Struttura dei pacchetti

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1 Struttura dei pacchetti

2 5 tipi di burst Normali: è Per la trasmissione di messaggi sia sui canali di traffico che su quelli di controllo Accesso: è Usati nelle fasi di setup quando M non è ancora sincronizzato con BS (solo uplink)

3 5 tipi di burst Sincronizzazione: è Inviati da BS per la sincronizzazione dei M (solo downlink) Correzione della frequenza: è Inviati periodicamente da BS per consentire la correzione degli oscillatori dei M (solo downlink)

4 5 tipi di burst Dummy: è Inviati sugli slot vuoti se è necessario tenere alta la potenza della portante (usati solo dalla BS)

5 Struttura dei burst normali 148 bit = µs Coded Data 57 S 1 raining Sequence 26 S 1 Coded Data 57 GP 8.25 Coded Data: Bit di utente (voce, dati etc.), 114 bit dopo la codifica di canale, che corrispondono a 1 kbit/s netti per la voce, a 9.6 kbit/s o meno per i dati (codifica di canale più ridondante)

6 Struttura dei burst normali 148 bit = µs Coded Data 57 S 1 raining Sequence 26 S 1 Coded Data 57 GP 8.25 raining Sequence: Bit di controllo usati per la sincronizzazione e per l equalizzazione

7 Struttura dei burst normali 148 bit = µs Coded Data 57 S 1 raining Sequence 26 S 1 Coded Data 57 GP bits: Posti sempre a 0, usati come tempi di guardia e per l inizializzazione del demodulatore

8 Struttura dei burst normali 148 bit = µs Coded Data 57 S 1 raining Sequence 26 S 1 Coded Data 57 GP 8.25 S-bits: Indicano se il burst contiene dati utente o di segnalazione (bit di stealing)

9 Struttura dei burst normali 148 bit = µs Coded Data 57 S 1 raining Sequence 26 S 1 Coded Data 57 GP 8.25 GP: Periodo di guardia per consentire l accensione e lo spegnimento dei trasmettitori

10 Struttura dei burst di accesso Ext - Sync Coded Data Ext. GP bits: Posti a 0 (in coda), usati come tempi di guardia e per l inizializzazione del demodulatore, notare la seq. di 8 bit all inizio, usata per calcolare il.a.

11 Struttura dei burst di accesso Ext - Sync Coded Data Ext. GP Sync-bits: Sequenza nota; consente l aggancio del ricevitore alla BS Coded Data: Bit di utente (dati)

12 Struttura dei burst di accesso Ext - Sync Coded Data Ext. GP Extended GP: Periodo di guardia allungato per garantire che il burst, trasmesso come se ci si trovasse alla massima distanza da BS, non sbordi sullo slot successivo

13 Struttura dei burst di accesso Ext - Sync Coded Data Ext. GP bit ms

14 Sincronizzazione e Dimensione delle celle La dimensione massima delle celle deve essere tale per cui il burst di accesso giunge alla BS senza pericolo di sovrapposizione con lo slot successivo

15 Sincronizzazione e Dimensione delle celle In mancanza di altre informazioni M si comporta come se il ritardo di propagazione tra M e BS fosse il massimo ammesso trasmettendo per un tempo ridotto

16 Sincronizzazione e Dimensione delle celle Ne consegue (con un po di approssimazione): R max = (C. GP)/2 = 7.5 km In realtà, per convenzione si assume come raggio massimo 5 km

17 Struttura dei burst di sincronizzazione Coded Data 9 Ext. raining Sequence 64 Coded Data 9 GP bits: Posti sempre a 0, usati come tempi di guardia e per l inizializzazione del demodulatore

18 Struttura dei burst di sincronizzazione Coded Data 9 Ext. raining Sequence 64 Coded Data 9 GP 8.25 Extended training sequence-bits Sequenza nota; consente l aggancio del ricevitore alla BS

19 Struttura dei burst di sincronizzazione Coded Data 9 Ext. raining Sequence 64 Coded Data 9 GP 8.25 Coded Data: Bit di segnalazione per la trasmissione dei dati relativi alla sincronizzazione globale. Contengono anche informazioni per identificare la rete (operatore) cui appartiene la cella e la cella stessa (codice di cella)

20 Struttura dei burst di sincronizzazione Coded Data 9 Ext. raining Sequence 64 Coded Data 9 GP 8.25 GP: Periodo di guardia

21 Struttura dei burst di correzione di frequenza Sequenza di tutti 0 GP bits: Posti sempre a 0, usati come tempi di guardia e per l inizializzazione del demodulatore

22 Struttura dei burst di correzione di frequenza Sequenza di tutti 0 GP GP: Periodo di guardia

23 Struttura dei burst di correzione di frequenza Sequenza di tutti 0 GP La sequenza di tutti zero, data la modulazione GMSK, equivale a trasmettere una sinusoide pura per tutta la durata del burst

24 Struttura dei burst dummy All zero 58 raining Sequence 26 All zero 58 GP 8.25 Sono burst normali in cui al posto dei dati vengono trasmessi tutti zero I bit di stealing sono eliminati

25 Struttura dei burst dummy All zero 58 raining Sequence 26 All zero 58 GP 8.25 Vengono usati solo dalle BS per l individuazione (potenza elevata) del canale C0 che è il canale principale della cella

26 Assegnazione delle risorse alle celle Ciascuna cella GSM può avere da 1 a 16 tranceiver

27 Assegnazione delle risorse alle celle Lo slot 0 di una certa portante è sempre usato per un canale di broadcast su cui vengono trasmessi i burst di correzione della frequenza e di sincronizzazione. Questa frequenza è chiamata C0 ed è la portante principale della cella

28 Assegnazione delle risorse alle celle La portante principale della cella è sempre trasmessa dalla BS a potenza maggiore per consentire alle MS di sincronizzarsi e riconoscerla

29 Assegnazione delle risorse alle celle è Su C0 la BS trasmette in modo continuo, usando burst dummy se non ha dati da trasmettere è 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

30 Interleaving 20 ms di voce 260 bit 456 bit (260+codifica di canale) 114 bit 114 bit 114 bit 114 bit Mapped on the transmission bursts

31 Canali fisici GSM Un canale fisico è dato da un time-slot ogni trama La velocità di trasmissione (lorda) è 148bit/4.615ms = ~ 2kbit/s

32 Canali fisici GSM Nei burst normali i bit utili (a valle della codifica) sono 114 à ~ 24.7kbit/s I dati utente sono protetti da codici, la velocità di trasmissione utile per l utente dipende dallo schema di codifica

33 Canali fisici GSM Esempio Codificatore voce : 1kbit/s + codifica = ~ 22.8 kbit/s I restanti =1.9 kbit/s sono usati per la segnalazione......equivale ad inserire uno slot di segnalazione ogni 1 di traffico

34 Canali fisici GSM Sui canali fisici sono mappati i canali logici

35 Canali fisici GSM Lo schema di codifica usato dipende dal canale logico La mappatura dei canali logici sui canali fisici fa riferimento ad uno schema di temporizzazione assoluto che definisce trame, supertrame (di traffico e controllo) e ipertrame

36 ramatura GSM rama è 8 slot in DMA (4.615 ms) Multitrama di traffico è 26 trame (120 ms) Multitrama di segnalazione è 51 trame (25.4 ms)

37 ramatura GSM Supertrama è 26 multitrame di controllo, ovvero 51 multitrame di traffico (6.12 s) Ipertrama è 2048 supertrame (h 28m 5s 760ms)

38 ramatura GSM IPERRAMA 2048 supertrame (h 28m 5s 760ms) SUPERRAMA (6.12 s) 26 multitrame di controllo 51 multitrame di traffico Multitrama di traffico 26 trame (120ms) Multitrama di controllo 51 trame (25.4 ms) RAMA 4.615ms slot 577 µs bit.69 µs

39 emporizzazione GSM Il modulo di FN è: 26 x 51 x 2048 = 2,715,648 supertrame multitrame di traffico multitrame di controllo FN viene trasmesso da BS nei burst di sincronizzazione

40 emporizzazione GSM Il quanto di tempo in GSM è un quarto del tempo di bit Il tempo è misurato in: Quarter-bit Number QN Bit Number BN ime slot Number N 0-7 Frame Number FN 0-2,715,647

41 emporizzazione GSM QN, BN e N sono calcolati localmente dal M, inizializzandoli sugli slot in cui viene trasmesso FN

42 Utilità della tramatura GSM è Sincronizzazione tra M e BS è Cifratura Usa FN Il FN è ripetuto solo circa ogni ore -> + difficile intercettare una chiamata è Mappatura dei canali logici su quelli fisici

43 Utilità della tramatura GSM è Accesso iniziale a una BS o durante un handover M manda una richiesta alla BS su un certo frame con FN=Y BS risponde assegnando un canale M trova la risposta tra le altre perchè l assegnazione del canale fa riferimento a Y

44 GSM - parte V