Upload
duongdieu
View
215
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Capitulo 2. Arquitectura y Protocolos LTE
Claudia Milena Hernández Bonilla
Víctor Manuel Quintero Flórez
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles
• Arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles
http://www.itu.int/osg/spu/ni/3G/technology/
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles
http://cordsplus.com/phoneinfo/portal/cellularsystem.html
• Arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Arquitectura general de un sistema de comunicaciones móviles
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Arquitectura TDMA IS-136
BS
MS
GMSC A MSC/
VLR
HLR
PSTN ISDN
PLMN
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Arquitectura sistema CDMA IS-95
MS BTS BSC IOS
PSTN
IWF
HLR/ AUC
MSC/ VLR
Otras redes ATM / IP
Servidor
HDML
Red ATM / IP
del operador
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Arquitectura sistema GSM/GPRS
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
http://www.flickr.com/photos/35547713@N02/4239683146/
• 3GPP-R8-SAE (System Architecture Evolution) – Objetivos
• Optimización servicios por conmutación de paquetes. • Optimización para altas velocidades de transmisión de datos. • Mejoramiento de los tiempos de respuesta. • Mejoramiento de los retardos en la entrega de paquetes. • Mejoramiento de la eficiencia espectral. • Simplificación general del sistema. • Optimización de la interoperabilidad con redes de acceso
3GPP y No 3GPP. • Reducción de costos de despliegue, operación y
mantenimiento. • Flexible en bandas de operación y anchos de banda.
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
• Evolución arquitectura 3GPP hacia una arquitectura plana (SAE)
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
http://www.g3ekarmy.com/lte-caracteristicas-y-estado-actual-en-mexico/coren/
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
http://developer.att.com/developer/forward.jsp?passedItemId=200120
Evolución de la Arquitectura de los Sistemas Celulares
http://developer.att.com/developer/forward.jsp?passedItemId=200120
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Equipo de Usuario (UE, User Equipment)
– Plataforma para aplicaciones de comunicaciones.
– Interfaz de usuario.
– UE=TE+USIM.
– USIM. Identificar y autenticar al usuario y derivar claves de seguridad para la comunicación.
– Funciones de gestión de movilidad: reporte de localización, medidas y traspasos (HO).
• Nodo B Evolucionado (eNodeB, Evolved Node B) – Estación base con el control de todas las funciones radio.
– Puente de nivel 2 entre UE y el Núcleo de Paquetes Evolucionado (EPC, Evolved Packet Core).
– Cifrado/descifrado datos plano de usuario (UP, User Plane).
– Compresión/descompresión encabezados IP.
– Funciones en el plano de control (CP, Control Plane): • Gestión de Recursos Radio (RRM, Radio Resource Management).
• Gestión de Movilidad (MM, Mobility Management). Control y análisis de medidas de señal realizadas por el UE y por si mismo. Traspasos (HO).
• Señalización eNodoB y MME. Traspaso y solicitudes de UEs.
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Nodo B E-UTRAN (eNodeB)
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Entidad de Gestión de Movilidad (MME, Mobility Management Entity) – Elemento de control principal en el EPC. – Opera solo en el plano de control (CP). – Canal de control primario entre el UE y la red. – Notificación (paging) a los UEs. – Autenticación y seguridad.
• Servidor de suscriptores locales (HSS, Home Subscription Server). • Cifrado y seguridad.
– Gestión de Movilidad. • Localización de los UEs en el área de servicio. • Establecimiento y liberación de recursos. • Control de señalización para traspasos (HO).
– Administración del perfil de suscripción.
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Entidad de Gestión de Movilidad (MME)
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Pasarela en Servicio (S-GW, Serving Gateway) – Conmutación y gestión del túnel en el plano de
usuario (UP). – Establece, modifica o libera portadores (bearer) por
solicitudes del MME, P-GW, o PCRF. – El MME ordena cambiar el túnel de un eNodoB a otro
(traspaso). – Retransmite datos entre eNodoB y P-GW (modo
conectado). – Monitorea los datos en los túneles (tarificación). – Funcionalidad para interceptaciones legales.
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Pasarela de Red de Paquete de Datos (P-GW, PDN-GW, Packet Data Network Gateway) – Enrutador de frontera entre el EPS y las redes de
paquetes de datos externas.
– Asigna la dirección IP al UE.
– Incluye funciones de filtrado.
– Configura los portadores basado en los requerimientos a través del PCRF o por el S-GW.
– Monitoreo de datos (interceptación legal) y procesos de tarificación.
• Función de Políticas y Tarificación de Recursos (PCRF, Policy and Charging Resource Function)
– Servidor que controla las políticas y el cobro por el uso de la red.
• Reglas PCC (Policy and Charging Control).
– Manejo de los servicios en termino de la Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service).
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Servidor de Suscripción Local (HSS, Home Subscription Server) – Servidor de bases de datos.
– Repositorio de datos de suscripción.
– Almacena copia maestra del perfil de usuario.
– Almacena la localización del usuario.
– Almacena claves de cifrado. • Centro de Autenticación (AuC, Authentication Center).
– Interactúa con el MME.
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Dominio de Servicios (Services Domain)
– Puede incluir varios subsistemas, y cada subsistema varios nodos lógicos.
• Servicios de operador basados en IMS (IP Multimedia Subsystem). Provee servicios haciendo uso del protocolo SIP (Session Initiation Protocol).
• Servicios de operador basados en no-IMS.
• Otros servicios no provistos por el operador de red.
Elementos Lógicos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
Interfaces y Protocolos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Protocolos en el plano de control (CP)
• Protocolos en el plano de usuario (UP)
Interfaces y Protocolos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Protocolos: – RRC (Radio Resource Control). Control uso recursos radio.
Administra conexiones de datos y señalización. Incluye funciones traspaso (HO).
– PDCP (Packet Data Convergence Protocol). Compresión encabezado IP (UP), y cifrado y protección (CP).
– RLC (Radio Link Control). Segmenta y concatena PDCP-PDU. Corrección errores método ARQ.
– MAC (Medium Access Control). Planificación de datos acorde a prioridades, multiplexación de bloques de transporte. Corrección de errores con H-ARQ.
– PHY (Physical Layer). Interfaz radio LTE-Uu
Interfaces y Protocolos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
• Protocolos en los planos de control (CP) y usuario (UP) interfaz X2.
Interfaces y Protocolos en la Configuración de la Arquitectura del Sistema Básico
Bibliografia
• H. Holma y A. Toskala. LTE for UMTS: OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access. John Wiley and Sons. 2009.
Lecturas Recomendadas
• LTE-SAE Architecture and Performance. Per Beming, Lars Frid, Göran Hall, Peter Malm, Thomas Noren, Magnus Olsson y Göran Rune. Ericsson Review No. 3, 2007.