GPRS-Recurso Rádio em GSM

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Recurso Rdio em GSM/GPRS: GSM O sistema GSM (Global System for Mobile Communications ), desenvolvido pelo grupo GSM (Groupe Special Mobile) no incio da dcada de 80, tinha a inteno de que o assinante pudesse deslocar-se por toda Europa, levando um telefone que pudesse fazer e receber ligaes telefnicas em qualquer localidade sem que fosse necessrio digitar os cdigos referentes aos pases. Com isso em 1987 disponibilizaram-se novas bandas de freqncia para operaes Pan-Europias com ligaes compatveis, onde as especificaes eram baseadas na interface area do sistema hbrido FDMA/TDMA e na infra-estrutura de comunicao baseada em SS7 (Signaling System Number 7). Arquitetura GSM Arquitetura da rede GSM reflete uma influncia do ISDN (Integrated Service Digital Network). Os trs elementos essenciais da rede GSM apresentam a seguinte terminologia: estao mvel (terminais), estao base (ERB), e central de comutao mvel (switch). O GSM especifica trs bancos de dados: registrador de localizao de origem HLR, registrador de localizao de visitante VLR, e o registrador de equipamento [GOODMAN, 97]. O sistema de estao base BSS contm dois elementos: a Estao Transceptora Base BTS, e o controlador BSC, conectados por uma interface padro chamada Abis. Isso reflete a tendncia do projeto de hardwares de celular para servir clulas pequenas, em contraste com a configurao original dos sistemas celulares, com transmissores de alta potncia conectados s antenas com 50 a 60 metros acima do solo. As micro-clulas transmitem em baixa potncia em antenas com 10 metros acima do solo conectadas em prdios ou at mesmo postes de energia. Devido ao desejo de reduo no tamanho e custo dessas instalaes, os fabricantes separaram os equipamentos essenciais de rdio do controle de rede uma BS. Essa separao deu origem BTS, que o equipamento de rdio, e BSC, que faz o controle da rede e processamento do sinal. Uma BSC controla vrias BTS. A arquitetura do sistema celular GSM bsico, com todas as suas entidades principais, apresentada na figura 1.

Figura 1: Arquitetura GSM. Fonte: Tsao, 2002. Outra inovao importante no GSM que cada terminal contm um SIM card (Subscriber Identity Module). O SIM um carto removvel que armazena informaes essenciais do assinante, incluindo nmeros de identificao, detalhes do plano de servio e a agenda telefnica do usurio.

Recurso Rdio em GSM/GPRS: Introduo

Um sistema de comunicao digital mvel tem como principal objetivo permitir a mobilidade entre as partes durante uma comunicao atravs de uma rede complexa constituda de elementos tais como a ERB (Estao Rdio Base) ou BS (Base Station), BSC (Base Station Controller), MSC (Mobile Switching), etc. Neste trabalho, enfoca-se o problema da alocao de canais no sistema celular GSM/GPRS [KASOPOVIC, BAJRIC; 2005], onde a transmisso de voz feita por comutao de circuitos e a transmisso de dados por comutao de pacotes. Cada portadora de rdio dividida em 8 intervalos de tempo denominados TS (do ingls time-slot). Assim, cada portadora tem a capacidade de 8 canais, os quais podem ser alocados para transmisso de voz ou pacotes de dados. Dependendo da estratgia adotada de alocao de canais, pode-se obter uma maior ou menor vazo de dados no sistema para uma determinada taxa de bloqueio de voz. Assim, mais especificamente, alternativas de alocao do recurso rdio canal no sistema GSM/GPRS so analisadas e simuladas de forma a obter resultados que permitam uma utilizao tima do mesmo, isto , a maior vazo possvel de dados e menor taxa de bloqueio de chamadas de voz.

Recurso Rdio em GSM/GPRS: GPRS O GPRS, General Packet Radio Service, se destaca como um dos maiores desenvolvimentos para o padro GSM, o qual se beneficia com tcnicas de comutao por pacotes, para atender aos assinantes mveis com altas taxas de bits para transmisso de dados. Na comunicao por pacote comutado, a rede envia um pacote de dados somente quando este for requisitado. Ento, para a interface area, um canal de rdio pode ser compartilhado por vrias MS simultaneamente [Bettstetter, 2001]. Para assinantes GPRS, possvel a utilizao de vrios time slots (canais de dados) simultaneamente atingindo uma taxa prxima a 170 kbps. A tarifao por volume de dados possvel porque, os canais so alocados aos usurios somente quando ocorrer o envio ou recebimento de pacotes. O servio GPRS uma tecnologia 2,5 G que pode combinar at 8 time slots em cada intervalo de tempo em uma conexo de pacote de dados IP, aumentando assim sua velocidade. Quando uma MS gera um pacote de dados, a rede manda o pacote para seu destino no primeiro canal de rdio disponvel. Como o trfego de dados geralmente consiste em bursts (rajadas) de dados, os canais de rdio sero utilizados eficientemente A informao de endereamento includa em cada pacote para que o mesmo possa encontrar o seu destino. O GPRS suporta tanto o IP quanto o X.25 na comunicao de rede. Como o GPRS pode ser adicionado infraestrutura GSM de forma quase que imediata, ele apresenta vantagens nos uso dos 200 KHz existentes de canal de rdio, no necessitando de um novo espectro [Bettstetter, 2001]. Os principais elementos da nova infra-estrutura so chamados de GGSN (Gateway GPRS Support Node) e SGSN (Serving GPRS Support Node), como pode ser observado na figura 2. O GGSN prov a interconexo com outras redes como a Internet ou redes privadas, enquanto SGSN busca a localizao dos dispositivos mveis e faz o roteamento dos pacotes de trfegos para eles. A capacidade do GPRS pode ser adicionada aos aparelhos celulares e tambm pode ser disponibilizada para dispositivos de dados como modem de computadores. O gerenciador de localizao GPRS baseado na definio de uma MS em relao a seu modo de operao (READY, STANDBY ou IDLE), sendo que o gerenciador realiza alguns updates de localizao. Para este propsito, reas de roteamento especiais so definidas, as quais so sub-reas das reas de localizao definidas no sistema GSM. Entretanto, o GPRS possui seu prprio gerenciador de mobilidade, e este coopera com gerenciador de mobilidade do GSM. Isso resulta, por exemplo, em um mecanismo de paging mais eficiente para estaes mveis que utilizam servios baseados em comutao por circuito e por pacote simultaneamente. A interface area de orientao por pacote um dos aspectos chave do GPRS. Estaes mveis com capacidade multislot podem transmitir em vrios time slots de um frame TDMA, os enlaces de subida e descida so alocados separadamente, e os canais fsicos so utilizados somente no perodo de durao da transmisso, o qual leva a um ganho na multiplexao. Essa flexibilidade no canal de alocao resulta em uma maior eficincia na utilizao dos recursos rdio. No topo dos canais fsicos, um nmero de canais de pacote lgicos foi padronizado.

O canal de codificao do GPRS define quatro esquemas de codificao diferentes, o que permite ajustar o tradeoff entre o nvel de proteo contra erro e taxa de dados, dependendo da qualidade do canal de rdio. Para o simulador, foi utilizado o CS-4 (CoddingScheme 4), que possui menos eficincia em relao rudo, porm atinge maior taxa por nmero de time slots utilizados. Os princpios de segurana do GPRS incluem autenticao, codificao, e confidncia na identidade do assinante. O SGSN lida com a autenticao e um algoritmo especial de encriptao chamado GEA (GPRS Encryption Algorithm). Alm disso, operadoras GPRS protegem sua rede com firewalls contra redes externas e gateways para outras redes GPRS. Protocolos de segurana IPsec (IP Security Protocol) podem ser utilizados para comunicao atravs de redes externas sem segurana. Cenrios tpicos para GPRS so: acesso wireless Internet, Internet e-mail, e-mail corporativo, WAP atravs do GPRS, servios de propaganda, localizao e telemetria de campo [REGIS, 2002].

Figura 2: Viso geral do Sistema GPRS. F onte: Halonen, Romero, Melero; 2003. Arquitetura GPRS O GPRS representa um pequeno impacto na BSS (Base Station Subsystem) existente do GSM, tornando fcil reutilizar os componentes existentes e os links sem grandes modificaes. Isto possvel porque o GPRS utiliza a mesma banda de freqncia tcnicas de hopping, a mesma estrutura de frame TDMA, a mesma modulao e estrutura de burst do GSM [BETTSTETTER, 2001]. Um novo componente funcional chamado PCU (Packet Control Unit) foi adicionado ao BSS padro GPRS para suportar a manipulao dos pacotes de dados. O PCU colocado logicamente entre o BSS e o GPRS NSS (Network Subsystem). Diferente das conexes do circuito de voz, as conexes GPRS tm que ser estabelecidas e liberadas entre a BSS e a MS apenas quando houver a necessidade do transporte de dados atravs da interface area. Sendo assim o GPRS NSS pode ser visto como uma rede garantindo o link entre usurios mveis e a rede de dados. No intuito de integrar o GPRS na arquitetura GSM existente, uma nova classe de ns de rede, chamada GSNs (GPRS Support Nodes), foi introduzida [BETTSTETTER, 2001]. Os GSNs so responsveis pela entrega e roteamento dos pacotes de dados entre as estaes mveis e a PDNs (Packet DataNetworks) externas. Um SGSN (Serving GPRS Support Node) entrega pacotes de dados de e para as estaes mveis dentro de sua rea de servio. Sua tarefa inclui roteamento e transferncia de pacotes, funes de conexo de desconexo de estaes mveis e suas autenticaes, e gerenciamento lgico do link. O registrador de localizao do SGSN armazena informaes de localizao (clula atual e VLR atual) e os profiles do usurio (IMSI, endereo utilizado na rede de pacotes de dados) de todos os usurios registrados neste SGSN.

Figura 3: Arquitetura do sistema GPRS e interfaces. Fonte: Bettstetter, Eberspcher, Vgel; 2001. O GGSN (Gateway GPRS Support Node) atua como uma interface com a rede externa de pacotes (Internet). Ele converte os pacotes GPRS vindos do SGSN para o formato PDP (Packet Data Protocol) adequado, e os envia para a rede externa correspondente [Bettstetter, 2001]. De outra forma, o endereamento PDP de pacotes de dados que esto chegando (IP de destino) convertido no endereo GSM do usurio de destino. Os pacotes reendereados so enviados do SGSN responsvel. Neste propsito, o GGSN armazena endereos e profiles de usurios registrados no atual SGSN, em seu registrador de localizao. Em geral, existem vrias relaes entre os SGSNs e os GGSNs : um GGSN a interface de rede externa para vrios SGSNs; um SGSN pode rotear seus pacotes para diferentes GGSNs. As interfaces Gn e Gp so tambm definidas entre dois SGSNs [Bettstetter, 2001]. Isso permite ao SGSN trocar profiles de usurio quando uma MS se move de uma rea SGSN para outra. De outro lado da interface Gf, o SGSN pode perguntar e achar o IMEI de uma MS tentando se registrar na rede. No padro GPRS, interfaces para redes IP (IPv4 eIPv6) e X.25 so suportadas. O GPRS tambm adiciona mais entradas aos registradores GSM. Para gerenciamento de mobilidade, a entrada do usurio no HLR estendida com um link para o respectivo SGSN. Alm disso, o profile especfico GPRS e os atuais endereos PDP so armazenados. A interface Gr utilizada para fazer a troca desta informao entre HLR e SGSN. Por exemplo: O SGSN informa ao HLR a localizao atual da MS. Quando uma MS se registra em um novo SGSN, o HLR envia o profile do usurio para o novo SGSN. De maneira similar, o caminho de sinalizao entre GGSN e HLR (interface Gc) pode ser utilizada pelo GGSN para questionar a localizao e o profile de um usurio que seja desconhecido pelo GGSN. Acrescentando tambm, o MSC/VLR pode ser estendido em relao as funes e entradas de registro nas quais permitem uma coordenao eficiente entre comutao por pacote (GPRS) e a convencional comutao por circuito GSM. Em exemplo so combinados os updates de localizao do GPRS e GSM e procedimento de anexo de dados alm do mais, requisies de paging das chamadas de comutao por circuito GSM podem ser executadas atravs do SGSN. Para este propsito, a interface Gs conecta os registradores do SGSN e MSC/VLR. E, finalmente, a interface Gd torna possvel a troca de mensagens SMS (Short Message Service) via GPRS, pois esta interconecta o SMS-GMSC (SMS Gateway MSC). Alocao de Recursos de Trfego para GPRS A alocao de recursos de rdio executada pelo BSS durante o estabelecimento de um TBF (Temporary Block Flow) de acordo com o contrato de QoS negociado entre uma MS e a rede GPRS [KOCHEM, 2003]. Com base na classe de throughput, o BSS pode determinar a poro da largura de banda que deve ser alocada, dinamicamente ou estaticamente, para uma determinada aplicao de modo que esta transmita seus pacotes de acordo com a taxa de dados negociada. Em uma alocao esttica (ou fixa), cada canal atribudo durante o perodo inteiro de uma conexo. Conseqentemente, esse tipo de alocao contribui para o desperdcio da largura de banda total disponvel no sistema, quando o canal fica ocioso, isto , no ocorre transmisso de dados, durante o intervalo de tempo em

que a poro da largura de banda foi alocada para a conexo. Por esse motivo, a maioria dos sistemas opta por alocar seus canais dinamicamente medida que os mesmos so necessrios. Gerenciamento de Recursos Rdio e Mltiplo Acesso O GPRS utilizado em redes mveis, as quais trabalham com multiplexao freqncia - tempo para acessar os recursos rdio. A utilizao dos recursos da rede muito importante para a parte de rdio desde que qualquer operador do servio GSM/GPRS disponha de apenas um nmero limitado de freqncias. O GPRS combina transmisso em alta velocidade com a maioria dos canais fsicos e de transmisso de dados. O GPRS desenvolveu um novo modelo de tarifao, que pode ser realizado com base na quantidade de dados transmitidos e no no tempo total de comunicao da seo [Bettstetter, 2001]. Durante uma seo GPRS, servios baseados em comutao por circuito (voz) podem ser inicializados e utilizados. Da mesma forma, possvel enviar e receber dados GPRS durante uma chamada telefnica. O uso paralelo destes servios ocorre para os servios do tipo Ponto-a-Ponto e Ponto-a-Multiponto. O FDMA divide a banda de 25 MHz de espectro nas 124 portadoras com espaamento de 200 KHz. Um certo nmero de freqncia de banda alocado em uma clula de BSs. Cada uma destas bandas dividida em canais de tempo, os quais so criados por uma diviso daquele tempo em 8 time slots. A durao de um time slot do frame TDMA 576,9 s, ento a durao do frame TDMA 4,613 ms e cada slot define um canal fsico como apresentado na figura 4. Cada canal fsico pode ser descrito pelo nmero de time slots e freqncias portadoras.

Figura 4: Frames TDMA e burst de dados. Diferentes canais lgicos so mapeados no canal fsico e estes so definidos pelo nmero e posio do perodo correspondente de chegada. Canais fsicos e lgicos so distintos entre si. Canais lgicos podem ser organizados somente com a combinao correspondente e no canal fsico correto. Existem diferentes combinaes de canal que so compreendidas e acessadas pela BS. Isto significa que os canais lgicos so mapeados nos canais fsicos utilizando uma estrutura multiframe cclica repetitiva. Canais lgicos so separados em canais de trfego e canais de controle. Um multiframe que consiste em 52 frames TDMA representa um canal fsico GPRS, o qual constitudo por 12 blocos rdio (cada bloco rdio tem 4 radio burts) e 4 Idle burts. Burts de rdio so distribudos nos time slots com o mesmo nmero (nmero do time slot) nos sucessivos frames TDMA. Na clssica rede GSM com velocidade de dados fixa, os usurios de servios de dados tem alocao permanente de 2 time slots para cada frame TDMA. Um time slot utilizado para enlace de subida e o outro para enlace de descida. Como em bursts de pacotes de dados a alocao fixa de time slots no eficiente, o GPRS pode tambm trabalhar com o conceito de capacidade por demanda. Este se d atravs da alocao dinmica de certo nmero de time slots, para usurios de dados, no importando se estes times slots esto esperando na transmisso. Os slots de uplink e downlink so alocados separadamente para que o uso efetivo da largura de banda seja alcanado para um trfego de dados assimtrico. O downlink carrega pacotes de dados das redes para mltiplas MSs e no requer arbitrao de conteno. O uplink compartilhado entre mltiplas MSs e requer procedimento de controle de conteno.

Para clulas com suporte GPRS todo o recurso rdio compartilhado, tanto para usurios GSM (voz) e GPRS (dados). Isto significa que redes GSM/GPRS podem alocar canais fsicos adicionais para trfego GPRS do mesmo pool de canais, como mostrados na figura 4. Tal canal fsico marcado como PDCH (Packet Data Channel). PDCH esto disponveis no mesmo pool de todos os canais da clula. Nas redes GPRS, os time slots so alocados para os usurios apenas quando eles necessitam de enviar ou receber dados. Sendo assim, a maioria dos usurios pode utilizar os mesmos time slots. Uma nica MS pode utilizar mais de um PDCH simultaneamente para aumentar a taxa de dados, conforme mostra a figura 5. O nmero mximo de PDCHs que podem usados em paralelo determinado pela capacidade de 1 (1 PDCH) at a capacidade de 8 (todos os PDCHs), tanto no downlink quanto no uplink.

Figura 5: Utilizao dos time slots por vrios usurios. Fonte: Kasapovic, Bajric; 2005. O acesso ao uplink realizado por um protocolo baseado em Slotted Aloha. Uma requisio de canal de pacote enviada por uma MS respondida por uma mensagem de atribuio de uplink de pacote (Packet Uplink Assignment) indicando os recursos de uplink reservados para a MS. Os Frames LLC (Logical Link Control Layer) so segmentados em blocos e dados RLC (Radio Link Control Layer). O TBF (Temporary Block Flow) uma conexo fsica utilizada para suportar a transferncia de um nmero de blocos, e identificada pelo TFI (Temporary Flow Identifier). O TFI includo em cada bloco transmitido para que a multiplexao de blocos, originados de diferentes MSs no mesmo PDCH, seja possvel. Todos os TCHs (GSM Traffic Channel) que no so usados por conexes CS (Coding Scheme) esto disponveis para o GPRS, caso o nmero de PDCHs no exceda a soma do mximo nmero permitido de PDCHs fixos em demanda.

Figura 6: Forma de alocao dos canais fsicos. Fonte: Kasapovic, Bajric; 2005. Recurso Rdio em GSM/GPRS: Simulao

O Simulador O simulador, desenvolvido no software Matlab, investiga quando o sistema GSM/GPRS alcana o melhor desempenho em relao vazo (throughput), quando pacotes NRT (No Real Time) de vrios usurios so transmitidos simultaneamente. Como diferentes taxas de bits so oferecidas para os usurios atravs do CS, a soma de todos os dados NRT e RT (Real Time) a serem transmitidos excedem os recursos disponveis de um quadro (frame) [YAMAMOTO, 2004]. Portanto um PS (Packet Scheduler), localizado na BTS (Base Transceiver Station) ou na RNC (Radio Network Controler) tem que dividir os recursos e design-los aos diferentes usurios NRT. Alm disso, o QoS monitora a alocao de pacotes e carga no sistema. A figura 7 apresenta o diagrama de blocos do simulador de agendamento de pacotes. O bloco PS (Packet Scheduler) recebe requisies de chamadas de voz e de dados, a taxa de bit dos pacotes (TBP), taxa de bit solicitado (TBS) BS atravs do enlace reverso. Baseando-se na TBP e TBS, a QoS decide qual usurio ou quais usurios tero os seus pacotes transmitidos em um determinado intervalo de tempo.

Figura 7: Diagrama de Blocos do simulador. O modelo selecionado para dados comutados por pacotes, aplica-se para trfego do tipo www-browsing. Conforme mostrado na figura 8, o modelo consiste em uma estrutura composta por trs nveis: sesso, pgina ou packet call e pacote.

Figura 8: Modelo de trfego para www - browsing por pacotes. Fonte: YAMAMOTO, 2004. Neste modelo uma sesso consiste na ao, executada por um usurio, de acessar pginas da Internet. Fazendo-se uma comparao, uma sesso equivale uma chamada telefnica em um sistema de telefonia. As visitas s pginas (que compem uma sesso) so tambm uma ao do usurio. Assim, as caractersticas estatsticas do modelo nos nveis de sesso e de pgina so fortemente dependentes do comportamento do usurio e, portanto, estas caractersticas estatsticas so extradas da anlise de dados empricos. Por outro lado, as caractersticas estatsticas do modelo no nvel de pacote dependem preponderantemente do protocolo de comunicao e no do comportamento do usurio [YAMAMOTO, 2004]. Estratgias de Alocao de canal A estratgia de Partio Total divide os 8 time-slots disponveis em uma portadora em duas partes: uma para trfego GSM com 4 time slots, e outra para trfego GPRS com os outros 4 time slots como mostrado na figura 9. Do ponto de vista analtico o sistema comporta-se como dois sistemas separados. Em cada partio os recursos tm que ser reservados, ou seja, possuem alocao exclusiva para voz e para dados. Como no h compartilhamento dos recursos atravs da partio, espera-se que sua utilizao seja baixa.

Figura 9: Alocao dos time slots na Partio Total. Para a estratgia de Compartilhamento Total nenhuma capacidade exclusivamente atribuda ao trfego GSM ou GPRS. Neste compartilhamento os 8 time slots so alocados de acordo com a demanda de trfego, como apresentado na figura 10.

Como o trfego de voz designado como prioridade mxima, ele pode ocupar toda a capacidade do sistema. Entretanto, esta estratgia promete uma menor influncia quando existe a introduo do servio GPRS no tradicional GSM.

Figura 10: Alocao dos time slots no Compartilhamento Total. J a estratgia de Compartilhamento Parcial divide a capacidade total dos time slots em duas partes: uma alocando 4 time slots para trfego GPRS e a outra 4 time slots para o compartilhamento entre voz e dados (figura 11). O trfego de dados obter um melhor desempenho, j que nesta estratgia o volume de time slots para dados atinge um maior nmero alocado do que para voz.

Figura 11: Alocao dos time slots no Compartilhamento Parcial. Recurso Rdio em GSM/GPRS: Resultados Obtidos A figura 12 apresenta os grficos gerados pelo software, que mostram a ocupao dos time slots com voz e voz + dados em funo do tempo de simulao, para as estratgias vistas na seo anterior. Em cada figura, o eixo y representa os time slots ocupados com voz e voz + dados e o eixo x representa o tempo de simulao utilizado.

Figura 12: Alocao dos time slots. A figura 13 mostra os grficos da taxa de bloqueio (eixo y) em funo do trfego em Erlang (eixo x), com a simulao para um nmero de 4 sesses (usurios) com cem chamadas de voz na simulao, para as estratgias apresentadas na seo anterior. Observa-se que para um trfego de 5 Erlangs, a menor taxa de bloqueio entre as estratgias de alocao mostradas acontece no compartilhamento total , ou seja, sua melhor utilizao seria em reas de alto trfego de voz.

Figura 13: Comparao da taxa de bloqueio pelo trfego erlang. Para a comparao entre o througput, as anlises foram feitas com um baixo trfego de voz (1,52 erlangs) e um alto trfego de voz (3.63 erlangs). A figura 6.3 mostra a vazo mdia de dados (eixo y), para um nmero de cem chamadas de voz em funo do nmero de usurios (eixo x) para as estratgias de alocao de canal. Observa-se que, para um baixo trfego de voz, o throughput situa-se entre 78000 e 86000 bps para partio total. Analogamente, com alto trfego de voz, o throughput situa-se entre 73000 e 81000 bps. Portanto, nesta estratgia de alocao de canais, como so reservados canais especficos para trfego de voz e canais especficos para trfego de pacotes de dados, no h influncia da intensidade do trfego de voz sobre o throughput de dados. As pequenas diferenas observadas devem-se impreciso estatstica.

Figura 14: Comparao do throughput pelo nmero de sesses. Para a estratgia de compartilhamento total, percebemos que a taxa de dados bem maior do que a anterior, pois esta compartilha os 8 time slots para voz e dados. No caso de alto trfego de voz, o throughput situa-se entre 80000 e 110000 bps. J para um trfego baixo, o throughput situa-se entre 100000 e 130000 bps. Portanto, nesta estratgia de compartilhamento total, o aumento no trfego de voz diminui o throughput de dados. Com a alocao do tipo compartilhamento parcial, consegue-se a melhor vazo de dados como apresentado na figura. Para um alto trfego de voz, o throughput situa-se entre 107000 e 141000 bps contra 80000 e 110000 bps da estratgia com compartilhamento total. Para um baixo trfego de voz, o throughput situa-se entre 110000 e 140000 bps contra 100000 e 130000 bps do compartilhamento total. Recurso Rdio em GSM/GPRS: Consideraes Finais Um problema fundamental em fornecer um nvel adequado de qualidade em redes mveis gerenciar a alocao do escasso espectro de freqncias. Devido diversidade de requisitos de desempenho dos servios, s caractersticas de mobilidade dos usurios e alta variabilidade na qualidade dos enlaces de comunicao sem fio, proviso de recursos de modo flexvel se tornou um desafio para as operadoras de redes celulares. Para a simulao, foi utilizado um simulador de alocao de recursos adaptado, que inclui modelos de trfego por circuitos (voz) e por pacotes (dados). Atravs da simulao envolvendo cenrios de trfego e servios sob a plataforma GPRS, pde-se avaliar o desempenho de cada uma das trs estratgias de alocao de canais proposto a partir de mtricas estatsticas como: volume de dados oferecido, atraso mdio no sistema de pacote, atraso mdio no sistema de pgina, tempo mdio de transmisso do pacote, tempo mdio de transmisso da pgina, tamanho mdio da pgina, throughput e taxa de bloqueio. Para a partio total, concluiu-se que sua utilizao meramente ilustrativa. Como analisado anteriormente, o desperdcio dos recursos rdio maior com essa estratgia, pois a alocao fixa dos time slots para dados e para voz, acaba se tornado invivel j que o throughput o menor e a taxa de bloqueio a maior. A relevncia da anlise fica restrita s duas outras estratgias: compartilhamento total e compartilhamento parcial. Com o compartilhamento total, consegue-se uma baixa taxa de bloqueio, j que ele pode ocupar at 8 time slots com voz, para uma nica portadora. Assim, esta estratgia promete uma menor influncia quando da introduo do servio GPRS no tradicional GSM. J o compartilhamento parcial se torna a melhor estratgia para o GPRS quando se tem baixa demanda de trfego de voz e alta demanda de dados por pacotes. Como esta consegue alocar at 8 time slots para dados, em reas onde a demanda por trfego de dados alta, seu desempenho bastante favorvel para dados. Porm, em reas onde a demanda por trfego de voz maior, a melhor opo se torna o compartilhamento total.

Referncias Bettstetter, C. & Eberspcher, J. & Jorg, Vogel, h., GSM Switching, Services and Protocols, second edition, Editora Jonh Wiley & Sons LTD, 2001. GOODMAN, DAVID J., Wireless Personal Comunications Systems, Editora Addison-Wesley, 1997. Kasapovic, S. & Bajric, H., An Approach to Traffic Engineering and Dimensioning of GPRS Networks. University of Tuzla, Faculty of Electrical Engineering, Tuzla, Bosnia and Herzegovina, Paper 5, 2005. KOCHEM, ANA CRISTINA B., Controle de Admisso de chamadas, Reservas de Recursos e Escalonamento para a Proviso de QoS em redes GPRS,Paper 6, 2003. TSAO, S., B3G Evolution 3GPP Perspective, Core Network Dept., IP Network Technology Div.,CCL/ITRI, 2003 Paper 3. YAMAMOTO, J. SINDI. & PASTI, R., Mecanismo de Agendamento de Pacotes Baseado na Qualidade de Canal e QoS da Aplicao em Sistemas WCDMA, XXI SIMPSIO BRASILEIRO DE TELECOMUNICAES-SBT04, Paper 4, 06- 09 DE SETEMBRO DE 2004, BELM PA.

Recurso Rdio em GSM/GPRS: Teste seu Entendimento 1. A especificao do GSM define as seguintes caractersticas: Interface area hbrida FDMA/TDMA e a infra-estrutura de comunicao baseada em SS7 (Signaling System Number 7). Interface area hbrida CDMA/TDMA e a infra-estrutura de comunicao baseada em SS7 (Signaling System Number 7). Interface area hbrida FDMA/TDMA e a infra-estrutura de comunicao baseada em SS-N7 (Signaling System Number Not 7). Interface area hbrida FDMA/WCDMA e a infra-estrutura de comunicao baseada em SS7 (Signaling System Number 7). Resposta Correta : 1

2. Qual das alternativas a seguir representa um cenrio tpico de uso do GPRS sobre GSM? Acesso wireless Internet e e-mail. WAP sobre GPRS. Servios de Propaganda. Servios de localizao e telemetria de campo. Todas as alternativas anteriores. Resposta Correta : 5

3. Qual das alternativas abaixo no representa uma estratgia de alocao de canal Rdio no GPRS/GSM? Partio Total, que divide os 8 time-slots disponveis em uma portadora em duas partes, sendo uma para trfego GSM (Voz) com 4 time slots, e outra para trfego GPRS (Dados) com os outros 4 time slots. Compartilhamento Total, que no reserva nenhuma capacidade exclusivamente ao trfego GSM ou GPRS, alocando os 8 time slots de acordo com a demanda de trfego de Voz ou Dados. Compartilhamento Eventual, que destina todo a capacidade para o trfego de GSM, e necessita de interveno da operao para a alocao de time slots para o trfego de dados. Compartilhamento Parcial, que divide a capacidade total dos time slots em duas partes, sendo uma alocando 4 time slots para trfego GPRS (Dados) e a outra alocando 4 time slots para o compartilhamento entre Voz e Dados.

Resposta Correta : 3