Ζώνες Συχνοτήτων GSM

Transcript

1 Ζώνες Συχνοτήτων GSM 45/95 MHz uplink downlink f(mhz) E-GSM / MHz (2X10 MHz) GSM / MHz (2X25MHz) GSM / MHz (2X75MHz) GSM 1900 USA / MHz (2X60MHz) Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 1

2 Φυσικό Κανάλι (π.χ. GSM 900) ακολουθία ζευγών TS (για( την µετάδοση των ριπών πληροφοριών) σε ζεύγος group Carrier ή σε ακολουθία ζευγών group Carrier uplink 45MHz downlink f(mhz) 200kHz/ group carrier 8TS/group carrier t t Frame = 4,615 msec TS=0,577 msec Μία TS/4,615 msec ή 216,7 φορές/sec Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 2

3 Λογικά Κανάλια Κίνησης BTS kHz/ group carrier 8TS/group carrier Συνεχής ροή οµοειδούς πληροφορίας t. t Traffic Channel 1 Traffic Channel Traffic Channel 8 7 Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 3

4 Λογικά Κανάλια Ελέγχου BTS Ποιός,, Πότε, Πώς t t 8 7 Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 4

5 Καταστάσεις Λειτουργίας Αγκύρωση Εγγραφή (Registration) Ενεργοποίηση- Απενεργοποίηση (Power ON-OFF) OFF) ιαδικασία Προσπέλασης (Access Procedure) IMSI Attach, Detach Κατάσταση Αναµονής (Idle Mode) Αποκλειστική Λειτουργία (Dedicated Mode) Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 5

6 οµή Λογικών Καναλιών Ελέγχου Κανάλια Κίνησης P-P Broadcast P-MP Κανάλια Ελέγχου Κοινά P-P Αποκλειστικά P-P TCh/F SCh PCh SDCCh TCh/H FCCh AGCh SACCh BCCh RACh FACCh Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 6

7 Είδη Ριπών 1 TDMA frame= 8 TS (120/26 ή 4,615ms) Κανονική Ριπή (Normal( Burst) 3 TB 58 Encoded Data 26 Train. Seq. 58 Encoded Data 3 TB 8,25 GP Ριπή Συντονισµού (Frequency Correction Burst) 3 TB 142 Fixed bits 3 TB 8,25 GP Ριπή Συγχρονισµού (Synchronization Burst) 3 TB 39 Encoded Data 64 Train. Seq. 39 Encoded Data 3 TB 8,25 GP Ριπή Πρόσβασης (Access Burst) 8 TB 41 Synchro. Seq. 36 Encoded Data 3 TB 68,25 GP Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 7

8 Κανονική Ριπή Κανονική Ριπή : Χρησιµεύει για την µεταφορά πληροφοριών του καναλιού κίνησης (TCh)) και όλων των καναλιών ελέγχου πλην των καναλιών RACh, SCh και FCCh που έχουν ιδικό τύπο ριπής. 1 TDMA frame= 8 TS (120/26 ή 4,615ms) TB 57 Encoded Data F 26 Train. Seq. F 57 Encoded Data 3 TB 8,25 GP 1 TS = 156,25bits (15/26 or 0,577ms) 1bit = 3,69µs ΕD: 2 οµάδες των 57 bits, κωδικοποιηµένα δεδοµένα συνδροµητή TS: ακολουθία εκµάθησης (µια από τις γνωστές στον ΚΣ οκτώ διαθέσιµες ς για κάθε ΣΒ ακολουθίες) F: flag (0,1) για σηµατοδότηση ριπής FACCh ή TCh/H ΤΒ: bits ουράς στα άκρα της ριπής για set-reset της µνήµης του εξισωτή καναλιού (Viterbi( equalizer) GP: περίοδος φύλαξης για προστασία επικάλυψης γειτονικών ριπών λόγω µικρό-καθυστερήσεων καθυστερήσεων µετάδοσης. Στην διάρκεια της (δεν εκπέµπονται bits) η ριπή πρέπει να πέσει κατά 70 db από την ονοµαστική της τιµή. Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 8

9 ΚΛΙΜΑΚΩΣΗ ΙΣΧΥΟΣ ΕΞΟ ΟΥ ΚΑΝΟΝΙΚΗΣ ΡΙΠΗΣ db GP TS n-1 Active burst part BP - GP 156,25-8,25=148 GP TS n -70 ramp-up ~30 µsec 8,25 bits ramp-down bits µsec Στην διάρκεια της GP (δεν εκπέµπονται bits) η ριπή πρέπει να πέσει κατά 70 db από την ονοµαστική της τιµή. Ο συνδροµητής που έχει την επόµενη TS στην διάρκεια αυτή ξεκινά την εκποµπή του. Άρα η GP χρησιµοποιείται και από τους δύο. Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 9

10 GMSK RF Spectrum Modulation Mask Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 10

11 Ριπή SCh 3 TB 39 Encoded Data 64 Train. Seq. 39 Encoded Data 3 TB 8,25 GP 1 TS = 156,25bits (15/26 or 0,577ms) 1bit = 3,69µs ΕD: 2 οµάδες των 39 bits, κωδικοποιηµένα δεδοµένα του συστήµατος (π.χ. τρέχον αριθµός πλαισίου, BSIC,..) TS: µακρά ακολουθία εκµάθησης για µεγαλύτερη ακρίβεια συγχρονισµού ΤΒ: bits ουράς στα άκρα της ριπής για set-reset της µνήµης του εξισωτή καναλιού (Viterbi( equalizer) GP: περίοδος φύλαξης για προστασία επικάλυψης γειτονικών ριπών λόγω µικρό-καθυστερήσεων καθυστερήσεων µετάδοσης. Στην διάρκεια της (δεν εκπέµπονται bits) η ριπή πρέπει να πέσει κατά 70 db από την ονοµαστική της τιµή. Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 11

12 db Συγχρονισµός - Προπορεία Χρόνου τ -70 TS n-1 TS n TS n+1 µsec Αν π.χ.η απόσταση ΚΣ ΣΒ είναι 10km τότε ο χρόνος µετάδοσης της ριπής θα είναι 33,3 µsecµ sec. Το σήµα συγχρονισµού από τον ΣΒ χρειάζεται επίσης αυτό το το χρόνο για µετάδοση. Άρα ο ΚΣ συγχρονίζεται µε µε καθυστέρηση 33,3 µsecµ sec. Ο ΚΣ εκπέµπει την ριπή του την σωστή στιγµή από την πλευρά του αλλά α η ριπή του έχει ήδη καθυστέρηση 33,3 µsecµ και χρειάζεται άλλα τόσα για φθάσει µέχρι τον ΣΒ. Συνεπώς από την πλευρά του ΣΒ η ριπή καθυστερεί κατά τ=2χ33,3µ =2Χ33,3µsec. Αν όµως η ριπή εκπεµφθεί κατά τ νωρίτερα, τότε θα φθάσει στον ΣΒ την σωστή στιγµή. Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 12

13 Ριπή FCCh Ριπή ιόρθωσης Συχνότητας (συντονισµού): Χρησιµεύει για τον συντονισµό του ΚΣ στην συχνότητα του ΣΒ. Η ακολουθία των 142 µηδενικών bits κάνουν τον διαµορφωτή να παράγει ένα αδιαµόρφωτο φέρον µε συγκεκριµένη απόκλιση ως προς την συχνότητα του ΣΒ. 3 TB 142 Fixed bits 3 TB 8,25 GP Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 13

14 Κανάλι Broadcasting BCh Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 14

15 Ριπή Πρόσβασης RACh Ριπή Πρόσβασης: έχει µακρύτερη περίοδο φύλαξης για να αντισταθµίσει το γεγονός ότι όταν εκπέµπεται (αρχική πρόσβαση) ο ΚΣ δεν γνωρίζει την προπορεία χρόνου που απαιτείται. 8 TB 41 Synchro. Seq. 36 Encoded Data 3 TB 68,25 GP Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 15

16 ΚΛΙΜΑΚΩΣΗ ΙΣΧΥΟΣ ΕΞΟ ΟΥ ΡΙΠΗΣ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ db ramp-up Active burst part BP - GP 156,25-68,25=88 ramp-down bits ,2 µsec Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 16

17 Οργάνωση χρονοθυρίδων ΣΒ BTS C 0 : TS0, TS1, TS2,,TS7 C 1 : TS0, TS1, TS2,,TS7 C 2 : TS0, TS1, TS2,,TS7.. Group Carriers c 0, c 1,...,c n Λογικά κανάλια Ελέγχου: : TS0 Επανάληψη πλαισίων κάθε 51 TS TS1 Επανάληψη πλαισίων κάθε 102 TS Λογικά κανάλια Κίνησης: Ολες οι άλλες TS s. Επανάληψη πλαισίων κάθε 26 TS Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 17

18 Οργάνωση Πολυπλαισίων Κίνησης Π.χ. Traffic Channel 7 Κανάλι SACCh Πολυπλαίσιο 26 πλαισίων=120ms 7 7 Α I TS TCh 12 TS TCh mfn= Άρα ιάρκεια ριπής=120msec/26*8=0,577msec Άρα ιάρκεια Πλαισίου=120msec/26=4,615msec ή 216,7 φορές/sec Άρα 1 TS SACh/120 msec ή 8,3 φορές/sec Όµοια και για τα άλλα TCh s FN 0 FN 11 8 FN SACCh 12 FN 24 8 Idle FN 25 TSs Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 18

19 Πολυπλαίσιο Ελέγχου (TS0 στο c0) TS0 TS0 TS0 TS0 του c t F (FCCh( FCCh): συντονισµός στην ραδιοσυχνότητα του ΣΒ S (SCh( SCh): συγχρονισµός, ανάγνωση αριθµού πλαισίου και BSIC B (BCCh( BCCh: ανάγνωση γενικών πληροφοριών C (CCCh( CCCh): τηλεειδοποίηση ή εκχώρηση καναλιού SDCCh I (IDLE): κενό πλαίσιο Στο uplink της TS0 του c 0 όλες οι 51 ριπές είναι ριπές RACh Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 19

20 Πολυπλαίσιο Ελέγχου (TS1 στο c0) Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 20

21 Ιεραρχία Πλαισίων 1 hyperframe=2.048 superframes= frames (3h 28min 53s 760ms) superframe = 1326 frames (6,12s) =51(26frames) multiframes or 26 (51frame) multiframes) (26 frame) multiframe (120ms) 1 (51 frame) multiframe TDMA frame= 8 TS (120/26 or 4,615ms) SCh Burst: Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 21

22 Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 22

23 Καταστάσεις Λειτουργίας Αγκύρωση Εγγραφή (Registration) Ενεργοποίηση- Απενεργοποίηση (Power ON-OFF) OFF) ιαδικασία Προσπέλασης (Access Procedure) IMSI Attach, Detach Κατάσταση Αναµονής (Idle Mode) FCCh-SCh-BCCh RACh-AGCh SDCCh PCh-RACh-AGCh SDCCh TS0 TS1 TS0 TS1 Αποκλειστική Λειτουργία (Dedicated Mode) TCh TS2-7 Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 23

24 Μετρήσεις Κινητού Σταθµού Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 24

25 Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 25

26 Ολίσθηση Πολυπλαισίων Πολυπλαίσιο Γειτονικού BTS Υπερπλαίσιο 1326 frames=6,12s Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 26

27 Home PLMN N Switch on MS selects new PLMN Y BCChs for Y PLMN known N Measure RXLEV for all GSM carriers Hop to strongest carrirer and await FCB Switch On Κατάσταση Αναµονής Paramerers: BSIC PLMN_PERMITTED CELL_BAR_ACCESS Measure and store RXLEV for all GSM carriers Hop to strongest carrirer and await FCB Synchronise and await BCCh data Measurements: RXLEV RXQUAL DISTANCE Recognise FCB Synchronise & await BCCh data Decode BSIC (PLMN & BS colour bits) BCCh from selected PLMN Y Barred cell N Y N time out time out all 124 carriers tested N Y Decode BSIC BCCh from selected PLMN N Pathloss Save Y acceptable BCCh list Y for this Hop to strongest PLMN BCCh Y Idle mode Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 27 Y Barred cell N Pathloss acceptable N Y N Any BCCh decoded Y N time out all BCCh tested N Hop to next strongest carrier

28 C0: TS0, TS1, TS2,,TS7 C1: TS0, TS1, TS2,,TS7 C2: TS0, TS1, TS2,,TS7.. Ενεργοποίηση, Σύνδεση Ενεργοποίηση F S B R C 0 C D D D D DC 0 D Σύνδεση (εγγραφή) Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 28

29 Συνδιαλέξεις C0: TS0, TS1, TS2,,TS7 C1: TS0, TS1, TS2,,TS7 C2: TS0, TS1, TS2,,TS7.. Εισερχόµενη κλήση C C D D R D D T T T T T T C 0 T C 0 Εξερχόµενη κλήση Νοε-05 Γ.Ι.Στεφάνου-ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 29