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Evolução do GSM para a 3ª Geração
(GSM 2+)
10 Janeiro 2001
• 1ª Geração, Analógica - AMPS, ETACS, NMT, C-NET...
• 2ª Geração, Digital - GSM, PDC, DAMPS, CDMA...
• 2ª Geração Wireless - DECT, PHS...• 2ª Geração Satélite - Iridium, Globalstar..
• 3ª Geração - Universal - IMT-2000, UMTS
Resumo Histórico
High Speed Circuit Switched Data
• Este serviço é um melhor aproveitamento do actual serviço de comutação de circuitos (GSM), proporcionando taxas de transmissão superiores a 9.6 Kbps, através da combinação de vários canais.
Aproximar a velocidade da comunicação móvel à do ISDN
High Speed data circuitsHSCSD n*14.4 (3*14.4 = 43.2)
MSC
BTS
BTS
UDIISDN
GSM
IWE
PSTN
Internet
CorporateNetworks
LANBSC
Interface Ar
• Os terminais moveis funcionam em half duplex, no entanto o HSCSD permite a operação de uma forma assimétrica possibilitando a taxa de recepção superior à da transmissão.
Protocolos de Dados
• É permitido o serviço transparente e não transparente.
• Transparente é baseado no protocolo especificado para o ISDN.
• Não transparente baseado no Radio Link Protocol (RLP) entre o MS e o Interworking Functions
Sinalização
• Os parâmetros do serviço são negociados quando se estabelece a chamada, ou durante se for não transparente.
• Modo transparente o ritmo é fixo o que leva à modificação da codificação do canal quando se altera o numero de canais.
• Modo não transparente permite a alteração do numero de canais, desde que o ritmo de transmissão seja variável.
Obstáculos
• Preço
• Baixas taxas de transmissão para aplicações
• Interface com o utilizador
O que é o GPRS ?• GPRS = General Packet Radio System
• GPRS serviço de dados por pacotes sobre a infraestrutura GSM, permite acesso de terminais móveis a redes de dados
– GPRS consegue teóricamente taxas até 170 Kbit/s– A taxa inicial será muito inferior, na ordem dos 28.8
Kbit/s
Atractivos no GPRS
• Novas aplicações– Horizontais– Verticais
• Conectividade Instantânea e Constante– Acesso a Internet instantânea
• Acesso ao serviço– Telemóveis - Computadores de Bolso– Smart Phones - Communicators– Placas PC c/ interface rádio– Caixas Negras
Impactos do GPRS
• Para o Utilizador Acesso móvel a redes de dados
Taxação baseada no volume de dados
• Para o Operador de redeAumento do tráfego total
Complexidade da gestão de rede (vários tipos de tráfego)
Uso eficiente dos recursos rádio
Características da rede GPRS
Comutação de pacotes – Dados enviados em bursts
Eficiência de Espectro – 2 timeslots downlink, 1 timeslot uplink
Transmissão PTP (Point to Point) ou PTM (Point to Multipoint)
Codificação de Canal – Esquemas CS1 a CS4
Alocação dinâmica de timeslots
Alocação Dinâmica de timeslots
• Atribuição de prioridade a um serviço assegurando um mínimo de capacidade a outro
TDMA frame
TRX : GPRS & GSM
0 7TS number
Só GSMSó GPRS GSM ou GPRS
Codificação de Canal
• Dependendo da C/I vários esquemas de Codificação
GSMCom
GPRSÁrea de
Cobertura
CS1
CS2
CS3CS4
Três peças fundamentais
GGSN – Gateway GPRS Support Nodeinterface entre rede de suporte GPRS e PDN exteriores, conversão num pacote de dados apropriado e endereços
SGSN – Serving GPRS Suport Nodeencaminhamento, transferência, gestão de mobilidade e autenticação
PCU – Packet Control Unit Encaminhamento de pacotes GPRS para a SGSN
Arquitectura do Sistema
Protocolos
BSCBTS
Server
BTSBSC
GGSN
SGSN
HPLMN VPLMNGGSN
BG
BG
SGSN
Intra-PLMNBackbone Network
Data Network
Intra-PLMNBackbone Network
Inter-PLMNBackbone Network
Ligação GPRS
EDGEEnhanced Data rate for Global Evolution
Objectivos
• Melhorar capacidade e a eficiência da banda GSM• Melhor qualidade de serviços• Antecipar serviços da 3G
Parâmetros do Sistema EDGE
• Duração da Trama de 4.615ms (GSM)
• 8 timeslots por trama (GSM)
• 270.833K Símbolos/s (GSM)
• 200KHz de Largura de Banda (GSM)
• Modulação: 3π/8 8-PSK
EDGE-> 3π/8 8PSK
• Permite codificar a informação em símbolos de 3Bits, havendo um ganho de 3 relativamente á taxa transmissão de bits da Modulação GMSK
• Com a formatação do Coseno-Elevado existe uma relação de 1 entre a largura de banda e a taxa de símbolos
Filtragem do sinal EDGE com Filtros Lineares Gaussianos
Constelação 3π/8 8PSK
Efeitos da Filtragem
Relação Pico-Média de 3.3dB
Desempenho da Modulação do EDGE vs GSM
• Para valores abaixo de 10dB de Eb/No , os sinais 8-PSK e MSK mostram virtualmente o mesmo desempenho
• Para valores acima de 10dB de Eb/No, o sinal MSK é melhor que o 8-PSK cerca de 0.25dB
• O Receptor revela uma perda de 7dB comparado com o sinal 8-PSK ideal
Conclusão
• O esquema de modulação do EDGE representa uma possível estratégia de evolução para GSM2+ HSCSD e serviços de GPRS.
• O EDGE tem potencial para multiplicar a taxa de transferencia de dados dos serviços GSM por um factor de 3 e atingir um desempenho próximo da 3G
Convergencia com 3G
2 Mbit/s
384 Kbit/s
115 Kbit/s
57.6 Kbit/s
9.6 Kbit/s
GSM
HSCSD
GPRS
EDGE
UMTS
3G
Th
eore
tica
l Dat
a R
ate
per
Use
r
1999 2001 2002
Rentabilização da rede existente
Serviços mais eficientes de dados na infra estrutura actual GSM
Evolução gradual para 3G