Bài giảng Thông tin di động: Phân cấp vùng phục vụ trong mạng GSM - TS. Đỗ Trọng Tuấn

Bài giảng Thông tin di động: Phân cấp vùng phục vụ trong mạng GSM - TS. Đỗ Trọng Tuấn được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Phân cấp vùng phục vụ GSM; Vùng phục vụ PLMN; Số nhận dạng vùng định vị LAI; Kênh tại giao diện vô tuyến Um. Mời các bạn cùng tham khảo!

2/17/2014 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Điện tử Viễn thông Thông tin di động Mobile Communications TS Đỗ Trọng Tuấn Bộ môn Kỹ thuật thông tin Hà Nội, 04-2011 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ mạng GSM 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information-GSM Service Area Hierarchy 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information-GSM Service Area Hierarchy GSM Service Area Service area = the area in which a subscriber an access the network 2/17/2014 Vùng phục vụ PLMN 2/17/2014 Vùng định vị LAI vùng phục vụ MSC/VLR Vùng định vị LA vùng gồm số cell nhà quy hoạch ấn định MS di chuyển tự mà khơng cần cập nhật lại vị trí 2/17/2014 Số nhận dạng vùng định vị LAI digits digits Mobile country Code (MCC) Mobile Network Code (MNC) Bytes Location Area Code (LAC) Số LAI: Location Area Identity => Số nhận dạng vùng định vị digits Mobile country Code (MCC) digits Bytes Bytes Mobile Network Location Area Global Cell Code (MNC) Code (LAC) Identity (GCI) Số nhận dạng ô toàn cầu GCI: GCI = MCC + MNC + LAC + GCI = LAI + GCI 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information-GSM Service Area Hierarchy 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information-GSM Service Area Hierarchy 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information-GSM Service Area Hierarchy Số nhận dạng vùng định vị LAI lưu giữ đâu ? 10 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information-GSM Service Area Hierarchy 11 2/17/2014 Ví dụ 12 2/17/2014 Kênh giao diện vô tuyến Um 13 2/17/2014 Giao diện vô tuyến Um 14 2/17/2014 FDMA Frequency Channel Time 15 2/17/2014 Kênh tần số hệ thống GSM DCS 16 2/17/2014 TDMA Time Slot Frequency Channel Time 17 2/17/2014 Khái niệm  Kênh vật lý phương tiện truyền tải thông tin  Tại Um: • Kết hợp sử dụng phương thức đa truy nhập FDMA TDMA • Kênh vật lý CH = TSi є ARFCNj Kênh logic thông tin mang kênh vật lý 18 2/17/2014 Channels : differentiating between Physical and Logical channels Physical channels : The combination of an ARFCN and a time slot defines a physical channel Logical channels : These are channels specified by GSM which are mapped on physical channels 19 2/17/2014 Kênh vật lý kênh logic 20 2/17/2014 Dedicated Control Channels  SDCCH ( stand alone dedicated control channel) • This ensures that MS and BS remain connected while BS and MSC verify subscriber identity before BS allocate resource ( TCH assignmnet) to MS • SDCCH may be assigned their own physical channel 45 2/17/2014 What function does Stand-Alone Dedicated Control channel (SDCCH) serve?  Used by MS for call setup  Authentication  Location Updating  Short message service (SMS) BTS MTS (Bi-directional) Back 46 2/17/2014 Dedicated Control Channels  Slow Associated Control Channel • Always associated with a traffic channel TCH or maps to a SDCCH phy channel  SACCH of transmitted every 13 (26 for half rate) TDMA frames i.e on each speech multiframe, TS is used for users ( or 16 users for half rate) 47 2/17/2014 A Slow Associated Control channel (SACCH) is associated with both a TCH and a SDCCH DOWNLINK:   Power control Timing Advance information UPLINK  Receive Signal Strength Indicator  Quality reports BTS MTS (Bi-directional) Back 48 2/17/2014 Dedicated Control Channels     FACCH: Fast Associated Control Channels: FACCH contains same type of signaling data (but urgent, like handoff request) and used when SDCCH has not been dedicated for a particular user This is done by stealing frames from TCH forward channel burst Two special bits called S bits in one TS, When set indicates that data is FACCH data and not user data 49 2/17/2014 ξ3 Tổ hợp kênh cấu trúc đa khung 50 2/17/2014 Tổ hợp kênh - Channel combinations  Trên kênh vật lý mang tổ hợp kênh sau: - TCH/F + FACCH/F + SACCH/F - TCH/H + FACCH/H + SACCH/H - FCCH + SCH + BCCH + CCCH - FCCH + SCH + BCCH + CCCH + SDCCH/4 + SACCH/4 - SDCCH/8 + SACCH/8 51 2/17/2014 Đa khung lưu lượng toàn tốc MF26 Tại thời điểm: TS2 phục vụ MS TDMA slots TDMA Frame 0 1 3 TDMA Frames on a given channel 4 TCH Traffic TDMA Frame 5 6 7 10 11 12 13 • • 25 SACCH Signaling (S) full rate: toàn tốc 52 2/17/2014 Đa khung lưu lượng - MF26 T0 T: TCH :Traffic channel S : SACCH : Slow Associated Control channel Frame number Time slots … T1 T11 T13 S ………… 12 … T24 13 ……….… 25 T T T T T s T T T s s s s s s s I I 53 2/17/2014 Đa khung lưu lượng bán tốc TS2 Tại thời điểm: TS2 phục vụ MS 2 5 TDMA Frame TDMA Frame 0 • 10 11 12 13 • • 25 • • 25 Burst for one user Burst for another user • • • • • half rate: Bán tốc 54 2/17/2014 Kết nối bán tốc - Haftrate 55 2/17/2014 Đa khung điều khiển - Control Multiframe MF51  Đa khung khơng kết hợp(non-combined multiframe) • Đa khung điều khiển quảng bá -> BCCH Multilframe: Luôn mang TS0 sóng mang BCCH • Đa khung điều khiển chuyên dụng -> DCCH Multilframe  Đa khung kết hợp(combined multiframe): kết hợp hai kiểu đa khung 56 2/17/2014 Đa khung quảng bá - BCCH/CCCH Frame 01 DL 49 50 B C C C C C C C C C block = TS 50 UL FCCH SCH BCCH RACH Idle CCCH: PCH or AGCH 57 2/17/2014 Đa khung chuyên dụng - SDCCH/8 DL block = TS 50 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 A3 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A4 A5 A6 A7 51 UL Mang CBCH 101 block = TS 50 A5 A6 A7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 A3 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A4 51 101 D: SDCCH/8 A: SACCH/8 Idle 58 2/17/2014 Đa khung kết hợp – SDCCH/4 Frame 01 DL Mang CBCH 50 B C C C D0 D1 D2 D3 A0 A1 B C C C D4 D5 D6 D7 A2 A3 101 UL D3 A0 A1 D0 D1 D2 D3 A2 A3 D0 D1 D2 101 FCCH BCCH SCH RACH Idle CCCH: PCH or AGCH SACCH/4 SDCCH/4 59 2/17/2014 Đa khung quảng bá BCCH/CCCH F: FCCH : Frequency Correction channel T T T 2 T T T T S: SCH : Synchronization channel B: BCCH : Broadcast Control channel Time slots … T T 1 ………… T Frame number The remaining frames contain : Common Control Channels (CCCH) and Dedicated Controls Channels (DCCH) in TS0 Also FCCH and SCH appear times in a Multiframe T 7 … 10 1112 ……… 50 F S B B B B C C… F S I 60 2/17/2014 Cấu trúc đa khung 61 2/17/2014 Cấu hình kênh báo hiệu  Cấu hình cấp phát kênh báo hiệu kênh tần số RFC phụ thuộc vào mật độ thuê bao lưu lượng báo hiệu  Đối với cell bình thường (standard cell) sóng mang BCCH mang đa khung điều khiển không kết hợp với kênh SDCCH TS1 TCH TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 BCCH/ CCCH SDCCH/8 BCCH Carrier C0 C0:Sóng mang BCCH – sóng mang tham chiếu 62 2/17/2014 Cấu hình kênh báo hiệu  Đối với cell lớn (busier/larger cells – require or more carrier) sóng mang BCCH mang đa khung điều khiển không kết hợp với 16 kênh SDCCH TS1 TS2 TCH BCH ARFCN Sóng mang BCCH TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 SDCCH/8 BCCH/ CCCH BCCH Carrier C0 SDCCH/8 63 2/17/2014 Cấu hình kênh báo hiệu  Đối với cell nhỏ (quite cells in rural area) sóng mang BCCH mang đa khung điều khiển kết hợp với kênh SDCCH/4 TS0 TCH BCH ARFCN Sóng mang BCCH TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 BCCH/CCCH + SDCCH/4 BCCH Carrier C0 64 2/17/2014 Ánh xạ tổ hợp kênh logic vào kênh vật lý 65 2/17/2014 Chu trình thu phát MS 66 2/17/2014 Định thời sớm - timing advance Bán kính cell 35 km  233 µs 67 2/17/2014 Các giao diện mạng GSM  Giao diện – Interface: ”Là ranh giới thực thể chức (functional entities) khn dạng liệu (protocols) q trình trao đổi thơng tin (procedure) chuẩn hóa” 68 2/17/2014 69 2/17/2014 70 2/17/2014 Cấu trúc CCS7 71 2/17/2014 Cấu trúc khung LAPD 72 2/17/2014 Báo hiệu CCS7 - MTP 73 2/17/2014 Báo hiệu CCS7 - UP 74 ... vùng phục vụ GSM Location Information -GSM Service Area Hierarchy 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information -GSM Service Area Hierarchy 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location...2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information -GSM Service Area Hierarchy 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information -GSM Service Area Hierarchy GSM Service Area... phục vụ GSM Location Information -GSM Service Area Hierarchy Số nhận dạng vùng định vị LAI lưu giữ đâu ? 10 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM Location Information -GSM Service Area Hierarchy 11