Slide thông tin di động đại học bách khoa hà nội chương 4 phân cấp vùng phục vụ trong mạng GSM

2/17/2014 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Điện tử Viễn thông Thông tin di động c om Mobile Communications ng TS Đỗ Trọng Tuấn Bộ môn Kỹ thuật thông tin co Hà Nội, 04-2011 th an cu u du on g 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ mạng GSM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM co ng c om Location Information-GSM Service Area Hierarchy th an du on g 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM u Location Information-GSM Service Area Hierarchy cu GSM Service Area Service area = the area in which a subscriber an access the network CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 co ng c om Vùng phục vụ PLMN th an du on g 2/17/2014 cu u 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 không cần cập nhật lại vị trí CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 Số nhận dạng vùng định vị LAI digits Bytes digits Mobile Network Code (MNC) Mobile country Code (MCC) Location Area Code (LAC) Số LAI: Location Area Identity => Số nhận dạng vùng định vị digits Bytes Mobile Network Location Area Global Cell Code (MNC) Code (LAC) Identity (GCI) c om Mobile country Code (MCC) Bytes digits co ng Số nhận dạng tồn cầu GCI: GCI = MCC + MNC + LAC + GCI = LAI + GCI th an du on g 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM cu u Location Information-GSM Service Area Hierarchy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM co ng c om Location Information-GSM Service Area Hierarchy th an du on g 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM cu u Location Information-GSM Service Area Hierarchy Số nhận dạng vùng định vị LAI lưu giữ đâu ? 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 Phân cấp vùng phục vụ GSM co ng c om Location Information-GSM Service Area Hierarchy th an 11 du on g 2/17/2014 cu u Ví dụ 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 co ng c om Kênh giao diện vô tuyến Um th an 13 du on g 2/17/2014 cu u Giao diện vô tuyến Um 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 FDMA Frequency c om Channel co ng Time th an 15 du on g 2/17/2014 cu u Kênh tần số hệ thống GSM DCS 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 TDMA Time Slot Frequency Time co ng c om Channel th an 17 Khái niệm u du on g 2/17/2014 Kênh vật lý phương tiện truyền tải thơng tin  Tại Um: cu  • 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 co ng c om Logical channels : These are channels specified by GSM which are mapped on physical channels th an 19 du on g 2/17/2014 cu u Kênh vật lý kênh logic 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 c om resource ( TCH assignmnet) to MS • SDCCH may be assigned their own physical co ng channel th an 45 du on g 2/17/2014 cu u 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 c om half rate) TDMA frames i.e on each speech multiframe, TS is used for co ng users ( or 16 users for half rate) th an 47 du on g 2/17/2014 cu u 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 Dedicated Control Channels c om co ng Two special bits called S bits in one TS, When set indicates that data is FACCH data and not user data th an 49 2/17/2014 g  This is done by stealing frames from TCH forward channel burst du on  FACCH contains same type of signaling data (but urgent, like handoff request) and used when SDCCH has not been dedicated for a particular user u  FACCH: Fast Associated Control Channels: cu  ξ3 Tổ hợp kênh cấu trúc đa khung 50 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 co ng c om - th an 51 du on g 2/17/2014 cu u Đa khung lưu lượng toàn tốc MF26 TDMA slots 0 Tại thời điểm: TS2 phục vụ MS TDMA Frame 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 c om I co ng th an 53 du on g 2/17/2014 cu u Đa khung lưu lượng bán tốc 2 5 2 TDMA Frame TDMA Frame 0 TS2 Tại thời điểm: TS2 phục vụ MS • 10 11 12 13 • • 25 • • 25 Burst for one user Burst for another user • • • • • half rate: Bán tốc 54 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 co ng c om Kết nối bán tốc - Haftrate th an 55 du on g 2/17/2014 Đa khung điều khiển - Control Multiframe MF51 u Đa khung không kết hợp(non-combined cu  multiframe) • Đa khung điều khiển quảng bá -> BCCH Multilframe: Ln 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 SCH Idle CCCH: PCH or AGCH co BCCH RACH ng FCCH c om UL th an 57 du on g 2/17/2014 Đa khung chuyên dụng - SDCCH/8 block = TS DL 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 u cu 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 A1 D3 A2 A3 FCCH D0 D0 SCH D2 RACH D1 D2 101 Idle CCCH: PCH or AGCH SACCH/4 SDCCH/4 co BCCH D1 c om A0 ng UL D3 th an 59 du on g 2/17/2014 Đa khung quảng bá BCCH/CCCH u F: FCCH : Frequency Correction channel T T T 2 T T T T cu 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 co ng c om Cấu trúc đa khung th an 61 du on g 2/17/2014 Cấu hình cấp phát kênh báo hiệu kênh tần số cu  u Cấu hình kênh báo hiệu 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 khơng kết hợp với 16 kênh SDCCH TS1 TS2 TCH BCH ARFCN TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 c om Sóng mang BCCH SDCCH/8 BCCH/ CCCH co ng SDCCH/8 BCCH Carrier C0 th an 63 du on g 2/17/2014 Đối với cell nhỏ (quite cells in rural area) sóng mang cu  u Cấu hình kênh báo hiệu 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 co ng c om Ánh xạ tổ hợp kênh logic vào kênh vật lý th an 65 du on g 2/17/2014 cu u Chu trình thu phát MS 66 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 c om Định thời sớm - timing advance co ng Bán kính cell 35 km  233 µs th an 67 du on g 2/17/2014  cu u 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om 2/17/2014 th an 69 cu u du on g 2/17/2014 70 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 co ng c om Cấu trúc CCS7 th an 71 du on g 2/17/2014 cu u Cấu trúc khung LAPD 72 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/2014 co ng c om Báo hiệu CCS7 - MTP th an 73 du on g 2/17/2014 cu u Báo hiệu CCS7 - UP 74 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ...2/17/20 14 Phân cấp vùng phục vụ GSM co ng c om Location Information -GSM Service Area Hierarchy th an du on g 2/17/20 14 Phân cấp vùng phục vụ GSM u Location Information -GSM Service Area Hierarchy cu GSM. .. on g 2/17/20 14 Phân cấp vùng phục vụ GSM cu u Location Information -GSM Service Area Hierarchy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/20 14 Phân cấp vùng phục vụ GSM co ng c... https://fb.com/tailieudientucntt 2/17/20 14 co ng c om Vùng phục vụ PLMN th an du on g 2/17/20 14 cu u 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