Giao tiếp vô tuyến là tên gọi chung của đấu nối giữa MS và BTS. Giao tiếp sử dụng khái niệm TDMA với một khung TDMA cho một tần số mang. Một khung, gồm 8 khe thời gian (Time Slot - TS).
1- Khái niệm về các kênh vô tuyến :
Mạng GSM/PLMN được dành 124 kênh sóng mang, sóng này ở dải tần: - Đường lên ( MS - BTS ) : 890 - 915 MHz .
- Đường xuống ( BTS - MS ) : 935 - 960 MHz .
Băng tần đường lên 890,2 – 914,8 MHz và đường xuống 935,2 – 959,8 MHz. Mỗi tần số sóng mang cách nhau 200 KHz, trên mỗi sóng mang thực hiện ghép kênh theo thời gian, thực hiện ghép khung TDMA ta có số kênh bằng: 124 x 8 (TS) = 992 kênh.
1.1- Kênh vật lý:
Kênh vật lý là một khe thời gian ở một tần số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở đường vô tuyến của GSM. Mỗi một kênh tần số vô tuyến được tổ chức thành các khung TDMA dài 4,615 ms gồm có 8 khe thời gian (một khe dài 577 µs). Tại BTS, các khung TDMA ở các kênh tần số ở cả đường lên và đường xuống đều được đồng bộ, mỗi MS được cấp một khe thời gian có cùng số thứ tự ở hướng lên hay hướng xuống để truyền bán song công.
Về mặt thời gian, các kênh vật lý ở một kênh tần số được tổ chức theo cấu trúc khung, đa khung, siêu đa khung, siêu siêu khung như hình vẽ:
1 s i ª u s i ª u k h u n g = 2 0 4 8 s i ª u k h u n g = 2 7 1 5 6 4 8 k h u n g T D M A ( 3 h 2 8 ’ 5 3 ” 7 6 0 m s ) 0 1 2 T C H 4 9 5 0 0 B C C H 2 5 0 1 T C H 4 9 5 0 0 1 T C H 2 4 2 5 0 1 2 3 4 5 6 7 2 0 4 5 2 0 4 6 2 0 4 7 0 1 2 n 1 s i ª u k h u n g = 1 3 2 6 k h u n g ( 6 , 1 2 s ) 1 s i ª u k h u n g = 1 3 2 6 k h u n g ( 6 , 1 2 s ) 1 ® a k h u n g = 2 6 k h u n g ( 1 2 0 m s ) 1 ® a k h u n g = 5 1 k h u n g ( 2 3 5 m s ) 1 k h u n g T D M A = 8 T S B u r s t = 1 5 6 , 2 5 b i t p e r i o d s = 0 , 5 7 7 m s
Hình 4.1- Tổ chức khung, đa khung
1.2 - Kênh logic:
Các kênh logic mang các thông tin điều khiển, báo hiệu giữa BTS và MS. Các kênh logic này được đặt vào các kênh vật lý nói trên. Có thể chia các kênh logic này gồm hai loại kênh: Các kênh lưu lượng (TCH) và các kênh báo hiệu điều khiển.
• Kênh lưu lượng (TCH - Traffic Channel):
Các kênh lưu lượng này gồm hai loại được định nghĩa như sau:
- Bm hay TCH toàn tốc (TCH/F - Traffic Channel at Fullrate): Kênh này mang thông tin tiếng hoặc số liệu ở tốc độ khoảng 22,8 Kbps.
- Lm hay TCH bán tốc (TCH/H - Traffic Channel at Halfrate): Kênh này mang thông tin tiếng hoặc số liệu ở tốc độ khoảng 11,4 Kbps.
•Kênh báo hiệu điều khiển :
Các kênh báo hiệu điều khiển được chia làm ba loại: Kênh điều khiển quảng bá, kênh điều khiển chung, kênh dành riêng.
- Kênh điều khiển quảng bá (BCCH - Broadcast Common Control
Channel): Kênh phát quảng bá các thông tin chung về ô. Các bản tin này gọi là
thông tin hệ thống, BCCH chỉ sử dụng cho đường xuống.
- Các kênh điều khiển chung (CCCH - Common Control Channel) gồm:
Kênh tìm gọi (PCH - Paging Channel) sử dụng cho đường xuống để tìm gọi máy di động.
Kênh thâm nhập ngẫu nhiên (RACH - Random Access Channel) được MS dùng để yêu cầu cung cấp một kênh dành riêng SDCCH.
Kênh cho phép thâm nhập (AGCH - Access Grant Channel) chỉ được sử dụng ở đường xuống để chỉ định một kênh SDCCH cho MS.
- Các kênh điều khiển dành riêng (DCCH-Dedicated Control Channel) gồm:
Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình (SDCCH - Stand Alone DCCH) chỉ được sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một MS.
Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH - Slow Associcated Control Channel) liên kết với một TCH hay một SDCCH.
Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH - Fast Associcated Control Channel) liên kết với một TCH. FACCH làm việc ở chế độ lấy lén bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng hay số liệu bằng báo hiệu.
Kênh quảng bá (CBCH - Cellular Broadcast Channel): Chỉ được dùng đường xuống để phát quảng bá các bản tin ngắn (SMSCB) cho các tế bào CBCH sử dụng cùng kênh vật lý như kênh SDCCH.
2- Sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý:
Xét một BTS với n sóng mang (truyền song công, mỗi sóng mang Co, ...,Cn) có 8 khe thời gian Ts. Với Co đường xuống, TSo được dùng chỉ định sắp xếp các kênh điều khiển.
BCCH CCCH đường xuống
Ghép các BCH và CCCH ở TS0:
- TsO ở sóng mang Co, đường lên xuống chứa các kênh FCCH, SCH và BCCH, nó được dùng để thâm nhập BCCH, FCCH, SCH, FCH, AGCH đường xuống riêng RACH ở đường lên.
0 1 2 ... 7 0 1 2 ... 7 0 1 2 R R R R R R R R R ... R R R R R R R R R ... 0 1 2 ... 7 0 1 2 ... 7 0 1 2 ... F S B C F S C C F S C C F S C C Các khung TDMA 51 khung TDMA liên tiếp
- Đối với TS1 được sử dụng để sắp xếp các kênh điều khiển dành riêng lên các kênh vật lý, do tốc độ bit trong quá trình thiết lập cuộc gọi và đăng ký khá thấp nên có thể 8 SDCCH ở một TS1, sử dụng TS hiệu quả hơn.
• Các cách ghép kênh ở TS1:
- CDCCH + SACCH đường xuống. - SDCCH + SACCH đường lên.
ở TS1 thông tin của khe sẽ được sử dụng cho các kênh lưu thông TCH. TS2 - TS7 gọi là kênh thông tin lưu không logic với chu kỳ lặp lại là 26 TS.
TS0: Là các kênh điều khiển logic, chu kỳ lặp lại là 51 Ts. TS1: Các kênh điều khiển logic, chu kỳ lặp lại là 102 Ts. - Với các sóng mang C1 - CN dành cho TS0 - TS7 đều là TCH. - Mỗi ô chỉ có 1 Co và chỉ có sau TCH ( TS2 - TS7 ).
- Với sóng mang bổ xung, cả TS có thể sử dụng cho TCH.