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Struttura dei pacchetti
Normali:
Per la trasmissione di messaggi sia sui canali di traffico che su quelli di controllo
Accesso:
Usati nelle fasi di setup quando TM non è ancora sincronizzato con BTS (solo uplink)
5 “tipi” di burst
5 “tipi” di burst
Sincronizzazione:
Inviati da BTS per la sincronizzazione dei TM (solo downlink)
Inviati periodicamente da BTS per consentire la correzione degli oscillatori dei TM (solo downlink)
Correzione della frequenza:
5 “tipi” di burst
Dummy:
Inviati sugli slot vuoti se è necessario tenere alta la potenza della portante (usati solo dalla BTS)
148 bit = 546.12 µs
Training Training Sequence Sequence
2626
Coded Data Coded Data
5757
Coded Data Coded Data
5757
SS
11
SS
11
TT
33
TT
33
GPGP
8.258.25
Struttura dei burst “normali”
Coded Data:
Bit di utente (voce, dati etc.),114 bit dopo la codifica di canale,
che corrispondono a 13 kbit/snetti per la voce, a 9.6 kbit/s
o meno per i dati (codificadi canale più ridondante)
Training Training Sequence Sequence
2626
Coded Data Coded Data
5757
Coded Data Coded Data
5757
SS
11
SS
11
TT
33
TT
33
GPGP
8.258.25
Struttura dei burst “normali”
Training Sequence:
Bit di controllo usati perla sincronizzazione e per
l’equalizzazione
148 bit = 546.12 µs
Struttura dei burst “normali”
Training Training Sequence Sequence
2626
Coded Data Coded Data
5757
Coded Data Coded Data
5757
SS
11
SS
11
TT
33
TT
33
GPGP
8.258.25
T-bits:
Posti sempre a 0, usati come tempidi guardia e per l’inizializzazione
del demodulatore
148 bit = 546.12 µs
Struttura dei burst “normali”
Training Training Sequence Sequence
2626
Coded Data Coded Data
5757
Coded Data Coded Data
5757
SS
11
SS
11
TT
33
TT
33
GPGP
8.258.25
S-bits:
Indicano se il burstcontiene dati utente
o di segnalazione(bit di stealing)
148 bit = 546.12 µs
Struttura dei burst “normali”
Training Training Sequence Sequence
2626
Coded Data Coded Data
5757
Coded Data Coded Data
5757
SS
11
SS
11
TT
33
TT
33
GPGP
8.258.25
GP:
Periodo di guardiaper consentire l’accensione e
lo spegnimento dei trasmettitori
148 bit = 546.12 µs
Ext -TExt -T
88
SyncSync
4141
TT
33
Coded DataCoded Data
3636
Ext. GPExt. GP
68.2568.25
Struttura dei burst “di accesso”
Posti a 0 (in coda),usati come tempi di guardia e per
l’inizializzazione del demodulatore,notare la seq. di 8 bit 00111010
all’inizio, usata per calcolare il T.A.
T-bits:
Struttura dei burst “di accesso”
Ext -TExt -T
88
SyncSync
4141
TT
33
Coded DataCoded Data
3636
Ext. GPExt. GP
68.2568.25
Sequenza nota;consente l’aggancio
del ricevitore alla BTS
Sync-bits:
Bit di utente (dati)
Coded Data:
Struttura dei burst “di accesso”
Ext -TExt -T
88
SyncSync
4141
TT
33
Coded DataCoded Data
3636
Ext. GPExt. GP
68.2568.25
Periodo di guardia allungatoper garantire che il burst,
trasmesso come se ci si trovassealla massima distanza da BTS,
non “sbordi” sullo slot successivo
Extended GP:
Struttura dei burst “di accesso”
Ext -TExt -T
88
SyncSync
4141
TT
33
Coded DataCoded Data
3636
Ext. GPExt. GP
68.2568.25
68.25 bit 0.2525 ms
La dimensione massima delle celledeve essere tale per cui il burst
di accesso giunge alla BTSsenza pericolo di sovrapposizione
con lo slot successivo
Sincronizzazionee Dimensione delle celle
In mancanza di altre informazioniTM si comporta come se il ritardo
di propagazione tra TM e BTSfosse il massimo ammesso
trasmettendo per un tempo ridotto
Sincronizzazionee Dimensione delle celle
Ne consegue(con un po’ di approssimazione):
In realtà,per convenzione si assume
come raggio massimo 35 km
Sincronizzazionee Dimensione delle celle
Rmax = (C GP)/2 = 37.5 km.
TT
33
Ext. TrainingExt. TrainingSequence Sequence
6464
TT
33
Coded DataCoded Data
3939
GPGP
8.258.25
Coded DataCoded Data
3939
Struttura dei burst“di sincronizzazione”
Posti sempre a 0,usati come tempi di guardia
e per l’inizializzazionedel demodulatore
T-bits:
TT
33
Ext. TrainingExt. TrainingSequence Sequence
6464
TT
33
Coded DataCoded Data
3939
GPGP
8.258.25
Coded DataCoded Data
3939
Struttura dei burst“di sincronizzazione”
Sequenza nota;consente l’aggancio
del ricevitore alla BTS
Extended training sequence-bits
Struttura dei burst“di sincronizzazione”
Coded Data:
Bit di segnalazione perla trasmissione dei dati relativialla sincronizzazione globale.
Contengono anche informazioniper identificare la rete (operatore)
cui appartiene la cella e la cella stessa(codice di cella)
TT
33
Ext. TrainingExt. TrainingSequence Sequence
6464
TT
33
Coded DataCoded Data
3939
GPGP
8.258.25
Coded DataCoded Data
3939
Struttura dei burst“di sincronizzazione”
TT
33
Ext. TrainingExt. TrainingSequence Sequence
6464
TT
33
Coded DataCoded Data
3939
GPGP
8.258.25
Coded DataCoded Data
3939
GP:
Periodo di guardia
Struttura dei burst“di correzione di frequenza”
Sequenza di tutti 0Sequenza di tutti 0
142142
TT
33
GPGP
8.258.25
TT
33
Posti sempre a 0,usati come tempi di guardia
e per l’inizializzazionedel demodulatore
T-bits:
Struttura dei burst“di correzione di frequenza”
Sequenza di tutti 0Sequenza di tutti 0
142142
TT
33
GPGP
8.258.25
TT
33
Periodo di guardia
GP:
Struttura dei burst“di correzione di frequenza”
La sequenza di tutti zero,data la modulazione GMSK,
equivale a trasmettereuna sinusoide pura
per tutta la durata del burst
Sequenza di tutti 0Sequenza di tutti 0
142142
TT
33
GPGP
8.258.25
TT
33
Struttura dei burst “dummy”
Sono burst normali in cuial posto dei dati vengono trasmessi
tutti zero
I bit di stealing sono eliminati
All zeroAll zero
5858
TT
33
TT
33
GPGP
8.258.25
All zeroAll zero
5858
Training Training Sequence Sequence
2626
Struttura dei burst “dummy”
Vengono usati solo dalle BTSper l’individuazione (potenza elevata)
del canale C0 che è il canale “principale”della cella
All zeroAll zero
5858
TT
33
TT
33
GPGP
8.258.25
All zeroAll zero
5858
Training Training Sequence Sequence
2626
Ciascuna cella GSM può avereda 1 a 16 tranceiver
Assegnazione delle risorse alle celle
Lo slot ‘0’ di una certa portanteè sempre usato per un canale
di broadcast su cui vengono trasmessii burst di correzione della frequenza
e di sincronizzazione.Questa frequenza
è chiamata C0 ed è la “portante principale” della cella
Assegnazione delle risorse alle celle
La “portante principale” della cella è sempre trasmessa dalla BTS a potenza
maggiore per consentire alle MS di sincronizzarsi e riconoscerla
Assegnazione delle risorse alle celle
Su C0 la BTS trasmette in modo continuo, usando burst dummyse non ha dati da trasmettere
Se ci sono più di tre portanti in una cella è possibile abilitare la funzione di Frequency Hopping (FH) per ridurre gli effetti del fading veloce
Assegnazione delle risorse alle celle
6
114 bit 114 bit 114 bit 114 bit
Interleaving
57 57 57 57 57 57 57 57
456 bit (260+codifica di canale)
260 bit20 ms di voce
Mapped on the transmission bursts
1 2 3 4 5 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8
114
La velocità di trasmissione (lorda) è 148bit/4.615ms = ~ 32kbit/s
Canali fisici GSM
Un canale fisico è dato da un time-slot ogni trama
Canali fisici GSM
Nei burst normali i bit utili (a valle della codifica) sono
114 ~ 24.7kbit/s
I dati utente sono protetti da codici, la velocità di trasmissione utile
per l’utente dipende dallo schema di codifica
Canali fisici GSM
I restanti 24.7-22.8=1.9 kbit/s sono usati per la segnalazione...
CCodificatore voce : :13kbit/s + codifica = ~ 22.8 kbit/s
Esempio
...equivale ad inserire uno slot di segnalazione ogni 13 di traffico
Sui canali fisici sono mappatii canali logici
Canali fisici GSM
Lo schema di codifica usatodipende dal canale logico
La mappatura dei canali logici sui canali fisici fa riferimento ad uno
schema di temporizzazione assolutoche definisce trame, supertrame
(di traffico e controllo) e ipertrame
Canali fisici GSM
Trama
8 slot in TDMA (4.615 ms)
Multitrama di traffico
26 trame (120 ms)
Multitrama di segnalazione
51 trame (235.4 ms)
Tramatura GSM
Supertrama
Ipertrama
2048 supertrame (3h 28m 53s 760ms)
Tramatura GSM
26 multitrame di controllo, ovvero 51 multitrame di traffico (6.12 s)
TRAMA – 4.615msTRAMA – 4.615ms
Multitrama di controllo Multitrama di controllo 51 trame (235.4 ms)51 trame (235.4 ms)
Multitrama di trafficoMultitrama di traffico26 trame (120ms)26 trame (120ms)
bit 3.69 bit 3.69 ss
SUPERTRAMA (6.12 s)SUPERTRAMA (6.12 s)26 multitrame di controllo26 multitrame di controllo51 multitrame di traffico51 multitrame di traffico
slot 577 slot 577 ss
IPERTRAMA – 2048 supertrame (3h 28m 53s 760ms)IPERTRAMA – 2048 supertrame (3h 28m 53s 760ms)
Tramatura GSM
Il modulo di FN è:
FN viene trasmesso da BTS nei burst di sincronizzazione
Temporizzazione GSM
multitrame di controllomultitrame di controllomultitrame di trafficomultitrame di traffico
26 51 2048 = 2,715,648xx
supertramesupertrame
Temporizzazione GSM
Bit Number BN 0-156
Time slot Number TN 0-7
Frame Number FN 0-2,715,647
Il tempo è misurato in:
Il “quanto” di tempo in GSMè un quarto del tempo di bit
Quarter-bit Number QN 0-624
QN, BN e TN sono calcolatilocalmente dal TM, inizializzandolisugli slot in cui viene trasmesso FN
Temporizzazione GSM
Sincronizzazione tra MT e BTS
Cifratura
– Usa FN
– Il FN è ripetuto solo circa ogni 3 ore -> + difficile intercettare una chiamata
Mappatura dei canali logici su quelli fisici
Utilità della tramatura GSM
Accesso iniziale a una BTS o durante un handover
– MT manda una richiesta alla BTS su un certo frame con FN=Y
– BTS risponde assegnando un canale
– MT trova la risposta tra le altre perchè l’assegnazione del canale fa riferimento a Y
Utilità della tramatura GSM
GSM - GSM - parte Vparte V
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