Struttura dei pacchetti. Normali: Per la trasmissione di messaggi sia sui canali di traffico che su...

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


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:


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


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)


2626


5757


5757

SS

11

SS

11

TT

33

TT

33

GPGP

8.258.25


Training Sequence:

Bit di controllo usati perla sincronizzazione e per

l’equalizzazione

148 bit = 546.12 µs

Carla Chiasserini

Nota che la training sequnce sta nella parte centrale, per sfruttare la parte migliore dello slot (quella con segnale + alto).Questa è una differenza rispetto ad altri sistemi di tlc dove solitamente i bit di training sono posizionati all'inizio della trasmissione.



2626


5757


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



2626


5757


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



2626


5757


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:


Ext -TExt -T

88

SyncSync

4141

TT

33


3636

Ext. GPExt. GP

68.2568.25

Sequenza nota;consente l’aggancio

del ricevitore alla BTS

Sync-bits:

Bit di utente (dati)

Coded Data:


Ext -TExt -T

88

SyncSync

4141

TT

33


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:

Carla Chiasserini

perchè nei burst di accesso ancora il TA non è stato comunicato, stabilito, quindi occorrono GP molto più grandi, cosicchè ci si possa mettere nel caso peggiore ed essere protetti.


Ext -TExt -T

88

SyncSync

4141

TT

33


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


Carla Chiasserini

e si tx per un tempo ridotto rispetto a quello disponibile all'interno di uno slot: non si tx dati ma si lascia spazio al tempo di guardia

Ne consegue(con un po’ di approssimazione):

In realtà,per convenzione si assume

come raggio massimo 35 km


Rmax = (C GP)/2 = 37.5 km.

Carla Chiasserini

Il /2 mi tiene conto del fatto che il tempo di propagazione è in andata e ritorno (ricorda il TA che compensa sia il tempo di prop. in DL che in UL)

TT

33

Ext. TrainingExt. TrainingSequence Sequence

6464

TT

33


3939

GPGP

8.258.25


3939

Struttura dei burst“di sincronizzazione”

Posti sempre a 0,usati come tempi di guardia

e per l’inizializzazionedel demodulatore

T-bits:

TT

33


6464

TT

33


3939

GPGP

8.258.25


3939


Sequenza nota;consente l’aggancio

del ricevitore alla BTS

Extended training sequence-bits


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


6464

TT

33


3939

GPGP

8.258.25


3939


TT

33


6464

TT

33


3939

GPGP

8.258.25


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:



142142

TT

33

GPGP

8.258.25

TT

33

Periodo di guardia

GP:


La sequenza di tutti zero,data la modulazione GMSK,

equivale a trasmettereuna sinusoide pura

per tutta la durata del burst


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


2626

Carla Chiasserini

57 bit di dati utente del burst normale +1 stealing bit, tutti posti a zero=58 bit a zero

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


2626

Ciascuna cella GSM può avereda 1 a 16 tranceiver

Assegnazione delle risorse alle celle

Carla Chiasserini

quindi da 1 a 16 coppie di portanti radio ul e dl, in totale da 2 a 32 portanti radio

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


La “portante principale” della cella è sempre trasmessa dalla BTS a potenza

maggiore per consentire alle MS di sincronizzarsi e riconoscerla


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


Carla Chiasserini

perchè + di 3 portanti?xchè 3 servono per il FH e una è quella principale della cella su cui non si può fare FH

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

Carla Chiasserini

da rivedere sul bertazioli favalli come viene fatto l'interleaving!Indici e mappatura non chiara

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

Carla Chiasserini

vedi normal burst: 114+2*3+2*1+26

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

Claudio Casetti

In realtà ne viene inserito uno di segnalazione ogni 26; l'altro slot disponibile (con periodicità 26, sfasato di 13 rispetto a quello di segnalazione) viene usato dalle MS per fare misure sulla qualità del segnale

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

Carla Chiasserini

26 e 51 sono numri primi!!!!!

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

Carla Chiasserini

struttura di temporizzazione x:- sicurezza (FN usato nell'algo di FH e nell'algo di cifratura)- sincronizzazione nella cella- mappatura canali logici su canali fisici

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

Carla Chiasserini

modulo di FN, vuol dire il val. max di FN.

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

Carla Chiasserini

tipicamente le base stations sono sincronizzate fra loro

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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