Este documento describe la implementación de una red celular GSM usando OpenBTS. Los objetivos incluyen implementar una red GSM abierta usando hardware y software de código abierto, analizar los canales GSM disponibles, configurar parámetros de la red como llamadas, mensajes y datos GPRS, y medir el ancho de banda de los canales uplink y downlink. La red se implementó con éxito usando OpenBTS, SDRs, Asterisk y otros software en Ubuntu, permitiendo servicios como llamadas, mensajes y acceso a datos GPRS entre usuarios mó

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Electrónica y Telecomunicaciones
Práctica: Implementación de una red celular GSM-GPRS basado en OpenBTS
Número: 2.
Profesor: Ing. Manuel Quiñones Cuenca.
Fecha: 21/12/2018
Integrantes:
1) Ángel Leonardo Torres
2) Walter Seraquive
3) Juan Pablo Condoy
4) Víctor Eras
1. OBJETIVO PRINCIPAL
Analizar e implementar una red celular GSM usando OpenBTS y SDRs
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Implementar una red celular GSM (Global System for Mobile Communications)
de acceso libre basado en OpenBTS utilizando hardware y software de libre
distribución.
• Analizar y configurar los canales disponibles en GSM mediante la utilización de
la Kalibrator.
• Configurar y establecer parámetros, mediante la interface de línea de
comandos (CLI) la red de telefonía móvil, brindando los servicios de llamadas
telefónicas, mensajería y datos móviles.
• Analizar los servicios brindados por la red de telefonía móvil usando OpenBTS.
• Medir la anchura de canal de uplinky downlink, mediante la utilización de un
analizador de espectros a partir del ARFCN empleado en la implementación
de OpenBTS.
3. HARDWARE Y SOFTWARE
• Sistema Operativo (OS) Ubuntu 14.04.
• USRP N210.
• OpenBTS.
• Asterisk.
• Smqueue.
• Sipauthserve.
• Analizador de espectros.
• Adaptador USB 3.0 a Gigabit.
PROCESO DE INSTALACIÓN
- Instalación de kalibrate [1].
- Instalación de OpenBTS en Ubuntu [1]
- Instalación de OpenBTS y servicios adicionales (Asterisk, sipauthserve,
smqueue) [1][2][4]
Actividad 1.

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Analizar el estado de todas las bandas GSM y los canales disponibles del
servicio Móvil Avanzado con la herramienta Kalibrate. Muestre capturas e
ilustraciones.
Se analizó el estado de la banda de 850 MHz y los canales con kalibrate la
cual nos muestra que canales se encuentra ocupados (ver Figura 1),
realizado esto para nuestra practica usamos el canal ARFCN 128 de la
banda de 850 MHz, la cual se encuentra disponible, evitando interferencia
con las demás operadoras.
Figura 1: Canal GSM850 mostrado en Kalibrate

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INICIALIZACIÓN DE LOS SERVICIOS
Desde la terminal ejecute las siguientes instrucciones. (Lo hacemos en una
terminal diferente para cada servicio)
$ sudo start openbts
$ sudo start smqueue
$ sudo start sipauthserve
$ sudo start asterisk
CONFIGURACIÓN BÁSICA OPENBTS
Configuráramos la frecuencia de operación, la ganancia, el nivel de potencia, el
canal en el cual se está trabajando, el mensaje de bienvenida, el nombre de nuestra
red, GPRS.
• OpenBTS> config GSM.Radio
• OpenBTS> config GSM.Radio.Band 850
• OpenBTS> config GSM.Radio.c0 128
• OpenBTS> devconfig GSM.Radio.RxGain 10
• OpenBTS> config GSM.Identity.ShortName REDLAB
• OpenBTS> config Registration.Message
Figura 2: Inicialización de los servicios, Asterisk, sipauthserve, smqueue y OpeBTS.

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Buscamos la red (RedLab), seleccionamos la Red, nos registramos
Mensaje de bienvenida a OpenBTS.
Asignación número celular.
Figura 3: Configuración de Banda de Frecuencia de 850 MHz, el Canal ARFCN 128.
Figura 4: Búsqueda de La Red Móvil (RedLab) y registro.

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• OpenBTS> tmsis
Figura 5: Mensaje de Bienvenida a la RedLab y asignación de un número.
Figura 6: Lista TMSIS

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Actividad 2:
En base al número establecido de ARFCN medir la anchura de banda de los
canales de subida y bajada en el analizador de espectros. Evidencie con
capturas e ilustraciones de las mediciones.
ARFCN Frequency (850 MHz)
Downlink Uplink
128 869.2 824.2
Tabla 1: GSM ARFCN - Wireless frequency bands. [3]

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Figura 7: ARFCN 128 - Uplink 824.06 MHz
Se realiza una llamada en nuestra red celular GSM (Ver figura 3)
Figura 8: ARFCN 128 - Uplink 824.06 MHz

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Actividad 3
Muestre evidencia del servicio de mensajería, servicio de llamadas y de datos
aplicando GPRS, usando OpenBTS
- Servicio de mensajería
- Servicio de llamadas
Figura 8: Mensaje de prueba entre usuario 12345678 y usuario 87654321 y un usuario 0911
Figura 10: Ejecución de llamada entre usuario dos usuarios Figura 11: Llamada entre dos teléfonos
del sistema OpenBTS implementado

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Figura 12: Establecimiento – Respuesta de la llamada, a un usuario de la red OpenBTS RedLab.
ACCESO A SERVICIO DE DATOS MÓVILES
Configuración [1]:
config GPRS
config GPRS.Enable 1
Figura 13: gprs list

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- Datos aplicando GPRS
Con el comando list gprs en la línea de comandos de OpenBTS, nos permite
verificar que teléfonos registrados se encuentran con el servicio de datos
móviles, visualizamos en el panel de OpenBTS la IMSI de los móviles que tienen
acceso al servicio de datos. [Ver figura 14] y [Ver figura 16]
Figura 14: Lista de usuarios activos con acceso a servicio de datos móviles GPRS en la RedLab.

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Figura 15: Prueba de datos móviles GPRS – [Utilizando WhatsApp] [Autores]
Figura 16: Lista de usuarios activos con acceso a servicio de datos
móviles. [ Autores]

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Actividad 4
¿Cuántas llamadas simultaneas permite el sistema OpenBTS? Argumente su
respuesta y experimente.
El sistema OpenBTS ejecuta un máximo de cinco llamadas simultáneas sin
congestionar la red. Asterisk que vendría hacer en nuestra PBX nos permite
hacer llamadas dentro de nuestra misma red.
Al ser una prueba de laboratorio se ha realizado hasta 7 llamadas simultaneas,
produciéndose un congestionamiento teniendo que detener los servicios y
volverlos a levantar ya que estos colapsan.
El tiempo máximo de duración es de cinco minutos, según varios documentos
pasado este tiempo la llamada será finalizada. En nuestro caso hemos podido
observar de la duración de hasta 13 minutos entre dos usuarios, para los cinco
el tiempo disminuyo de hasta 6 minutos y para los 7 usuarios no se ha
establecido las llamadas.
CONCLUSIONES
• En la presente practica se pudo realizar una completa implementación
de una red telefónica móvil GSM usando componentes de software libre
y hardware de bajo costo, con el establecimiento de llamadas de voz
mensajería SMS, y Conexión de datos a Internet por medio de GPRS
(2.5G).
• Se logro la integración de la tecnología GSM, SDR, con la finalidad de
despertar el interés en la utilización de las redes abiertas de telefonía
celular como solución a la necesidad de comunicación en sectores
rurales y escenarios de emergencia.
• Kalibrate es una herramienta que nos permito escanear las bandas de
frecuencia GSM activas junto con los identificadores ARFCN usados por
las redes móviles que operen dentro del área, evitándonos asi utilizar
canales que se encuentra ocupados por otras operadoras
• Las tarjetas SIM que han sido usadas en el sistema son propiedad de las
operadoras ecuatorianas “Claro”, razón por la cual cada tarjeta posee
un valor de autenticación Ki ya establecido por estas operadoras, esto
representa un impedimento al tratar de registrar completamente el
teléfono con la red implementada.
• El analizador de espectros nos permitió medir la anchura de banda de
los canales de subida y bajada.

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1. Bibliografía
[1] Sánchez, A., Velasco, M., Yaruquí, K., León, D. (2018). Red de Telefonía Móvil 2.5G
GSM-GPRS basado en OpenBTS. (Guía de práctica de la Titulación de Ingeniero en
Electrónica y Telecomunicaciones). UTPL, Loja.
[2] Getting Started with OpenBTS. [Online]. Disponible en: http://openbts.org/site/wp-
content/uploads/ebook/Getting_Started_with_OpenBTS_Range_Networks.pdf
[3] GSM ARFCN frequency. [Online]. Disponible en: http://niviuk.free.fr/gsm_arfcn.php
[4] Sistema de conmutación y control de llamadas basado en OpenBTS y Asterisk.
[Online]. Disponible en:
https://publicaciones.ucuenca.edu.ec/ojs/index.php/maskana/article/view/740/
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