2.- GSM Optimization GSMGPRS

l

25.06.2022

GSM/GPRS

GSM Optimization Basics

GSM/GPRS

02

3GIORF

GSM/GPRS

• Escribe aquí el texto de la diapositiva Arial 18 pt

Arial 16

• Arial 14

• Arial 14

• Arial 14

02

4GIORF

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

5GIORF

GSM/GPRSCanales Lógicos.

02

CanalesLógicos

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

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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

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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

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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

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GSM/GPRSUso Lógico de Canales.

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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

PCHAGCH

RACH

SDCCH

FACCH

TCH/F

10GIORF

GSM/GPRSConfiguración 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/agchTS1 = sdcch-8

Configuración Separada

11GIORF

GSM/GPRSConfiguración de Canales de Configuración.

02

Configuración Combinada

Configuración Separada

BCCH

SDCCH/8

51 TDMA Frames = 235ms

CCCH/SDCCH/4

12GIORF

GSM/GPRS

• El canal SDCCH es utilizado para: Establecimiento de llamadas Location Update Mensajes Cortos

Capacidad SDCCH.

02

Tabla Erlang BChan 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

ErlangB

Erlang = Tiempo de Ocupación

Tiempo de Servicio

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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 1Establecimiento y Location UpdateSector con 2 TRXs, BCCH combinado y Location Update 60 min.

02

¿Esta configuración es posible con BCCH Combinado?

14GIORF

GSM/GPRS


• 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 2Establecimiento y Location UpdateSector con 2 TRXs, BCCH combinado y Location Update 120 min.

02

¿Esta configuración es posible con BCCH Combinado?

15GIORF

GSM/GPRS


• 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 3Establecimiento, Location Update y Mensajes InstantáneosSector con 2 TRXs, BCCH sin combinar, Location Update 60 min y SMS.

02

16GIORF

GSM/GPRSCapacidad SDCCH Ejercicio 1Establecimiento, 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

17GIORF

GSM/GPRSCapacidad 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

18GIORF

GSM/GPRSPropagación 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

19GIORF


.

02

• Dentro de cada ambiente de propagación se definen las siguientes variables. Difracción Multi trayectoria (reflexión, refracción y dispersión) Fading Path Lost

20GIORF


.

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.

21GIORF

GSM/GPRSTécnicas 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

22GIORF

GSM/GPRSInterferencia

.

02

• La interferencia se define como:

Wanted Signal

Unwanted Signal

Carrier

Interference=

C / I

23GIORF


.

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

24GIORF


.

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)

25GIORF


.

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

26GIORF


.

02

• Reuso de Frecuencia

3/9 4/12

27GIORF


.

02

• CO-BCCH BCCH, CO-BCCH TCH,

• ADJ-BCCH BCCH, ADJ-BCCH-TCH

28GIORF

GSM/GPRSPlanes 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

29GIORF

GSM/GPRSSaltos 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

30GIORF

GSM/GPRSFH 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

31GIORF


.

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 partirDe un pseudo código random definido en elHSN

Del periodo del código es de aproximadamente6 minutos

32GIORF


.

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

33GIORF

GPRS/EDGEInterfaces

.

02

• Ejemplo de FH Sintetizado

34GIORF

GPRS/EDGEInterfaces

.

02

BSC/PCU 1

BSC/PCU 2

BSC/PCU 3

BSC/PCU 4

BSC/PCU 5

BSC/PCU 6

SGSNA

SGSNB

GGSNX

GGSNY

ISP A

ISP B

ISP C

IntranetCorp. 1

IntranetCorp. 2

IntranetCorp. 3

Internet

35GIORF

GPRS/EDGEClases 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

36GIORF


.

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

37GIORF


.

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

38GIORF

GPRS/EDGEArquitectura 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.

39GIORF

GPRS/EDGETBFs

.

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.

‘

40GIORF


.

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 Blockcon encabezado MAC

PR: Indica la reducción de potencia para trasmitir el bloqueTFI: Identifica la pertenencia de un bloque TBFFBI: Indica el final del bloqueBSN: Número de la secuencia de bloque

41GIORF


.

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 0CS-2 32 7CS-3 38 3CS-4 52 7

42GIORF


.

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.

43GIORF


.

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

44GIORF

GPRS/EDGEMultiframe 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

45GIORF

GPRS/EDGECanales Físicos y Lógicos

.

02

CanalesLógicos

Canales Comunes(CCH)

Canales Dedicados(DCH)

PCH

AGCH

RACH

PACCH

PDTCH

46GIORF

GPRS/EDGECanales 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.

47GIORF

GPRS/EDGEModulación

.

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

48GIORF

GPRS/EDGECoding Schemes

.

02

• GPRS tiene 4 tipos de coding schemes: CS-1, CS-2, CS-3 y CS-4

49GIORF


.

02

• EDGE tiene 9 tipos de coding schemes: MCS-1 al MSC-9

50GIORF


.

02

• GPRS/EDGE

51GIORF

GPRS/EDGELink 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.

52GIORF

GPRS/EDGETerritorio (E)GPRS

.

02

• Los canales de voz pueden ser conmutados y utilizados para datos.

• En GSM la voz tiene prioridad sobre los datos.

53GIORF

GPRS/EDGEMovilidad 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

54GIORF


.

02

• Attach/Detach: GRPS Attach el móvil se mueve a estado READY y se establece el PDP Context, se realiza la autenticación y cifrado.

55GIORF


.

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

56GIORF

GPRS/EDGEPDP 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

57GIORF

GPRS/EDGEAbis.

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

58GIORF

GPRS/EDGEAbis.

02

59GIORF

GPRS/EDGEPCU.

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

60GIORF

GPRS/EDGEPCU.

02

Configuración Nokia

61GIORF

GPRS/EDGEPCU.

02

Configuración Nokia

•Tipos de BSCs tipos y capacidades

•Se recomienda tener una utilización de 80%

62GIORF

GPRS/EDGEInterfaz 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

63GIORF

GPRS/EDGEFrequency 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 distribution35%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 T

SL

[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

64GIORF

GPRS/EDGEUser Throughput por TSL.

02

THP Máximo

59.2 Kbps

TSL Capacity

THP por TSasignado

DistribuciónC/I

TSL Sharing

1TS EDGE

12 Kbps

DistribuciónC/I

TSL Sharing

1TS GPRS CS 1-2

65GIORF

GPRS/EDGECapacidad 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

66GIORF

GPRS/EDGETasa de Reducción.

02

TRX 1Circuit

Switched

Packet Switched

A)

B)

GPRS Territory = 6 TSLs

TRX 2

TRX 1

TRX 2


Circuit Switched

Packet Switched

2 MS cada uno con 3 TS3*12kbps= 36 kbps

2 MS cada para un TS12/2kbps= 6 kbps

67GIORF


02

TRX 1Circuit

Switched

Packet Switched

A)

B)


TRX 2

TRX 1

TRX 2


Circuit Switched

Packet Switched

1 MS cada uno con 3 TS3*12kbps = 36 kbps

3 TS para 27 MS12/9kbps = 1.3kbps

68GIORF


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 (%)

Rat

e R

edu

ctio

n (

%)

Reuse 2/6

Reuse 3/9

Reuse 4/12

69GIORF

GPRS/EDGE02

N=Ns/Nu

Nu= Average number of TSL allocated to the MS

Reduction Factor0.95 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 0.93015/4 0.1707 0.2831 0.4548 0.5861 0.6911 0.7763 0.8457 0.9016 0.94584/3 0.1947 0.3112 0.4826 0.6101 0.7104 0.791 0.8561 0.9084 0.94963/2 0.2398 0.3615 0.53 0.65 0.7421 0.8148 0.8729 0.9193 0.95565/3 0.2807 0.4046 0.5686 0.6818 0.7669 0.8333 0.8859 0.9277 0.96027/4 0.2996 0.4239 0.5854 0.6953 0.7773 0.8411 0.8914 0.9312 0.96222 0.3502 0.4737 0.6274 0.7288 0.8031 0.8601 0.9047 0.9397 0.9679/4 0.3928 0.5141 0.6603 0.7545 0.8226 0.8744 0.9147 0.9462 0.97067/3 0.4056 0.5259 0.6697 0.7618 0.8281 0.8785 0.9175 0.948 0.97165/2 0.429 0.5473 0.6866 0.7748 0.838 0.8857 0.9225 0.9513 0.97348/3 0.4501 0.5663 0.7014 0.7862 0.8465 0.8919 0.9269 0.9541 0.974911/4 0.4599 0.575 0.7081 0.7913 0.8504 0.8947 0.9289 0.9553 0.97563 0.4866 0.5985 0.7261 0.805 0.8607 0.9022 0.9341 0.9587 0.977513/4 0.5097 0.6186 0.7413 0.8166 0.8693 0.9085 0.9384 0.9615 0.979110/3 0.5168 0.6247 0.7459 0.82 0.8719 0.9104 0.9397 0.9623 0.97957/2 0.5301 0.6361 0.7545 0.8265 0.8767 0.9139 0.9422 0.9639 0.980411/3 0.5423 0.6466 0.7623 0.8323 0.881 0.917 0.9444 0.9653 0.981215/4 0.5481 0.6515 0.7659 0.8351 0.8831 0.9185 0.9454 0.966 0.98164 0.5642 0.6651 0.776 0.8426 0.8887 0.9226 0.9482 0.9678 0.982613/3 0.5831 0.681 0.7877 0.8514 0.8952 0.9273 0.9515 0.9699 0.98389/2 0.5917 0.6882 0.793 0.8554 0.8982 0.9294 0.953 0.9708 0.984314/3 0.5998 0.6949 0.798 0.8591 0.9009 0.9314 0.9543 0.9717 0.98485 0.6146 0.7072 0.807 0.8658 0.9059 0.935 0.9568 0.9733 0.985716/3 0.6278 0.7182 0.815 0.8717 0.9103 0.9382 0.959 0.9747 0.986511/2 0.6339 0.7233 0.8187 0.8745 0.9123 0.9396 0.96 0.9754 0.98686 0.6507 0.7371 0.8287 0.8819 0.9178 0.9436 0.9627 0.9771 0.987813/2 0.6654 0.7492 0.8374 0.8883 0.9225 0.947 0.9651 0.9786 0.988620/3 0.6699 0.7529 0.8401 0.8903 0.924 0.948 0.9658 0.979 0.98887 0.6784 0.7599 0.8451 0.894 0.9267 0.95 0.9671 0.9799 0.989315/2 0.6901 0.7694 0.852 0.8991 0.9304 0.9526 0.9689 0.981 0.98998 0.7007 0.7781 0.8582 0.9036 0.9337 0.955 0.9705 0.982 0.99059 0.7193 0.7932 0.8689 0.9114 0.9393 0.959 0.9732 0.9838 0.991428/3 0.7249 0.7977 0.8721 0.9137 0.941 0.9601 0.974 0.9843 0.991710 0.7352 0.806 0.8779 0.9179 0.944 0.9623 0.9755 0.9852 0.992232/3 0.7445 0.8135 0.8831 0.9217 0.9468 0.9642 0.9768 0.986 0.992611 0.7489 0.817 0.8856 0.9235 0.948 0.9651 0.9774 0.9863 0.992812 0.761 0.8266 0.8922 0.9282 0.9514 0.9675 0.979 0.9873 0.993413 0.7716 0.835 0.8981 0.9324 0.9544 0.9695 0.9804 0.9882 0.993840/3 0.7749 0.8377 0.8999 0.9337 0.9553 0.9702 0.9808 0.9885 0.99414 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

70GIORF

GPRS/EDGEDimensionamiento 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

71GIORF

GPRS/EDGEPaso 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

DedicatedPS capacity

Non- dedicatedPS capacity

TSL necesarios para 2% de bloque

Erlangs de Voz

72GIORF

GPRS/EDGEPaso 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

73GIORF

GPRS/EDGEPaso 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


DedicatedPS capacity

Non- dedicatedPS capacity

Data Erlang

TSL mínimo requerido

74GIORF

GPRS/EDGEPaso 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


TSL Guarda

TSL Dedicado

No. TRXsFree TSL

(After Downgrade)Free TSL

(After Upgrade)MeanFree TSL

1 1 1 12 1 2 1.53 1 2 1.54 2 3 2.55 2 4 36 2 4 37 2 4 38 3 5 49 3 5 410 3 6 4.511 3 6 4.512 3 6 4.5

75GIORF

GPRS/EDGEEjemplo 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

76GIORF

GPRS/EDGEEjemplo 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

77GIORF

GPRS/EDGEEjemplo 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

78GIORF

GPRS/EDGEEjemplo 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

79GIORF

GPRS/EDGEEjemplo 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

80GIORF

GPRS/EDGEEjercicio

.

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

2.- GSM Optimization GSMGPRS

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