Sistema GSM Open BTS

Instituto Politécnico Nacional

Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas



Sistema GSM Open BTS


Sistemas Celulares



Introducción.
OpenBTS Project es un proyecto de código abierto que utiliza software y hardware libre para crear una red de telefonía GSM que cualquiera puede montar y operar sin costos adicionales.
El OpenBTS reemplaza lainfraestructura tradicional del Subsistema de Conmutación de Red del operador de GSM, desde la estación base del transmisor-receptor (BTS) hacia arriba. En vez de reenviar el tráfico de la llamada a través del Centro de Conmutación Móvil (MSC) del operador, las llamadas son terminadas en la misma caja reenviando los datos sobre la PBX Asterisk vía Session Initiation Protocol (SIP) y Voz sobre IP(VoIP).
La interface de aire de referencia (Um) utiliza una radio definida por software (SDR) encima de la tarjeta USB del Universal Software Radio Peripheral (USRP).
Es tan sencillo como instalar una antena conectada a un ordenador con GNU/Linux (con Asterisk) junto a un dispositivo USRP. De este modo conseguimos que nuestra antena, emita una señal GSM como la de los móviles normales, con la quepodremos contactar con otros usuarios que estén dentro del rango de estas estaciones, conectándose con el resto del mundo a través de Internet.

Además, en caso de que se requiera una fuente de energía independiente (por estar en un lugar aislado), se pueden instalar paneles solares, que proveerían sin problemas a la estación. Por unos dos dólares al mes, la gente podría disfrutar de OpenBTS.Objetivos.
Diseñar, una red celular alterna Open BTS la cual será diseñada para cubrir un área específica de cobertura. Indicar el precio aproximado que costaría implementarla y realizar las respectivas características para dicha red, en base a un análisis.


Planteamiento.
Para realizar el diseño de la red celular alterna Open BTS primeramente es necesario delimitar el radio de cobertura, eneste caso se decidió tomar como zona de cobertura las unidades educativas que se encuentran al rededor de la UPIITA como los son: UPIIBI, CINVESTAV y Justo Sierra, a la cual se le planea proveer del servicio con La Red Snap.

Área de Cobertura.
Nuestra Área de Cobertura se delimitara con el Radio de Distancia que existe entre la Estación Base y un rango de aproximadamente 0.9km. En este caso seilustra en la imagen nuestra Área de Cobertura General.






Usuarios.
Distribución de recursos en la OpenBTS
La OpenBTS tiene 1 radio canal con 8 intervalos:
1 IT para el SDCCH (señalización)
7 IT para canales TCH (zoz)
Viabilidad OpenBTS propuesta.
La OpenBTS contará con los siguientes parámetros:
Probabilidad de bloqueo del THC (PT):
2 %
Probabilidad de bloqueo del SDCCH(PD):
0.2 %
% de llamadas cursadas con éxito ():
80 %
Intensidad tráfico por abonado (a):
0.025 E
Tráfico por canal TCH (at):
0.024 E
Tráfico por canal TCH (as):
0.001 E
Duración media de las llamadas ():
120 s
% de llamadas desde MS (m):
70 %
Número de actualizaciones de la posición por la MS (LU):
1.2
Tiempo de ocupación del SDCCH (s):
3.5 s
Probabilidad de bloqueo en la BTS(pb):
0.02
Probabilidad de cobertura de la BTS (pc):
0.98


Representaciones gráficas.

Figura 1. Representación de la función de densidad de probabilidad para 100 usuarios.


Figura 2. Representación de la pdf para 500 usuarios.


Software y Hardware.

Hardware

Tipo
Especificaciones
Costo (MNX)
Computador
Desktop i3 @3.3 Ghz
6 Gb RAM DDR3 @1600 Mhz
1 Tb HDD
2 Tarjetasred 1/100/1000
1 USB 3.0
6,000.00
USRP1
Tarjeta madre Rev 4.5- adquirida en www.ettus.com (Modificada localmente para soportar a un clock externo de 52 MHz.)
10,185.00
Tarjeta hijas

2 WBX 50 MHz a 2.2 GHz Transceiver. Poder de transmisión de señal: hasta 100 mW.

6,910.00
6,910.00
Antenas
VERT 900, 824-960 MHz, 1710-1990 MHz Quad-band Cellular/PCS con 3dBi de ganancia.
510.00...