Diseño de un entorno didáctico para el estudio de redes de comunicaciones móviles celulares

A finales del pasado siglo surgió una nueva tecnología que ha producido una creciente evolución de aspectos tecnológicos, económicos y sociales en todo el mundo: la tecnología GSM (Global System for Mobile communications). La tecnología GSM, estándar desarrollado a lo largo de los años 80, supuso un cambio importante en el transcurso de la historia. En el presente trabajo, a través de un análisis normativo enriquecido con una revisión real de diferentes situaciones, se realiza la instalación, configuración y puesta a punto de una maqueta de red móvil en un entorno de laboratorio con la que se puedan comunicar terminales móviles reales, permitiendo el análisis del tráfico en diferentes interfaces de una red móvil celular de segunda generación, así como el estudio de otros aspectos relativos al funcionamiento de este tipo de redes. El proyecto será de uso didáctico e irá dirigido a fomentar un aprendizaje, tanto teórico como práctico de la tecnología en cuestión, a partir de situaciones cotidianas. Al ser un proyecto enfocado a la creación de un prototipo de laboratorio, su elaboración ha considerado como objetivo fundamental el propio aprendizaje dentro de un entorno educativo. Por tanto, el proyecto no está pensado para fines lucrativos ni se ha buscado la creación de un producto comercial completo. La metodología empleada consiste en una revisión y análisis de diferentes tareas para abordar el problema, y todas las soluciones que se aportarán como resultados y conclusiones. En relación con los instrumentos utilizados para la elaboración, se utiliza el software gratuito OpenBTS, que se ejecuta sobre el Sistema Operativo Linux, así como un equipo hardware de transmisión y recepción USRP (Universal Software Radio Peripheral). Se analizará en un primer lugar el escenario a utilizar para la creación del prototipo, proporcionando una guía de instalación del mismo. Se estudiarán las diferentes funciones que proporciona una red de estas características, para lograr configurar el prototipo con el objetivo de poder estudiar en detalle varios de los procedimientos fundamentales. Se llevará a cabo un estudio del tráfico intercambiado en los distintos interfaces de la red y se relacionará directamente con la tecnología GSM, incluyendo los elementos estructurales de la red. A partir de los resultados obtenidos, se extraerán conclusiones acerca de la aplicabilidad del trabajo realizado a los entornos educativos anteriormente indicados. Una vez instalado, el prototipo permitirá la conexión con otras redes, permitiendo la comunicación con elementos instalados en otra red realizando su conexión mediante técnicas estudiadas en diversas asignaturas del Grado en Ingeniería Telemática. Esto incrementará el valor del prototipo de red en cuanto a cantidad de recursos que ofrecerá. ABSTRACT. At the end of the last century, a new technology was created that has produced important changes in the main technological, economic and social international features: GSM (Global System for Mobile communications). The GSM technology, which it is a standard for digital cellular voice telecommunications developed at the 80’s, produced an important change in history. In the present study, through a normative analysis enriched with a review of the main points of different situations, the installation, configuration and deployment of a prototype of a 2G cellular network will be analyzed in a laboratory environment where the mobile phones can communicate with each other, allowing to catch and study the traffic generated in different interfaces of the mobile network. The Project will be for didactic use and it will be aimed to promote the student learning, both theoretical and practical. This Project is focused on the creation of a laboratory prototype. For this reason, the Project is neither intended for profit nor for the creation of a complete commercial product. The methodology consists of a review and test of different tasks for dealing with the main problem, the results and the conclusions. The tools that will be used are: a free software called OpenBTS that runs on the operating system Linux; one hardware USRP (Universal Software Radio Peripheral) B100 as a base station transceiver; and some additional software applications. Firstly, the scenario which it will be used will be analyzed, and an installation guide will be provided. The network with all its features will be studied so that several important procedures can be considered and the prototype can be configured to analyze them. The generated GSM traffic on the different interfaces will be studied together with the relationship with the GSM technology and its structural elements. From the obtained results, some conclusions will be drawn about the applicability of the work done to the aforementioned learning environments. Once installed, the prototype will allow connection to other networks. Because the prototype can be modified easily with the configuration files, it will make possible the communication with elements installed in other networks performing this connection through techniques studied throughout the B. Eng. in Telematics Engineering degree. This will increase the value of the network prototype in terms of the amount of resources it will provide