8.11.16

Fundamentos de Tecnologías Moviles

Los dispositivos móviles son ahora parte de nuestras actividades cotidianas y no solo por el uso de la red de voz, sino que en estos años la red de datos a tenido una gran demanda por parte de los usuarios y se espera que en los próximos años esta demanda aumente aun mas.

Estructura Básica de una Red Móvil



Una Red Móvil esta conformada principalmente por los siguientes componentes:

Estaciones Base (Base Transceiver Station)
Una Estación Base es el acceso de los usuarios hacia la Red Móvil y esta compuesta de un sistema de antenas para brindar cobertura, un gabinete de equipos y un sistema de transporte hacia el Nodo Controlador (microondas, FO, etc). La ubicación de las estaciones esta diseñada por cobertura y capacidad, usualmente la antena que apunta hacia el norte es conocida como el sector 1 y están dimensionadas para cubrir la demanda del 20% al 30% de usuarios.

Nodo Controlador (Base Station Controller - BSC)
El nodo controlador gestiona procesos entre las Estaciones Base, handovers y capacidad. El Nodo Controlador define una localización física de cobertura móvil llamada Area de Localización (Location Area - LA) y se asigna un código (Location Area Code - LAC).


Otra de sus funciones del Nodo Controlador es la realización del paging (preguntar a todas las Estaciones Base bajo su dominio) para conocer la localización de un móvil en un LA, en caso que no encuentre el móvil solicitado en su dominio este realizara un super-paging.

Red de Núcleo (Mobile Switching Center - MSC)
Es la central de conmutación de voz y datos de la Red Móvil.

Centro de Autenticacion
Valida información de seguridad de los elementos que intentan conectarse a la red.

Bases de Datos
Las bases de datos son claves en una red móvil, están compuestas por:

Home Location Register (HLR): Base de datos de suscriptores, tipo, plan (prepago, postpago), permisos en red, etc. Es una base estática, aquí también encontramos los IMSI y TIMSI que son códigos equivalentes al numero telefónico con el cual se realizan los procesos de llamadas.

Visitor Location Register (VLR): Base de datos que almacena el LAC y la ubicación lógica y física del suscriptor en la red, debido a la movilidad esta es una base de datos dinámica.

A pesar que gráficamente separamos el MSC, HLR/VLR, hay que mencionar que estos componentes se encuentran físicamente en un mismo equipo.


Procesos de Movilidad

Mobile Camping
Proceso por el cual el móvil entra en la cobertura de una Estación Base y comienza a decodificar datos.


Location Update
Proceso que se da en el VLR luego que un móvil cambia de Localización de Area (LA)


Handover (Handoff)
Los móviles luego del Mobile Camping esta sintiendo constantemente (aproximadamente cada 384ms) la potencia de la celda, la decision de realizar el cambio de una Estación Base a otra es conocida como handover, esta decision esta basada en los siguientes factores:



  • Potencia baja (Baja cobertura).
  • Mala calidad de la señal.
  • Trafico elevado.
  • Distancia a la Estación Base
  • Encontrar un mejor servidor, 6dB de diferencia de potencia entre Estaciones Base (4 veces la intensidad de la señal)
Roaming
Un móvil realiza el roaming cuando ingresa de una Red Móvil hacia otra autenticándose en esta como invitado. Para poder realizar esto, ambas Redes deben tener un Tratado de Roaming vigente y ademas deben intercambiar datos entre MSC, HLR/VLR.


Rake Receiver y Soft Handover
Mediante el Rake Receiver el móvil puede conectarse a diferentes NodosB (Estaciones Base) de manera simultanea y recibir la descarga de varias estaciones a la vez. Esto hace posible el soft Handover en donde la comunicación no se corta cuando se para de una Estación Base hacia otra ofreciendo así mayor calidad en la llamada y menores puntos de falla. Este fenómeno ocurre en las arquitecturas 3G.


Cell Breathing
Es un efecto físico que se da por el pseudoruido creado en la portadora 3G de 5MHz, mientras mas usuarios estén colgados a la Estación Base, esta disminuye su cobertura física pues los demás usuarios son vistos como ruido y así ante la conexión y desconexión de los usuarios se da la analogía de la respiración o Cell Breathing.



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