Chapitre 3 
Les canaux logiques dans GSM 
Stéphane Ubéda & Fabrice Valois 
Télécommunications, Services & Usages 1
Canaux physiques du GSM (I) 
n Canaux numériques à bande moyenne 
n Multiplexage temporel à bande moyenne 
n Deux groupes ...
Canaux physiques 
du GSM (II) 
124 fréquences Montantes 
Télécommunications, Services & Usages 3 
124 
123 
2 
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124 
123...
Canaux physiques du GSM (III) 
n Accès multiple par division temporel 
n Nombre d’Intervalle de Temps (IT) : 8 / RFCH 
n D...
Canaux physiques du GSM (IV) 
ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 ch #8 
ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 c...
Canaux physiques du GSM (V) 
n En théorie : 124 couples de porteuses duplex 
– Soit 124 x 8 = 992 canaux physiques duplex ...
Canaux physiques du GSM (VI) 
Voie descendante 
Télécommunications, Services & Usages 7 
124 
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123 
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2 ...
Canaux logiques (I) 
n Différents canaux logiques sont « mappés » sur 
les canaux physiques 
n Canaux logiques « dédiés » ...
Groupes de Canaux logiques (II) 
n Broadcast Channel BCH 
– Descendant (voie balise) 
n Common Control Channel CCCH 
– Mon...
Broadcast Channel BCH 
n Groupe de canaux logiques non dédiés 
– Frequency Correction Channel FCCH 
– Synchronisation Chan...
Broadcast Channel BCH : 
Frequency Correction Channel FCCH 
n Consiste en un burst particulier 
– Emis toutes les 50 ms en...
Broadcast Channel BCH : Synchronisation 
Channel SCH (I) 
n Objectif : fournir aux mobiles les éléments 
pour une synchron...
Broadcast Channel BCH : Synchronisation 
Channel SCH (II) 
Télécommunications, Services & Usages 13 
n Format du Burst 
– ...
Code de couleur BSIC (Canal SCH) 
n La même fréquence pour une voie 
balise pouvant être utilisée par 
plusieurs cellules ...
Broadcast Channel BCH : Broadcast Control 
Channel BCCH (I) 
n Permet la diffusion d’informations sur les 
caractéristique...
Broadcast Channel BCH : Broadcast Control 
Channel BCCH (II) 
n Paramètres de sélection de la cellule permettant au mobile...
Common Control Channel CCCH 
n Groupe de canaux non dédiés 
n Random Access Channel RACH 
Télécommunications, Services & U...
Common Control Channel CCCH : 
Random Access Channel RACH 
n Uniquement sur la voie montante 
n Permet l’accès aléatoire a...
Common Control Channel CCCH : 
Access Grant Channel AGCH 
n Lorsqu’une BTS reçoit une demande d’un mobile 
– Elle lui allo...
Common Control Channel CCCH : 
Paging Channel PCH 
n Lorsque le réseau désire communiquer avec un 
mobile 
– Appel, SMS ou...
Common Control Channel CCCH : 
Cell Broadcast Channel CBCH 
n Canal permettant de diffuser à l’ensemble des 
mobiles de la...
Dedicated Control Channel DCCH 
n Groupe de canaux dédiés 
Télécommunications, Services & Usages 22 
– bidirectionnels 
n ...
Dedicated Control Channel DCCH : 
Standalone Dedicated Control Channel 
SDCCH 
n Les informations provenant des couches 
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Dedicated Control Channel DCCH : 
Slow Associated Control Channel SACCH 
n La liaison radio étant fluctuante, elle doit do...
Dedicated Control Channel DCCH : 
Slow Associated Control Channel SACCH 
n Le canal transporte les informations suivantes ...
Dedicated Control Channel DCCH : 
Fast Associated Control Channel FACCH 
n Le SACCH associé à un canal dédié (TCH ou 
SDCC...
Traffic Channel TCH 
n Canaux dédiés au transport de l’informations utilisateur 
– En provenance des couches « applicative...
160 Samples (2,080 bits) 160 Samples (2,080 bits) 
20 ms 20 ms 
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D4 
D1 
D2 
D3 
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Data Services 
n Débit max : 9.6kbit/s 
n Deux modes de fonctionnement 
– Transparent mode (T) utilise FEC: 
• 2400 bps (i...
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1 Timeslot = 156.25 Bit Duration 
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Format du Burst standard 
Télécommunications, Services & Usages 32 
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3 
Encrypted Bits 
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Le saut en fréquences (I) 
n Implantation optionnelle 
n Lutte contre les évanouissements sélectifs 
– Signal-to-Noise de ...
Le saut en fréquences (II) 
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 
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Organisation des canaux logiques 
n Les canaux logiques n’ont pas besoin du même 
débit 
– Multiplexage des canaux logique...
Numérotation des trames 
n Numérotation des Trames 
– Modulo 26 x 51 x 211 = 2 715 648 
– Une Hypertrame dure 2 715 648 tr...
Organisation des multitrames (I) 
On regroupe les slots suivant leur numéro : donc 8 multitrames ! 
Slot 7 
... 
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Organisation des multitrames (II) 
On regroupe les slots suivant leur numéro : donc 8 multitrames ! 
Slot 7 
... 
Slot 1 
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hyperframe 
superframe 
frame 
3 h 28 min 53.76 s 
6.12 s 
120 ms 
235.4 ms 
4.615 ms 
Télécommunications, Services & Usag...
Multiplexage des canaux logiques 
BCH 
AGCH 
RACH 
Bm Lm Lm FACCH SACCH SDCCH FCCH SCH BCCH CCCH 
Télécommunications, Serv...
Ecoute du mobile 
AGCH 
RACH 
BCCH 
FCCH 
Bm Lm Lm FACCH SACCH SDCCH BCH CCCH 
Lorsque le mobile opère sur un canal de tra...
Multiplexage TCH-SACCH 
n Multiplexage sur une multitrame à 26 
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Multiplexage TCH-FACCH 
Multitrame à 26 
Bit de préemption à 0 pour le canal TCH et à 1 pour le canal FACCH 
Télécommunica...
Multiplexage SDCCH et SACCH 
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 A3 
A5 A6 A7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D...
Multiplexage BCCH + CCCH + SDCCH 
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F S F S F S F S F S 
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Multiplexage BCCH + CCCH 
B C C C C C C C C C 
F S F S F S F S F S 
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Résumé des combinaisons de canaux 
Télécommunications, Services & Usages 47 
Trame Canaux de 
contrôles diffusés 
Canaux d...
Synchronisation logique (I) 
n Pour se synchroniser et détecter le rôle de chaque 
porteuse physique, un mobile utilise le...
Synchronisation logique (III) 
T1=FN div (26 x 51) [0-2047] Codé sur 11 bits 
T2=FN mod 26 [0-25] Codé sur 5 bits 
T’3=(T3...
COURS ARM 
COMPLEMENTS CANAUX 
LOGIQUES 
Fabrice Valois & Stéphane Ubéda 
Télécommunications, Services & Usages 50
Une configuration 
Télécommunications, Services & Usages 51
Une configuration (I) 
21 Erlangs 
Télécommunications, Services & Usages 52 
2 Erlangs 
20 Erlangs 
21 Erlangs 
26 Erlangs...
Configuration des cellules 
Télécommunications, Services & Usages 53
Télécommunications, Services & Usages 54 
Allocation 
14-16 
0-6 
14-20 
7-13 
0-6 
7-13 
14-20
Télécommunications, Services & Usages 55 
Allocation 
14-16 
Balise 14 
0-6 
Balise 0 
14-20 
Balise 14 
7-13 
Balise 7 
0...
Télécommunications, Services & Usages 56 
Allocation 
14-16 
Balise 14 
BSIC=1 
0-6 
Balise 0 
BSIC=2 
14-20 
Balise 14 
B...
Scrutation des cellules voisines (I) 
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2...
Scrutation des cellules voisines (II) 
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ...
Scrutation des cellules voisines (III) 
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1...
Search Frame 
n On mesure pour chaque BTS 
– RXVEV : puissance du signal reçu 
– RXQUAL : qualité du signal reçu 
n Valeur...
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Arm 4 canaux-logiques_2006-fva[1]

  1. 1. Chapitre 3 Les canaux logiques dans GSM Stéphane Ubéda & Fabrice Valois Télécommunications, Services & Usages 1
  2. 2. Canaux physiques du GSM (I) n Canaux numériques à bande moyenne n Multiplexage temporel à bande moyenne n Deux groupes de porteuses – Voie montante (MS vers réseau) 890-915 MHz – Voie descendante (Réseaux vers MS) 935-960 MHZ Télécommunications, Services & Usages 2 n Ecarts – Largeur de canal 200 kHz – Canaux duplex écartés de 45 MHz
  3. 3. Canaux physiques du GSM (II) 124 fréquences Montantes Télécommunications, Services & Usages 3 124 123 2 1 124 123 122 2 1 960 MHz 959.8 MHz 959.6 MHz 935.4 MHz 935.2 MHz 914.8 MHz 914.6 MHz 914.4 MHz 890.6 MHz 890.4 MHz 890.2 MHz 45 MHz entre 2 fréquences DUPLEX 124 fréquences Descendantes 124 x 2 Radio Frequency Channel (RFCH)
  4. 4. Canaux physiques du GSM (III) n Accès multiple par division temporel n Nombre d’Intervalle de Temps (IT) : 8 / RFCH n Durée d’un IT : 0,5769 ms n Durée d’une trame : 8 x 0,5769 = 4,6152 ms Télécommunications, Services & Usages 4
  5. 5. Canaux physiques du GSM (IV) ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 ch #8 ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 ch #8 ch #1 ch #2 ch #3 ch #4 ch #5 ch #6 ch #7 ch #8 Télécommunications, Services & Usages 5 Frequency 1 Frequency 2 Frequency 124 Frequency Domain Time Domain TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7
  6. 6. Canaux physiques du GSM (V) n En théorie : 124 couples de porteuses duplex – Soit 124 x 8 = 992 canaux physiques duplex n Répartition entre les opérateurs – Porteuses perdues : garde entre opérateurs n Distribution entre les cellules – Porteuses inutilisées entre les cellules Télécommunications, Services & Usages 6
  7. 7. Canaux physiques du GSM (VI) Voie descendante Télécommunications, Services & Usages 7 124 123 2 1 124 123 122 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 3 slots de décalage Voie montante MS écoute MS émet
  8. 8. Canaux logiques (I) n Différents canaux logiques sont « mappés » sur les canaux physiques n Canaux logiques « dédiés » – Affecté une communication particulière n Canaux logiques « non dédiés » – Affecté à la cellule pour l’ensemble des MS Télécommunications, Services & Usages 8
  9. 9. Groupes de Canaux logiques (II) n Broadcast Channel BCH – Descendant (voie balise) n Common Control Channel CCCH – Montant & descendant n Dedicated Control Channel DCCH – Montant & descendant n Traffic Channel TCH – Montant & descendant Télécommunications, Services & Usages 9
  10. 10. Broadcast Channel BCH n Groupe de canaux logiques non dédiés – Frequency Correction Channel FCCH – Synchronisation Channel SCH – Broadcast Control Channel BCCH n Emis sur la voie balise – Uniquement sur la voie descendante – Présente dans toutes les cellules Télécommunications, Services & Usages 10
  11. 11. Broadcast Channel BCH : Frequency Correction Channel FCCH n Consiste en un burst particulier – Emis toutes les 50 ms environ – 148 bits à zéro n Emis sur la fréquence de la voie balise – Signal sinusoïdale parfait – Permet le calage du mobile en fréquence Télécommunications, Services & Usages 11 Head Bits 3 Fixed Bits 142 Tail Bits 3 Guard Period 8.25 Frequency Correction Burst (FCB)
  12. 12. Broadcast Channel BCH : Synchronisation Channel SCH (I) n Objectif : fournir aux mobiles les éléments pour une synchronisation complète n Caractérise la voie balise : possède un marquage de 64 bits (séquence d’apprentissage) n Deux types de synchronisations – Fine : détermination du Timing Advance (TA) – Logique : détermination du Frame Number (FN) Télécommunications, Services & Usages 12
  13. 13. Broadcast Channel BCH : Synchronisation Channel SCH (II) Télécommunications, Services & Usages 13 n Format du Burst – La séquence d’apprentissage est identique dans tout le Public Land Mobile Network (PLMN) car c’est le premier burst qu’un mobile décode ! n Données transportées – Reduced Frame Number RFN (19 bits) – BSIC : numéro permettant de distinguer 2 cellules émettant leur voie balise sur la même fréquence Head Bits 3 Encrypted Sync Bits 39 Extended Training Sequence 64 Encrypted Sync Bits 39 Tail Bits 3 Guard Period 8.25 Synchronisation Burst (SB)
  14. 14. Code de couleur BSIC (Canal SCH) n La même fréquence pour une voie balise pouvant être utilisée par plusieurs cellules suffisamment éloignées, elles peuvent être distinguées par le code BSIC (le mobile à mi-distance peut très bien recevoir les deux cellules ! f1 BISC=1 BISC=1 BISC=1 BISC=1 BISC=0 f0 f6 f5 f2 BISC=1 BISC=0 f3 BISC=0 BISC=0 f4 f6 f5 f1 f0 f2 BISC=1 f3 f4 BISC=1 f1 BISC=2 f0 f2 BISC=2 f3 BISC=2 f4 f6 BISC=2 f5 BISC=0 BISC=0 BISC=0 BISC=2 BISC=2 BISC=2 3bits = code couleur d’une BTS (spécifiques à l’une des séquences d’apprentissage pour tous les futurs burst -3 bits = spécifique au PLMN Habituellement : même BSIC dans un motif Télécommunications, Services & Usages 14
  15. 15. Broadcast Channel BCH : Broadcast Control Channel BCCH (I) n Permet la diffusion d’informations sur les caractéristiques de la cellule n Plusieurs types d’informations émises à des périodes différentes suivant la rapidité avec laquelle on désire qu’un mobile les apprenne n Chaque information – Mot de 23 octets, 184 bits, après codages 456 bits divisés en 8 blocs de 57 bits – Emission en blocs entrelacés sur 4 bursts normaux Télécommunications, Services & Usages 15
  16. 16. Broadcast Channel BCH : Broadcast Control Channel BCCH (II) n Paramètres de sélection de la cellule permettant au mobile de savoir s’il peut se mettre en veille n Numéro de la zone de localisation n Paramètres du mode d’accès aléatoire (éventuellement interdire cette cellule aux mobiles qui n’arrivent pas par Handover) n Description de l’organisation des canaux logiques n Description de l’organisation du CBCH n Description des cellules voisines – Fréquences des voies balises n Divers : paramètres pour certains algorithmes, identification de la cellule Télécommunications, Services & Usages 16
  17. 17. Common Control Channel CCCH n Groupe de canaux non dédiés n Random Access Channel RACH Télécommunications, Services & Usages 17 – Voie montante n Access Grant Channel AGCH – Voie descendante n Paging Channel PCH – Voie descendante n Cell Broadcast Channel CBCH – Voie descendante
  18. 18. Common Control Channel CCCH : Random Access Channel RACH n Uniquement sur la voie montante n Permet l’accès aléatoire au réseau – Lorsqu’un mobile désire accéder au réseau – Emission d’un burst « court » • Parce que le délai de propagation n’est pas connu ! • Ne doit pas chevaucher des slots voisins : d’où une garde de 252 μ secondes soit 37,8 Km (cellule max rayon 35 km !) – Mode Slotted ALOHA – Informations : catégorie de service demandé, code BSIC de la station à laquelle on s’adresse, un nombre aléatoire Télécommunications, Services & Usages 18 Head Bits 8 Training Sequence 41 Encrypted Bits 36 Tail Bits 3 Guard Period 68.25 Access Burst (AB)
  19. 19. Common Control Channel CCCH : Access Grant Channel AGCH n Lorsqu’une BTS reçoit une demande d’un mobile – Elle lui alloue un canal de signalisation dédié (SDCCH) n Message d’allocation du SDCCH envoyé sur le AGCH – Numéro de porteuse, numéro de slot – Description du saut en fréquence si celui-ci est activé n Message de 23 octets codé sur des bursts classiques en 8 blocs de 57 bits (4 bursts) Télécommunications, Services & Usages 19
  20. 20. Common Control Channel CCCH : Paging Channel PCH n Lorsque le réseau désire communiquer avec un mobile – Appel, SMS ou authentification n Elle diffuse l’identité du mobile sur le PCH – Le mobile réalisera un demande d’accès sur le RACCH n Plusieurs messages d’appel peuvent être diffusés simultanément dans un mot de 23 octets – 8 blocs de 57 bits envoyés sur 4 bursts classiques Télécommunications, Services & Usages 20
  21. 21. Common Control Channel CCCH : Cell Broadcast Channel CBCH n Canal permettant de diffuser à l’ensemble des mobiles de la cellules des informations spécifiques – Météo – Informations routières etc… n A la discrétion de l’opérateur Télécommunications, Services & Usages 21
  22. 22. Dedicated Control Channel DCCH n Groupe de canaux dédiés Télécommunications, Services & Usages 22 – bidirectionnels n Standalone Dedicated Control Channel SDCCH n Slow Associated Control Channel SACCH n Fast Associated Control Channel FACCH – Ce canal logique se met place à partir d’un canal SACCH en « volant » de la bande passante au canal de trafic auquel il est associé
  23. 23. Dedicated Control Channel DCCH : Standalone Dedicated Control Channel SDCCH n Les informations provenant des couches applicatives du système sont des données, transportées par des canaux TCH ou de la signalisation transportée par des canaux SDCCH n 184 bits utiles, codés en 456 bits, soit 8 sous blocs de 57 bits, émis sur 4 bursts classiques n Canal bidirectionnel Télécommunications, Services & Usages 23
  24. 24. Dedicated Control Channel DCCH : Slow Associated Control Channel SACCH n La liaison radio étant fluctuante, elle doit donc être instrumenté en permanence – Mesures/ajustement des paramètres radio n Les canaux TCH et SDCCH constituent les deux canaux bidirectionnels constants qui peuvent être établis entre un mobile et une station – Ils sont instrumentés par un canal SACCH spécifique qui leur ait attribué Télécommunications, Services & Usages 24
  25. 25. Dedicated Control Channel DCCH : Slow Associated Control Channel SACCH n Le canal transporte les informations suivantes : – Contrôle de puissance d’émission du mobile – Contrôle de la qualité du lien radio – Rapatriement des mesures effectuées sur les stations voisines n Update : Timing advance et niveau de puissance n 184 bits utiles, codés sur 456 bits, soit 8 sous-blocs de 57 bits transmis sur 4 bursts classiques Télécommunications, Services & Usages 25
  26. 26. Dedicated Control Channel DCCH : Fast Associated Control Channel FACCH n Le SACCH associé à un canal dédié (TCH ou SDCCH) – débit très faible : 380 bit/s – Délai de maj : 0.5 seconces n En cas de Handover le SACCH n’est pas suffisant – Associé à un SDCCH, celui-ci est pleinement utilisé pour la signalisation nécessaire au Handover – Associé à un TCH, on « vole » le débit du TCH pour créer le canal FACCH Télécommunications, Services & Usages 26
  27. 27. Traffic Channel TCH n Canaux dédiés au transport de l’informations utilisateur – En provenance des couches « applicatives » n Existent en plusieurs débits Channel type Throughput (kbit/s) Block length (bit) Block distance (ms) TCH Speech Full rate 13 260 20 TCH Speech Half rate 5.6 112 20 TCH Data 9.6 12 60 5 TCH Data 4.8 6 60 10 TCH Data 2.4 3.6 72 20 Télécommunications, Services & Usages 27
  28. 28. 160 Samples (2,080 bits) 160 Samples (2,080 bits) 20 ms 20 ms 260 260 456 bit 456 bit D4 D1 D2 D3 D5 0 1 2 3 4 5 6 7 D6 D7 D8 Normal Burst (NB) Télécommunications, Services & Usages 28 D4 D1 D2 D3 D5 D6D7 D8 Speech (13 kbps) Speech coder 20 ms at 13 kbps Channel encoder Head Bits 3 57 bit data (first 20 ms) Training Sequence 26 57 bit data (second 20 ms) Tail Bits 3 Guard Period 8.25 1 1 57 bits each TDMA frame (4.615 ms)
  29. 29. 160 Samples (2,080 bits) 160 Samples (2,080 bits) 20 ms 20 ms 260 260 456 bit 456 bit D4 D1 D2 D3 D5 0 1 2 3 4 5 6 7 D6 D7 D8 Comprimé, protégé Normal Burst (NB) Télécommunications, Services & Usages 29 D4 D1 D2 D3 D5 D6D7 D8 Speech (13 kbps) Speech coder 20 ms at 13 kbps Channel encoder Head Bits 3 57 bit data (first 20 ms) Training Sequence 26 57 bit data (second 20 ms) Tail Bits 3 Guard Period 8.25 1 1 57 bits each Slots consécutifs sur TCH Intervalles jointifs de parole Numérisé Deux blocs paroles consécutifs entrelacés
  30. 30. Data Services n Débit max : 9.6kbit/s n Deux modes de fonctionnement – Transparent mode (T) utilise FEC: • 2400 bps (intermediate rate is 3.6 kbps) • 4800 bps (intermediate rate is 6 kbps) • 9600 bps (intermediate rate is 12 kbps) – Non-Transparent mode (NT) utilise ARQ. Télécommunications, Services & Usages 30
  31. 31. 1 TDMA Frame = 8 Timeslots 0 1 2 3 4 5 6 7 1 Timeslot = 156.25 Bit Duration Télécommunications, Services & Usages 31 Head Bits 3 Encrypted Bits 58 Training Sequence 26 Encrypted Bits 58 Tail Bits 3 Guard Period 8.25 Normal Burst (NB) Head Bits 3 Fixed Bits 142 Tail Bits 3 Guard Period 8.25 Frequency Correction Burst (FCB) Head Bits 3 Encrypted Sync Bits 39 Extended Training Sequence 64 Encrypted Sync Bits 39 Tail Bits 3 Guard Period 8.25 Synchronisation Burst (SB) Head Bits 8 Synchronisation Sequence 41 Encrypted Bits 36 Tail Bits 3 Guard Period 68.25 Access Burst (AB) Drapeaux de préemption (stealing bits)
  32. 32. Format du Burst standard Télécommunications, Services & Usages 32 Head Bits 3 Encrypted Bits 58 Training Sequence 26 Encrypted Bits 58 Tail Bits 3 Guard Period 8.25 Normal Burst (NB) Période de grade de 8.25 bits soit 30,5 micro sec Suite d’éléments binaires fixés possédant des propriétés d’auto corrélation, c’est-à-dire permettant de se synchroniser finement sur le burst
  33. 33. Le saut en fréquences (I) n Implantation optionnelle n Lutte contre les évanouissements sélectifs – Signal-to-Noise de 9 db au lieu des 11 db sans SFH n SFH Slow Frequency Hopping (car au niveau Slot) n Un « canal physique » n’est plus bloqué sur une unique porteuse, mais parcours l’ensemble des porteuses suivant un séquence prédéfinie n Sauts cycliques ou pseudo-aléatoire – Utilisation de différents paramètres obtenus du SCH Télécommunications, Services & Usages 33
  34. 34. Le saut en fréquences (II) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 Télécommunications, Services & Usages 34 Down link Fréquence f1 Fréquence f2 Fréquence f3 Fréquence f’1 Fréquence f’2 Fréquence f’3 Up link
  35. 35. Organisation des canaux logiques n Les canaux logiques n’ont pas besoin du même débit – Multiplexage des canaux logiques sur un même canal physique n Organisation hiérarchique des trames – En multitrames, supertrames et hypertrames – Nécessiter d’introduire un compteur de trame • FN = Frame Number Télécommunications, Services & Usages 35
  36. 36. Numérotation des trames n Numérotation des Trames – Modulo 26 x 51 x 211 = 2 715 648 – Une Hypertrame dure 2 715 648 trames n Chaque BTS transmet régulièrement – RFN Reduced Frame Number – Sur le canal SCH (Synchronization channel) Télécommunications, Services & Usages 36
  37. 37. Organisation des multitrames (I) On regroupe les slots suivant leur numéro : donc 8 multitrames ! Slot 7 ... Slot 1 Durée entre deux slots de Multitrame = 4.615 0 1 2 ... 23 24 25 0 1 2 ... 23 24 25 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 (4.615 ms) 1 120 ms 120 ms 120 ms 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 Télécommunications, Services & Usages 37 Slot 0 0 1 2 ... 23 24 25 26 x 4.615
  38. 38. Organisation des multitrames (II) On regroupe les slots suivant leur numéro : donc 8 multitrames ! Slot 7 ... Slot 1 Durée entre deux slots de Multitrame = 4.615 0 1 2 ... 48 49 50 0 1 2 ... 48 49 50 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 (4.615 ms) 1 235.8ms 120 ms 120 ms 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 Télécommunications, Services & Usages 38 Slot 0 0 1 2 ... 48 49 50 51 x 4.615
  39. 39. hyperframe superframe frame 3 h 28 min 53.76 s 6.12 s 120 ms 235.4 ms 4.615 ms Télécommunications, Services & Usages 39 Multi trames 0 1 2 ... 2045 2046 2047 0 1 2 ... 48 49 50 0 1 ... 24 25 multiframe 0 1 ... 24 25 0 1 2 ... 48 49 50 0 1 ... 6 7 slot burst 577 μs
  40. 40. Multiplexage des canaux logiques BCH AGCH RACH Bm Lm Lm FACCH SACCH SDCCH FCCH SCH BCCH CCCH Télécommunications, Services & Usages 40 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Sur un slot d'une même multi-trame, toutes les combinaisons de multiplexage ne sont pas possibles PCH
  41. 41. Ecoute du mobile AGCH RACH BCCH FCCH Bm Lm Lm FACCH SACCH SDCCH BCH CCCH Lorsque le mobile opère sur un canal de trafic Lorsque le mobile opère sur un canal de signalisation Télécommunications, Services & Usages 41 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 PCH SCH Lorsque le mobile n’a pas encore de canal physique Lorsque le mobile est en veille
  42. 42. Multiplexage TCH-SACCH n Multiplexage sur une multitrame à 26 A i T T T T T T T T T T T T A T T T T T T T T T T T T i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 T t T t T t T t T t T t A T t T t T t T t T t T t a 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Télécommunications, Services & Usages 42 T T t A Canal TCH de trafic plein débit et son SACCH associé Canal TCH de trafic demi débit et son SACCH associé a Canal TCH de trafic demi débit et son SACCH associé
  43. 43. Multiplexage TCH-FACCH Multitrame à 26 Bit de préemption à 0 pour le canal TCH et à 1 pour le canal FACCH Télécommunications, Services & Usages 43 T T T T T F T F T F T F F T F T F T F T A T T T T T T T T T T T T i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 8 demi-burst volé au canal TCH Head bits 3 57 bit data Training Sequence 26 57 bit data Tail Bits 3 Guard Period ? ? 8.25
  44. 44. Multiplexage SDCCH et SACCH D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 A3 A5 A6 A7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A5 A6 A2 A7 A1 A2 A3 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A4 Télécommunications, Services & Usages 44 Down link Trames paires Up link Down link Trames impaires Up link Di = canal SDCCH et son canal Ai SACCH associé
  45. 45. Multiplexage BCCH + CCCH + SDCCH B C C C D0 D1 D2 D3 A0 A1 F S F S F S F S F S D3 R R A2 A3 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R D0 D1 R R D2 B C C C D0 D1 D2 D3 F S F S F S F S F S A2 A3 R R R R R R R D3 A0 A1 R R R R R R R R R R R R R R R R R R D0 D1 R R D2 Télécommunications, Services & Usages 45 Down link Trames paires Up link Down link Trames impaires Up link
  46. 46. Multiplexage BCCH + CCCH B C C C C C C C C C F S F S F S F S F S R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R Télécommunications, Services & Usages 46 Down link Up link
  47. 47. Résumé des combinaisons de canaux Télécommunications, Services & Usages 47 Trame Canaux de contrôles diffusés Canaux de contrôles partagés Canaux dédiés de trafic ou de signalisation Canaux associés Remarques à 51 FCCH + SCH + BCCH PCH + AGCH + RACH à 51 FCCH + SCH + BCCH PCH + AGCH + RACH 4 SDCCH 4 SACCH à 51 BCCH PCH + AGCH + RACH Seulement sur les Slot 2, 4 et 6 - Voie balise : pas de saut en fréquences à 51 8 SDCCH 8 SACCH à 26 1 TCH/F (SACCH) 1 SACCH à 26 2 TCH/H (SACCH) 2 SACCH Seulement sur le Slot 0 - Voie balise : pas de saut en fréquences
  48. 48. Synchronisation logique (I) n Pour se synchroniser et détecter le rôle de chaque porteuse physique, un mobile utilise les paramètres suivants : – Mobile Allocation Index Offset (MAIO) – Hopping Sequence Number (HSN) – Training Sequence Code (TSC) – Time Slot Number (TN) – Mobile Allocation (MA) (encore appelé RFCH Allocation) Télécommunications, Services & Usages 48
  49. 49. Synchronisation logique (III) T1=FN div (26 x 51) [0-2047] Codé sur 11 bits T2=FN mod 26 [0-25] Codé sur 5 bits T’3=(T3 – 1) div 10 [0-4] Codé sur 3 bits Avec T3=FN mod 51 FN= 51 x ( (T3 – T2) mod 26) + T3 + 51 x 26 x T1 Avec T3 = 10 x T’3 + 1 Télécommunications, Services & Usages 49
  50. 50. COURS ARM COMPLEMENTS CANAUX LOGIQUES Fabrice Valois & Stéphane Ubéda Télécommunications, Services & Usages 50
  51. 51. Une configuration Télécommunications, Services & Usages 51
  52. 52. Une configuration (I) 21 Erlangs Télécommunications, Services & Usages 52 2 Erlangs 20 Erlangs 21 Erlangs 26 Erlangs 19 Erlangs 20 Erlangs
  53. 53. Configuration des cellules Télécommunications, Services & Usages 53
  54. 54. Télécommunications, Services & Usages 54 Allocation 14-16 0-6 14-20 7-13 0-6 7-13 14-20
  55. 55. Télécommunications, Services & Usages 55 Allocation 14-16 Balise 14 0-6 Balise 0 14-20 Balise 14 7-13 Balise 7 0-6 Balise 0 7-13 Balise 7 14-20 Balise 14
  56. 56. Télécommunications, Services & Usages 56 Allocation 14-16 Balise 14 BSIC=1 0-6 Balise 0 BSIC=2 14-20 Balise 14 BSIC=2 7-13 Balise 7 BSIC=2 0-6 Balise 0 BSIC=3 7-13 Balise 7 BSIC=3 14-20 Balise 14 BSIC=3
  57. 57. Scrutation des cellules voisines (I) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 Télécommunications, Services & Usages 57 Décalage de 3 slots
  58. 58. Scrutation des cellules voisines (II) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 Scrutation F S 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 Télécommunications, Services & Usages 58 Décalage de 3 slots Voie balise d’une autre BTS
  59. 59. Scrutation des cellules voisines (III) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 Search Frame F S 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 Télécommunications, Services & Usages 59 Décalage de 3 slots MAIS : 1 slot idle tous les 26 (et 26 premier avec 51)
  60. 60. Search Frame n On mesure pour chaque BTS – RXVEV : puissance du signal reçu – RXQUAL : qualité du signal reçu n Valeur moyenne entre 2 instants de SACCH – 4 Search Frame entre 2 instants (soit 480 ms) n Nécessité de décoder le BISC (canal SCH) Télécommunications, Services & Usages 60

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