, y 4*8+4=36 AGCH o PCH, constituyendo nueve bloques de paginamiento de cuatro tramas.

Cada MS que se comunica mediante las tramas descendentes, se asocia con un bloque de paginamiento de cuatro AGCH o PCH aparte de los nueve bloques existentes de ese tipo, aunque cada bloque de cuatro puede ser compartido por varios MS. Así la velocidad de los canales físicos proveída por los canales anteriores es de 4*114 = 456 bits por 235 ms, lo que da como resultado 1.94 kbps. Los 456 bits de protección de error de los mensajes se deriva de los 184 bits de mensajes de la misma manera que ocurre con los SACCH y FACCH, y tienen un retardo de repetición de 235 ms. La transmisión desprotegida para los BCCH, AGCH y PCH es de 184*1.94/456 = 782 bps.

El FCCH usa la trama de corrección de frecuencia (FCB), los 8.25 bits de longitud previenen el solapamiento de las tramas. Los 142 bits fijos se eligen para mantener una señal modulada, que es el equivalente a una portadora sin modular con una frecuencia fija sobre la frecuencia nominal de la portadora.

El canal lógico de control de información SCH es portado por la trama de sincronización (SB). Los 25 bits de sincronización, se concatenan usando codificación FEC, y encriptados para llevar 78 bits de protección, que se encuentran a ambos lados de la secuencia de 64 bits.

Hay una quinta trama denominada Dummy Burst (DB), que tienen una estructura idéntica a la ÑB, excepto por el hecho de que no transporta ningún dato útil. Los 116 bits encriptados, tienen un probabilidad igual de ser unos o ceros, y se transmiten cuando no existen datos útiles pero el enlace debe ser mantenido para controlar las portadoras BCCH de células adyacentes de un mismo MS.

Si los canales físicos deben acomodar canales de control lógicos con un tráfico elevado, los timeslots dos, cuatro y seis son asignados a BCCH/CCCH. La trama 51 de control es entonces modificada para transmitir tramas dummy (Db) en los SCH y FCCH, para mantener las transmisiones de las portadoras, que deben ser monitoreadas por las MS. Sihay muy poca información de control para ser enviada, el timeslot cero de la portadora BHCCH, puede ser compartida por el BCCH/CCCH así como por cuatro u ocho canales lógicos SDCCH.

Cifrado

La seguridad GSM gira alrededor de la tarjeta del abonado (SIM card, Subscriber Identity Module), que consiste en una tarjeta con un número personal de identificación o PIN. La tarjeta, contiene entre otros parámetros, la Identidad Internacional Móvil del Usuario (IMSI International Mobile Subscriber Identity), así como La clave individual de Autentificación del usuario (Ki), y el algoritmo de Autentificación (A3).

Cuando se intenta acceder, el MS se identifica en la red, recibe un número aleatorio (R), que junto con la clave Ki, se usan para calcular la respuesta (S Signed), invocando el algoritmo A3:

S=[Ki(A3)R]

El resultado S se envía a la red y se compara con la versión local computerizada para autorizar el acceso. La red envía un número clav eKn al MS, que se usa como clave de cifrado por el emisor y transmisor. Este número Kn se almacena por la MS y se envía en el primer mensaje a la red. El MS usa la clave de cifrado Kc usando el algoritmo confidencial A8 almacenado en la tarjeta del usuario SIM, y los parámetros R y Ki:

Kc=[Ki(A8)R]

La clave de cifrado Kc se computa en la red y así no se envía ninguna información confidencial desprotegida vía radio.

Una vez que se ha recibido la confirmación, y la red y la estación móvil conocen Kc, la red usa un modo de cifrado y se codifican/decodifican todos los mensajes, usando el algoritmo confidencial A5.

La confidencialidad del usuario todavía se puede alcanzar mas, ya que se protege la identidad del usuario cuando la identificación se realiza asignando una Identidad temporal al usuario móvil (TMSI), válida en áreas específicas, TMSI identifica al IMSI en una área específica, pero fuera de la misma debe ser asociada con una Identidad de Area Local (LAI). La red, más precisamente, el Registro VLR controla las asociaciones TMSI-IMSI y controla el proceso de localización de cada nuevo TMSI en cada área nueva.

Cobertura en Europa

El desarrollo de las telecomunicaciones es uno de los elementos característicos y determinantes de la década de los 90.

Dadas las características básicas de monopolio natural del sector de las comunicaciones, su actividad giraba hasta fechas recientes, alrededor de un operador único, que en la mayoría de los

países europeos dependía directamente de la Administración del Estado, actuando en mercados nacionales cerrados. Pero los avances tecnológicos, han ido debilitando las características de monopolio natural de las telecomunicaciones, y su creciente participación en las actividades industriales y de servicios ha generado necesidades específicas, desarrollando nuevos servicios de telecomunicaciones y aumentando su valor añadido. Ello ha generado un proceso de apertura del mercado de servicios de telecomunicaciones a una competencia, restringida en el número de operadores, pero más capaz de responder con agilidad a una demanda cada vez más diversificada.

El contexto Europeo.

Situación anterior a 1993.

La importancia del sector para el desarrollo del Mercado énico Europeo, motivó una serie de iniciativas comunitarias, encaminadas a la consecución de los objetivos del Libro Verde de las Telecomunicaciones de 1987:

• La creación de un mercado comunitario de equipos y terminales.
• La armonización de las redes nacionales.
• La liberalización de los denominados servicios de telecomunicación de valor añadido.
• La separación entre las actividades de regulación y explotación .
• La orientación de las tarifas a los costes de cada servicio.

Posteriormente, en diciembre de 1989, el Consejo de Ministros de Telecomunicaciones de la Comunidad Europea, decisión la liberalización de todos los servicios, excepto la telefonía vocal y el teles, permitiendo el mantenimiento de los derechos exclusivos de los organismos públicos de telecomunicaciones sobre la telefonía vocal y las infraestructuras de red, a la que debían tener acceso, los nuevos operadores de servicios, en condiciones no discriminatorias.

Las zonas marcadas con gris claro, se corresponden con la cobertura existente en diciembre de 1995, las intermedias con diciembre de 1996, y las oscuras con diciembre de 1997.

La cobertura está calculada para teléfonos portátiles de 2w y 8w, y para teléfonos portátiles de 8w desde el interior de un vehículo.

El consorcio ARS, ha asegurado una fiabilidad en la comunicación entorno al 99%, así como una muy alta atención al cliente.

Cobertura internacional.

En 1996), Airtel tenia firmados acuerdos de itineraria con 25 operadores en 21 países

En la siguiente tabla, se detallan los países con acuerdo de roaming:
 

Airtel, ofrece una serie de servicios como son desvío de llamadas, llamada en espera, retención de llamada, multiconferencia, transmisión de datos y fax, contestador de fax, identificación del número llamante, ocultación de identidad, transmisión de datos y fax...., se puntualiza que los servicios que se pueden utilizar en el extranjero, dependen de que el operador del país en el que se encuentre también los ofrezca.

Telefónica de España, S.A.

Cobertura nacional.

En el siguiente mapa se detalla la cobertura en España en junio de 1997, la cual se sitúa en la actualidad entorno al 70%.

La cobertura mayor (colores oscuro y claro), permite la comunicación a teléfonos móviles de 8 vatios de potencia con instalación fija en vehículos y con antena exterior.

La cobertura menor (color oscuro), permite la comunicación a teléfonos de bolsillo de 2 vatios utilizados en el exterior o en el interior de vehículos. También se detalla la cobertura marítima.

El mapa muestra una cobertura garantizada en el 90% de los casos. Este porcentaje indica un alto grado de calidad en la cobertura representada, aunque Telefónica informa que pueden existir áreas donde la comunicación sufra perturbaciones o interrupciones por diversas causas: condiciones atmosféricas, interferencias de otras emisiones radioeléctricas, túneles...

Comparando ambos operadores, Airtel ofrece una cobertura global tanto nacional como internacional menor, aunque garantiza una fiabilidad mucho mayor en la comunicación.

Cobertura internacional.

Telefónica Móviles tiene firmados acuerdos de itinerancia con mas de 50 operadores en 32 países. En la siguiente tabla se detallan algunos de los países y los operadores:
 

En el dibujo, se muestra también la cobertura internacional, que está dibujada para teléfonos de coche (8 vatios), con antena exterior:

La cobertura internacional ofrecida por Telefónica es mucho más amplia que la de Airtel. Además Telefónica puntualiza que la transmisión de fax y datos vías MoviStar aunque sea una realidad en España, su soporte técnico depende de la capacidad del operador extranjero, aunque la mayoría de ellos ofrecen estos servicios a los clientes.

Asimismo, Telefónica facilita el servicio de buzón de voz, mensaje corto (puntualizando que funciona fuera de España siempre y cuando la red visitada soporte este servicio), transmisión de fax y datos (también en este caso el soporte en itinerancia depende de la capacidad del operador extranjero y del teléfono GSM). También ofrece varios servicios que dependen de las características del teléfono móvil, como son: desvío de llamadas, restricción de llamadas, indicación de llamada en espera, retención de llamadas, identificación de la línea llamante, ocultación de la identidad, multiconferencia, indicación del coste de la llamada...

En los anexos que están al final de este documento hay una lista: GSM operators and network codes by country (actualizada el 25/06/99)

Biblliografía y Fuentes:

El libro de las comunicaciones del PC. Técnica, programación y aplicaciones. José Antonio Carballar Falcón. RA-MA 1996.

Comunicaciones de voz y datos. José Manuel Huidobro. Paraninfo 1995.

Cellular Radio Systems. D.M. Balston. Macario Editors. 1993.

The GSM system for mobile comunications. Michel Mouly. Palaisean the authors cop. 1992.

Mobile Radio Communications. Raymond Steele. Pentech Press. Publishers-London.

Current Evolution of the GSM Systems. Michel Mouly and Marie-Bernadette Pautet. IEEE Personal Communications. USA.

Comunicaciones World. Juan Cañas Santos. Enero 1995

http://www.geocities.com/SiliconValley/Cable/4351/gsm.htm

http://www.gsmag.com/

http://www.gsmworld.com/

'The GSM tutorial'. Web document found in: http:/www.iec.org (International Engineering Consortium)
'Overview of the Global System for Mobile communications' by John Scourias (University of Waterloo). Web document found in: http://ccnga.uwaterloo.ca/~jscouria/GSM/index.html

European Telecommunications Standards Institute: http://www.etsi.org/

GSM Info Online : http://www.gsmworld.com/gsminfo/gsminfo.htm

ANEXOS

GSM operators and network codes by country

Since the introduction of Dual-Band GSM phones it makes sense for the first time to add GSM 1800/1900 operators too as the original purpose of this list was meant to be a roaming guide. To answer many requests regarding which operator is using which frequency, 1900 MHz is used in the US, Canada and Japan, the rest of the world uses 900 MHz (usually first two operators) and 1800 MHz (usually third and fourth operator).

Country      Operator name          Network code   Tel to customer service
 ------      -------------          ------------   -----------------------
Albania      AMC                    276 01
Andorra      STA-Mobiland           213 03         Int + 376 824 115
Argentina
Armenia      Armentel               283 01
Australia    Optus                  505 02         Int + 61 2 9342 6000
             Telecom/Telstra        505 01         Int + 61 18 01 8287
             Vodafone               505 03         Int + 61 2 9415 7236
Austria      Mobilkom Austria       232 01         Int + 43 664 1661
             max.mobil.             232 03         Int + 43 676 2000
             Connect Austria        232 05         Int + 43 1 58187300
Azerbaidjan  Azercell               400 01         Int + 994 12 98 28 23
           * JV Bakcell             400 02
Bahrain      Batelco                426 01         Int + 973 885557
Bangladesh   Grameen Phone Ltd      470 01
           * TM International       470 19
             Sheba Telecom
Belgium      Proximus               206 01         Int + 32 2205 4912
             Mobistar               206 10         Int + 32 95 95 95 00
           * KPN Orange             206 20
Bosnia       Cronet                 218 01
             PTT Bosnia             218 19
Botswana   * Mascom Wireless        652 01
Brunei       DSTCom                 528 11
             Jabatan Telekom        528 01
Bulgaria   * MobilTel AD            284 01         Int + 359 88 500031

Burkina Faso OnaTel
Cambodia     CamGSM                 456 01
		   * Cambodia Samart        456 02
             Cambodia Shinawatra
Cape Verde * Cabo Verde Telecom     625 01
Cameroon     PTT Cameroon Cellnet   624 01
Cape Verde   Cabo Verde Telecom
Canada       Microcell              302 37
Chile        Entel Telefonia  
China        Guangdong MCC          460 00
             Beijing Wireless
             China Unicom           460 01
             Zhuhai Comms
             DGT MPT
             Jiaxing PTT
             Tjianjin Toll 
             Liaoning PPTA          460 02
Congo        African Telecoms
             Congolaise Wireless
Croatia      HR Cronet              219 01         Int + 385 14550772
           * Vipnet                 219 10
Cyprus       CYTA                   280 01         Int + 357 2 310588
Czech Rep.   Eurotel Praha          230 02         Int + 420 2 6701 6701
             Radio Mobil            230 01         Int + 420 603 603 603
Denmark      Sonofon                238 02         Int + 45 7024 2408
             Tele Danmark Mobil     238 01         Int + 45 8020 2020
             Mobilix                238 30         Int + 45 8040 4080
             Telia                  238 20         Int + 45 8010 1010
Egypt      * MobiNil                602 01
		   * Click GSM              602 02
Estonia      EMT                    248 01         Int + 372 6 397130
             Radiolinja Eesti       248 02         Int + 372 6 399966
             Q GSM                  248 03
Ethiopia     ETA                    636 01
Faroe Isl.   Faroese Telecom
Fiji         Vodafone               542 01         Int + 679 312000
Finland      Radiolinja             244 05         Int + 358 800 95050
             Sonera                 244 91         Int + 358 800 17000
             Alands Mobiltelefon    244 05
             Telia                  244 03         Int + 358 800 41 1041
             Finnet                 244 09         Int + 358 800 94000
           * Lännen Puhelin         244 09
           * Helsingin Puhelin      244 09         Int + 358 9 500 100
France       France Telecom         208 01         Int + 33 1 44 62 14 81
             SFR                    208 10         Int + 33 1 44 16 20 16
             Bouygues Telekom       208 20
Fr.Polynesia Tikiphone              547 20
Fr.W.Indies  Ameris                 340 01         Int + 590 93 27 47
Georgia      Superphone
             Geocell                282 01
             Magticom               282 02
Germany      D1, DeTeMobil          262 01         Int + 49 511 961 0171
             D2, Mannesmann         262 02         Int + 49 172 1212
             E-Plus Mobilfunk       262 03
             Viag Interkom          262 07         Int + 49 179 55 222
Ghana        Franci Walker Ltd
             ScanCom                620 01
Gibraltar    GibTel                 266 01         Int + 350 58 102 000
G Britain    Cellnet                234 10         Int + 44 753 504548
             Vodafone               234 15         Int + 44 836 1191
             Jersey Telecom         234 50         Int + 44 1534 882 512
             Guernsey Telecom       234 55
             Manx Telecom           234 58         Int + 44 1624 636613
             One2One                234 30         Int + 44 7958 121121
             Orange                 234 33         Int + 44 973 100150
Greece       Panafon                202 05         Int + 30 94 400 122
             STET                   202 10         Int + 30 93 333 333
             Cosmote                202 01         Int + 30 1 680 8950
Greenland    Tele Greenland
Guinea       Int'l Wireless         611
             Spacetel               611
             Sotelgui               611 02
Hong Kong    HK Hutchison           454 04
             SmarTone               454 06         Int + 852 2880 2688
             Telecom CSL            454 00         Int + 852 2888 1010
             P Plus Comm            454 22
             New World PCS          454 10
             Mandarin Comm          454 16
             Pacific Link           454 18
             Peoples Telephone      454 12
           * SMC PCS                454 22
Hungary      Pannon GSM             216 01         Int + 36 20 9 654 062
             Westel 900             216 30         Int + 36 30 9 303 100
Iceland      Post & Simi            274 01         Int + 354 800 6330
             Icelandic Mobile Phone 274 02
India        Airtel                 404 10         Int + 91 10 012345
             Essar                  404 11         Int + 91 11 098110
             Maxtouch               404 20
             BPL Mobile             404 21
             Command                404 30
             Mobilenet              404 31
             Skycell                404 40         Int + 91 44 8222939
             RPG MAA                404 41
             Modi Telstra           404 14
             Sterling Cellular      404 11
             Mobile Telecom
             Airtouch
             BPL USWest             404 27
             Koshika
             Bharti Telenet
             Birla Comm
             Cellular Comms
           * TATA                   404 07         Int + 91-040-21199
             Escotel                404 12
             JT Mobiles
             Evergrowth Telecom 
             Aircel Digilink        404 15
             Hexacom India 
             Reliance Telecom 
             Fascel Limited
Indonesia    TELKOMSEL              510 10         Int + 62 21 8282811
		     PT Satelit Palapa      510 01         Int + 62 21 533 1881
             Excelcom               510 11         Int + 62 21 5759818
             PT Indosat
Iraq         Iraq Telecom           418 ??
Iran         T.C.I.                 432 11         Int + 98 2 18706341
             Celcom
             Kish Free Zone
Ireland      Eircell                272 01         Int + 353 42 38888
             Digifone               272 02         Int + 353 61 203 501
             Meteor                 272 03         
Israel     * Partner Communications 425 01
Italy        Omnitel                222 10         Int + 39 349 2000 190
             Telecom Italia Mobile  222 01         Int + 39 339 9119
             Wind                   222 88
Ivory Coast  Ivoiris                612 03         Int + 225 23 90 00
             Telecel                612
             Comstar                612 01         Int + 225 21 51 51
             Loteny Telecom         612 05         Int + 225 32 32 32
Japan
Jordan       JMTS                   416 01
Kenya        Kenya Telecom
Kuwait       MTCNet                 419 02         Int + 965 484 2000
Kyrgyz Rep   Bitel Ltd              437 01
La Reunion   SRR                    647 10
Laos         Lao Shinawatra         457 01
Latvia       LMT                    247 01         Int + 371 256 2191
             BALTCOM GSM            247 02
Lebanon      Libancell              415 03
             Cellis                 415 01         Int + 961 3 391 111
Lesotho      Vodacom                651 01
Liechtenstein Natel-D               228 01
Lithuania    Omnitel                246 01
             Bite GSM               246 02         Int + 370 2 232323
Luxembourg   P&T LUXGSM             270 01         Int + 352 4088 7088
             Millicom Lux' S.A      270 77
Lybia        Orbit
             El Madar
Macao        CTM                    455 01         Int + 853 8913912
Macedonia    PTT Makedonija         294 01
Madagascar   Sacel                  646 03
             Madacom                646 01         Int + 261 2022 66055
           * SMM                    646 02
Malawi       TNL                    650 01
Malaysia     Celcom                 502 19
             Maxis                  502 12
             My BSB                 502 02
           * TM Touch               502 13
             Adam                   502 17
           * Digi Telecom           502 16
Malta        Advanced               278 ??
             Telecell               278 01
Marocco      O.N.P.T.               604 01         Int + 212 220 2828
Mauritius    Cellplus               617 01         Int + 230 4335100
Moldova    * Voxtel
Monaco       France Telecom         208 01         Int + 33 1 44 62 14 81
             SFR                    208 10         Int + 33 1 44 16 20 16
             Office des Telephones
Mongolia     MobiCom
Montenegro   Pro Monte              220 02
Mozambique   Telecom de Mocambique  634 01
             T.D.M GSM1800
Namibia      MTC                    649 01         Int + 264 81 121212
Netherlands  PTT Netherlands        204 08         Int + 31 6 0106
             Libertel               204 04         Int + 31 6 54 500100
             Telfort Holding NV     204 12
           * Ben                    204 16
           * Dutchtone              204 20
New Caledonia  Mobilis              546 01    
New Zealand  Bell South             530 01         Int + 64 9 357 5100
Nigeria      EMIS
Norway       NetCom                 242 02         Int + 47 92 00 01 68
             TeleNor Mobil          242 01         Int + 47 22 78 15 00
Oman         General Telecoms       422 02      
Palestinia   Palestine Telecoms 
Pakistan     Mobilink               410 01         Int + 92 51 273971-7
Papua        Pacific                310 01
Philippines  Globe Telecom          515 02         Int + 63 2 813 7720
             Islacom                515 01         Int + 632 1457000
           * Smart                  515 03
Poland       Plus GSM               260 01         Int + 48 22 607 16 01
             ERA GSM                260 02
             IDEA Centertel         260 03
Portugal     Telecel                268 01         Int + 351 931 1212
             TMN                    268 06         Int + 351 1 791 4474
             Main Road Telecoms 
             Optimus                268 03
Qatar        Q-Net                  427 01         Int +974-325333/400620
Romania      MobiFon                226 01         Int + 40113022222
             MobilRom               226 10         Int + 40112033333
Russia       Mobile Tele... Moscow  250 01         Int + 7 095 915-7734
             United Telecom Moscow   
             NW GSM, St. Petersburg 250 02         Int + 7 812 528 4747
           * Dontelekom             250 10
             KB Impuls              250 99
             JSC Siberian Cellular  250 ??
             BM Telecom             250 07
           * Beeline                250            Int + 7 095 258 8888
           * Extel                  250 28         Int + 7 0112 5530 60
           * Far Eastern Cell       250 12
San Marino   Omnitel                222 10         Int + 39 349 2000 190
		     Telecom Italia Mobile  222 01         Int + 39 339 9119
             Wind                   222 88
SaudiArabia  Al Jawal               420 01
             EAE                    420 07
Senegal      Sonatel                608 01 
Seychelles   SEZ SEYCEL             633 01
           * Airtel                 633 10
Serbia     * Serbian PTT            220 03         Int + 381 11 9820
Singapore    Singapore Telecom      525 01         Int + 65 738 0123
             MobileOne              525 03
           * Binariang
Slovak Rep   Eurotel                231 02         Int + 421 903 903 903
             Globtel                231 01         Int + 421 905 905 905
Slovenia     Mobitel                293 41         Int + 386 61 131 30 33
           * SI.Mobil
South Africa MTN                    655 10         Int + 27 11 445 6001
             Vodacom                655 01         Int + 27 82 111
Sri Lanka    MTN Networks Pvt Ltd   413 02
Spain        Airtel                 214 01         Int + 34 907 123000
             Telefonica Spain       214 07         Int + 34 909 100909
           * Amena                  214 03
Sudan        Mobitel                634 01
Swaziland   
Sweden       Comviq                 240 07         Int + 46 586 686 10
             Europolitan            240 08         Int + 46 708 22 22 22
             Telia Mobile           240 01         Int + 46 771 91 03 50
Switzerland  Swisscom 900           228 01         Int + 41 46 05 64 64
             Swisscom 1800          228 01          
           * diAx mobile            228 02
           * Orange
Syria        SYR MOBILE             417 09
Tahiti      
Taiwan       LDTA                   466 92         Int + 886 932 400821
             Mobitai                466 93         Int + 886 931 413131
             TransAsia              466 99 
             TWN                    466 97
             Tuntex                 466 06         Int + 886 938 749104
             KG Telecom             466 88         Int + 886 938 348404
             FarEasTone             466 01         Int + 886 931 000099
           * Chunghwa               466 11
Tanzania     Tritel                 640 01
Thailand     TH AIS GSM             520 01         Int + 66 2 299 6440
             Total Access Comms     520 18
           * WCS                    520 10
           * Hello                  520 23
Tunisia      Tunisian PTT           605 02
Turkey       Telsim                 286 02         Int + 90 212 288 7850
             Turkcell               286 01         Int + 90 212 313 0000
UAE          UAE ETISALAT-G1        424 01
             UAE ETISALAT-G2        424 02         Int + 971 4004 101
Uganda       Celtel Cellular        641 01
           * MTN                    641 10
Ukraine      Mobile comms           255 01
             Golden Telecom         255 05
           * Radio Systems          255 02
           * Kyivstar JSC           255 03
USA          Bell South             310 15
             Sprint Spectrum        310 02
             Voice Stream           310 26
             Aerial Comms.          310 31
             Omnipoint              310 16
             Powertel               310 27
             Wireless 2000          310 11
Uzbekistan   Daewoo GSM             434 04
             Coscom                 434 05
             Buztel                 434 01         Int + 7 3712 320 648
Vatican      Omnitel                222 10         Int + 39 349 2000 190
		     Telecom Italia Mobile  222 01         Int + 39 339 9119
             Wind                   222 88
Venezuela  * Infonet                734 01
           * Digitel
Vietnam      MTSC                   452 01
             DGPT                   452 02
Yugoslavia * Mobile Telekom         220 01         Int + 381 11 138608
           * Promonte               220 02         Int + 381 81 9898
           * Telekom Serbia         220 03         Int + 381 11 9820
Zaire        African Telecom Net
Zimbabwe     NET*ONE                648 01
           * Telecel Zimbabwe       648 04

LA REUTILIZACION DE FRECUENCIAS

La idea fundamental en que se basan los sistemas móviles celulares es la Reutilización de los canales mediante la división del terreno en celdas continuas que se iluminan desde una estación base con unos determinados canales.

La Reutilización de frecuencias no es posible en células contiguas, pero si en otras mas alejadas. El numero de veces que un canal puede ser reutilizado es mayor cuanto mas pequeñas sean las células. La red celular se compone as¡ de un conjunto de estaciones base desplegadas por el territorio a cubrir por el servicio y que están conectadas entre si o con centro de conmutación con acceso a la red telefónica publica, a la RDSI o a otra red celular móvil.

La estación base que recibe al móvil con un mayor nivel de potencia es la que queda asignada al mismo. Si por la movilidad del terminal, otra estación base recibe la señal procedente de la estación móvil con un nivel de potencia superior a 3 decibelios al que est recibiendo la estación que lo est controlando se produce la conmutación del canal y de la estación base a la que esta conectada el terminal móvil. Este procedimiento se llama "Handover" DE POTENCIA.

Asimismo existe un handover de calidad que se realiza de manera similar al anterior pero que en vez de considerar el nivel de señal para decidir sobre la conmutación de la estación base a la que est conectado un terminal móvil considera la calidad de la señal radioeléctrica.

Acronyms

 

http://www.rcp.net.pe/rcp/_soporte/rrisco/gsm