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Canales GPRS: físico, lógico, control

Canales GPRS: físico, lógico, control

Para permitir que el sistema GPRS maneje los datos que se transportan a través de la interfaz de radio de la manera requerida, los datos se organizan en canales.

Estos canales tienen diferentes funciones y se pueden ver diferentes tipos de canales. Los canales físicos, lógicos y de control tienen funciones diferentes, como se describe a continuación.

Canal físico GPRS

GPRS se basa en la estructura GSM básica. GPRS utiliza la misma estructura de modulación y trama que emplea GSM, y de esta forma es una evolución del estándar GSM. El BSC puede asignar ranuras dinámicamente a llamadas GPRS dependiendo de la demanda, y las restantes se utilizan para el tráfico GSM.

Hay un nuevo canal de datos que se utiliza para GPRS y se llama Canal de datos por paquetes (PDCH). La estructura general de ranuras para este canal es la misma que se usa dentro de GSM, tiene el mismo perfil de potencia y atributos de avance de tiempo para superar los diferentes tiempos de viaje de la señal a la estación base dependiendo de la distancia entre el móvil y la estación base. Esto permite que la ráfaga se adapte perfectamente a la estructura GSM existente.

Cada ráfaga de información para GPRS tiene una longitud de 0,577 mS y es la misma que se utiliza en GSM. También transporta dos bloques de 57 bits de información, lo que da un total de 114 bits por ráfaga. Por lo tanto, requiere cuatro ráfagas para transportar cada bloque de datos de 20 mS, es decir, 456 bits de datos codificados.

El BSC asigna PDCH a intervalos de tiempo particulares, y habrá momentos en los que el PDCH esté inactivo, lo que permitirá que el móvil verifique otras estaciones base y controle la intensidad de la señal para permitir que la red juzgue cuándo se requiere el traspaso. La estación base también puede utilizar la ranura GPRS para juzgar el retardo de tiempo utilizando un canal lógico conocido como Canal de Control Avanzado de Temporización de Paquetes (PTCCT).

Asignación de canales GPRS

Aunque GPRS usa solo un canal físico (PDCH) para el envío de datos, emplea varios canales lógicos que se mapean en este para permitir la gestión de los datos y las instalaciones de GPRS. Como los datos en GPRS se manejan como datos en paquetes, en lugar de como datos conmutados por circuitos, la forma en que se organizan es muy diferente a la de un enlace GSM estándar. A los paquetes de datos se les asigna un espacio dentro del sistema de acuerdo con las necesidades actuales y se enrutan en consecuencia.

La capa MAC es fundamental para esto y hay tres modos MAC que se utilizan para controlar las transmisiones. Estos se denominan asignación fija, asignación dinámica y asignación dinámica extendida.

El modo de asignación fija es necesario cuando un móvil requiere que se envíen datos a una velocidad constante. Para lograr esto, se asigna un conjunto de PDCH durante un período de tiempo determinado. Cuando se utiliza este modo, no es necesario controlar la disponibilidad y el móvil puede enviar y recibir datos libremente. Este modo se utiliza para aplicaciones como videoconferencias.

Cuando se utiliza el modo de asignación dinámica, la red asigna las franjas horarias según se requieran. Un móvil puede transmitir en el enlace ascendente cuando ve una bandera de identificación conocida como Bandera de estado de enlace ascendente (USF) que coincide con la suya. El móvil luego transmite sus datos en la ranura asignada. Esto es necesario porque hasta ocho móviles pueden tener acceso potencial a una ranura, pero obviamente solo uno puede transmitir en un momento dado.

También está disponible otra forma de asignación conocida como asignación dinámica extendida. El uso de este modo permite alcanzar velocidades de datos mucho más altas porque permite que los móviles transmitan en más de una ranura. Cuando la USF indica que un móvil puede usar este modo, puede transmitir en el número permitido, aumentando así la velocidad a la que puede enviar datos.

Canales lógicos

Existe una variedad de canales utilizados dentro de GPRS, y se pueden configurar en grupos dependiendo de si son para uso común o dedicado. Naturalmente, el sistema utiliza los canales de transmisión y control GSM para la configuración inicial, pero todas las acciones GPRS se llevan a cabo dentro de los canales lógicos GPRS transportados dentro del PDCH.

Canales de transmisión:

  • Canal central de transmisión por paquetes (PBCCH): Este es un canal sólo de enlace descendente que se usa para transmitir información a móviles y les informa de las llamadas entrantes, etc. Su funcionamiento es muy similar al BCCH usado para GSM. De hecho, el BCCH todavía se requiere inicialmente para proporcionar un número de intervalo de tiempo para el PBCCH. En funcionamiento, el PBCCH emite información general, como parámetros de control de potencia, métodos de acceso y modos operativos, parámetros de red, etc., necesarios para configurar llamadas.

Canales de control comunes:

  • Canal de paginación de paquetes (PPCH): Este es un canal solo de enlace descendente y se utiliza para alertar al móvil de una llamada entrante y para alertarlo de que esté listo para recibir datos. Se utiliza para la señalización de control antes del establecimiento de la llamada. Una vez que la llamada está en curso, un canal dedicado denominado PACCH se hace cargo.
  • Canal de concesión de acceso a paquetes (PAGCH): Este también es un canal de enlace descendente y envía información que le dice al móvil qué canal de tráfico se le ha asignado. Ocurre después de que el PPCH ha informado al móvil que hay una llamada entrante.
  • Canal de notificación de paquetes (PNCH): Este es otro canal de solo enlace descendente que se utiliza para alertar a los móviles de que hay tráfico de difusión destinado a un gran número de móviles. Normalmente se utiliza en lo que se denomina multidifusión punto a punto.
  • Canal de acceso aleatorio de paquetes (PRACH): Este es un canal de enlace ascendente que permite al móvil iniciar una ráfaga de datos en el enlace ascendente. Hay dos tipos de ráfagas PRACH, una es una ráfaga estándar de 8 bits y una segunda que utiliza una ráfaga de 11 bits tiene datos agregados para permitir el ajuste de prioridad. Ambos tipos de ráfagas permiten el ajuste de avance de tiempo.

Canales de control dedicados:

  • Canal de control asociado a paquetes (PACCH): : Este canal está presente en las direcciones de enlace ascendente y descendente y se utiliza para controlar la señalización mientras hay una llamada en curso. Toma el relevo del PPCH una vez que se establece la llamada y transporta información como asignaciones de canales, mensajes de control de potencia y reconocimientos de los datos recibidos.
  • Canal de control común avanzado de sincronización de paquetes (PTCCH): Este canal, que está presente tanto en la dirección de enlace ascendente como en la de enlace descendente, se utiliza para ajustar el avance de tiempo. Esto es necesario para garantizar que los mensajes lleguen en el momento correcto a la estación base independientemente de la distancia del móvil a la estación base. Dado que la sincronización es crítica en un sistema TDMA y las señales tardan un tiempo pequeño pero finito en viajar, este aspecto es muy importante si no se van a dejar bandas de guarda largas.

Canal de tráfico dedicado:

  • Canal de tráfico de datos por paquetes (PDTCH): Este canal se utiliza para enviar tráfico y está presente tanto en el enlace ascendente como en el descendente. Se pueden asignar hasta ocho PDTCH a un móvil para proporcionar datos de alta velocidad.

Al organizar los datos que se enviarán a diferentes canales, los datos se pueden manejar en consecuencia a través de la interfaz de radio y también, conociendo el tipo de canal, el sistema puede manipular los datos de la manera correcta.

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