Questa iniziativa seguiva l esperienza di sistemi analogici incompatibili sviluppati nella varie parti d Europa. 2

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1 Cenni storici (1) Reti vanzate: Reti cellulari Dott.ssa Chiara Petrioli Si ringraziano per il materiale fornito, da cui sono state tratte molte di queste slide il Prof. ntonio Capone, Politecnico di Milano (corso di retiradiomobili) e il Prof. Giuseppe Bianchi, Universita di Tor Vergata) 1982: la CEPT (Conférence Européenne des dministrations des Postes et des Télécommunications) istituisce un gruppo speciale per lo studio di un insieme uniforme di regole per lo sviluppo di una futura rete cellulare paneuropea: il Groupe Spécial Mobile da cui GSM (successivamente rinominato Global System for Mobile communications). Questa iniziativa seguiva l esperienza di sistemi analogici incompatibili sviluppati nella varie parti d Europa. 2 Cenni storici (2) 1985: definizione della lista di raccomandazioni che il GSM deve produrre (finiranno per essere circa 130: 1500 pagine in 12 volumi!... più tutti quelli relativi all evoluzione, cioè le fasi 2+ e 3 di GSM) 1986: viene istituito il cosiddetto nucleo permanente con lo scopo di coordinare il lavoro del GSM, soprattutto visto il forte interesse da parte dell industria Cenni storici (3) 1987: viene firmato un primo Memorandum of Understanding (MoU) tra operatori Telecom in rappresentanza di 12 Nazioni (europee) con i seguenti obiettivi: coordinare lo sviluppo temporale delle reti GSM europee e verificarne lo standard pianificare l introduzione dei servizi concordare politiche di instradamento e la tariffazione (modalità e prezzi) 3 4

2 Cenni storici (4) 1988: con l istituzione di ETSI (European Telecommunication Standards Institute) il lavoro su GSM viene spostato in questo foro 1990: viene deciso di applicare le specifiche GSM anche al sistema DCS1800 (Digital Cellular System on 1800 MHz), un sistema di tipo PCN (Personal Communication Networks) inizialmente sviluppato in U.K. 1991: (luglio) il lancio commerciale del GSM, pianificato per questa data, viene rimandato al 1992 per la mancanza di terminali mobili conformi allo standard 5 Cenni storici (5) 1992: viene rilasciato lo standard definitivo relativo a GSM, che a questo punto diventa l acronimo di Global System for Mobile Communications 1992: introduzione ufficiale dei sistemi GSM commerciali 1993: il MoU raccoglie 62 membri di 39 paesi; inoltre altre 32 organizzazioni in rappresentanza di 19 paesi partecipano come osservatori in attesa di firmare il MoU 6 Cenni storici (6) : introduzione degli SMS : introduzione dei servizi a 1800 MHz e a 1900 Mhz (US) 1996: standardizzazione dei codificatori enhanced sia full che half-rate 1997: terminali dual-band con codificatore enhanced 1998: 320 reti GSM in 118 nazioni con 135 milioni di utenti in tutto il mondo 1999: standard GPRS per la trasmissione a pacchetto e primi terminali WP (Wireless ccess Protocol) su circuito commutato 2000/01: introduzione dei servizi GPRS 7 Cenni storici (7) : GSM diventa la rete cellulare più diffusa al mondo, con quasi 80M utenti in Europa e 200M a livello mondiale (quasi 40M solo in Cina), una penetrazione non marginale anche in US con quasi 10 operatori, che hanno una quota di mercato seconda solo a MPS (dvanced Mobile Phone Syestem)/D-MPS. Di fatto è diventato una standard mondiale, influenzando in modo significativo l evoluzione verso le reti di 3 a generazione e contribuendo a determinare il fallimento commerciale delle reti satellitari 8

3 GSM - Caratteristiche generali Sistema digitale di 2 a Generazione (2G) Passo di canalizzazione ( f tra le portanti) FDM=200KHz accesso multiplo di tipo multicarrier TDM (8 slot per portante) Codificatore full rate a 13Kbps, codifica half rate a 6.5Kbps 992 (124*8) canali full rate a 900Mhz, 2992 (374*8) full rate per il DCS 1800Mhz (canali bidirezionali) riuso di frequenze Controllo di potenza, trasmissione discontinua Equalizzazione adattativa servizi telefonia con numerosi servizi supplementari dati a circuito (a singolo canale o a canale multiplo) dati a pacchetto (GPRS General Packet Radio Service) uplink GSM /900 Frequenze assegnate downlink uplink DCS/1800 downlink portanti portanti 374 portanti 374 portanti esteso uplink esteso downlink F[MHz ] 9 In UK e US si usano bande intorno a 1900 MHz anziché intorno a 1800 MHz ( uplink, downlink). 10 Portanti radio Le portanti radio sono spaziate di 200 khz Trama TDM TDM Frame ms 925 f 200 khz Le portanti sono identificata da un RFCN (bsolute Radio Frequency Channel Number) modulazione GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) modulazione a continuità di fase in cui la forma d onda del segnale corrente dipende dall evoluzione del sistema (simboli passati) robusta, limitata presenza di bande laterali spurie (per limitare interferenza co-canale) Ogni coppia di frequenze per canali bi-direzionali uplink e downlink sono spaziate di 45 MHz nel GSM 900 e 95 MHz nel DCS Time slot = 577 µs 3 slot offset uplink/downlink Transmits f down MS Transmits f up Su ogni portante radio la struttura TDM consente di creare fino a 8 canali per la trasmissione di voce codificata a 13 Kb/s 11 12

4 uplink GSM /900 Frequenze assegnate downlink uplink DCS/1800 downlink portanti portanti 374 portanti 374 portanti F[MHz ] esteso uplink Because it requires distanza tra frequenze usate esteso downlink less power to tx a distanza tra frequenze usate per tx e rx 95 Mhz lower frequency at per tx e rx 45 Mhz distance (passo d, di uplink duplice) In UK e US si usano frequencies bande are intorno always a 1900 MHz anziché intorno the a 1800 lower MHz band, ( saving MSuplink, downlink). consumed power 13 Power Control ltre caratteristiche la potenza emessa dalle stazioni, mobili e base, viene regolata in base alle condizioni di propagazione Discontinous Trasmission durante le pause del parlato la trasmissione della voce codificata viene interrotta per diminuire l interferenza e il consumo energetico 14 Vantaggi dei sistemi di comunicazione digitali Maggiore immunità al rumore Possibile mantenere un alto livello di qualita anche in ambienti molto disturbati Tecniche di rilevazione e correzione degli errori Possibilità di monitorare le condizioni del canale trasmissivo e di prendere adeguate contromisure nel caso di degrado del canale facile misurare parametri quali il BER, ritardi relativi di propagazione, livello del segnale ricevuto rispetto a quello trasmesso misure che ad esempio vengono usate per decidere handover possibile utilizzare equalizzazione adattativa per eliminare i problemi dovuti all interferenza intersimbolica Efficienza Possibile usare la multiplazione TDM per aumentare il numero di canali disponibili Utilizzo di codifiche voce a basso data rate (13Kbps) Flessibilità Integrazione di più servizi (voce, dati, multi-party call) Sicurezza 15 Le informazioni non sono trasmesse in chiaro ma criptate Qualche conto Codificatore vocale genera 260 bit ogni 20 ms 13 kbps Una volta aggiunta la codifica di canale si arriva a 456 bit ogni 20ms 22.8 Kbps Ogni portante ha un data rate pari a Kbps corrisponde ad una velocita lorda di 33.8Kbps per slot Una volta che si tolgono da questi 33.8Kbps i bit usati dall equalizzatore, per includere info sul tipo di pacchetto trasmesso, i tempi di guardia etc. si arriva ad una velocita per dati+ codifica di canale pari a 24.7Kbps 24.7Kbps 22.8 Kbps (effettivamente necessari) danno un avanzo di 1.9 Kbps per canale dati vedremo che tale avanzo non va sprecato uno slot ogni 13 trame usato per canale si segnalazione associato/dedicato al canale dati 1.9Kbps * 13=24.7Kbps 16

5 =Base transceiver Station = Base Station Controller rchitettura della rete gestione della mobilita e controllo delle chiamate 3.2 rchitettura del sistema Reti Radiomobili Um Radio Subsystem: MS+BS Subsystem Um Um Um RS bis bis bis bis BSS Base Station Subsystem E MSC GMSC NSS HLR OMC Network Switching Subsystem EIR uc OMSS uthentication center Equipment identity register Rete telefonica fissa ISDN/PSTN Operation and Maintenence Subsystem Esercizio, manutenzione e amministrazione della rete funzioni relative all utilizzo delle risorse radio 18 =Base transceiver Station = Base Station Controller Um Radio Subsystem: MS+BS Subsystem Um Um Um RS rchitettura della rete bis bis bis NSS gestione della mobilita e controllo delle chiamate Network Switching Subsystem uthentication HLR center Base station system: unita funzionali uc che si occupano degli aspetti Equipment radio identity del sistema (copertura register EIR radio di una o piu celle, comunicazione con le MS Rete telefonica che si GMSC trovano all interno delle celle) fissa ISDN/PSTN apparati che consentono la copertura E Radio di una cella (codifica OMC OMSS di canale, cifratura, modulazione) MSC Operation and unita per il controllo Maintenence e la gestione Subsystem di una o piu, interfaccia tra canali Esercizio, manutenzione e BSS Radio e canali PCM amministrazione terrestri della rete bis Base Station Subsystem funzioni relative all utilizzo delle risorse radio 19 rchitettura della rete Network Switching Subsystem =Base transceiver Station = Base Insieme Station delle Controller unità funzionali (SW, Centrali di commutazione, DB) Che consentono di gestire la Mobilità degli utenti, Um di effettuare il Controllo delle chiamate e di supportare I servizi offerti dalla rete MSC centrale Umdi commutazione (controllo delle chiamate, Um bis internetworking, gestione della mobilita ) bis -controlla le MS presenti nell area Um servita dall MSC associato (database GMSC con info su posizione, copia dei E dati utente) bis HLR- database tramite cui si bis effettua la gestione degli utenti mobili MSC dell operatore, conosce il dell area in cui si trovano gli utenti dell operatore UC-uthentication Centre calcola parametri per autenticazione e BSS Base Station Radio Cifratura RS Subsystem Subsystem: EIR-Equipment Identity Register MS+BS Subsystem NSS HLR OMC gestione della mobilita e controllo delle chiamate Network Switching Subsystem EIR uc OMSS uthentication center Equipment identity register Rete telefonica fissa ISDN/PSTN Operation and Maintenence Subsystem Esercizio, manutenzione e amministrazione della rete funzioni relative all utilizzo delle risorse radio 20

6 =Base transceiver Station = Base Station Controller rchitettura della rete Um Operation and maintenance subsystem Insieme Umdi unita funzionali per la gestione, monitoraggio e manutenzione Um bis Della rete GSM bis E composto da: -OMC (operation Um and Maintenance Centre) GMSC Controlla uno o più MSC, con i BSS ad esso E ssociati, nonchè bis alcuni database -NMC (Network Management bis Center) MSC Centro di gestione di rete che fornisce Una visione d insieme della attività Di esercizione e manutenzione BSS Base Station Radio RS Subsystem Subsystem: MS+BS Subsystem NSS HLR OMC gestione della mobilita e controllo delle chiamate Network Switching Subsystem EIR uc OMSS uthentication center Equipment identity register Rete telefonica fissa ISDN/PSTN Operation and Maintenence Subsystem Esercizio, manutenzione e amministrazione della rete funzioni relative all utilizzo delle risorse radio 21 ree definite in GSM PLMN (Public Land Mobile Network) rea: area di servizio di una rete MSC/ rea: area gestita da un MSC. I dati degli utenti presenti nell area sono immagazzinati nel associato al MSC Location rea: una MSC/ area viene logicamente divisa in una o più Location rea (L). Se un utente cambia L deve effettuare un location update. Le L sono identificate da un LI (Location rea Identifier), trasmesso da ogni dell area sul canale di controllo broadcast Cella: area coperta da una. Viene identificata da un BSIC (Base Station Identity Code), anch esso trasmesso dalla sul canale di controllo broadcast 22 Terminale mobile (Mobile Station - MS) È il terminale di proprietà dell utente Tre categorie a seconda della potenza nominale: veicolari: possono emettere fino a 20 W all antenna Trasportabile (portable): fino a 8 W all antenna, sono trasportabili, ma hanno bisogno di una notevole fonte di alimentazione per il funzionamento (es. PC portatili, fax, etc.) Portatile (hand-held terminal): fino a 2 W all antenna, è il telefonino 23 Terminale mobile (Mobile Station - MS) Classe Potenza massima nominale [W] Potenza media nominale [mw] GSM 900 MHz DCS 1800 MHz GSM 900 MHz DCS 1800 MHz , , Caratteristiche MS multi-band: può operare su più bande di frequenze (900, 1800, 1900, ) MS multi-slot: può operare attivando contemporaneamente canali su più slot (solo per GPRS) MS è composto da un ME (Mobile Equipment) e una SIM (Subscriber Identity Module) ME è il terminale vero e proprio(hw, hw/sw per interfaccia radio, interfaccia con l utente finale). Identificato dal IMEI (International Mobile Equipment Identifier) SIM è la parte che attiva il terminale per un utente con tutte le informazioni necessarie: identifica l utente, permette la personalizzazione del terminale cellulari 24

7 Terminale mobile (Mobile Station - MS) Classe Potenza massima nominale [W] Potenza media nominale [mw] GSM 900 MHz DCS 1800 MHz GSM 900 MHz DCS 1800 MHz , , cellulari Tutte le MS devono comunque essere Caratteristiche MS multi-band: può in operare gradi di su più variare bande la di potenza frequenze di (900, emissione 1800, 1900, ) a passi di 2dB sotto comando della rete MS multi-slot: può operare attivando contemporaneamente canali su più slot (solo per GPRS) MS è composto da un ME (Mobile Equipment) e una SIM (Subscriber Identity Module) ME è il terminale vero e proprio(hw, hw/sw per interfaccia radio, interfaccia con l utente finale). Identificato dal IMEI (International Mobile Equipment Identifier) SIM è la parte che attiva il terminale per un utente con tutte le informazioni necessarie: identifica l utente, permette la personalizzazione del terminale 25 Informazioni memorizzate nella SIM card Serial number identifica univocamente la SIM card (e anche Il card holder) International Mobile Subscriber Identity (IMSI) identifica l utente in modo univoco nella rete Security authentication and cyphering information 3 and 8 algorithm (sono le procedure per effettuare l autenticazione e la cifratura) Varia nel tempo K i, K c (sono le chiavi per l autenticazione e la cifratura) Temporary Network information LI (Location rea Identifier), identificativo dell ultima location area visitata TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity), identificativo assegnato dalla rete ed usato invece del IMSI 26 Base Station System (BSS) il BSS raggruppa le unità funzionali che si occupano degli aspetti radio del sistema copertura radio e comunicazione mediante interfaccia radio con le MS, misure di qualita del canale gestione delle risorse radio il BSS comprende: Base Transceiver Station () insieme degli apparati che consentono la trasmissione e ricezione di informazione attraverso l interfaccia radio. Ha compiti meramente esecutivi (esempio cifratura, modulazione, codifica): la gestione delle risorse gli viene gestita dal Base Station Controller () controlla e gestisce le risorse di un gruppo di. Dalle riceve le informazioni sullo stato dell interfaccia radio e alle invia I comandi di configurazione e gestione. Esempi di funzionalita svolte dal :reservation/release of radio channels, handover (intra) etc Base Transceiver Station () La è l elemento che ha il compito di implementare i protocolli di basso livello dell interfaccia radio E quindi di trasmettere e ricevere i segnali dalle MS implementando le funzionalità di modulazione, codifica, multiplazione dei canali fisici, cifratura Ha il compito anche di effettuare misure di qualità sui canali fisici e di ricevere quelle fatte dalle MS (tutte le misure vengono poi riportate al che prende le decisioni-handover, controllo di potenza del mobile) Deve irradiare nella cella in broadcast su un canale di controllo il messaggio di System Information con dati di sistema e parametri che servono all MS nell accesso alla rete (identita della cella, identita della Location rea, minimo livello di segnale ricevuto richiesto per poter accedere alla rete etc.); il deve anche inviare messaggi di paging per individuare la posizione attuale di un utente. Si interfaccia al (solo servizi a circuito) mediante canali PCM a 64 kbit/s Connette i canali PCM con quelli dell interfaccia radio (traffico e segnalazione) multipla le informazioni da trasmettere su una portante radio (8 canali in TDM) 28

8 Struttura Schema La (Base transceiver Station)è di solito funzionalmente divisa in TRX (Transceiver) elementi radio preposti alla ricezione e trasmissione di una singola portante radio (piu transceiver compongono la stessa ) BCF (Base Common Function) elemento di controllo del TRX che svolge le funzionalità comuni (sincronizzazione, calcolo dell algoritmo di frequency hopping) e di interfacciamento con il Modulazione, amplificazione di potenza one TX antenna Combiner TX. RX Signal Processing TRX Controller TRX Si interfaccia con il two RX antennas Codifica di canale,... equalizzazione -bis Interface Splitter TX. RX Signal Processing TRX Controller TRX PCM line or Radio system 2 Mb/s BCF Base common Function: Sincronizzazione Calcolo frequency hopping Transcoder Rate daptation Unit (TRU) La codifica della voce è a 13 kbit/s mentre il PCM prevede 64 kbit La conversione di codifica viene effettuata dal TRU Il TRU può essere nella, ma molto più spesso è nel In questo caso i flussi a 13 kbit/s devono essere trasportati senza codifica nei canali a 64 kbit/s Su ogni canale a 64 kbit/s sono multiplati 4 flussi a 13 (previa trasformazione in flussi da 16 con l aggiunta di ridondanza) Per ogni portante GSM (8 canali a 13 kbit/s) occorrono 3 canali PCM a 64 kbit/s uno per la segnalazione trasportata mediante protocollo di linea LPD 2 per gli 8 canali di traffico telefonico Transcoder Rate daptation Unit (TRU) canali PCM (64 kbit/s) TRU canali PCM (64 kbit/s) MSC 1 canale per circuito voce 4 circuiti voce per canale PCM canali GSM (13 kbit/s) 31 32

9 Base Station Controller () Una controlla un numero elevato di : da alcune decine ad alcune centinaia I compiti principali della sono: la configurazione di ogni cella tramite assegnazione dei canali di traffico e di controllo Instaurazione e rilascio delle connessioni tra i canali dell interfaccia e bis la gestione degli handover tra controllate gestione dei messaggi di Paging che vengono distribuiti alle della location area relativa all utente cercato analisi delle misure relative alla qualità e ai livelli di potenza di e MS e decisione sulla necessità di handover gestione della segnalazione (con MSC o ) 33 Parametri della qualita del link Livello di potenza sul canale di traffico (RXLEV) Qualita (BER) sul canale di traffico utilizzato per la connessione (RXQUL) La MS inoltre monitora (e comunica) l RXLEV relativo al canale di controllo usato dalle n circostanti La monitora anche la distanza tra MS e 34 Base Station Controller () Il si occupa fondamentalmente della gestione delle risorse radio (Radio Resource management) Dal punto di vista funzionale è un nodo di commutazione, ma non ha il compito di instradare le chiamate (lo fa il MSC) invece collega i circuiti con il con quelli con il MSC effettuando eventualmente la trans-codifica (TRU) e commuta i circuiti per gli handover (intra-) 35 Network Switching Subsystem (NSS) Si tratta del sottosistema che si occupa della commutazione dei circuiti verso gli utenti mobili, gestendone anche la mobilita. Include: Mobile Switching Center (MSC): è una centrale di commutazione telefonica per utenti radiomobili Visitor Location Register (): è un database (normalmente implementato nella centrale MSC) che contiene le informazioni relative agli utenti presenti nell area gestita da un MSC Home Location Register (HLR): è il database principale che si occupa della memorizzazione delle informazioni degli utenti mobili. Contiene tra le altre le informazioni necessarie ad individuare il che ha in carico in un certo istante ogni utente mobile. uthentication Center (uc): normalmente associato al HLR il quale contiene le chiavi e le procedure per l autenticazione di un utente mobile. L uc calcola le chiavi. Equipmente Identity Register (EIR): 36 contiene gli IMEI di tutti gli apparati autorizzati al servizio

10 =Base transceiver Station = Base Station Controller rchitettura della rete gestione della mobilita e controllo delle chiamate Mobile Switching Centre (MSC) Um Radio Subsystem: MS+BS Subsystem Um Um Um RS bis bis bis bis BSS Base Station Subsystem E MSC GMSC NSS HLR OMC Network Switching Subsystem EIR uc OMSS uthentication center Equipment identity register Rete telefonica fissa ISDN/PSTN Operation and Maintenence Subsystem Esercizio, manutenzione e amministrazione della rete funzioni relative all utilizzo delle risorse radio 37 Il MSC è una centrale di commutazione con funzionalità aggiuntive di gestione della mobilità E normalmente associato ad un per la memorizzazione dei dati degli utenti presenti nell area controllata Il MSC oltre ad essere connesso con i della sua area è connesso ad altri MSC la connessione avviene tramite canali PCM parte delle risorse di collegamente sono parte della rete di segnalazione a canale comune SS7 Uno o più MSC (Gateway MSC) per rete PLMN sono interfacciati alla rete telefonica fissa per l instradamento da e verso gli utenti fissi 38 Mobile Switching Centre (MSC) Il MSC è dunque il nodo principale responsabile delle funzioni di segnalazione (che vedremo più in dettaglio in seguito) Per le funzioni di CM (Connection Management) originating call, terminating call, gateway MM (Mobility Management) location updating, periodic registration, authentication, ecc. implementa protocolli di colloquio con altri elementi di rete: DTP (Direct Tranfer pplication Part) per il colloquio diretto con le MS BSSMP (BSS Management pplication Part) per il colloquio con i MP (Mobile pplication Part) per il colloquio con gli altri elementi di rete (MSC,, HLR, EIR, uc) 39 Connection management -esempio Originating call funzione che si occupa delle chiamate generate da una MS La della cella della MS inoltra la richiesta all MSC/ tramite la che la controlla Nell MSC/ viene attivata la sotto-funzione originating call. Si invia un messaggio al per verificare che la MS abbia diritto alla richiesta utenticazione (funzioni di Mobility Management) Viene quindi effettuata la cifratura dei dati Viene effettuato il set-up della chiamata e canali dati vengono allocati per il trasferimento dell info vera e propria 40

11 Mobile Switching Centre (MSC) Chiamata terminata sulla mobile station Una MS può essere raggiunta da utenti fissi mediante il numero di telefono (MSISDN) La chiamata viene instradata fino al GMSC che individua l HLR in cui sono contenute le informazioni dell utente associato al MSISDN e lo interroga l HLR restituisce, tra l altro, il MSRN (Mobile Station Roaming Number) MSRN numero temporaneo (stessa strutt. MSISDN) assegnato dal visitato MSRN consente al GMSC di instradare la chiamata fino all MSC dell area dove si trova l utente Home Location Register (HLR) È un data base permanente associato in modo univoco a un GMSC Memorizza le informazioni relative a tutti gli MS la cui localizzazione di default è presso il GMSC considerato HLR memorizza informazioni permanenti come l IMSI (International Mobile Subscriber Identity), il numero di telefono della SIM associata, i servizi a cui l utente è abilitato, ecc. HLR memorizza anche informazioni temporanee come l indirizzo del presso cui può essere reperito l utente, parametri transitori per identificazione e crittografia, un eventuale numero di telefono per l inoltro delle chiamate, ecc. HLR Home Location Register (HLR) Compiti principali: HLR Gestione della localizzazione, ovvero memorizzare il number di ogni utente registrato invio delle informazioni di routing (MSRN) al GMSC Registrazione, cancellazione e attivazione/disattivazione servizi supplementari memorizzazzione e fornitura ai dei parametri di autenticazione e cifratura gestione dei dati d utente Visitor Location Register () È un data base temporaneo che contiene i dati importanti per il servizio degli MS attualmente sotto la giurisdizione del (G)MSC cui il è associato. In vengono duplicati tutti i dati permanenti di un utente, con la differenza che l IMSI viene mappato su un TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) per evitare di trasmettere l IMSI via radio e proteggere l utente da intrusioni Hi-Tech. Il TMSI viene modificato frequentemente ed è legato anche alla posizione del mobile (identificativo di cella) gioca un ruolo fondamentale nella gestione delle chiamate che provengono dagli MS 43 44

12 utenticazione: Procedure di sicurezza ha il compito di verificare l identità dell utente e proteggere da utilizzi fraudolenti degli identificativi Cifratura: ha il compito di rendere non facilmente decodificabile il flusso dati da e verso la MS da parte di intrusi In GSM le procedure di autenticazione e cifratura sono strettamente collegate nella prima fase di gestione delle chiavi segrete 45 Procedure di sicurezza Elementi delle procedure: K i chiave di autenticazione dell utente di 128 bit memorizzata nell uc e nella SIM RND numero casuale di 128 bit generato dall uc e poi inviato all MSC 3 algoritmo di autenticazione memorizzato nell uc e nella SIM 8 algoritmo che determina la chiave di cifratura K c, memorizzato nell uc e nella SIM Risultati delle procedure: K c chiave di cifratura SRES risultato dell algoritmo di autenticazione Triplette (RND, SRES, K c ) sono generate in sequenza per ogni IMSI e memorizzate nell HLR 46 Procedure di sicurezza Procedure di sicurezza utenticazione: Cifratura: MS Rete MS Rete K i 3 RND K i 3 RND Gen. num. causali K i 8 RND K i 8 RND Gen. num. causali SRES(ms) Si ccesso consentito uguali? SRES(rete) No ccesso negato 47 5 K c informazioni cifrate 5 K c Contenuto nella 48

13 Procedure di sicurezza: ruolo degli elementi di rete utentication Centre (uc) uc memorizza in modo sicuro le chiavi segrete K i di ciascun utente genera i numeri casuali e calcola gli SRES e la chiave di crittazione K c Fornisce le triplette agli altri elementi di rete MS richiesta (TMSI o IMSI) RND SRES MSC/ IMSI triplette HLR IMSI triplette RND, SRES, K c uc 49 Procedure di sicurezza: ruolo degli elementi di rete Ruolo del BSS nella cifratura: MS K i K c 8 5 richiesta RND SRES informazioni cifrate BSS 5 K c informazioni in chiaro MSC/ 50 Procedure di sicurezza: allocazione del TMSI Ogni comunicazione è iniziata dalla MS che invia il proprio identificativo (IMSI) per farsi riconoscere prima che venga attivata la procedura di autenticazione Per evitare che il IMSI venga intercettato sull interfaccia radio e ne possa essere fatto un uso fraudolento il alloca ad ogni MS un TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) L IMSI viene usato dalla MS solo quando non ha ancora un TMSI d ogni location update il può allocare un nuovo TMSI al mobile che nelle comunicazioni successive adotterà il TMSI invece del IMSI 51 IMSI È il numero di identificazione di uso interno alla rete È composto da 3 campi: MCC: Mobile Country Code (3 cifre) MNC: Mobile Network Code, che identifica l operatore che fornisce il servizio (2 cifre) MSIC: Mobile Subscriber Identification Number, che identifica la SIM (fino a 10 cifre) d esempio il numero , identifica una SIM italiana (222) del gestore TIM (01) Il numero di telefono dell apparato in questione (MSISDN) è completamente indipendente dall IMSI; le cifre corrispondenti al prefisso (ad es o 0347) identificano l HLR e quindi il GMSC cui l apparato è legato 52

14 Equipment Identity Register (EIR) È una base dati il cui uso è a discrezione dell operatore Contiene l identificativo e le caratteristiche degli apparati GSM, insieme al produttore, al paese di fabbricazione, etc. Può essere usato per proteggere la rete dall uso di apparecchiature rubate o non a norma MS richiesta connessione richiesta IMEI invio IMEI MSC/ controllo IMEI risposta EIR EIR 53 IMEI management Protection against stolen and malfunctioning terminals Equipment Identity Register (EIR): 1 DataBase for each operator; keeps: WHITE LIST: valid IMEIs Corresponding MEs may be used in the GSM network BLCK LIST: IMEIs of all MEs that must be barred from using the GSM network Exception: emergency calls (to a set of emergency numbers) Black list periodically exchanged among different operators GRY LIST: IMEIs that correspond to MEs that can be used, but that, for some reason (malfunctioning, obsolete SW, evaluation terminals, etc), need to be tracked by the operator call from a gray IMEI is reported to the operator personnel 54 Informazioni memorizzate nella rete GSM IMSI ( HLR,) MSISDN ( HLR, ) TMSI ( ) categoria della MS ( HLR,) RND,SRES,Kc ( HLR, su richiesta ) Cyphering Key Sequence Number ( ) MSRN (, su richiesta dato all HLR) LI (,HLR) number ( HLR) HLR number ( ) subscription restrictions ( HLR) dati correlati con servizi base, supplementari ( HLR,) IMSI detached flag ( ) Sbarramenti da operatore ( HLR, alcuni ) Interfaccia Radio Reti Radiomobili

15 Interfaccia Radio FDD (Frequency Division Duplexing) 45 MHz di separazione uplink/downlink uplink downlink Frequency Hopping L effetto del fading da multipath dipende anche dalla frequenza del segnale Ci possono essere portanti con bassa attenuazione e portanti con alta attenuazione 200 khz TDM Frame ms f slot offset uplink/downlink Time slot = 577 µs Transmits f down MS Transmits f up 57 Essendo la trasmissione protetta da codici FEC è meglio che gli errori dovuti a qualche portante fortemente attenuata siano distribuiti su più flussi informativi Si adotta un meccanismo di salto di frequenza che cambia la frequenza ogni slot secondo una sequenza fissa f 58 Power Control La potenza di emissione delle MS è controllata dalla La invia dei comandi di power control che richiedono alla MS di alzare o abbassare la potenza trasmissiva Lo step di incremento/decremento è di 2 db L obiettivo del controllo è di portare la potenza ricevuta dalla ad un livello prefissato Il power control riduce l interferenza media nel sistema riducendo la potenza delle MS con piccola attenuazione di canale (vicine alla ) Il power control riduce anche il consumo di energia delle MS Sincronismo nel GSM Sincronismo di portante ogni MS deve recuperare con precisione la frequenza della portante radio Sincronismo di slot Ogni MS deve avere informazioni sullo slot corrente Sincronismo di trama Ogni MS deve conoscere il Frame Number corrente 59 60

16 Sincronismo di portante La frequenza della portante radio viene recuperata dalla MS ascoltando il canale broadcast comune trasmesso dalla Su tale canale, ad intervalli regolari, viene trasmesso uno slot speciale con bit fissi che sono usati per recuperare con precisione l informazione sulla frequenza della portante e quindi aggiustare la frequenza dell oscillatore locale Sincronismo di slot e trama Molti canali nel GSM seguono una struttura a multitrama (ad esempio: il canale di broadcast è trasmesso ogni x trame) La sequenza di Frequency Hopping dipende dalla multitrama Ogni MS deve quindi conoscere il numero di trama corrente per interpretare correttamente l informazione La stazione base trasmette sul canale di broadcast informazioni che permettono alle MS di ricostruire la scansione temporale di slot e il Frame Number Sincronismo di slot Le trasmissioni up/down link subiscono ritardi di propagazione dipendenti dalla posizione delle MS Necessità di avere in ogni slot una parte di bit non significativi per garantirsi un certo margine sull errore Sincronismo di slot In genere si effettua una scelta conservativa per cui il tempo di guardia è: Tg = max(2τ i ) i 2τ i riferimento temporale 2τ tempo di propagazione τ = d v d - distanza v - velocità della luce 63 τ i 64

17 Sincronismo di slot La rete GSM è progettata per avere celle con R max =35 Km Nella situazione peggiore (ai bordi) si ha un tempo di guardia di 2τ = 2 x / 3 x 10 8 = 233 µs che corrisponde a 68,25 bit alla velocità di kb/s Sincronismo di slot: Timing dvance Per limitare il tempo di guardia: la stima il ritardo e invia l informazione alla MS che può quindi compensare anticipando la trasmissione usato nel GSM: si anticipa la trasmissione all allontanarsi dalla base (timing advance, riduce il tempo di guardia a circa 9 bit, pari a 33,3 µsec) 2) stima ritardo 4) trasmissioni successive 1) prima trasmissione 65 3) invio stima ritardo 66 I canali Logici Identificano univocamente il tipo di informazione che trasportano: Segnalazione (info di sincronizzazione..) Traffico dati Sono divisi in canali di traffico e canali di controllo canali comuni e canali dedicati 67 Broadcast CONTROL CHNNELS COMMON CHNNELS Canali Logici Common CONTROL CHNNELS LOGICL CHNNELS Dedicated CONTROL CHNNELS DEDICTED CHNNELS TRFFIC CHNNELS FCCH SCH BCCH PCH RCH GCH SDCCH SCCH FCCH TCH/F TCH/H TCH/E FCCH=Frequency Correction CHannel SCH=Synchronisation Channel BCCH=Broadcast Control CHannel PCH=Paging CHannel RCH=Random ccess CHannel GCH=ccess Grant CHannel SDCCH=Stand-alone Dedicated Control CHannel SCCH=Slow ssociated Control CHannel FCCH=Fast ssociated Control CHannel TCH/F=Traffic CHannel Full rate TCH/H=Traffic CHannel Half rate TCH/E=Traffic CHannel Enhanced Full rate 68

18 I canali di traffico (Traffic Channels-TCH) Canali che trasportano la voce ed eventuali dati Si distinguono in: Full Rate channels: velocità lorda di 22,8 Kb/sec (dopo aggiunta di ridondanza per correzione degli errori) Half Rate channels: velocità lorda di 11,4 Kb/s Una curiosita. Codifica di canale: canale vocale 13 Kb/s Interleaving In realtà i bit dei 4 blocchi fisici da 114 bit non sono sequenze contigue di bit in uscita dal processo di codifica I bit sono mescolati: B(i,1) B(i,2) B(i,3) B(i,4) B(i+1,1) B(i+1,2) B(i+1,3) B(i+1,4)... B(i+3,3) B(i+3,4) Full Rate Half Rate Tf ThTh slot trama 1 trama 2 Tf Tf ThTh t t 69 Interleaving B(i,1) B(i+1,1) B(i+2,1) B(i+3,1) B(i,2) B(i+1,2) B(i+2,2) B(i+3,2) B(i,4) B(i+1,4) B(i+2,4) B(i+3,4) I canali di controllo (Control Channels-CCH) CCH) Usati per trasportare segnalazione di vario tipo (esistono 14 tipi di canali di controllo!!) Tre grandi categorie di CCH Broadcast Channels (BCH): informazioni di interesse generale sulla tratta downlink Common Control Channels (CCCH): informazioni relative ad una connessione in fase preliminare (condivisi tra + connessioni) Dedicated Control Channels (DCCH): informazioni di segnalazione specifiche di una connessione Broadcast CONTROL CHNNELS Common CONTROL CHNNELS Dedicated CONTROL CHNNELS FCCH SCH BCCH PCH RCH GCH SDCCH SCCH FCCH 71 Broadcast CONTROL CHNNELS Canali Broadcast (Broadcast Channels - BCH) FCCH (Frequency Correction Channel): canale downlink usato per correggere la frequenza alla MS, 148 bit senza codice. SCH (Synchronization Channel): trasporta l identificativo della (Base Station Identity Code,BSIC) e un indicazione del numero di trama (FN), 25 bit + ridondanza per codifica di canale. BCCH (Broadcast Control Channel): trasporta informazioni generali a tutti gli utenti serviti da una base station, 184 byte codificati (quali parametri dell algoritmo di frequency hopping, numero di canali di controllo comune allocati, numero di blocchi per canale GCH, distanza tra due PCH, altre informazioni richieste per calcolare l algoritmo di frequency hopping, Location rea Identifier, livello di potenza della MS per accedere alla rete, etc). 72

19 Common CONTROL CHNNELS Canali di Controllo Comuni (Common Control Channels - CCCH) ccesso multiplo casuale (RCH) PCH (Paging Channel): downlink usato dalla per notificare ad una MS una chiamata entrante, trasmesso in broadcast su una L RCH (Random ccess Channel): uplink utilizzato dalla MS per richiedere l accesso alla rete (Location Update, richiesta di chiamata). E soggetto a collisioni. GCH (ccess Grant Channel): downlink per risposte a richieste su RCH. L accesso multiplo al canale RCH è casuale (non coordinato con le altre stazioni mobili) Quindi si possono verificare collisioni in trasmissione La corretta ricezione del messaggio di accesso viene riconosciuta dalla risposta della BS sul canale GCH Nel messaggio sul RCH viene inserito un identificativo temporaneo (sequenza pseudo-casuale) che poi viene riportata nel messaggio sul canale GCH Il meccanismo di gestione del RCH è di fatto di tipo Slotted-LOH Dedicated CONTROL CHNNELS Canali di Controllo Dedicati (Dedicated Control Channels DCCH) SCCH (Slow ssociated Control Channel): scambio di misure relative ad una connessione tra MS/BS e BS/MS (Potenza segnale ricevuto, qualità.). Multiplato con il traffico d utente (184 bit in 20 msec di misurazioni) FCCH (Fast ssociated Control Channel): usato per segnalazione veloce (richiesta di handover rapido). Sostituisce il traffico d utente SDCCH (Stand-alone Dedicated Channel): canale di segnalazione assegnato in seguito a richiesta su RCH (identificazione, autenticazione, call setup ) 75 Dedicated CONTROL CHNNELS In downlink: Slow ssociated Control Channel (SCCH) comandi per il controllo di potenza le informazioni del BCCH (che non possono più essere decodificate dalla MS assestata sul canale di traffico In uplink: misurazioni della MS: RXLEV-SERVING-CELL (livello di potenza ricevuta dalla propria ) RXQUL-SERVING-CELL (BER misurata sul flusso downlink) RXLEV-NCELL N (livello di potenza ricevuta dalle celle adiacenti) BCCH-FREQ-NCELL N (# portante BCCH delle celle adiacenti) BSIC-NCELL N (BSIC delle celle adiacenti) 76

20 Uso dei canali per set up di un canale di traffico Mobile BCCH RCH BS Ci si aggancia alla BS con FCCH, SCH,BCCH messaggi relativi alla cella, ai canali paging, richiesta di accesso Mappaggio dei canali logici in quelli fisici La segnalazione necessità di un bit rate di trasmissione più basso rispetto all informazione d utente (Sarebbe uno spreco di risorse assegnare a segnalazione 1 SLOT per trama) La velocità effettiva di trasmissione può venir ridotta col meccanismo della multitrama GCH SDCCH TCH + SCCH assegnazione SDCCH segnalazione traffico + assegnazione TCH IDE: gli slot assumono un identità, e possono venire assegnati su un periodo di più trame, appunto la multitrama trama 1 trama multitrama 78 Canali di segnalazione SCCH T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T - Negli slot assegnati al canali di traffico (T) si ricava lo Slow ssociated Control Channel (SCCH) () usato per convogliare misure e comandi si utilizza una supertrama di 26 trame (120 ms) Multitrama TCH half duplex Nota su come si legge il diagramma temporale: Downlink, Uplink T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T C C C C C C C C C C C C S C C C C C C C C C C C C S H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H / / / / / / / / / / / / C / / / / / / / / / / / / C F F F F F F F F F F F F C F F F F F F F F F F F F C R R R R R R R R R R R R H R R R R R R R R R R R R H Normal burst 577 µs Normal burst Normal burst Normal burst 4,615 ms Normal burst Normal burst Normal burst Normal burst 80

21 Canali di segnalazione comune Un particolare slot (slot 0) su una particolare portante (C 0 o portante fondamentale) tra quelle associate alla cella viene usato per ricavare uno o più canali in modalità supertrama da 51 trame ( ms). Nella direzione downlink la portante fondamentale e sempre trasmessa ad una potenza maggiore delle altre, cosa che consente alle stazioni mobili non ancora agganciate di riconoscerla, sincronizzarsi sulla portante e ascoltare le info necessarie per agganciarsi alla cella trama 0 trama supertrama trama 50 Canali di segnalazione comune nella direzione downlink vengono ricavati i canali per sincronizzazione di frequenza (FCH) sincronizzazione di bit (SCH) Broadcast Control Channel (BCCH) Common Control Channel (PCH, GCH in downlink) 10 trame 0 50 trama. F S B C F S C C F S C C - in uplink servono per il Random ccess Channel (RCH) R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R Esempi di procedure GSM 3.5 Procedure Reti Radiomobili ccensione della Mobile Station e prima registrazione Roaming e Location Updating Chiamata originata da utente mobile Chiamata terminata su utente mobile Handover Registrazione periodica Spegnimento della MS 84

22 ccensione di una MS Registrazione e Location Update Procedure seguenti l accensione: Selezione di Cella (Cell Selection): la MS sceglie la su cui attestarsi Registrazione (avviene sempre con una procedura di Location Update): la MS informa l MSC di competenza della sua presenza in quella Location rea Cell Selection MS scandisce le portanti radio che sente le portanti scandite sono le c0 (su cui non si applica il frequency hopping) sono quelle dove viene trasmesso il BCCH tali portanti sono a potenza costante, maggiore della potenza usata per trasmettere le altre frequenze (se neccessario si usano i dummy burst per gli slot vuoti) e a queste portanti non viene applicato il frequency hopping MS si aggancia alla portante radio che riceve più forte ttraverso il canale FCCH la MS si allinea alla frequenza trasmessa dalla ttraverso il canale SCH la MS si sincronizza con la e ne riceve l ID (BSIC Base Station Identity Code), viene identificata la trama corrente questi punto la MS può leggere il BCCH che contiene LI (Location rea Identity) - Livello di potenza della MS CGI (Cell Global Identity) MCC (Mobile Country Code) MNC (Mobile Network Code) 87 Due casi: Registrazione LI ricevuto coincide con quello memorizzato nella SIM (Cellulare spento e riacceso nella stessa L). Chiamata ad una procedura di IMSI attach con cui la MS attiva il proprio IMSI memorizzato nel corrente (significa che l utente era precedentemente registrato presso il, quando di era disconnesso era stato settato un flag detached riconoscendo che l utente non era piu collagato non viene effettuato paging verso utenti detached). questa procedura di ferma all MSC/, non ho bisogno di coinvolgere l HLR Nessun LI memorizzato o LI ricevuto diverso da quello memorizzato (Cellulare spento e riacceso in una L diversa). Chiamata alla procedura di Location Update potrei dover coinvolgere l HLR 88

23 Quando? Location Update (1) all accensione della MS (se necessario); registrazione periodica (e.g. 30 min, se non arriva location update periodica il segna l utente come detached implicit detach); cambio di Location rea a seguito di spostamenti della MS (per roaming); Due casi di Location Update: Spostamento tra diverse L ma facenti capo allo stesso MSC/ (caso più semplice) L 1 L MSC Location Update (2) Roaming tra diverse L facenti capo a diversi MSC/ L 2 2 MSC 2 1 L 1 1 MSC Location Update Req +TMSI vecchio +LI nuovo Location Update - Intra MSC Nel System Information Message diffuso sul canale BCCH e contenuta la location area identifier (LI), agganciata la nuova cella quindi l MS si rende conto della necessita di un location update. Location Update ck+tmsi nuovo 2 Location Update Req Location Update ck +TMSI nuovo MSC MS TMSI Reallocation Complete Location Update - Intra MSC Messaggi CHN REQ IMMEDITE SSIGNMENT LOC UPD REQ UTH REQ UTH RES CIPH MOD CMD CIPH MOD COMPLETE LOC UPD CK + TMSI new TMSI RELL COM CHN REL Canali RCH GCH SDCCH SDCCH SDCCH SDCCH SDCCH SDCCH SDCCH SDCCH ccess burst ssegn. Di un SDCCH RETE 92

24 Location Update inter MSC Location Update inter MSC HLR MS BSS MSC new old HLR 1. channel assignment MSC (old) MSC (new) 2. location update request (TMSI+LI) 3. request subscriber identity (TMSI) 4. provide subscriber identity (IMSI) 5. request subscriber data 6. provide subscriber data 7. security procedures 8. HLR update (new) 10. Location update 9. acknowledgement update 11. cancel old location 12. location cancelling accepted Chiamata originata da rete fissa PSTN Call Set Up PSTN GSM/DCS Instaurare una comunicazione su rete fissa è di per sé difficile Instaurare una comunicazione tra rete fissa e rete mobile richiede uno sforzo ancora maggiore 95 96

25 Call Set-up Step by Step (1) L utente PSTN/ISDN compone il Mobile Subscriber International ISDN Number (MSISDN) del chiamato PSTN MSISDN MSISDN: = Country Code (Italy) 347 = National Destination code = Subscriber Number Call Set-up Step by Step (2) B La rete PSTN/ISDN analizza il numero e contatta il GMSC della PLMN del chiamato grazie al National Destination Code (NDC) C GMSC riceve attraverso SS7 un messaggio con l MSISDN composto PSTN MSISDN GSM Network GMSC HLR Call Set-up Step by Step (3) Call Set-up Step by Step (4) D Il GMSC risale all indirizzo dell HLR dove sono memorizzati i dati del chiamato (il GMSC non conosce la posizione della MS!!) E Il GMSC manda all HLR un messaggio di send routing information F L HLR analizza il messaggio e identifica l indirizzo del dove la MS chiamata è attualmente registrata PSTN MSISDN GSM Network GMSC HLR G L HLR manda un messaggio di provide roaming number alla coppia MSC/ H L MSC/ alloca temporaneamente Mobile Station Roaming Number (MSRN) per la chiamata HLR MSC 99 GMSC MSC 100

26 Call Set-up Step by Step (5) I L MSC inoltra l MSRN all HLR J Il GMSC analizza l MSRN instrada la chiamata verso l MSC/ che presiede la L dove si trova la MS HLR Call Set-up Step by Step (6) K L MSC/ attiva la procedura di paging identifica la L dove si trova il mobile, grazie all IMSI ordina al di iniziare il paging. Per tutte le della location area. L ordina alle di diffondere su canale di paging (PCH) il messaggio di paging indirizzato alla MS (this message contains the TMSI assigned to the MS) M La MS risponde al messaggio di paging iniziando una procedura di accesso sul Random ccess CHannel (RCH) per richiedere uno Stand alone Dedicated Control CHannel (SDCCH) GMSC MSC Call Set-up Step by Step (7) N L MSC/ attiva le procedure di autenticazione e cifratura P La rete assegna un canale di traffico (TCH) per la comunicazione Q MSC/ avverte il chiamante che il telefono chiamato sta squillando R Il chiamante è avvertito che il chiamato ha risposto S La connessione è stabilita 103 Initial ddress message Fixed Caller Summary of the Call Set-up Steps (1) PSTN/ ISDN Call Setup (MSISDN) GMSC HLR MSC/ nalyse Number Call Setup (MSISDN) MSISDN MSRN Call Setup (MSRN) Send routing info IMSI MSRN + Provideroaming number Page Page resp. ck. Called MS Page req. (PCH) Channel req. (RCH) ssign (GCH). Page res. (SDCCH) uthenticat.,ciphering,tmsi reallocat. 104

27 Fixed Caller Summary of the Call Set-up Steps (2) Ringing PSTN/ ISDN GMSC HLR MSC/ Connection established Ringing notice Unhook notice + Connection Setup Called MS Connection Confirmation TCH ssign Command. TCH ssign Complete lert Connect Connect ack. Squillo vviso sgancio 105 Chiamata originata da MS MS compone il numero L MSC servente analizza i dati del chiamante e: autorizza o impedisce la chiamata attiva la procedura di instradamento Se il chiamante appartiene alla stessa rete GSM, viene iniziata una procedura di send routing info per ottenere l MSRN la procedura è simile a quella per chiamate originate da PSTN Se il chiamato non appartiene alla stessa rete del chiamante, la chiamata viene inoltrata al GMSC. 106 Summary of the Call Set-up Steps Chiamata originata (1) EXC GMSC HLR MSC/ BSS MS 1. channel assignment 2. uthenticat., ciphering,tmsi reallocat. 3. call setup 4. check services etc. 5. all ok 6. call is proceeding 7. allocate TCH 8.set up the call 9. call set up done 10. alert 11. if B answers the call will be connected MSC PSTN ccesso e allocazione di risorse per la segnalazione 2 -utenticazione e cifratura,scambio dell identificativo del chiamato e allocazione del canale di traffico 3 -Instradamento della chiamata 108

28 Chiamata originata (2) Canali RCH CHN REQ IMM SSIGN Procedura di rete SDCCH assignment MS SDCCH SDCCH SDCCH SBM U SET UP SSIGNMENT CONNECT CK Service Request uthentication Ciphering TCH/SCCH ssignment RETE Handover TCH SCCH DISCONNECT RELESE RELESE COMPLETE TCH/SCCH Release Handover e GSM In GSM la procedura di handover è decisa dalla rete, tuttavia la decisione viene presa essenzialmente in base a misure effettuate da MS Quando MS si connette ad una cella, il relativo gli comunica un elenco di canali alternativi (BCCH di 6 celle adiacenti), su cui effettuare misure di potenza RF; Il risultato di queste misure viene trasmesso al su canale SCCH ogni 480 msec Il analizza le misurazioni dal mobile, le integra con le misure effettuate dalle ed eventualmente decide l handover Requisiti Handover La procedura richiede criteri per individuare la necessità di un handover procedure per commutare una comunicazione da un canale radio ad un altro Tutto questo deve essere invisibile all utente

29 Parametri di attivazione Misure lato MS Intensità del segnale ricevuto sulle portanti BCCH delle celle adiacenti (RXLEVNCELLn) Intensità di segnale ricevuto sul canale di traffico TCH attivo (RXLEV) Qualità del canale di traffico attivo TCH (RXQUL) Parametri di attivazione- Misure lato Intensità segnale ricevuto dalla MS sul canale di traffico (RXLEV) Qualità del canale di traffico dalla MS (RXQUL) Distanza dalla MS, utilizzando la tecnica di Timing dvance Perché l Handover Tipi di Handover Qualità trasmissiva inadeguata (RXLEV e/o RXQUL scendono sotto una certa soglia) Distanza MS/ sale sopra un limite massimo (informazione disponibile alla BS in base al timing advance) Motivi di traffico (cella troppo carica ) Esigenze di controllo e manutenzione 4 tipi di Handover Intra Cell - Intra Inter Cell - Intra Inter Cell - Inter sotto lo stesso MSC Inter MSC Gli handover devono essere effettuati in tempi molto Brevi (tempi tipici <=100 ms)