Bases de datos de red GSM o UTMS

HLR (Home Location Register)
Un HLR es una base de datos de información de los usuarios y es un componente clave en las redes celulares como GSM, TDMA y CDMA. La información almacenada en una HLR para las diferentes tipos de redes es similar, pero difiere en ciertos detalles, además la cantidad de HLR variara de acuerdo al número de usuarios que pueda contener la red. Cuando una persona compra una subscripción de un operador, el o ella es registrada en un HLR.

La HLR contiene información del usuario como:

• El tipo de cuenta
• El estado de la cuenta
• Las preferencias del usuario
• Las subscripciones
• La posición actual
• Información de la SIM
• El MSISDN.

VLR (Visitor Location Register)
Es una base de datos similar a la HLR que se usa en las redes celulares para guardar perfiles temporalmente mientras hacen roaming. La base de datos VLR se obtiene de la información de la HLR. MSC usan información de la VLR para el manejo de usuarios en roaming.

¿Cómo se usan las HLR y las VLR?
Cada red móvil tiene su propia HLR y VLR. Cuando un MSC detecta un celular en su área de cobertura, se fija en su base de datos para identificar si el usuario es de esa área o está en roaming.

• Usuario en su propia área: La HLR tiene toda la información para iniciar, terminar y recibir llamadas.
• Usuario esta en roaming: La base de datos VLR contacta la base de datos HLR del usuario para obtener la información necesaria y setear la cuenta temporalmente.

La posición del usuario se guarda tanto en la base de datos HLR como en la VLR.

Supongamos que el usuario quiere hacer una llamada:

• El usuario está en su área: MSC contacta al HLR antes de hacer la llamada.
• El usuario esta en roaming: El MSC contacta al VLR antes de hacer la llamada.

Supongamos que hay una llamada para el usuario:

• El usuario está en su área: El MSC envía la llamada inmediatamente.
• El usuario esta en roaming: El MSC contacta al VLR para determinar el correcto enrutamiento y manejar la llamada entrante para proceder a transferir la llamada al MSC del roaming.

Centro de autenticación AuC
Contiene los parámetros de autenticación y encriptación de parámetros que verifican la identidad de los usuarios, por ejemplo incluye las claves de seguridad que la red utiliza para verificar su identidad y prevenir acceso a personas no autorizadas y protege a los diferentes operadores de muchas modalidades de fraude. Esta base de datos está fuertemente relacionada con la HLR y aunque no se requiere muchas veces se coloca fisicamente junto al HLR.

HSS (Home Subscriber Server) o UPSF (User Profile Server Function)

Esta base de datos nace después de la entrega 5 de la 3GPP y es básicamente la unión de la base de datos HLR y AuC convirtiéndose así en una base de datos fundamental para LA arquitectura UMTS. Algunas de las funcionalidades de esta base de datos son:

• Contiene los datos que forman los perfiles de los usuarios.
• Realiza autenticación y autorización del usuario.
• Provee información de localización y información IP del usuario.

Cuando existe dentro de una red varias HSS se utiliza un SLF (Subscriber Location Function) que permite determinar cuál es la base de datos adecuada para encontrar al usuario.

Registro Identificador de Equipos (EIR)
Es la base de datos que contiene la identidad del equipo móvil (basados en el IMEI) que previene que las llamadas sean robadas, desautorizadas o que se produzcan de equipos defectuosos. Si un celular es robado, en teoría debería aparecer en esta base de datos para impedir que pueda ser usado en un futuro. La base de datos AUC y la EIR están diseñadas de dos maneras, tanto trabajando independientemente o como trabajando juntas.

Arquitectura OWA para red 4G

Traducción de la exposición Next Generation Smartphone Architecture

Este video es de una conferencia en California y coloco el siguiente ensayo a modo de resumen del video para nuestro entendimiento.

Diapositiva 1

Prof Willie W. Lu, Ph.D
Arquitecto en jefe de la plataforma OWA
http://uscwc.org

Diapositiva 2

Los celulares Smartphone 4G (incluyendo iPhone 4G, más allá de iPhone 3GS) es distinta de 3G, ya que convergerán los servicios fijo, soluciones inalámbricas y móviles en una arquitectura inalámbrica abierta (OWA) para apoyar la entrega de la información verdaderamente orientada a servicios para el móvil multimedia. Esta tecnología OWA es muy utilizada en el desarrollo futuro, incluyendo teléfonos inteligentes existentes marcas líderes y emergentes de nuevas marcas.

Que tiene un verdadero celular 4G?

Plataforma de movilidad orientada a servicios y no una plataforma especifica. Dado que no hay una plataforma inalámbrica que pueda brindar todos los servicios de una manera completa, entonces se ha llegado a la conclusión de utilizar varios plataformas inalámbricas en un solo celular para darle soporte a todas las aplicaciones.

1. Alta eficiencia en la utilización del espectro de frecuencia.
2. Herramientas de seguridad mejoradas porque lo podemos usar para multimedia, para el doctor, para identificación, etc.
3. Interfaces inalámbricas al aire libre porque si quiere darle amplio soporte a diferentes aplicaciones sin utilizar una arquitectura que pueda proveer todos los estándares inalámbricos, será muy difícil.

Un teléfono 4G podrá usar multiples

Diapositiva 3

Que es OWA (Arquitectura inalámbrica libre – Open Wireless Architecture)?

Es una capa intermedia entre la capa física que contiene los protocolos inalámbricos y entre los sistemas operativos existentes y así soportar con la misma arquitectura diferentes estándares inalámbricos y diferentes sistemas operativos independiente el uno del otro. Esto hace que en el futuro si se quiere cambiar de red, por ejemplo de CDMA a GSM no tenga que cambiar de dispositivo, sino que simplemente cambie los parámetros. Se podrá estar en diferentes tecnologías de comunicación con el mismo celular, y de la misma manera independientemente del sistema operativo se podrá usar la tecnología inalámbrica que se quiera.

Diapositiva 4

El OWA son tres capas

1. Capa de usuario, donde encontramos las aplicaciones que están sobre los sistemas operativos. Siempre podemos usar múltiples programas que vendrán del mismo sistema operativo.
2. La capa de del sistema, donde está localizada la OWA.
3. La capa de transmisión donde se encuentran los diferentes estándares inalámbricos.
   

Diapositiva 5

Como implementar la OWA?

A través de un chip! Este chip contendría unas capas, que se comprenderían de:

1. Una capa de adaptación y virtualización de la tecnología inalámbrica.
2. Una sub capa de procesamiento.
3. Una subcapa para el sistema operativo.

Este chip contaría con una memoria BIOS y su propio sistema operativo integrado y leería la parametrización de cosas tales como una SIM Card para poder tomar los datos.

Diapositiva 6

Como mapear entonces los diferentes estándares con los parámetros obtenidos por la SIM?

Con dos aceleradores, el OCM (Open computer machine) y el Open Kernel quienes tendrán los algoritmos de los diferentes estándares como por ejemplo los códigos de modulación y ecualización.

Diapositiva 7

Con la arquitectura 4G encontraremos que nuestro teléfono lo usamos en la oficina como teléfono de negocios con una red, en la casa lo tendremos para tareas familiares con otra red y así con diferentes actividades todo cambiando de redes de forma automática y siendo el mismo dispositivo.

Diapositiva 8

Con la tecnología 4G haremos que las tecnologías (GSM, CDMA, UTMS, Wifi, etc) que están cerradas, todas converjan en una sola plataforma y se pueda usar sin distinción en el mismo celular. Al poder seleccionar cualquier estándar de comunicación aumentamos el espectro de transmisión.

Como lograrlo?

Lo que hay que hacer es sencillo, simplemente las llamadas llegan a un Gateway de tal manera que si se está en la oficina la llamada pasa de estar en una transmisión de red celular que tiene muy poco espectro y automáticamente selecciona una que tiene más ancho de banda, lo que permite un mejor canal de comunicación.

Diapositiva 9

Es un ejemplo donde se puede apreciar diferentes servicios con diferentes medios de transmisión.

Diapositiva 10

Muestra mas en detalle el manejo del sistema operativo con una imagen mucho mas gráfica como un ejemplo de manejo de software.

Diapositiva 11

Otro ejemplo donde con un simple dispositivo se puede manejar diversas situaciones.