Post on 04-Jul-2015
description
transcript
Ha d
dii
Channel Configuration at GSM
Ha d
dii
ReviewMOBILE STATION TRANSMIT BAND
890 UPLINK 915 MHZ 935 DOWNLINK 960
MOBILE STATION Receive BAND
DUPLEX SPACING 45 MHZ
25 MHZ 25 MHZ
C1 C2
Cn
TDMAFDMA
C124
Ha d
dii
GSM Channels
Physical Channels• Associated with frequency bands, time slots, codes• Physical channels transfer bits from one network element to another
Logical Channels• Distinguished by the nature of carried information and the way to
assemble bits into data units• Three types
one-to-one: traffic channels between a BTS and a MS one-to-many: synchronization signals from BTS to MSs in a cell many-to-one: from MSs to the same BTS
Ha d
dii
تقسیم زیر اصلی دسته دو به منطقی کانالهایمیشوند:
ترافيکی .1 نالهای کامی بکار همزمانی جهت يا و الينگ سيگن نتقال ا منظور به الها ن کا اين
و شوند . روند می بندی تقسيم بيت نرخ به توجه با
کنترلی .2 نالهای کابين لزم های پيام و عليم مبادله منظور به الها ن کا شبکه MSاين ومديريت و شبکه با ارتباط برقراری امکان منظور ها MSبه
رود می کار به شبکه توسطشوند می تقسيم زير دسته سه : به
• BROADCAST CHANNEL (BCH)• COMMON CONTROL CHANNEL (CCCH)• DEDICATED CONTROL CHANNEL (DCCH)
GSM Channels
Ha d
dii
In GSM the logical channels can be divided into two types:
• Dedicated Channels Over the radio path, different type of signaling channels are used to
facilitate the discussions between the mobile station and the BTS, BSC
and MSC/VLR. All these signaling channels are called Dedicated
Control Channels. Traffic channels are also Dedicated Channels as each channel is
dedicated to only one user to carry speech or data.
• Common Channels Common Channels are those which are used for broadcasting different
information to mobile stations and setting up of signaling channels between the MSC/VLR and the mobile station.
GSM Channels
Ha d
dii
GSM Channels
Ha d
dii
•Traffic Channel, Full Rate (FR)
اطلعات برای میکند منتقل را صحبت و دیتا اطلعات که است کانالیبیت نرخ دارای کانال کدینگ از بعد کانال این از 22.8kb/sصحبت بعد و
بیت نرخ دارای صحبت میباشد 13kb/sکدینگ
Traffic Channel, Half Rate (HR)
میکند منتقل را صحبت و دیتا اطلعات که است صحبت کانالی اطلعات براینرخ دارای کانال کدینگ از بعد کانال صحبت 11.4kb/sاین کدینگ از بعد و
نرخ میباشد 6.5kb/sدارای
Traffic Channel, Enhanced Full Rate (EFR)
صحبت اطلعات برای میکند منتقل را صحبت و دیتا اطلعات که است کانالیریت دارای کانال کدینگ از بعد کانال صحبت 22.8kb/sاین کدینگ از بعد و
نرخ . 13kb/sدارای ا ت دی اطلعات ارسال لحاظ از 9.6 / 4.8 / 2.4میباشدkbit/s به نسبت میکند FRو استفاده بهتری کدینگ و کیفیت .از
Traffic Channels (TCH)
Ha d
dii
Broadcast Channels…
های از BCHکانال که است تمام BTSکانالی شود Userبرای می ارسال ها)One Point To Multi Point( و است شبکه عمومی اطلعات شامل و
در شود .Ts0همگی می ارسال1. Broadcast Control Channel (BCCH)
مسیر در کانال و D.Lاین موجود سلول از عمومی اطلعات شامل و بوده: . از ند ارت عب اطلعات این میباشد همسایه سلولهای
سلول C.Iشماره همسایه سلولهای شماره فرکانسی پرش ترتیب لها ا ن کا ترکیب سلول کریر تعداد همسایه سلول کریرهای تعداد شمارهLAC فراخوانی گروههای شماره
Ha d
dii
Broadcast Channels2. Frequency correction channel (FCCH)
که • باشد می خالص سينوسی موج يک شامل ل کانا به این ار سي واحدپرداخته آن جستجوی به شدن روشن کانال محض اين کردن پيدا ا ب ا ت
ا ب را .Cellخود نمايد تيون نظر موردا • ب ار سي واحد ديگر عبارت به کريرهای scanيا در کردن شده تعريف
جستجوی به شبکه کانال FCCHساختار اين کردن پيدا ا ب و پرداختهنمايد می شروع را شبکه به مسیر اتصال در کانال ارسال D.Lاین
. شود میشناسايي • سيگنال کانال اين شود .BCCHدر می ارسالو • فرکانسی تصحيح منظور کانال Carrier Synchronizationبه اين در
شود Frequency data burstاطلعات می ارسال
• Synchronization channel (SCH)مسیر در کانال میباشد D.Lاین زیر اطلعات شامل و بوده
ثابت- (1 استگاه ومشخصات BSIC) BASE STATION IDENTITY CODEشماره
فریم- 2 گشایی TDMAشماره رمز و نگاری رمز عملیات در قرار که استفاده موردمیگیرد.
میباشد ثابت استگاه با ار سی واحدهای همزمانی جهت کانال این واقع در
Ha d
dii
Common Control Channel…
1. Paging channel (PCH)
زدن صدا برای کانال این برقرار MSاز ای مکالمه او با بخواهد شخصی وقتیکلیه . طرف از فراخوانی سیگنال شود می استفاده موجود BTSکند های
برای LAدر گردد MSمربوطه می ارسال
2. Random access channel (RACH)
MS ) کانالاختصاصی تخصیص درخواست استفادهمی ) SDCCHبرای کانال این از . فراخوانی به پاسخگویی منظور به تخصیص این بهمنظور BTSکند یا و بوده
طرف . از کانال این باشد می مکالمه ایجاد برای شبکه به برای MSدسترسیBTS ) میشود ارسال ( MS-> BTSمربوطه
فرکانس RACHفرکانس است . BCCHهمان
Ha d
dii
Common Control Channel
3. Access Grant Channel (AGCH)
درخواست به پاسخگویی منظور به کانال تخصیص MSاین به TCHو SDCCHبرای . از کانال این شود می ذکر آن در یافته تخصیص کانال مشخصات و رود می کار
.MSبرای BTSطرف شود می ارسال مربوطه
4. Cell Broadcast Channel (CBCH)
شود . می ارسال کوتاه های پيام از برخی نتخابی ا صورت به کانال اين در
تمام GSM2در برای کوتاه متنی های پيام ارسال برای کانال اين هایی MSازها پيام اين به شود می استفاده نيز دارند قرار ناحيه يک داخل در که
ا ب بر برا آن ماکزيمم طول و شود نمی داده است .1359پاسخ کاراکتر
Ha d
dii
Dedicated Control Channel…
هستند طرفه دو های از BTSبين Uplink/Downlinkکانال يکی ها MSو
1.Stand-alone dedicated control channel (SDCCH(
بین الینگ سیگن ارتباط منظور به کانال برقراری BTSو MSاین بتدای ا در مربوطهدو بصورت کانال این رود می کار به ترافیکی کانال تخصیص از قبل و مکالمه
های مسیر در . بوده DL/ULطرفه میباشد زیر اطلعات شامل و
مکالمه- 1 برقراری الهای CALL SETUPسیگن
مشترک- 2 هویت تائید
مشترک- 3 مکانی موقعیت ثبت )LU(عمل
کوتاه- 4 پیامهای SMSارسال
Ha d
dii
Dedicated Control Channel…
2.Slow Associated Control Channel (SACCH(
کانال به وابسته میتواند و بوده طرفه دو بصورت کانال به SDCCHاین وابسته یا و.TCHکانال باشد
خود توان و سیار واحد توان گیری اندازه گزارش جهت کانال این می BTSاز استفادها ی مکالمه نتقال ا عمل دستورات توانها این اساس بر تا HAND OVERشود
. گیرد صورت
به مربوط انجام TIME ALIGNMENTوPOWER CONTROLعملیات کانال این در نیز . میشود
سریع تبادل به احتیاج زمانیکه و باشد می ترافیکی کانال یک کانال این حقیقت درشود می استفاده کانال این از باشد الینگ سیگن :اطلعات
مسير و : Down Linkدر توان کنترل فرآمين و سيستم اطلعات TAحاوی
مسير است : . Up Linkدر شده انجام های گيری اندازه اطلعات حاوی
Ha d
dii
Dedicated Control Channel…
3.Fast Associated Control Channel (FACCH(
کانال به وابسته کانال در TCHاین یا و انجام به از ی ن زمانیکه در و بودهسریع . HAND OVERخواست این شود می استفاده کانال این از باشد
کانالهای از یکی یاز ن صورت در و ترافیکی الهای کان داخل در کانالشده ذخیره ترافیکی اطلعات ادامه در کند می اشغال را ترافیکی
در ای وقفه هیچ و شود می ارسال دوباره مدار دیکدر قسمت توسط. نمیگیرد صورت مکالمه
به 20در مربوط اطلعات ترافيکی و صوتی کانال از انيه ث قرار HOميلیشود می )Stealing(داده
پاسخ 2فاز GSMدر و مکالمه اختصاص جهت کانال اين Pagingاز
شود . می استفاده نيز اضطراری مکالمات
Ha d
dii
Ha d
dii
Time Slots and Bursts
We have already seen that the technique used in air interface is Time
Division Multiple Access (TDMA( where one frequency is shared by, at the
most , eight users. Consider the example of a 2Mbit/s PCM signal which can
carry 30 speech channels with each channel occupying 64Kbit/s. The speech
signals from the mobile stations must be placed into a 2Mbit/s signal that
connects the BTS and the BSC.
The aim is that each mobile sends its information at a precise time, so that
when the information arrives at the Base Transceiver Station, it fits into the
allocated time slot in the 2Mbit/s signal. Each Mobile Station must send a
burst (a burst occupies one TDMA timeslot( of data at a different time to all
the other Mobile Station in the same cell.
Ha d
dii
•Burst
یک طی در که اطلعات از گروهی . TIME SLOTبه پنج دارای شوند می ارسالاز : عبارتند که باشد می خاص شکل
1-NORMAL BURST
2-ACCESS BURST
3-FREQUENCY CORRECTION BURST
4-SYNCHRONIZATION BURST
5-DUMMY BURST
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
•NORMAL BURST
RACH ,SCHبرای ارسال اطلعات کانال ترافیکی و کانالهای کنترلی به جز
,FCCHاستفاده میشود .
•SYNCHRONISATION BURST
به کار میرود. BTSبه منظور همزمان کردن واحد سیار با •FREQUNCY CORRECTION BURST
BTCاز این کانال برای تصحیح فرکانسی واحد سیار به کار میرود که توسط .اعلم میشود
•ACCESS
برای برقراری مکالمه استفاده می شود
• DUMMY BURST
BTSاین کانال حاوی هیچ اطلعاتی نمیباشد ودر موقعیتهای خاص توسط استفاده میشود.
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
Normal Burst
Time Slots and Bursts
This burst is used to carry information on TCH and on the control channelsBCCH, PCH, AGCH, SDCCH, ASCCH and FACCH.6-bits is used as a tail 2*57 bits is used actual information after encryption 2*1 bits : Stealing Flag 26 bits is used for synchronization and problem detection GP : Guard period
Flags
156.25 Bits Per Slot Duration 577 µs
TB
33Encrypted bits
5757 11Training Seq.
2626 11Encrypted bits
5757TB
33GP
8.258.25
Ha d
dii
Frequency Correction Burst
Time Slots and Bursts
156.25 Bits Per Slot Duration 577 µs
TB
33Fixed bits
142142TB
33GP
8.258.25
اين برست برای همزمانی فرکانس موبايل استفاده می شود و فاقد هر نوع اطلعاتی است و در واقع برست تصحيح فرکانس يک سينوسی خالص است .
Ha d
dii
Synchronization Burst
Time Slots and Bursts
156.25 Bits Per Slot Duration 577 µs
TB
33Information bits
3939Synchronization Seq.
6464Information bits
3939TB
33GP
8.258.25
برای همزمانی فريم موبايل استفاده می شود و حاوی يک دنباله آموزشی طولنی بوده Burstاين است .)BTS(BSIC و کد شناسایی TDMAو شامل اطلعات مربوط به شماره فريم
Ha d
dii
Access Burst
Time Slots and Bursts
156.25 Bits Per Slot Duration 577 µs
TB
33Synchronization Seq.
4141Encrypted bits
3636TB
33GP
68.2568.25
68.25 bits = 0.252 msec which is equivalent to 75.5 kmpropagation delay. That is, the max. allowed distance between mobile station and BTS is 37.75 km. Based on other system parameters, the max cell size is 35 km in GSM.
انجام شدن Call set upو HOجهت مشخص جهت می TAو براده کار بهشود
Ha d
dii
DUMMY Burst
Time Slots and Bursts
156.25 Bits Per Slot Duration 577 µs
TB
33Encrypted bits
5858Training Seq.
2626Encrypted bits
5858TB
33GP
8.258.25
ها ارسال نشود Burstوقتی فرستاده می شود که ساير
Ha d
dii
Ha d
dii
BTS
TDMA frame = 8 time slots (4.615ms)
TS6 TS7 TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 TS0 TS1
Air Interface
MSCBTST
CS
M
BSC
MS
Ha d
dii
Ha d
dii
Ha d
dii
)نگاشتMAPPING( عبارت است از قرار گرفتن کانالهای منطقی روی کانالهای فیزیکی.
TCH1
TCH2
TCH3
TCH5
TCH5
TCH6
TCH7
TCH8
CCH
SDCCCH
TCH3
TCH4
TCH5
TCH6
TCH7
TCH8
TCH1
TCH2
TCH3
TCH5
TCH5
TCH6
TCH7
TCH8
TCH1
TCH2
TCH3
TCH5
TCH5
TCH6
TCH7
TCH8
Time Slots and Bursts
موج حامل4ایستگاه ثابتی با : شکل)F1,F2,F3,F4(
Ha d
dii
Traffic channels' bit rate is 64 kbit/s
TCH are located in all TS's except of TSL 0
TS 16 is usually used for CCS7 signalling (in the Orange Network the CCS7 is configured in TSL 1! )
TS 0123456789
10111213141516171819202122232425262728293031
SYNC
CCSS 7
TCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCH
TCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCHTCH
1 2 3 4 5 6 7 8
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
CHANNEL CONFIGURATIONS Full Rate Traffic Channel (TCH) Multiframe
Downlink and Uplink
Channels :t = TCHs = SACCH (in band signaling used for measurement & TA )I = idleFACCH is not allocated slots in the multiframe. It steals TCH slots when required.
26 TDMA frames = 120 ms
t t tt t t t ft tt t t tt t t tt ft t t ttts
0 25
i
Ha d
dii
CHANNEL CONFIGURATIONS Half Rate Traffic Channel (TCH) Multiframe
Downlink and Uplink
26 TDMA frames = 120 ms
0 250 25
t t tt t t t t tt t t tt t t tt tt t tttt t tt t t t t tt t t tt t t tt tt t ttt
s
i
i
s
Channels :t = TCHs = SACCHI = idleFrame 25 : is used for SACCH
Ha d
dii
CHANNEL CONFIGURATIONS Combined CCCH/SDCCH/4 Multiframe
Channels:f = FCCHb = BCCHr = RACH 1 RACH slots : 1 channel request message of 1 Subscriberi=idles = SCH/SACCHc = CCCH 1 CCCH block : 1 paging message for 1- 4 usert = SDCCH/4 in 1 multiframe 4 users
Downlink 51 TDMA frames = 235 ms
f s bb b bc fc fc scc cc cc cc fc fs t t t t tt t t f ft t t t tt t t fs fs ss s ss s ss
1. 2. 3. 4.
i
t t tt r r s fs ss s s sr r rr r r rs fr r r r r rr r r r fr r r r tr t t tr ft t t r tr t tt t
0 50
Uplink 51 TDMA frames = 235 ms
Ha d
dii
Channels:f = FCCHb = BCCHr = RACHi=idles = SCHc = CCCH = PCH/AGCH
CHANNEL CONFIGURATIONSBCCH/CCCH Multiframe
f s bb bb c fc fc sc cc c cc c c fc fsc c c c cc c c f fc ccc cc c c fs fc c cc cc c cs
Downlink51 TDMA frames = 235 ms
i
r r rr r r r fr rr r r r r r rr r r rr fr r r r r rr r r r fr r r r rr r r rr fr r r r rr r rr
Uplink
r
0 50
51 TDMA frames = 235 ms
Ha d
dii
CHANNEL CONFIGURATIONS SDCCH/8 Multiframe
Channels:t = SDCCH/8s = SACCH/8i=idle
t t tt t t t ft tt t t t t t tt t t tt ft t t t t tt t t t fs s s s ss s ss fss ss ss
Downlink
t
51 TDMA frames = 235 ms
s
1. 2. 3. 5. 6. 7. 8.4.
iii
ss ss s ss fs ss s t tt t t ts ft t t t t tt t t t ft t t t tt t t tt ft t t t st s st
Uplink
s
0 50
iii
51 TDMA frames = 235 ms
Ha d
dii
CHANNEL CONFIGURATIONNumber of CCCH Blocks
Channels:f = FCCHb = BCCHt = SDCCH/4i=idles = SCH/SACCHc = CCCH = PCH/AGCH in this examples has a 9 CCCH block
f s bb bb c fc fc sc cc c cc c c fc fsc c c c cc c c f fc ccc cc c c fs fc c cc cc c cs
BCCH/CCCH 51 TDMA frames = 235 ms
1 2 3 4 5 6 7 8 9
i
f s bb bb c fc fc sc cc c cc c c fc fst t t t tt t t f ft t t t tt t t fs fs s ss ss s ss
1 2 3BCCH/SDCCH/4
i
51 TDMA frames = 235 ms
Ha d
dii
موبایل گوشی شدن روشنمیشود .1 شن رو شی گو تی توسط MSوق آن یافتن با و میگردد مناسب حامل موج دنبال FCCHبه
. میکند تنظیم دقیقا را خود فرکانس
خواندن .2 با ا SCCHسپس ب را .BTSخود میکند همزمان
کانال .3 به دادن گوش با موجهای BCCHسپس و مربوطه سلولی مشخصات به راجع کلی اطلعاتیهمسایه سلولهای به راجع تی اطلعا ضمن در و سیار واحد شبکه و کشور کد و سلول آن به مربوط
. یافت خواهد در را
بودن .4 روشن ظر ن از سیستم به سانی ر اطلع منظور به ید نما یه اول نام بت ث ید ا ب ار سی حد وا حالداشت پیام فت دریا یا سال ار ست درخوا گر ا که این ا ت ست کجا وی لی فع یت موقع که این و ترمینال
. باشد داشته وجود مکالمه برقراری امکان
/ نام ثبت ACCESS FOR REGISTRATIONتقاضای
مرحله .1 این طریق MSدر از را درخواست این و مینماید اختصاصی کانال اطلع RACHتقاضای به. میرساند سیستم
سیستم .2 حالت این .SDCCHدر دهد می اختصاص وی به را خاص
توسط .3 را اختصاصی کانال مشخصات و اطلع AGCCHپذیرش .MSبه رساند می
طریق .4 از نام .SDCCHثبت شود می انجام
طریق .5 از کنترلی الهای . SACCHسیگن میشود مبادله
به MSسپس .6 طریق BCCHصرفا از شاید تا میدهد شود .PCH گوش فراخوانده
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
Is the current BCCHchannel included?
Is the current BCCHchannel included?
Is SCH detected?Is SCH detected?
Is FCCH detected?Is FCCH detected?
Select the channel with highest RF levelamong the control channels
Scan the channel for theFCCH
Select the channel withnext highest Rf level from
the control list.
Scan channel for SCH
From the channel dataupdate the control
channel list
Scan Channels,monitor RF levels
Read data from BCCHand determine is it BCCH?
Camp on BCCH and start decoding
YES
NO
NO
NO
YES
YES
Power On
Ha d
dii
Mobile looks for BCCH after switching on
RACH send channel request
AGCH receive SDCCH
SDCCH authenticate
SDCCH switch to cipher mode
SDCCH request for location updating
SDCCH authenticate response
SDCCH cipher mode acknowledge
SDCCH allocate TMSI
SDCCH acknowledge new TMSI
SDCCH switch idle update mode
Location update
from the
mobile
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
/فراخوانیPAGING
طریق • از را سیار واحد . PCHسیستم میخواند فرا
•MS کانالکنترل یک تقاضای پاسخ این داد خواهد پاسخ فراخوانی به
طریق از که است میگیرد. RACHاختصاصی انجام
طریق • از را لزم پاسخ اطلع AGCHسیستم .MSبه رساند می
و • سیستم طریق MSسپس برقراری SDCCHاز جهت لزم کنترلی اطلعات
. کرد خواهند ادله مب را مکالمه
توسط • توان وکنترل گیری اندازه .SACCHگزارشهای شد خواهد ارسال
به • خاص ترافیکی کانال یک نهایت این MSدر از مکالمه و یابد می اختصاص
. میشود اغاز طریق
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
مکالمه برقراری برای ACCSS FOR CALL/ تقاضا
•MS ازطریق را خود اختصاصی کنترل کانال RACHتقاضای
دارد. می اعلم
طریققق • از را وی پاسقخققق قققستم کانال AGCHسقی و دارد می اعلم
SDCCH. میدهد اختصاص او به را
برقراری • برای لزم کنترلی اطلعات اختصقاقققصی کانال طریققق از
مبادله هویقتق تصقدقققیق و مقابقلق طرف شماره قبیقلق از مکالمقهقق
میشود.
برقرار • مه مکال و ته یاف صاص اخت خاص کی ترافی کانال می سپس
شود
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
Mobile looks for BCCH after switching on
RACH send channel request
AGCH receive SDCCH
SDCCH do the authentication and TMSI allocation
SDCCH require traffic channel assignment
SDCCH send call establishment request
SDCCH send the setup message and desired number
FACCH switch to traffic channel and send ack (steal bits)
FACCH receive alert signal ringing sound
FACCH acknowledge connect message and use TCH
TCH conversation continues
FACCH receive connect message
Call establishment
from a mobile
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
Mobile looks for BCCH after switching on
Receive signaling channel SDCCH on AGCH
Receive alert signal and generate ringing on FACCH
Receive authentication request on SDCCH
Generate Channel Request on RACH
Answer paging message on SDCCH
Authenticate on SDCCH
Receive setup message on SDCCH
FACCH acknowledge connect message and switch to TCH
Receive connect message on FACCH
Receive traffic channel assignment on SDCCH
Mobile receives paging message on PCH
FACCH switch to traffic channel and send ack (steal bits)
Call establishment
to a mobile
Time Slots and Bursts
Ha d
dii
Channel Allocation
پيام ارسال بين تاخير زمان کانال RACHيک اختصاص ا SDCCHو بدارد وجود شبکه ترافيکی بار به توجه
کانال طريق از داشت وجود آزاد کانال می AGCHاگر داده اختصاصو داده Call set upو Authenticationجهت SDCCHشود تخصيص
شود می اختصاص ترافيکی کانال يک آزاد ترافيکی کانال وجود صورت در
شود . می داده اختصاص از شود .SDCCHکانال , TCHبعد می آزادMS ازطريق را کانال اختصاص میدهد. FACCHپاسخ های می FACCHو TCH , SACCHکانال اشغال مکالمه نتهای ا ا ت
باشند .