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Optimization GSM GPRS
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l 25.06.2022
GSM/GPRS
GSM Optimization
Basics
GSM/GPRS
02
3 GIORF
GSM/GPRS
• Escribe aquí el texto de la diapositiva Arial 18 pt
Arial 16
• Arial 14
• Arial 14
• Arial 14
02
4 GIORF
GSM/GPRS
• TDMA FRAME
Time Slots
• Canales de Señalización
Canales Lógicos
BCCH/CCCH
SDCCH/8, SDCCH/4, CBCH
• Canales de Tráfico
TCH/F
TCH/H
TCH/D
Canales Lógicos.
02
TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7
BCCH SDCCH
TF TF TH TH TD TD
5 GIORF
GSM/GPRS
Canales Lógicos.
02
Canales
Lógicos
Canales Comunes
(CCH)
Canales Dedicados
(DCH)
Broadcast Channel
(BCH)
Common Control Channel
(CCCH)
Control Channels
Traffic Channels
(CCCH)
FCCH
SCH
BCCH
PCH
AGCH
RACH
SACCH
SDCCH
FACCH
TCH/F
TCH/H
6 GIORF
GSM/GPRS
• Frequency Correction Channel (FCCH) DOWNLINK
Es la frecuencia de referencia que permite al Móvil encontrar al TRX. Contiene el
burst de corrección
• Synchronisation Channel (SCH) DOWNLINK
Este canal es usado por móvil para decodificar el BSIC y el número del TDMA
Frame de la Hipertrama
• Broadcast Control Channel (BCCH) DOWNLINK
Contiene información detalla de la red y celda como:
• LAC, MNC, Frecuencias, Frecuencias de Vecinas, HSN, Parámetros de Acceso,
Grupos de Paging
No se le permite FH y PC
Broadcast Channels (BCH) .
02
7 GIORF
GSM/GPRS
• Paging Channel (PCH) DOWNLINK
Se transmite a todas las BTS de una LAC para encontrar al móvil
• Random Access Channel (RACH) UPLINK
Es utilizado por el móvil para iniciar una llamada o como respuesta a un mensaje
de PCH.
• Access Grant Channel (AGCH) DOWNLINK
Es la respuesta al RACH, se utiliza para asignar al móvil un SDCCH e iniciar la
señalización
Common Control Channel (CCCH)
02
8 GIORF
GSM/GPRS
• Stand Alone Dedicated Control Channel (SDCCH) DL/UL
Realiza la señalización de: Establecimiento de llamada, autenticación, location
update, asignación a canales de tráfico y mensajes cortos.
• Slow Associated Control Channel (SACCH) DL/UL
Trasmite los reportes de medición.
Se encarga del Control de Potencia, alineación de frames y mensajes cortos
• Fast Associated Control Channel (FACCH) DL/UL
Este canal se utiliza para realizar un HandOver el cual es mapeado un TCH por
aproximadamente 20ms
• Traffic Channels (TCH) DL/UL
Se utilizan para transmitir voz o datos.
Dedicated Channels (DCH) .
02
9 GIORF
GSM/GPRS
Uso Lógico de Canales .
02
Dedicated Mode
Off State
IDLE Mode
IDLE Mode
• Búsqueda frecuencia de burst de corrección
• Búsqueda de secuencia de sincronía
• Lectura de información del sistema
FCCH
SCH
BCCH
• Escuchar Paging
• Iniciar o contestar llamadas
• Señalización para asignación de canal
• Establecimiento de llamadas
• Asignación de canal de tráfico
• Conversación
• Liberación de llamada
PCH
AGCH
RACH
SDCCH
FACCH
TCH/F
10 GIORF
GSM/GPRS
Configuración de Canales de Configuración .
02
TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7
TDMA Frame = 4.615 ms
0 7
TS0 = bch/sdcch-4/pch/agch
Configuración Combinada
0 1 7
TS0 = bch/pch/agch
TS1 = sdcch-8
Configuración Separada
11 GIORF
GSM/GPRS
Configuración de Canales de Configuración .
02
Configuración
Combinada
Configuración
Separada
BCCH
SDCCH/8
51 TDMA Frames = 235ms
CCCH/
SDCCH/4
12 GIORF
GSM/GPRS
• El canal SDCCH es utilizado para:
Establecimiento de llamadas
Location Update
Mensajes Cortos
Capacidad SDCCH .
02
Tabla Erlang B Chan 1% 2% 3% 5%
1 0.020 0.020 0.031 0.053
2 0.153 0.223 0.282 0.381
3 0.455 0.602 0.715 0.899
4 0.869 1.092 1.259 1.525
5 1.361 1.657 1.875 2.218
6 1.909 2.276 2.543 2.960
7 2.502 2.935 3.250 3.738
8 3.128 3.627 3.987 4.543
9 3.783 4.345 4.748 5.370
10 4.461 5.084 5.529 6.216
11 5.160 5.842 6.328 7.076
12 5.876 6.615 7.141 7.950
13 6.607 7.402 7.967 8.835
14 7.352 8.200 8.803 9.730
15 8.108 9.020 9.650 10.633
Erlang = Tiempo de Ocupación
Tiempo de Servicio
13 GIORF
GSM/GPRS
• Establecimiento de llamada
2TRXs con bloqueo al 2%, son 15 canales ~ 9.01 Erl/Cell
Llamada promedio es de 1.5 minutos ~ 25 mErl/Subs
(9.01 Erl / Cell ) / (25mErl / Subs) = 360 Subs/Cell
Autenticación y Cifrado ~ 7seg = 1.94mErl/Call
(360 Calls/Cell) * (1.94mErl/Call) = 0.6305 Erl / Cell (SDCCH)
• Location Update
Reservación de Canal SDCCH por Location Update ~ 8 Seg = 2.22 mErl
360 Calls/Cell * 2.22 mErl/Call = 0.8 Erl / Cell (SDCCH)
• Establecimiento de llamada y Location Update
0.6305 Erl + 0.8 Erl = 1.4302 Erl / Cell
Con una probabilidad de Bloque del 2% => 5 SDCCH / Cell
Capacidad SDCCH Ejemplo 1 Establecimiento y Location Update
Sector con 2 TRXs, BCCH combinado y Location Update 60 min .
02
¿Esta configuración es posible con BCCH Combinado?
14 GIORF
GSM/GPRS
• Establecimiento de llamada
2TRXs con bloqueo al 2%, son 15 canales ~ 9.01 Erl/Cell
Llamada promedio es de 1.5 minutos ~ 25 mErl/Subs
(9.01 Erl / Cell ) / (25mErl / Subs) = 360 Subs/Cell
Autenticación y Cifrado ~ 7seg = 1.94mErl/Call
(360 Calls/Cell) * (1.94mErl/Call) = 0.6305 Erl / Cell (SDCCH)
• Location Update
Reservación de Canal SDCCH por Location Update ~ 8 Seg = 2.22 mErl
360 Calls/Cell * 2.22 mErl/Call * 1/2 = 0.4 Erl / Cell (SDCCH)
• Establecimiento de llamada y Location Update
0.6305 Erl + 0.4 Erl = 1.0302 Erl / Cell
Con una probabilidad de Bloque del 2% => 4 SDCCH / Cell
Capacidad SDCCH Ejemplo 2 Establecimiento y Location Update
Sector con 2 TRXs, BCCH combinado y Location Update 120 min .
02
¿Esta configuración es posible con BCCH Combinado?
15 GIORF
GSM/GPRS
• Establecimiento de llamada
2TRXs con bloqueo al 2%, son 15 canales ~ 9.02 Erl/Cell
Llamada promedio es de 1.5 minutos ~ 25 mErl/Subs
(9.02 Erl / Cell ) / (25mErl / Subs) = 360 Subs/Cell
Autenticación y Cifrado ~ 7seg = 1.94mErl/Call
(360 Calls/Cell) * (1.94mErl/Call) = 0.6305 Erl / Cell (SDCCH)
• Location Update
Reservación de Canal SDCCH por Location Update ~ 8 Seg = 2.22 mErl
360 Calls/Cell * 2.22 mErl/Call = 0.8 Erl / Cell (SDCCH)
• SMS
Tráfico estimado por SMS 1.0 mErl
360 Calls/Cell * 1.0 mErl/Call = 0.36 Erl / Cell (SDCCH)
• Establecimiento de llamada, Location Update y SMS
0.6305 Erl + 0.8 Erl + 0.36 Erl = 1.0302 Erl / Cell
Con una probabilidad de Bloque del 2% => 6 SDCCH / Cell
Capacidad SDCCH Ejemplo 3 Establecimiento, Location Update y Mensajes Instantáneos
Sector con 2 TRXs, BCCH sin combinar, Location Update 60 min y SMS .
02
16 GIORF
GSM/GPRS
Capacidad SDCCH Ejercicio 1 Establecimiento, Location Update y Mensajes Instantáneos .
02
• Calcular el número de canales SDCCH bajo las siguientes condiciones:
4 TRXs, Half Rate al 60%
Location Update cada 80 minutos
Duración de llamadas 1.2 minutos
Tráfico SMS 1.2 mErl
Autenticación y Cifrado 6 segundos
Reserva de canal SDCCH para Location Update 7 segundos
17 GIORF
GSM/GPRS
Capacidad SDCCH Recomendación .
02
• La configuración de BCCH debe ser sin combinar
• Por cada 2 TRXs instalados configurar un canal físico SDCCH
Número de TRXs 1 2 3 4 5 6
Número de SDCCH 4 8 12 16 20 24
18 GIORF
GSM/GPRS
Propagación Radio .
02
• La radio propagación se define como la forma de viajar de ondas
radioeléctricas en el espacio en un ambiente específico.
• Ambientes de propagación:
Morfología:
Urbano Denso
Urbano
Rural
Industrial, etc.
• Altura de la antena:
Macrocelular
Microcelular
• Ubicación del receptor:
Indoor
Outdoor
19 GIORF
GSM/GPRS
Propagación Radio .
02
• Dentro de cada ambiente de propagación se definen las siguientes
variables.
Difracción
Multi trayectoria (reflexión, refracción y dispersión)
Fading
Path Lost
20 GIORF
GSM/GPRS
Propagación Radio .
02
• Fast Fading
Debido a la multitrayectoria la señal recibida es la suma de todas las réplicas
recibidas. Las réplicas con fases distintas generan interferencia constructiva o
destructiva.
• Slow Fading
Variación del nivel de señal debido a obstáculos que cambian la intensidad de
señal recibida.
21 GIORF
GSM/GPRS
Técnicas de Diversidad .
02
• Debido a las características de propagación de la radiofrecuencia se
utilizan técnicas de diversidad las cuales ayudan a mejorar la calidad de la
señal. Entre estas técnicas destacan:
Diversidad en Tiempo
Diversidad en Frecuencia *
Diversidad de Espacio
Diversidad de Polarización
Interleaving
Saltos de Frecuencia *
Antenas Múltiples
Antenas Crosspolares
Equalizadores
Rake Receiver
22 GIORF
GSM/GPRS
Interferencia .
02
• La interferencia se define como:
Wanted Signal
Unwanted Signal
Carrier
Interference =
C / I
23 GIORF
GSM/GPRS
Interferencia .
02
• Efectos de la Interferencia
Degradación de la Señal
Introduce Errores de Bits
Llamadas caídas
• Fuentes de Interferencia
Re uso de frecuencias
Multitrayectoris (Ecos)
Interferencia Externa
• Interferencia Co-Canal
Inevitable, hecha en casa
Causada por utilizar la misma frecuencia
24 GIORF
GSM/GPRS
Interferencia .
02
•C/I = 12 dB (Sin salto en frecuencia)
•C/I = 9 dB (Con salto en frecuencia)
Co-canal (Voz) Canal Adyacente (Voz)
•C/A = 3 dB
*Adyacencias no se recomiendan en la
misma celda ni en las colindantes
Co-canal (Datos)
•C/I = 6-7 dB (CS-1)
•C/I = 9 dB (CS-2)
25 GIORF
GSM/GPRS
Interferencia .
02
• La relación señal a ruido C/I se define a partir de la eficiencia espectral y la
capacidad a manera que:
C/I Bajo Alto reuso, mayor eficiencia y mayor capacidad
C/I Alto Bajo reuso, buena calidad de señal, poca eficiencia
• La cantidad asignada de espectro por Región es importante para mejorar la
calidad de la Radio
26 GIORF
GSM/GPRS
Interferencia .
02
• Reuso de Frecuencia
3/9 4/12
27 GIORF
GSM/GPRS
Interferencia .
02
• CO-BCCH BCCH, CO-BCCH TCH,
• ADJ-BCCH BCCH, ADJ-BCCH-TCH
28 GIORF
GSM/GPRS
Planes de Frecuencia .
02
• ¿Por qué el reuso de frecuencia?
10MHz = 50 Canales 7 Canales de Tráfico => 450 Llamas simultaneas???
• Espectro limitado
Hacer reuso de frecuencias lo mayor posible
Aumentar la capacidad
Se incrementan las interferencias
• Intercambio entre niveles de interferencia y capacidad
• Intercambio entre niveles de interferencia y capacidad
29 GIORF
GSM/GPRS
Saltos de Frecuencia .
02
• Existen 2 tipos de saltos de frecuencia:
Banda Base
Sintetizado
Cada TRXs se le asigna una frecuencia fija
La ventaja es que el combinador soporta varios TRXs
El número de frecuencia de salto no depende de los TRXs
Los combinadores tienen una perdida de 3dBs
30 GIORF
GSM/GPRS
FH Sintetizado .
02
Parámetros Channel Groups
CHGR 0: (BCCH) TRX1
•HOP= OFF
CHGR 1: TRX2,TRX3,TRX4
•HOP= ON
El channel group 0 tiene una frecuencia fija que no salta
El channel gropu 1 contiene hasta n frecuencias para salta en sus 4 TRXs
31 GIORF
GSM/GPRS
FH Sintetizado .
02
• Algoritmo de Salto de Frecuencia
Salto Cíclico HSN = 0
Los saltos de frecuencia van del valor
más bajo al mas alto, de manera cíclica
Salto Random HSN = 1 al 63
Los saltos de frecuencia son definidos a partir
De un pseudo código random definido en el
HSN
Del periodo del código es de aproximadamente
6 minutos
32 GIORF
GSM/GPRS
FH Sintetizado .
02
• Algoritmo de Salto de Frecuencia
En caso de que se tuvieran 3TRXs de Hopping con 4 frecuencias de salto
ocurriría una colisión de frecuencias
Por lo es que necesario añadir un Offset a cada TRX denominado MAIO.
Ejemplo: MAIO 0, 1, 2
33 GIORF
GPRS/EDGE
Interfaces .
02
• Ejemplo de FH Sintetizado
34 GIORF
GPRS/EDGE
Interfaces .
02
BSC/PCU 1
BSC/PCU 2
BSC/PCU 3
BSC/PCU 4
BSC/PCU 5
BSC/PCU 6
SGSN A
SGSN B
GGSN X
GGSN Y
ISP A
ISP B
ISP C
Intranet Corp. 1
Intranet Corp. 2
Intranet Corp. 3
Inte
rnet
35 GIORF
GPRS/EDGE
Clases de Móviles .
02
• Existen 3 tipos de clases de terminales EGPRS
Clase A: Voz y Datos simultáneos
Clase B: Transmisión de Voz o Datos
Clase C: Únicamente datos
36 GIORF
GPRS/EDGE
Clases de Móviles .
02
• Clases de Multislot Type 1
Clases Multislot 1 - 12
• Máximo 4 TS DL o 4 UL (No al mismo tiempo)
• Mínimo 1 TSL para el cambio de frecuencia
• 2 – 4 TSL para cambio de frecuencias Modo IDLE
Clases Multislot 19 - 29
• Máximo 8 DL ú 8 UL
• 0 – 3 TSL para cambio de frecuencias Modo IDLE
ClasesMultislot 30 - 45
• Máximo 5 DL o 5 UL (6 compartido)
• Máximo 6 DL o 6 UL (7 compartido)
• Clases de Multislot Type 2
ClasesMultislot 13 – 18
• Transferencia simultanea DL y UL
• 8 TSL DL y 8 TSL UL
• No disponible actualmente
DL
UL
TSL cambio de frecuencia
DL
UL
DL
UL
37 GIORF
GPRS/EDGE
Clases de Móviles .
02
AirCard 318U
• Chipset-Qualcomm
• HSDPA Categoría 14
• HSUPA Categoría 6
• EDGE MS Clase 12
• GPRS MS Clase 10
Número Máximo de TS
Multislot Class Rx Tx Sum
1 1 1 2
2 2 1 3
3 2 2 3
4 3 1 4
5 2 2 4
6 3 2 4
7 3 3 4
8 4 1 5
9 3 2 5
10 4 2 5
11 4 3 5
12 4 4 5
38 GIORF
GPRS/EDGE
Arquitectura y protocolos .
02
• La capa LLC (Logical Link Control) provee de una conexión segura el cifrado entre el móvil y el
SGSN, este tiene 2 modos de transferencia que son acknowledged y unacknowledged.
• La capa MAC permite al móvil utilizar varios canales en paralelo, es responsable del encolamiento y
programación de los intentos de acceso.
• El protocolo MAC provee de TBF (Temporary Block Flows) que permiten conexiones punto a punto,
transferencia unidireccional de señalización entre el móvil y la red.
39 GIORF
GPRS/EDGE
TBFs .
02
• Un TBF (Temporary Block Flow) es una conexión física entre la red y el móvil que
permite la transferencia de información con protocolo LCC en los PDCHs.
• Un TFB se caracteriza por utilizar uno o varios PDCHs de la red al móvil en la
transferencia de datos. Una vez terminada la transferencia, el TBF se libera
• El número de TBFs por móvil y dirección se limita a uno sin embargo .TBFs que
perteneces a diferentes móviles pueden compartir del mismo PDCH
Nota: Una sesión de tranferencia de datos se compone de peticiones, respuestas,
acknowledgments por lo que muchos TBFs (UL, DL) se establecen en la misma sesión.
• Cada TBF es identificado por un TFI (Temporary Flow Identifier) asignada por la red.
‘
40 GIORF
GPRS/EDGE
Arquitectura y protocolos .
02
• El RLC define los procedimientos de segmentación y reconstrucción del protocolo LLC Data Unit
(PDU) en los bloques de RLC/MAC y el modo de operación de RLC acknowledged,
• RLC provee la función de link adaptation
• Juntas RLC y MAC crean el protocolo de la Interfaz Um
DownLink RLC Data Block
con encabezado MAC
PR: Indica la reducción de potencia para
trasmitir el bloque
TFI: Identifica la pertenencia de un bloque
TBF
FBI: Indica el final del bloque
BSN: Número de la secuencia de bloque
41 GIORF
GPRS/EDGE
Arquitectura y protocolos .
02
• El tamaño del bloque RLC depende del tipo de codificación (CS-1, CS-2, CS-3, CS-4)
• La capa física es la encargada de modulación, demodulación, interleaving, control de
potencia y transmisión discontinua.
Coding Scheme RLC Data Block Size without Spare Bits (Bytes) Number of Spare Bits
CS-1 22 0
CS-2 32 7
CS-3 38 3
CS-4 52 7
42 GIORF
GPRS/EDGE
Arquitectura y protocolos .
02
• La capa LLC (Logical Link Control) provee de una conexión segura el cifrado entre el
móvil y el SGSN, este tiene 2 modos de transferencia que son acknowledged y
unacknowledged.
• . El RLC define los procedimientos de segmentación y reconstrucción del protocolo
LLC Data Unit (PDU) en los bloques de RLC/MAC y el modo de operación de RLC
acknowledged,
• RLC provee la función de link adaptation
• La capa MAC permite al móvil utilizar varios canales en paralelo, es responsable del
encolamiento y programación de los intentos de acceso.
• El protocolo MAC provee de TBF (Temporary Block Flows) que permiten conexiones
punto a punto, transferencia unidireccional de señalización entre el móvil y la red.
43 GIORF
GPRS/EDGE
Arquitectura y protocolos .
02
• La capa física es la encargada de modulación, demodulación, interleaving, control de
potencia y transmisión discontinua
• El mapeo entre capas se visualiza de la siguiente manera:
Los frames de LLC son mapeados en
bloques RLC
En la capa RLC/MAC el protocolo
ARQ provee la retransmisión de
bloques erróneos de RLC data
Cuando un frame de LLC es
exitosamente transferido por la capa
RLC, este es enviado a la capa LLC
44 GIORF
GPRS/EDGE
Multiframe y estructura .
02
El TSL que lleva el tráfico GPRS se refiere como PDCH
Puede haber hasta 12 Radio Blocks (RLC/MAC)
Cada Radio Block consiste en 4 bursts transportando tráfico o señalización
45 GIORF
GPRS/EDGE
Canales Físicos y Lógicos .
02
Canales
Lógicos
Canales Comunes
(CCH)
Canales Dedicados
(DCH)
PCH
AGCH
RACH
PACCH
PDTCH
46 GIORF
GPRS/EDGE
Canales Físicos y Lógicos .
02
• Packet Radom Access Chanel (PRACH)
Canal UL que utiliza el móvil para la petición de tráfico y timing advance
• Packet Paging Channel (PPCH)
Canal DL utilizado para hacer el paging al móvil antes de una transferencia
• Packet Access Grant Channel (PAGCH)
Canal DL utilizado para la asignación de recursos en la fase de establecimiento
• Packet Data Traffic Channel (PDTCH)
Canal para la transferencia de datos
• Packet Associated Control Channel (PACCH)
Canal de señalización dedicado para los móviles. Se encarga de incluir los ACK, control de
potencia y asignación de recursos
• Packet Data Traffic Channel (PTCCH)
Es utilizado para transmitir la información de timing advance de hasta 16 móviles.
47 GIORF
GPRS/EDGE
Modulación .
02
• Una gran ventaja de GPRS y EDGE es el incremento de la velocidad de datos. Esto se
debe a la reducción a las tasas de error y a la nuevas modulaciones y coding schemes.
GMSK 8 - PSK
GPRS EDGE
48 GIORF
GPRS/EDGE
Coding Schemes .
02
• GPRS tiene 4 tipos de coding schemes: CS-1, CS-2, CS-3 y CS-4
49 GIORF
GPRS/EDGE
Coding Schemes .
02
• EDGE tiene 9 tipos de coding schemes: MCS-1 al MSC-9
50 GIORF
GPRS/EDGE
Coding Schemes .
02
• GPRS/EDGE
51 GIORF
GPRS/EDGE
Link Adaptation .
02
• El algoritmo del Link Adaptation se basa en RLC BLER, mediciones RXQUAL
y CI medido en cada TBF.
• El objetivo asignar el mejor MCS debido a las condiciones radio.
• Es independiente en el UL y DL.
52 GIORF
GPRS/EDGE
Territorio (E)GPRS .
02
• Los canales de voz pueden ser conmutados y utilizados para datos.
• En GSM la voz tiene prioridad sobre los datos.
53 GIORF
GPRS/EDGE
Movilidad y estados .
02
• El SGNS es el encargado de la movilidad de GPRS (GMM)
• IDLE: La red no conoce la ubicación del móvil
• Standby: Se conoce la ubicación del móvil por medio de su RA ( Routing Area)
• Ready: Se conoce la ubicación del móvil a nivel celda, comunicación punto a punto
54 GIORF
GPRS/EDGE
Movilidad y estados .
02
• Attach/Detach: GRPS Attach el móvil se mueve a estado READY y se establece el PDP
Context, se realiza la autenticación y cifrado.
55 GIORF
GPRS/EDGE
Movilidad y estados .
02
• Routing Area: Es un subgrupo de Location Area (LA), pertenece únicamente a un SGSN.
Un grupo grande de LA/RA aumenta el tráfico de paging
Un grupo pequeño de LA/RA aumenta la señalización para LA/RA update
RAI = MCC+MNC+LAI+RAC
56 GIORF
GPRS/EDGE
PDP Context .
02
• PDP Context: Este incluye in IP dinámica y un set de atributos de QoS y se inicia por el
móvil o la red.
1. MS envía un Activate PDP Context Request al SGSN
2. SGNS verifica la petición en el HLR
3. SGNS recibe la dirección IP del DNS
4. SGSN envía un Create PDP Context Request al GGSN
5. GGSN envía un Create PDP Context Response al SGSN
6. SGSN envía un Activate PDP Context Accept al MS
57 GIORF
GPRS/EDGE
Abis .
02
• La interfaz entre la BSC y la BTS se define como Abis
• Es una Interfaz de 2048kbits/s (ETSI) y 1544 kbits/s (ANSI)
• Se utiliza un submultiplexaje para utilizar canales de 16kbit/s (FR y DR) u 8
kbit/s (HR)
• La ubicación de los time slots siguen los siguientes principios:
El Time slot 0 del E1 se utiliza para la alineación y supervisión
Un Time slot de 16kbps o 64 kbps se requiere entre las BTS y la BSC para operación y
mantenimiento (OMUSIG)
Cada TRX procesa hasta 8 TCH/F de 16kbps o hasta 16 TCH/H y 16, 32 o 64 kbps para
señalización denominados TRXSIG.
• En Nokia existe la posibilidad de asignar canales del E1 de forma dinámica
esto se le conoce como EDAP. Este se comparte en el número de TRX que
se encuentren en el mismo BCF
58 GIORF
GPRS/EDGE
Abis .
02
59 GIORF
GPRS/EDGE
PCU .
02
• La PCU se encarga de controlar los recursos de (E)GPRS, recibe y transmite las
tramas de la BTS y SGSN, se encarga de:
Manejo y asignación de recursos EGPRS
Establecimiento de conexión EGPRS
Transferencia de Datos
Selección de Coding Sheme
• Las BTSs son controladas únicamente por una PCU
• Una unidad lógica de PCU puede llevar a próximamente 256 Abis dependiendo de la
capacidad instalada
• La BSC y el SGSN se conectan por medio de la interfaz Gb
• La primera generación de PCU fue diseñada para GPRS sin aplicaciones en tiempo
real (Background, Interactive)
• La segunda generación PCU2 soporta tráfico en tiempo real y EGPRS
60 GIORF
GPRS/EDGE
PCU .
02
Configuración Nokia
61 GIORF
GPRS/EDGE
PCU .
02
Configuración Nokia
• Tipos de BSCs tipos y capacidades
• Se recomienda tener una utilización de 80%
62 GIORF
GPRS/EDGE
Interfaz Gb .
02
• La interfaz Gb es la conexión que hay entre la BSC y el SGSN
• Permite intercambio de señalización e información del usuario
• La comunicación se realiza entre:
BSC: PCU
SGSN : PAPU
• Cada PCU tiene su conexión independiente con el SGSN
• La interfaz Gb se puede configurar en Frame Relay o IP
63 GIORF
GPRS/EDGE
Frequency Planning .
02
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40
Th
rou
gh
pu
t p
er
TS
L [
kb
/s]
C/I [dB]
Typical urban macro cell C/I distribution
35%15% 15%35%
BCCH re-uso 12 BCCH re-uso 3
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30
C/I [dB]
Th
rou
gh
pu
t p
er
TS
L [
kb
/s]
Typical urban macro cell C/I distribution
35% 15% 15% 35%
75%
75%
75%
25%
25%
25%
EGPRS
GPRS CS 1 - 4
GPRS CS 1 - 2
64 GIORF
GPRS/EDGE
User Throughput por TSL .
02
THP Máximo
59.2 Kbps
TSL Capacity
THP por TS
asignado
Distribución
C/I
TSL Sharing
1TS EDGE
12 Kbps
Distribución
C/I
TSL Sharing
1TS GPRS CS 1-2
65 GIORF
GPRS/EDGE
Capacidad por Time Slot .
02
• BCCH layer (reuse 12):
GPRS (CS-2): typ. Kbps/Erlang_PS= 11 Kbps
EGPRS (all MCS): typ. kbps/Erlang_PS= 45 Kbps
• Non-BCCH layer (hopping):
GPRS (CS-2): typ. Kbps/Erlang_PS= 11-10 Kbps
EGPRS (all MCS): typ. kbps/Erlang_PS= 40-20 Kbps
• Dedicated layer for (E)GPRS:
GPRS (CS-2): typ. Kbps/Erlang_PS= 12-10 Kbps
EGPRS (all MCS): typ. kbps/Erlang_PS= 55-20 Kbps
66 GIORF
GPRS/EDGE
Tasa de Reducción .
02
TRX 1 Circuit
Switched
Packet
Switched
A)
B)
GPRS Territory = 6 TSLs
TRX 2
TRX 1
TRX 2
GPRS Territory = 1 TSLs
Circuit
Switched
Packet
Switched
2 MS cada uno con 3 TS
3*12kbps= 36 kbps
2 MS cada para un TS
12/2kbps= 6 kbps
67 GIORF
GPRS/EDGE
Tasa de Reducción .
02
TRX 1 Circuit
Switched
Packet
Switched
A)
B)
GPRS Territory = 1 TSLs
TRX 2
TRX 1
TRX 2
GPRS Territory = 3 TSLs
Circuit
Switched
Packet
Switched
1 MS cada uno con 3 TS
3*12kbps = 36 kbps
3 TS para 27 MS
12/9kbps = 1.3kbps
68 GIORF
GPRS/EDGE
Tasa de Reducción .
02
La tasa de reducción se debe al multiplexaje de mas de un usuario en un
Time Slot
Best effort traffic - FTP traffic model
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 20 40 60 80 100
(E)GPRS Channel Utilisation (%)
Rate
Red
ucti
on
(%
)
Reuse 2/6
Reuse 3/9
Reuse 4/12
69 GIORF
GPRS/EDGE 02
N=Ns/Nu
Nu= Average number of
TSL allocated to the MS
Reduction Factor
0.95 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
1 0.0967 0.1871 0.35 0.4911 0.6123 0.7153 0.8019 0.8731 0.9301
5/4 0.1707 0.2831 0.4548 0.5861 0.6911 0.7763 0.8457 0.9016 0.9458
4/3 0.1947 0.3112 0.4826 0.6101 0.7104 0.791 0.8561 0.9084 0.9496
3/2 0.2398 0.3615 0.53 0.65 0.7421 0.8148 0.8729 0.9193 0.9556
5/3 0.2807 0.4046 0.5686 0.6818 0.7669 0.8333 0.8859 0.9277 0.9602
7/4 0.2996 0.4239 0.5854 0.6953 0.7773 0.8411 0.8914 0.9312 0.9622
2 0.3502 0.4737 0.6274 0.7288 0.8031 0.8601 0.9047 0.9397 0.967
9/4 0.3928 0.5141 0.6603 0.7545 0.8226 0.8744 0.9147 0.9462 0.9706
7/3 0.4056 0.5259 0.6697 0.7618 0.8281 0.8785 0.9175 0.948 0.9716
5/2 0.429 0.5473 0.6866 0.7748 0.838 0.8857 0.9225 0.9513 0.9734
8/3 0.4501 0.5663 0.7014 0.7862 0.8465 0.8919 0.9269 0.9541 0.9749
11/4 0.4599 0.575 0.7081 0.7913 0.8504 0.8947 0.9289 0.9553 0.9756
3 0.4866 0.5985 0.7261 0.805 0.8607 0.9022 0.9341 0.9587 0.9775
13/4 0.5097 0.6186 0.7413 0.8166 0.8693 0.9085 0.9384 0.9615 0.9791
10/3 0.5168 0.6247 0.7459 0.82 0.8719 0.9104 0.9397 0.9623 0.9795
7/2 0.5301 0.6361 0.7545 0.8265 0.8767 0.9139 0.9422 0.9639 0.9804
11/3 0.5423 0.6466 0.7623 0.8323 0.881 0.917 0.9444 0.9653 0.9812
15/4 0.5481 0.6515 0.7659 0.8351 0.8831 0.9185 0.9454 0.966 0.9816
4 0.5642 0.6651 0.776 0.8426 0.8887 0.9226 0.9482 0.9678 0.9826
13/3 0.5831 0.681 0.7877 0.8514 0.8952 0.9273 0.9515 0.9699 0.9838
9/2 0.5917 0.6882 0.793 0.8554 0.8982 0.9294 0.953 0.9708 0.9843
14/3 0.5998 0.6949 0.798 0.8591 0.9009 0.9314 0.9543 0.9717 0.9848
5 0.6146 0.7072 0.807 0.8658 0.9059 0.935 0.9568 0.9733 0.9857
16/3 0.6278 0.7182 0.815 0.8717 0.9103 0.9382 0.959 0.9747 0.9865
11/2 0.6339 0.7233 0.8187 0.8745 0.9123 0.9396 0.96 0.9754 0.9868
6 0.6507 0.7371 0.8287 0.8819 0.9178 0.9436 0.9627 0.9771 0.9878
13/2 0.6654 0.7492 0.8374 0.8883 0.9225 0.947 0.9651 0.9786 0.9886
20/3 0.6699 0.7529 0.8401 0.8903 0.924 0.948 0.9658 0.979 0.9888
7 0.6784 0.7599 0.8451 0.894 0.9267 0.95 0.9671 0.9799 0.9893
15/2 0.6901 0.7694 0.852 0.8991 0.9304 0.9526 0.9689 0.981 0.9899
8 0.7007 0.7781 0.8582 0.9036 0.9337 0.955 0.9705 0.982 0.9905
9 0.7193 0.7932 0.8689 0.9114 0.9393 0.959 0.9732 0.9838 0.9914
28/3 0.7249 0.7977 0.8721 0.9137 0.941 0.9601 0.974 0.9843 0.9917
10 0.7352 0.806 0.8779 0.9179 0.944 0.9623 0.9755 0.9852 0.9922
32/3 0.7445 0.8135 0.8831 0.9217 0.9468 0.9642 0.9768 0.986 0.9926
11 0.7489 0.817 0.8856 0.9235 0.948 0.9651 0.9774 0.9863 0.9928
12 0.761 0.8266 0.8922 0.9282 0.9514 0.9675 0.979 0.9873 0.9934
13 0.7716 0.835 0.8981 0.9324 0.9544 0.9695 0.9804 0.9882 0.9938
40/3 0.7749 0.8377 0.8999 0.9337 0.9553 0.9702 0.9808 0.9885 0.994
14 0.7812 0.8426 0.9032 0.936 0.957 0.9713 0.9816 0.9889 0.9942
N=
NS
/ N
U
15 0.7898 0.8494 0.9079 0.9393 0.9593 0.9729 0.9826 0.9896 0.9946
Ns= Average number of TSL
available for (E)GPRS
70 GIORF
GPRS/EDGE
Dimensionamiento de Tráfico .
02
Calcular el número de TRXs para Voz y Datos en la hora cargada
1. Calcular el número de TS para Voz
2. Calcular el número de TSL promedio para la capacidad de datos (kbps/cell) y calidad
de usuario (kbps/user)
3. Calcular el número mínimo de canales dedicados para para garantizar la capacidad y
calidad
4. Calcular el número total de TSL
71 GIORF
GPRS/EDGE
Paso 1 Dimensionamiento de Tráfico de Voz .
02
• Utilizar las formula de Erlang B para calcular el número de TSL requerido con
un bloqueo del 2%
• Los canales dedicados de PS no pueden ser utilizados para llamadas de Voz
CS territory PS territory
Dedicated
PS capacity
Non- dedicated
PS capacity
TSL necesarios para 2% de bloque
Erlangs de Voz
72 GIORF
GPRS/EDGE
Paso 2 Dimensionamiento para Capacidad de Datos .
02
• Calcular los Erlangs de datos necesarios para EDGE
Data Erlangs = Promedio de capacidad de Datos(kbps/cell) / TSL Capacity
En caso de HP calcular la EFL
(Voz Erlangs/2 + Data Erlagns) / (8*Num Freq) < Max EFL
• Calcular el Factor de Reducción
FR= Promedio por usuario(kbps) / (TSL Capacity* Número MS TSL)
• El número de MS TSL es el promedio de TSL de móvil
• Definir Ns como entero mas bajo > Data Erlangs (Número mínimo de TSL
para llegar a la capacidad)
• Calcular la Utilización U = Data Erlang /Ns
• Utilizar la tabla de reducción para U y Ns/Un (Un es el número de TSL
soportado por lo móviles
• Si factor de reducción es menor al factor de reducción requerido se debe
repetir el cálculo con Ns=Ns+1
• El número de TSL necesario para la capacidad y calidad es Ns
73 GIORF
GPRS/EDGE
Paso 3 Dimensionamiento para Capacidad Mínima de Datos .
02
• En este paso se define la capacidad mínima de datos garantizada
independiente a la carga de voz.
• Es necesario repetir el paso 2 para dimensionar el número de TSL asignar al
territorio de dedicado
CS territory PS territory
Dedicated
PS capacity
Non- dedicated
PS capacity
Data Erlang
TSL mínimo requerido
74 GIORF
GPRS/EDGE
Paso 4 Número Total de TSL .
02
• Calcular el número de TSL de guarda.
• TSL= MAX{TSL promedio de Voz, TSL promedio de datos – TSL dedicados +
TSL de Guarda} + TSL Dedicados
CS territory PS territory
TSL Guarda
TSL Dedicado
No. TRXsFree TSL
(After Downgrade)
Free TSL
(After Upgrade)MeanFree TSL
1 1 1 1
2 1 2 1.5
3 1 2 1.5
4 2 3 2.5
5 2 4 3
6 2 4 3
7 2 4 3
8 3 5 4
9 3 5 4
10 3 6 4.5
11 3 6 4.5
12 3 6 4.5
75 GIORF
GPRS/EDGE
Ejemplo de Dimensionamiento .
02
• Ancho de Banda : 5 MHz
• Re uso de BCCH : 12
• Tráfico en hora cargada de voz : 5 Erl
• Tráfico PS en hora cargada : 200 Kbps/cell
• THP promedio de MS: 64 Kbps/MS
• Número promedio de MS TSL : 3
• Sin reserva de capacidad mínima
• Solución 1: EDGE en BCCH
• Solución 2: EDGE en HP
76 GIORF
GPRS/EDGE
Ejemplo de Dimensionamiento BCCH .
02
• Paso 1
TSL bloqueo 2% = ErlangB(5,0.02) = 12TSLs
• Paso 2
TSL capacity de 48 kbps (obtenido de planificación)
Data Erlang = 200 / 48 = 4.2
Factor de Reducción = 64 / (48*3) = 0.4
Ns es redondeado al mínimo entero > Data Erlang -> Ns = 5
Utilización U = Data Erlang / Ns = 0.84
Ns / Nu = 5/3 y Utilización de = 0.84 -> El factor de reducción de la tabla es mayor
a 0.4-> OK
5 TSL son requeridos para EDGE
• Paso 3 No se requiere
• Paso 4
1.5 TSL de guarda, TSL = MAX{12, 5 +1.5} = 12
Se requieren 2TRX
77 GIORF
GPRS/EDGE
Ejemplo de Dimensionamiento BCCH .
02
Si es necesario reservar datos independientes la Voz
TSL capacity de 48 kbps (obtenido de planificación)
• Paso 3
5 TSL para dedicado
• Paso 4
TSL = Max { 12, 5+1.5} + 5 = 17
Se requieren 3TRX
78 GIORF
GPRS/EDGE Ejemplo de Dimensionamiento HP .
02
• Paso 1
TSL bloqueo 2% = ErlangB(5,0.02) = 12TSLs
• Paso 2
TSL capacity de 30 kbps (primera iteración)
Data Erlang = 200 / 30 = 6.6
EFL = 5/2 + 6.6) / (8*13) = 8.7%
TSL capacity de 35 kbps (segunda iteración)
Data Erlang = 200 / 35 = 5.7
EFL = 5/2 + 5.7) / (8*13) = 7.9%
Factor de Reducción = 64 / (36*3) = 0.6
Ns es redondeado al mínimo entero > Data Erlang -> Ns = 6
Utilización U = Data Erlang / Ns = 0.95
Ns / Nu = 6/3 y Utilización de = 0.95 -> El factor de reducción de la tabla es menor a 0.6-> NO
OK
Repetir el mismo cálculo con Ns=7 -> Utilización 5.7/7=0.81 -> Factor de reducción de la tabla
es mayor a 0.6
7 TSL son requeridos para EDGE
• Paso 3 No se requiere
• Paso 4
1.5 TSL de guarda, TSL = MAX{12, 5 +1.5} = 12
Se requieren 2TRX
79 GIORF
GPRS/EDGE
Ejemplo de Dimensionamiento HP .
02
Si es necesario reservar datos independientes la Voz
• Paso 3
57TSL para dedicado
• Paso 4
TSL = Max { 12, 5+1.5} + 7= 19
Se requieren 3TRX
80 GIORF
GPRS/EDGE
Ejercicio .
02
• Calcular el número de canales SDCCH y PDCHs bajo las siguientes
condiciones:
4 TRXs, Half Rate al 50%
Location Update cada 60 minutos
Duración de llamadas 1.5 minutos
Tráfico SMS 1. mErl
Autenticación y Cifrado 6 segundos
Reserva de canal SDCCH para Location Update 7 segundos
Calcular Canales de EDGE al 80% de utilización de voz
TSCapacity : 48Kbps
Tráfico PS en hora cargada : 200 Kbps/cell
THP promedio de MS: 64 Kbps/MS
Número promedio de MS TSL : 3
Con reserva de capacidad mínima
EDGE en BCCH