Subsistemul radio GSM • Transferul legaturii (handover) in GSM • rapoarte ale masuratorilor din retea realizate de MS • celula curenta si celulelel adiacente • reteaua decide deservirea MS intr-o noua celula • alocarea / eliberarea canalului de trafic utilizat • declansarea procedurii de handover: • nivelul semnalului UL sau DL (mentinerea calitatii legaturii) • calitatea semnalului UL sau DL (mentinerea calitatii legaturii) • distanta (limitarea razei celulei) • viteza de deplasare a mobilelor • traficul celular (distribuirea traficului intre celule) • intretinerea retelei (eliberarea unei celule comandata de retea)
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
15/34
Categorii de handover GSM • Handover intra-celular • nivel scazut al Rx-Qual • nu sunt raportate alte celule adiacente • reteaua aloca un nou TS sau un nou canal radio in aceeasi celula
• Handover declansat de nivelul semnalului • Rx-Level: nivelul semnalului din celule adiacente (“neighbour list”) cu 3-6 dB mai puternice
• Handover declansat de calitatea semnalului • Rx-Qual > 3 • nu depinde de Rx-Level
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
16/34
Categorii de handover GSM • Handover declansat de distanta • idicarea razei celulei pentru traficul din interior • securitate, delimitatrea razei de deservire
• Handover declansat de viteza mobilului • delimitarea traficului vehicular de cel pedestru / interiorul cladirilor • celule umbrela alocate utilizatorilor vehiculari
• Handover declansat de traficul celular • predefinirea unor praguri ale traficului celular • celule de tip “hot-spot” (alocare temporara de resurse) • asigura capacitate pentru trafic tranzitoriu / ocazional
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
17/34
Categorii de handover GSM • Handover intra-BSC
M. Tolstrup, Indoor Radio Planning: A Practical Guide for GSM DCS UMTS and HSPA, Wiley, 2008.
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
18/34
Categorii de handover GSM • Handover inter-BSC
M. Tolstrup, Indoor Radio Planning: A Practical Guide for GSM DCS UMTS and HSPA, Wiley, 2008.
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
19/34
Categorii de handover GSM • Handover inter-MSC
M. Tolstrup, Indoor Radio Planning: A Practical Guide for GSM DCS UMTS and HSPA, Wiley, 2008.
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
20/34
Gestionarea localizarii in GSM • Reteaua radio GSM divizata in arii de localizare • LA, Location Area • limitarea zonei de difuzare a apelului • MS monitorizeaza / actualizeaza aria de localizare • reteaua difuzeaza LAI • VLR indica LAI actualizat pentu fiecare MS
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
21/34
Avansul temporal • traficul celular GSM este sincronizat în timp cu ceasul BTS • MS1 in vecinatatea BTS si MS2 distant (20 km) • intarzierea de popagare 132 us (2 x 66 us “one-way delay”) • suprapunere a TS adiacente pe traseul UL (TS 4 si TS5)
M. Tolstrup, Indoor Radio Planning: A Practical Guide for GSM DCS UMTS and HSPA, Wiley, 2008.
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
22/34
Avansul temporal • Solutia #1 • marirea intervalului de gardă dintre ST • scăderea eficienţei spectrale a transmisiei
• Solutia #2 (sistemul GSM) • menţinerea eficienţei spectrale cu utilizarea conceptului de avans temporal TA (Timing Advance) • măsurători continue la nivelul BTS a întârzierii dintre timpul programat transmiterii propriei salve şi timpul recepţiei salvelor de la statia mobila • reteaua comanda TA • MS compenseaza întârzierile de porpagare pe interfata radio
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
23/34
Observatii #2 • TA: compemnsarea intazierilor in sistemul GSM pe traseu ascendent (UL) • GSM Phase 1 – compensare decalaj de până la 233 us • compensarea a 63 durate de bit: 63 x 3.69 us ≈ 233 us • divizat în 64 de paşi (TA0 - TA64) cu rezoluţie de 550 m per pas TA • distanţa / raza maxima a unei celule GSM de 35 km • TA: indicator al dimensiunii celulei si al distantei dintre MS si BTS
Sursa: A. Mishra, Advanced Cellular Network Planning and Optimisation, 2007
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
24/34
Observatii #2 (cont.) • RX-Level: maparea nivelului semnalului masurat
• RX-Qual: maparea valorilor BER
M. Tolstrup, Indoor Radio Planning: A Practical Guide for GSM DCS UMTS and HSPA, Wiley, 2008.
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
25/34
Semnalizarile GSM • Canale fizice • asocierea dintre TS si ARFCN (DL si UL)
• Canale logice • canalul fizic mapeaza diferite canale logice • tipul informatiei transportate:
• Canale de trafic (TCH, Traffic CHannel) • voce si date utilizator
• Canale de control (CCH, Control CHannel) • informatie de semnalizare si control
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
26/34
Canale logice GSM • TCHs, Traffic Channels • voce si date codate • ocupa “ST 1” – “ST 7” • functii si formate identice pe UL si DL • TCH/F, canal de trafic cu rata intreaga • un ST per cadru TDMA • 13 kbps (codare voce), 22.8 kbps (codare canal) • TCH/H, canal de trafic cu rata injumatatita • un ST in cadre TDMA alternative
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
27/34
Semnalizarile GSM • Canale de control (CCH, Control CHannel) • Canale de difuzare (BCH, Broadcast CHannels) • corectarea frecventei, sincronizarea cadrelor, structura canalelor de control
• Canale comune de control (CCCH, Common Control CHannels) • difuzare apel si acces in retea
• Canale de control dedicate (DCCH, Dedicated Control CHannels) • solicitare de servicii, autentificare abonat, validare echipament, criptare initiala, alocare canal de trafic
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
28/34
Canale logice GSM • CCHs, Control Channels • BCH, Broadcast Channels • traseu descendent (DL) • ocupa “ST 0” dintr-un cadru TDMA • asigura informatia de sincronizarea MS in interiorul unei celule • monitorizat de MS din celule vecine in vederea deciziei MAHO • FCCH, Frequency Correction Channel (sincronizare cu freceventa sistemului - oscilatorul local BTS) • SCH, Synchronization Channel (identificarea statiei de baza - BSIC, Base Station Identity Code, sincronizarea cadrelor MS cu BTS, numarul cadrului) • BCCH, Broadcast Control Channel (identitatea celulei si a retelei, canale alocate la nivelul celulei, secventele de salt in frecventa)
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
29/34
Canale logice GSM • CCHs, Control Channels • CCCH, Common Control Channels • ocupa “ST 0” dintr-un cadru TDMA • PCH, Paging Channel (DL, difuzare apel din PSTN, transmite IMSI al abonatului vizat) • RACH, Random Access Chanel (UL, cerere pentru alocarea unui canal: confirma cererea de apel PCH sau indica initierea unui apel MS; utilizaeaza tehnica de acces s-ALOHA) • AGCH, Access Grant Channel (DL, BTS confirma alocarea SDCCH, indica operarea pe TS si ARFCN)
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
30/34
Canale logice GSM • CCHs, Control Channels • DCCH, Dedicated Control Channels • canale bidirectionale cu operare si format identic UL si DL • SDCCH, Stand-alone Dedicated Control Channel (semnalizari anterioare alocarii TCH de catre BS, semnalizari ce insotesc stabilirea conexiunii MS cu BS, autentificare abonat, validare echipament) • ACCH, Associated Control Channel (asociat unui canal TCH si SDCCH) • SACCH, Slow Associated Control Channel (asociat TCH, monitorizarea legaturii, pe DL: comanda avans temporal si nivelul puterii de transmisie; pe UL: nivelul semnalului receptionat, calitatea transmisiei pe TCH, masuratori BCH pe celule vecine) • FACCH, Fast Associated Control Channel (similar SACCH dar alocat unor masuratori urgente; asociat TCH in procedura de handover)
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
31/34
Observatii #3 • TCH/F, canal de trafic cu rata intreaga la 22.8 kbps • N=124 (GSM900) => 992 utilizatori TCH/F • TCH/H, canal de trafic cu rata injumatatita la 11.4 kbps • 1984 utilizatori TCH/H • CCHs, nu sunt active în mod permanent ci sunt combinate utilizând acealaşi ST (” ST 0”) cu alte canale de control • DCCH (SDCCH, SACCH şi FACCH) sunt mapate pe ST dedicate • SDCCH sunt grupate câte 4 (SDDCH/4) sau câte 8 (SDDCH/8), împreună cu un set de canale CCCH şi sunt mapate într-un ST
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
32/34
Observatii #3 (cont.) • BCCH este asociat slotului temporal “ST 0”, primul canal radio din celulă / cadru TDMA • la detectarea unui apel de către o staţie mobilă (IMSI) pe PCH, MS răspunde pe un canal RACH • RACH este utilizat de MS cand răspunde la un apel, când stabileşte un apel şi atunci când îşi actualizează locaţia • MS solicita acces (RACH) sau raspunde la un apel (PCH) pe “ST 0” al unui cadru TDMA
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
33/34
Observatii #3 (cont.) • FACCH este asociat semnalizărilor rapide de gestionare a transferului unui apel specific • FACCH este transmis utilizând slotul temporal dedicat TCH prin aşa numitul procedeu de "furt al biţilor“ • BS confirma accesul (AGCH) si aloca un canal SDCCH pentru semnalizarile din timpul unui apel • AGCH: ultimul mesaj CCCH transmis de BS
1/5/2014
Curs #9 – Sisteme de comunicatii radio celulare. Sistemul celular GSM (III)
34/34
