Universidad Juárez Autónoma de Tabasco.División académica de informática y sistemas.

Telefonía móvil celular.

Lic. Telemática:José del Carmen izquierdo

Martínez.

Evolución de la tecnología móvil celular.

La telefonía móvil celular ha sido, junto con Internet, la tecnología que más rápidamente ha arraigado en el gran publico,

El estándar más extendido es el GSM (Global System for Mobile communications). La primera versión sali ó́�a la luz en 1991 y, actualmente, está operando en más de 140 países.

GSM utiliza una combinación entre FDMA y TDMA en la banda de los 900 MHz, aunque con posterioridad se amplió el espectro al habilitar dos bandas más, una en los 1.800 MHz (Europa) y otra en los 1.900 MHz (EEUU). Sin embargo, la capacidad de GSM para transportar datos era muy reducida (9,6 Kbps).

El siguiente paso lo constituye la llamada generación 2,5G, que incluye HSCSD, GPRS y EDGE.

HSCSD soporta velocidades de hasta 57,6 Kbps al cambiar la modulación e introducir 4 slots adicionales de 14,4 Kbps Por su parte, GPRS modifica la infraestructura de red con el fin de soportar la conmutación de paquetes.

Finalmente, EDGE consigue un aumento de la velocidad de transmisión sobre la misma red GSM/GPRS mediante una modulación y una codificación distintas.

La ultima generación de comunicaciones móviles, los sistemas 3G o UMTS, tiene como objetivo definir una estándar mundial compatible

con todos los sistemas anteriores.

GSM.(Global System for Mobile communications).

El sistema GSM nace dentro de la entonces Comunidad Europea con el fin de estandarizar un sistema de comunicaciones móviles celulares destinado a un mercado comercial de unos 10 millones de usuarios.

Los primeros estudios y recomendaciones de GSM consistieron en el establecimiento de una banda de frecuencias común para todos los países. Posteriormente se fueron incluyendo otras características como las técnicas de acceso al medio, el esquema de codificación o la implementación de mensajes SMS.

El grado de desarrollo del GSM ha superado con creces las previsiones que en su día se efectuaron. De hecho, es el estándar de telefonía móvil celular más extendido.

los terminales de usuario que, en esencia, están formadas por una unidad de control y un transceptor que emite y recibe transmisiones radio. La diferencia fundamental entre una terminal de usuario GSM y una estación móvil de otro sistema es la SIM (Subscriber Identity Module).

Una tarjeta SIM es una tarjeta inteligente que contiene toda la información del usuario as como í́�otros datos que garantizan la confidencialidad de las conversaciones.

REGISTRO.

El primer requisito que debe cumplir un terminal móvil para poder disfrutar de los servicios es que se encuentre registrado en el área de localización de la célula. Toda la información relativa al registro del terminal se almacena en la SIM y en dos bases de datos: el HLR (Home Location Register) y el VLR (Visitor Location Register).

Por tanto se necesitan una serie de mecanismos que garanticen la coherencia de la información existente en estas tres entidades.

ITINERANCIA

La itinerancia o roaming hace referencia a la capacidad del terminal móvil de desplazarse entre redes de diferentes operadores sin pérdida del servicio. Además de aspectos meramente administrativos (tarificación, acuerdos de interconexión, etc.) entre los operadores implicados y reguladores, también existen otros más técnicos. Uno de los principales es la interfaz de acceso.

En efecto, existen tres variantes de GSM (GSM900, GSM1800 y GSM1900) y, hasta la aparición de los terminales duales y tribanda, no era posible poder utilizar la misma SIM con la misma suscripción y mismo número de teléfono.

SEÑALIZACIÓN.

Cuando un usuario se desplaza, llega un momento en el que abandona la zona de cobertura de una célula para entrar en la de otra. Este proceso supone un cambio de radiocanal y debe señalizarse adecuadamente para que dicho cambio sea transparente para el usuario, es decir, que la comunicació́n no se corte. Precisamente, en esto consiste el hand-over.

Hand—over.Hand-over intracelular: el canal destino se encuentra sobre otra frecuencia distinta a la del origen, pero en la misma célula.

Hand-over interBSC: existe un cambio de célula pero ambas células se encuentran dentro del mismo sistema controlador de estaciones base (BSC).

Hand-over interMSC: hay cambio de célula y de controlador de estaciones base, pero ambos BSC dependen de la misma central de conmutación móvil (MSC).

Hand-over entre MSC: hay cambio de célula y ambas células dependen de MSC distintas.

SEGURIDAD.La autenticación GSM presenta una doble vertiente. Por un lado, para utilizar el terminal de usuario es necesario introducir un código de identificación personal PIN (Personal Identification Number) sin el cual es imposible el acceso a la SIM. Además. existe una autenticación a nivel de red entre ésta y la SIM del cliente.

Una secuencia aleatoria (RAND) es enviada por la red hacia el móvil a través de la interfaz aérea. Esta secuencia, junto con una clave Ki almacenada en la SIM y el AuC, da lugar a una secuencia de respuesta (SRES, Signed Response) tras la aplicación de un algoritmo de cifrado. Si el resultado procedente de la estación móvil es idéntico al calculado por la red, se permite el acceso. En caso contrario, se deniega.

HSCSD.(High Speed Circuit Switched Data).

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) nace con el objetivo de proporcionar mejores prestaciones a los servicios móviles de datos. En efecto, HSCSD supone el comienzo de la evolución de GSM hacia la tercera generación, puesto que es la primera de las tecnologías 2,5G.

Soporta velocidades comprendidas entre 14,4 Kbps y 115,2 Kbps, mediante el cambio de la codificación del canal. Además, elimina la limitación de GSM de asignar un único slot por trama a cada usuario, que permite así el empleo de hasta 8 slots.

A diferencia de lo que ocurre con GPRS, HSCSD no requiere apenas modificar la infraestructura de red del operador. De hecho, los únicos cambios apreciables son la actualización del software de las estaciones base y la adaptación de algunos de los equipos del núcleo de la red para que sean capaces de manejar unas tasas binarias más elevadas.

Resulta adecuado en aplicaciones que requieren un ancho de banda predecible durante un periodo de tiempo reducido. Sin embargo, en la gran mayoría de aplicaciones de datos el tráfico se presenta a ráfagas por lo que HSCSD supone una utilización ineficiente de los recursos de la red.

GPRS.(General Packet Radio Service).

GPRS,(General Packet Radio Service) es un servicio que soporta la transmisión de paquetes vía radio utilizando el protocolo IP y el mismo BSS de GSM pero con pasarelas específicas para la conexión de datos y a velocidades comprendidas entre los 9,6 y los, 171 Kbps .

Por otra parte, GPRS constituye un primer paso para la migración hacia la tercera generación 3G ya supone la implantación de una red troncal basada en nodos IP.

Los terminales de usuario son completamente distintos a los de GSM. Los terminales GPRS pueden ser de tres tipos, en función de si soportan servicios GSM y GPRS simultáneamente o no.

En primer lugar, tenemos los terminales de clase A que son capaces de realizar o recibir llamadas de los dos tipos de servicio simultáneamente.

Los terminales de clase B, por su parte, monitorizan los canales GSM y GPRS a la vez pero no pueden establecer una comunicación simultánea por cada uno de ellos.

Finalmente tenemos los terminales de clase C en los que el usuario debe seleccionar el tipo de servicio al que quiere conectarse.

UMTS.

UMTS representa la convergencia de varios de los sistemas de 2G y 2,5G en único sistema global que incluye componentes tanto terrestres como de satélite. En efecto, uno de los aspectos más importantes de 3G es su capacidad para unificar los estándares de telefonía móvil celular existentes (GSM en Europa y Asia e IS-36 e IS-95 de EEUU).

Características básicas de UMTS.

Los equipos de usuario, al igual que sucede en GSM, constan del dominio del Equipo Móvil (ME) y el dominio del Módulo de Identificación de Usuario (USIM), equivalente a la tarjeta SIM de GSM.

El USIM debe contener suficiente información para identificar al usuario y al proveedor de servicio, sin ambigüedad y con seguridad, y es una aplicación específica de UMTS que reside en una tarjeta inteligente extraíble (lC), necesaria para proveer el servicio y que puede contener también algunas otras aplicaciones.

Los terminales móviles multimedia estarán basados en las normas existentes (H.323 y H.324) para terminales fijos. Con el fin de permitir a los abonados usar siempre su terminal, los servicios son adaptables a diferentes disponibilidades de velocidad de transmisión de datos y otros parámetros de Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service).

Escenarios de utilización UMTS.

Evolución de las aplicaciones móviles.

Servicios móviles.

MENSAJERÍA.El servicio de mensajes cortos SMS (Short Message Service) permite enviar mensajes compuestos por un máximo de 140 bytes (el número de caracteres que depende la codificación que se utilice).

EMS (Enhanced Message Service) permite la combinación de melodías, imágenes, sonidos, animaciones sencillas con texto dentro de un mismo mensaje. EMS emplea una extensión de la cabecera de SMS.

MMS (Multimedia Messaging System) es una evolución de SMS que envía mensajes multimedia, aunque difieren en varios aspectos. MMS ofrece una mayor flexibilidad en el contenido del mensaje ya que, además de mensajes de texto, soporta otro tipo de formatos (sonidos, animaciones, imágenes, etc.) e integración con otras alternativas de mensajería como el correo electrónico o los mensajes de voz.

M-COMMERCE.Las aplicaciones de los SMS no se limitan únicamente a la mensajería o al chat. En los últimos años han proliferado otras aplicaciones en las que si se envía un mensaje a un cierto número dé teléfono en el que se incluye una palabra clave y una lista de parámetros, el usuario puede "descargarse" un logo, una melodía, un poema personalizado, entrar a formar parte de un sorteo, etc.

Desde el móvil se envía un mensaje SMS a un número concreto cuyo destino es un sistema procesador capaz de recibir el mensaje, extraer del texto del mensaje la información necesaria, construir un formulario HTML con los datos del usuario contenidos en el SMS y enviar la petición a un servidor web a través de una conexión HTTP. El servidor web, tratará los datos de la manera adecuada y enviará el resultado al sistema procesador, el cual, a su vez, entregará al móvil desde el que se envió el SMS la notificación adecuada (mensaje de texto, logo, melodía, etc.).

Telefonía Inalámbrica.

La telefonía inalámbrica es una versión de la telefonía móvil celular para entornos más reducidos. El principio de funcionamiento es muy simple: el usuario llamada desde un terminal portátil y se comunica con una estación base conectada a la RTPC. Un sistema de este tipo da servicio a uno o varios teléfonos dentro de un área de cobertura de unos pocos centenares de metros.

GRACIAS ..

Fin ..