Señalización
Capa de red: RR y traspasos
Mensajes de capa 3, recursos radio y traspaso
La capa 3 de la interfaz radio se divide en tres subcapas. Este tema cubre el formato de sus mensajes, la subcapa RR que reparte los recursos radio y, como caso estrella, el traspaso (handover).
Las tres subcapas
La capa de red afecta al MS, a la BTS (RR’), a la BSC (RR) y al MSC (MM y CM). RR (Radio Resource) se ocupa de los recursos de transmisión de la interfaz radio, canales físicos y lógicos. MM (Mobility Management) del registro, la localización, la autenticación y la asignación de identidades temporales. CM (Connection Management) se divide en tres entidades: CC (Call Control, control de llamada en modo circuito), SMS (Short Message Service) y SS (Supplementary Services).
| Subcapa | Entidades | Punto de acceso hacia arriba |
|---|---|---|
| CM | CC · SS · SMS | — |
| MM | Gestión de movilidad, con su demultiplexor PD | CC-SAP, SS-SAP y SMS-SAP; REG-SAP: conexión con HLR y VLR |
| RR | Control de recursos radio, con su demultiplexor PD | RR-SAP |
Hacia abajo, RR usa canales lógicos con SAPI 0 (RACH, BCCH, CCCH, SDCCH, SACCH, FACCH) y SAPI 3 (SDCCH, SACCH para SMS). Los PD son demultiplexores: el mensaje no se encapsula entre capas, se entrega a la subcapa que indica su discriminador de protocolo. El cuarto SAP (REG-SAP) conecta la gestión de movilidad con los registros de la red.
Formato de un mensaje de capa 3
Derivado de Q.931 de la RDSI, simplificado para reducir el tamaño.
| TI | PD | 0 | N | Tipo de mensaje | IE obligatorios | IE opcionales |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 bits | 4 bits | 1 bit | 1 bit | 6 bits |
- TI, identificador de transacción (equivale al CRV de la RDSI). Un bit F (0: sentido de la comunicación, 1: sentido contrario) más un valor: 0 para RR y MM y de 1 a 6 para las transacciones de CC, SMS y SS.
- PD, discriminador de protocolo: la entidad de capa 3 responsable. 0011 CC, 0101 MM, 1001 SMS, 1011 SS.
- Tipo de mensaje: la función concreta. N es un bit alternante.
- IE (information elements): los parámetros del mensaje, obligatorios y opcionales.
Subcapa RR: gestión de recursos radio
Gestiona los recursos compartidos de la interfaz radio (canales físicos y lógicos). El control recae en la BSC y afecta al MS, a la BTS (RR’) y a la BSC (RR). Tiene acceso directo a la capa física para vigilar la calidad de los canales lógicos activos.
Modo sin conexión
Para mensajes en canales difusivos (BCCH y CCCH): selección automática de célula, solicitud de recursos…
Modo con conexión
Punto a punto y dúplex entre MS y BSC. Requiere una conexión de enlace (SAPI=0) en modo confirmado sobre un canal asignado al móvil (FACCH, SDCCH o SACCH).
Servicios del modo con conexión: secuenciar los mensajes de MM y CM, transmitirlos y recibirlos sobre conexiones de enlace, abrir y cerrar la conexión de enlace SAPI=3 para los SMS, y gestionar automáticamente los traspasos (monitorización, decisión, ejecución, y suspensión y reanudación de la transmisión).
Una sesión RR se extiende sobre varias conexiones RR que van en canales físicos y lógicos distintos a lo largo del tiempo, porque la sesión continúa aunque el móvil cambie de canal.
| Sesión RR | Conexión RR 1 | Conexión RR 2 | … | Conexión RR n |
|---|---|---|---|---|
| Enlace | LAPDm 1 | LAPDm 2 | … | LAPDm n |
| Canal | canal x | canal y | … | canal z |
Ejemplo típico: la conexión RR 1 va en un SDCCH mientras se señaliza la llamada y la RR 2 en el TCH cuando empieza la conversación.
Traspaso (handover)
El traspaso cambia a un móvil con una comunicación activa de una célula a otra sin cortarla. Hay tres causas: mala calidad de la conexión, cambio de localización y volumen de tráfico en la célula. Y tres tipos según a qué elementos afecta:
| Tipo | Qué cambia | Quién lo resuelve |
|---|---|---|
| Intra-BSC | Las células origen y destino dependen de la misma BSC | Lo resuelve la BSC |
| Intra-MSC | Mismo MSC pero distinta BSC | Interviene el MSC |
| Inter-MSC | Distinto MSC | Requiere señalización entre MSC (MAP sobre SS7) |
Se hace en cuatro fases:
- Medidas e informe. Las hacen el MS y la BTS: nivel de señal, tasa de error (BER) y distancia, y además el MS mide otras BTS. Se empaquetan y se transmiten por el SACCH, del MS a la BTS y de la BTS a la BSC, cada 480 ms.
- Solicitud. La BSC compara umbrales con la información del MS, de la BTS y la suya propia (por ejemplo la potencia de transmisión). Si la BTS destino no depende de ella, pide el traspaso al MSC común.
- Decisión. El MSC hace algo parecido incluyendo información de la rama destino, y ordena la ejecución.
- Ejecución. Se activa el canal en la célula destino y el móvil salta a él (secuencia de abajo).
| ¿Cuándo se mide? | Dónde | Duración |
|---|---|---|
| Periodo corto | Entre las ranuras de transmisión y de recepción del móvil | ≈ 2,3 ms |
| Periodo largo | En las tramas libres de la multitrama (como la última de la combinación I) | ≈ 7 ms |
Extra. 480 ms son 4 multitramas de 26 tramas (4 × 120 ms): un informe de medidas son 4 ráfagas del SACCH, una por multitrama, igual que una trama LAPDm son 4 ráfagas.
Ejecución del traspaso intra-MSC
Los mensajes que llevan el identificador del traspaso van marcados en la diapositiva.
| Paso | Sentido | Mensaje | Qué pasa |
|---|---|---|---|
| 1 | MS → BTS 1 | Measurement Report | El móvil informa de lo que mide, sobre todo del nivel de las células vecinas (SACCH). |
| 2 | BTS 1 → BSC 1 | Measurement Result | La BTS añade sus propias medidas y se lo pasa a la BSC. |
| 3 | BSC 1 → MSC | Handover Required | La BSC 1 aplica sus umbrales. La célula destino no es suya, así que pide el traspaso al MSC. |
| 4 | MSC → BSC 2 | Handover Request | El MSC pide a la BSC 2 que prepare un canal para el móvil. |
| 5 | BSC 2 → BTS 2 | Channel Activation | La BSC 2 manda a la BTS 2 activar un canal. |
| 6 | BTS 2 → BSC 2 | Channel Activation ACK | La BTS 2 confirma que el canal está listo. |
| 7 | BSC 2 → MSC | Handover Request ACK | La BSC 2 contesta al MSC con los datos del canal (lleva el identificador del traspaso). |
| 8 | MSC → BSC 1 | Handover Command | El MSC ordena el traspaso por el camino de origen. |
| 9 | BSC 1 → BTS 1 | Handover Command | |
| 10 | BTS 1 → MS | Handover Command | Llega al móvil con la frecuencia y la ranura del canal nuevo. |
| 11 | MS → BTS 2 | Handover Access | El móvil salta a la célula nueva y transmite una ráfaga de acceso (no sabe aún su avance temporal). |
| 12 | BTS 2 → MS | Physical Information | La BTS 2 le da el avance temporal (timing advance) que necesita. |
| 13 | MS → BTS 2 | SABM | El móvil abre la conexión LAPDm en el canal nuevo. |
| 14 | BTS 2 → MS | UA | La BTS 2 confirma. |
| 15 | MS → BTS 2 | Handover Complete | El móvil avisa de que ya está en el canal nuevo. |
| 16 | BTS 2 → BSC 2 | Handover Complete | |
| 17 | BSC 2 → MSC | Handover Complete | El MSC sabe que el traspaso ha terminado y puede liberar el canal antiguo. |
| 18 | MSC → BSC 1 | Clear Command | Liberación de los recursos de la célula de origen. |
| 19 | BSC 1 → BTS 1 | Clear Command | |
| 20 | BTS 1 → BSC 1 | Clear Complete | |
| 21 | BSC 1 → MSC | Clear Complete | Fin: el móvil sigue en la llamada, ahora por la BTS 2. |
Autoevaluación
¿Qué hace cada subcapa de la capa de red y entre qué elementos habla?
RR gestiona los recursos radio (MS con BSS, RR’ en la BTS, RR en la BSC). MM gestiona el registro, localización, autenticación y las identidades temporales (MS con MSC). CM gestiona las conexiones (MS con MSC) y se divide en CC, SMS y SS.
¿Para qué sirve el discriminador de protocolo (PD)?
Indica qué subcapa de capa 3 es responsable del mensaje (0011 CC, 0101 MM, 1001 SMS, 1011 SS). Como no hay encapsulado entre subcapas, es lo que se usa para repartir el mensaje.
¿Qué valor tiene el identificador de transacción en RR y MM?
- Los valores de 1 a 6 son para las transacciones de CC, SMS y SS.
¿Qué diferencia hay entre una sesión RR y una conexión RR?
La sesión RR es el conjunto; se extiende sobre varias conexiones RR, cada una en un canal físico y lógico distinto (por ejemplo, un SDCCH y después un TCH).
Nombra las causas y los tipos de traspaso.
Causas: mala calidad, cambio de localización y volumen de tráfico en la célula. Tipos: intra-BSC, intra-MSC (mismo MSC, distinta BSC) e inter-MSC (requiere MAP entre MSC).
Describe las cuatro fases del traspaso.
- Medidas e informe, cada 480 ms por el SACCH. 2) Solicitud: la BSC compara umbrales y pide al MSC si el destino no es suyo. 3) Decisión: el MSC decide y ordena. 4) Ejecución: activación del canal, Handover Command, acceso, SABM/UA, Handover Complete y liberación.
¿Por qué el móvil manda un Handover Access en el canal nuevo, y qué recibe después?
Porque aún no conoce su avance temporal en la célula nueva. La BTS destino se lo da en el mensaje Physical Information.
Material del curso usado: Cx_Red-RecursosRadio.pdf.