GSM Canaux Logiques

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Chapitre 3 Les canaux logiques dans GSMStphane Ubda & Fabrice Valois

Tlcommunications, Services & Usages

1

Canaux physiques du GSM (I)s s

Canaux numriques bande moyenne Multiplexage temporel bande moyenne Deux groupes de porteuses Voie montante (MS vers rseau) 890-915 MHz Voie descendante (Rseaux vers MS) 935-960 MHZ

s

s

Ecarts Largeur de canal 200 kHz Canaux duplex carts de 45 MHzTlcommunications, Services & Usages 2

960 MHz 959.8 MHz 959.6 MHz 935.4 MHz 935.2 MHz 914.8 MHz 914.6 MHz 914.4 MHz 890.6 MHz 890.4 MHz 890.2 MHz

124 123 2 1 124 123 122 2 145 MHz entre 2 frquences DUPLEX

Canaux physiques du GSM (II)124 frquences Descendantes

124 frquences Montantes

124 x 2 Radio Frequency Channel (RFCH)Tlcommunications, Services & Usages 3

Canaux physiques du GSM (III)s

Accs multiple par division temporel Nombre dIntervalle de Temps (IT) : 8 / RFCH Dure dun IT : 0,5769 ms Dure dune trame : 8 x 0,5769 = 4,6152 ms

s

s

s

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4

Canaux physiques du GSM (IV)Time DomainTS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7

Frequency 1 Frequency 2

ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 ch #8 ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 ch #8 Frequency Domain5

Frequency 124 ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 ch #8

Tlcommunications, Services & Usages

Canaux physiques du GSM (V)s

En thorie : 124 couples de porteuses duplex Soit 124 x 8 = 992 canaux physiques duplex

s

Rpartition entre les oprateurs Porteuses perdues : garde entre oprateurs

s

Distribution entre les cellules Porteuses inutilises entre les cellules

Tlcommunications, Services & Usages

6

Canaux physiques du GSM (VI)124 123 2 1 124 123 122 2 1 1 2 MS coute Voie descendante 3 4 5 6 7 8 1 2

3 slots de dcalage

MS met Voie montante 1 2 3 4 5 6 7 8

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7

Canaux logiques (I)s

Diffrents canaux logiques sont mapps sur les canaux physiques Canaux logiques ddis Affect une communication particulire

s

s

Canaux logiques non ddis Affect la cellule pour lensemble des MS

Tlcommunications, Services & Usages

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Groupes de Canaux logiques (II)s

Broadcast Channel BCH Descendant (voie balise)

s

Common Control Channel CCCH Montant & descendant

s

Dedicated Control Channel DCCH Montant & descendant

s

Traffic Channel TCH Montant & descendant

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Broadcast Channel BCHs

Groupe de canaux logiques non ddis Frequency Correction Channel FCCH Synchronisation Channel SCH Broadcast Control Channel BCCH

s

Emis sur la voie balise Uniquement sur la voie descendante Prsente dans toutes les cellules

Tlcommunications, Services & Usages

10

s

Consiste en un burst particulier Emis toutes les 50 ms environ 148 bits zro

Broadcast Channel BCH : Frequency Correction Channel FCCH

s

Emis sur la frquence de la voie balise Signal sinusodale parfait Permet le calage du mobile en frquenceFrequency Correction Burst (FCB)

Head Bits 3

Fixed Bits 142

Tail Bits Guard Period 3 8.25

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s

s

s

Broadcast Channel BCH : Synchronisation Channel SCH (I) Objectif : fournir aux mobiles les lments pour une synchronisation complte Caractrise la voie balise : possde un marquage de 64 bits (squence dapprentissage) Deux types de synchronisations Fine : dtermination du Timing Advance (TA) Logique : dtermination du Frame Number (FN)Tlcommunications, Services & Usages 12

s

Format du Burst

Broadcast Channel BCH : Synchronisation Channel SCH (II)

La squence dapprentissage est identique dans tout le Public Land Mobile Network (PLMN) car cest le premier burst quun mobile dcode !s

Donnes transportes Reduced Frame Number RFN (19 bits) BSIC : numro permettant de distinguer 2 cellules mettant leur voie balise sur la mme frquence Synchronisation Burst (SB)

Head Bits Encrypted Sync Bits Extended Training Encrypted Sync Bits Tail Bits Guard Period 3 39 Sequence 64 39 3 8.25

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s

La mme frquence pour une voie f1 balise pouvant tre utilise par BISC=1 plusieurs cellules suffisamment f6 f2 BISC=1 BISC=1 loignes, elles peuvent tre f0 distingues par le code BSIC BISC=1 f5 f3 (le mobile mi-distance f1 BISC=1 f4 BISC=1 peut trs bien recevoir les BISC=0 f6 f2 BISC=1 f1 deux cellules !BISC=0

Code de couleur BSIC (Canal SCH)

3bits = code couleur dune BTS (spcifiques lune des squences dapprentissage pour tous les futurs burst -3 bits = spcifique au PLMN

f0 f4

BISC=0

f5

BISC=0

f6 f5

BISC=2

f2 f3

f3

BISC=2 BISC=2

f0 f4

BISC=2

BISC=0

BISC=0

BISC=2

BISC=0

BISC=2

Habituellement : mme BSIC dans un motif

BISC=2

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s

s

s

Permet la diffusion dinformations sur les caractristiques de la cellule Plusieurs types dinformations mises des priodes diffrentes suivant la rapidit avec laquelle on dsire quun mobile les apprenne Chaque information

Broadcast Channel BCH : Broadcast Control Channel BCCH (I)

Mot de 23 octets, 184 bits, aprs codages 456 bits diviss en 8 blocs de 57 bits Emission en blocs entrelacs sur 4 bursts normaux

Tlcommunications, Services & Usages

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s s s

s s s s

Paramtres de slection de la cellule permettant au mobile de savoir sil peut se mettre en veille Numro de la zone de localisation Paramtres du mode daccs alatoire (ventuellement interdire cette cellule aux mobiles qui narrivent pas par Handover) Description de lorganisation des canaux logiques Description de lorganisation du CBCH Description des cellules voisines Frquences des voies balises

Broadcast Channel BCH : Broadcast Control Channel BCCH (II)

Divers : paramtres pour certains algorithmes, identification de la celluleTlcommunications, Services & Usages 16

Common Control Channel CCCHs s

Groupe de canaux non ddis Random Access Channel RACH Voie montante

s

Access Grant Channel AGCH Voie descendante

s

Paging Channel PCH Voie descendante

s

Cell Broadcast Channel CBCH Voie descendanteTlcommunications, Services & Usages 17

s s

Uniquement sur la voie montante Permet laccs alatoire au rseau

Common Control Channel CCCH : Random Access Channel RACH

Lorsquun mobile dsire accder au rseau Emission dun burst court

Mode Slotted ALOHA Informations : catgorie de service demand, code BSIC de la station laquelle on sadresse, un nombre alatoire Access Burst (AB)Head Bits 8 Training Sequence 41 Encrypted Bits 36 Tail Bits 3

Parce que le dlai de propagation nest pas connu ! Ne doit pas chevaucher des slots voisins : do une garde de 252 secondes soit 37,8 Km (cellule max rayon 35 km !)

Guard Period 68.25

Tlcommunications, Services & Usages

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s

Lorsquune BTS reoit une demande dun mobile Elle lui alloue un canal de signalisation ddi (SDCCH)

Common Control Channel CCCH : Access Grant Channel AGCH

s

Message dallocation du SDCCH envoy sur le AGCH Numro de porteuse, numro de slot Description du saut en frquence si celui-ci est activ

s

Message de 23 octets cod sur des bursts classiques en 8 blocs de 57 bits (4 bursts)Tlcommunications, Services & Usages 19

s

Lorsque le rseau dsire communiquer avec un mobile Appel, SMS ou authentification

Common Control Channel CCCH : Paging Channel PCH

s

Elle diffuse lidentit du mobile sur le PCH Le mobile ralisera un demande daccs sur le RACCH

s

Plusieurs messages dappel peuvent tre diffuss simultanment dans un mot de 23 octets 8 blocs de 57 bits envoys sur 4 bursts classiques

Tlcommunications, Services & Usages

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s

Canal permettant de diffuser lensemble des mobiles de la cellules des informations spcifiques Mto Informations routires etc

Common Control Channel CCCH : Cell Broadcast Channel CBCH

s

A la discrtion de loprateur

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Dedicated Control Channel DCCHs

Groupe de canaux ddis bidirectionnels

s s s

Standalone Dedicated Control Channel SDCCH Slow Associated Control Channel SACCH Fast Associated Control Channel FACCH Ce canal logique se met place partir dun canal SACCH en volant de la bande passante au canal de trafic auquel il est associ

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Dedicated Control Channel DCCH : Standalone Dedicated Control Channel SDCCHs

Les informations provenant des couches applicatives du systme sont des donnes, transportes par des canaux TCH ou de la signalisation transporte par des canaux SDCCH 184 bits utiles, cods en 456 bits, soit 8 sous blocs de 57 bits, mis sur 4 bursts classiques Canal bidirectionnelTlcommunications, Services & Usages 23

s

s

Dedicated Control Channel DCCH : Slow Associated Control Channel SACCHs

La liaison radio tant fluctuante, elle doit donc tre instrument en permanence Mesures/ajustement des paramtres radio

s

Les canaux TCH e