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Structure des canaux 
GSM et GPRS sur 
l’’interface radio 
A. Interface 
Radio GSM 
Sami Tabbane 2 
3 
I. Canaux, Bursts et Trames (1) 
I. Canaux, Bursts et Trames (2) 
Transmission sur le lien radio : séries de bits 
modulés (cent environ) de durée fixe 
 burst ou palier. 
) Technique d'accès multiple : AMRT (Accès Multiple à 
Répartition dans le Temps). 
) 1 porteuse (bande de fréquence) 
 Structure de trame à 8 intervalles de temps (IT, time 
fréquence 
slot ou slot). 
Slot : 
¾ Fenêtre temporelle et fréquentielle. 
200 kHz 
¾ Utilisé pour transmettre des informations (usager ou 
système). 
¾ Fréquences centrales des slots : positionnées à des 
intervalles de 200 kHz. 
temps 
BP 
slot 
¾ Durée = 0.577 ms. 15/26 ms 
4 
5 
I. Canaux, Bursts et Trames (3) 
) Canal GSM répétitif dans le temps = un slot tous 
les n slots. 
 Deux types de canaux physiques : 
) Canaux à fréquence fixe. 
) Canaux à saut de fréquence. 
 2 types de canaux logiques : 
) Canaux de contrôle pour la transmission de 
signalisation 
) Canaux de trafic pour le transfert des 
informations. 
6 
I. Canaux, Bursts et Trames (4) 
⌦ Ecart duplex (écart en fréquence fixe) = 45 
MHz (dans les 900 MHz, soit 124 canaux) et 
75 MHz (dans les 1.8 GHz, soit 374 canaux) 
⌦ Ecart temporel = 3 slots en général. 
⌦ Modes de transmission possibles (sauf pour 
messages courts) sur l'interface radio : 
ƒ Débit 13, 12.2 ou 5.6 kbits/sec pour les 
services de voix. 
ƒ Débit de 12, 6 ou 3.6 kbits/sec pour les 
services de données.
7 
I. Canaux, Bursts et Trames (5) 
¾ Numérotation des canaux et relation sens 
montant et sens descendant ½ 
Fu = Fd 512 ≤ n ≤ 885 
– 75 
Fd = 1805,2 
+(0,2.(n-512)) 
DCS 1800 
Fu = Fd 1 ≤ n ≤ 124 
- 45 
Fd= 935 + 
(0,2.n) 
GSM 900 
8 
I. Canaux, Bursts et Trames (6) 
¾ Structure des slots déterminée par certaines 
contraintes : 
ª Délai : durée trame inférieure à 5 ms. 
ª Longueur du préambule doit permettre une 
égalisation sur 16 à 20 microsecondes. 
ª Temps de garde nécessaire pour garantir un 
fonctionnement sur des cellules de 35 km de 
rayon  Timing advance 
9 
I. Canaux, Bursts et Trames (7) 
Base 
station 
Mobile 
A 
B 
Mobile 
d_A 
c 
d_B 
c 
Collision 
Time 
Time 
Time 
Transmission sans et avec timing advance 
Base 
station 
Mobile 
Mobile 
ΔA 
ΔB 
d_A 
c 
d__B 
c 
A 
B 
Time 
Time 
Time 
10 
I. Canaux, Bursts et Trames (8) 
 Format des bursts - 
y Burst = quantum de transmission GSM. 
Durée de transmission = (576 + 12/13) μs (soit 
156 + 1/4 durée bit). 
y Séquence d'apprentissage : séquence de bits 
connue du récepteur. Plusieurs dans GSM. 
Permet au récepteur de déterminer très 
précisément la position du signal utile à 
l'intérieur de la fenêtre de réception. 
I. Canaux, Bursts et Trames (9) 
11 
 Types de bursts : 
¾ Burst d'accès (access burst) : 
ß émis sur le lien montant pendant la phase 
initiale. 
¾ Bursts F(S) utilisés sur le FCCH(SCH) 
ß acquisition de la synchronisation initiale d'un 
mobile. 
¾ Burst normal : burst long. 
ß utilisé dans tous les autres cas. 
12 
I. Canaux, Bursts et Trames (10) 
¾ Burst normal ½ 
y Séquence d'apprentissage placée au centre Ö minimise 
sa distance maximum avec un bit utile. 
Mais  nécessité pour le récepteur de mémoriser la 
première partie du burst avant de pouvoir la 
démoduler. 
y Huit séquences d'apprentissage différentes spécifiées. 
Tail 
3 
Information 
57 
Information 
57 
Tail 
3 
Training 
sequence 
28
13 
I. Canaux, Bursts et Trames (11) 
¾ Burst d'accès ½ 
y Seul burst court. 
y Séquence d'apprentissage et entête plus 
longues Ö augmente la probabilité de succès 
de démodulation. 
Information 
36 
Training sequence 
41 
Tail 
3 
Tail 
7 
14 
I. Canaux, Bursts et Trames (12) 
Mobile Base station 
Δ 
Δ 
a = d/c 
Access message 
(short burst) 
The mobile receives 
the value of 
Traffic/signaling 
message 
(long burst) 
Channel allocation 
message 
Δ (Δ , ...) 
Time Time 
15 
I. Canaux, Bursts et Trames (13) 
¾ Burst F ½ 
ß Long, 
ß Utilisé uniquement par les MS pour trouver 
et démoduler les burst S. 
ß Tous ses bits (148 au total) égaux à 0. 
ª Signal résultant = onde pure dont la 
fréquence est de 1625/24 kHz plus élevée 
que la fréquence de la porteuse centrale. 
16 
I. Canaux, Bursts et Trames (14) 
¾ Burst S ½ 
ß Utilisé uniquement sur le lien descendant (canal SCH). 
ß Même longueur qu'un burst normal (142 bits) mais 
informations différentes. 
ß Premier burst démodulé par une MS. 
ß Séquence d'apprentissage (unique pour tout le réseau 
GSM) plus longue que celle d'un burst normal. 
Tail 
3 
Information 
39 
Training sequence 
64 
Tail 
3 
17 
I. Canaux, Bursts et Trames (15) 
- Structure des trames GSM - 
⌦ Trame TDMA 
y 8 slots consécutifs. 
y Chaque slot porte un numéro (de 0 à 7). 
⌦ Multitrame 
c 26 trames TDMA (soit 120 ms) 
 TCH-SACCH. 
d 51 trames TDMA 
 TCH/8-SACCH et canaux de contrôle communs. 
18 
I. Canaux, Bursts et Trames (16) 
⌦ Supertrame 
y 51x26 trames TDMA (6.12 secondes) 
⌦ Hypertrame 
y 2084x51x26x8 slots, exactement 12533.760 
secondes, ou 3 heures, 28 minutes, 53 
secondes et 760 ms. 
y multiple des cycles précédents 
y détermine tous les cycles de transmission sur 
le canal radio.
19 
I. Canaux, Bursts et Trames (17) 
Hyperframe = 2048 superframes (3 hours 28 minutes 53 seconds 760 msec) 
0 1 2 1322 1323 1324 1325 
Superframe = 26*51 multiframes (6.12 sec) 
0 1 2 49 50 
0 1 2 25 
Multiframe with 26 frames (120 msec) Multiframe with 51 frames (235 msec) 
0 1 2 24 25 
0 1 2 3 4 5 6 7 
0 1 2 49 50 
TDMA frame (6.15 msec) 
20 
I. Canaux, Bursts et Trames (18) 
TCH/FS 
Traffic Channel Full Rate for Speech 
TCH/HS 
Traffic Channel Half Rate for Speech 
TCH/F... 
Traffic Channel Full Rate for Data 
TCH/H... 
Traffic Channel Halfl Rate for Data 
SDCCH 
Stand Alone Dedicated Control Channel 
FACCH 
Fast Associated Control Channel 
SACCH 
Slow Associated Control Channel 
FCCH 
Frequency Correction Channel 
SCH 
Synchronisation Channel 
BCCH 
Broadcast Control Channel 
PCH 
Paging Channel 
RACH 
Random Access Channel 
AGCH 
Access Grant Channel 
. 
CCCH 
TCH 
Traffic Channels 
Logical Channels 
Point-to-Point 
Point-to-Multipoint 
Common Control Channel 
CCH 
Control Channel 
Speech 
Data 
21 
II. Canaux communs (1) 
y Basés sur un cycle de 51x8 slots. 
y Cycle des canaux de trafic et cycle des canaux communs 
ont des cycles différents n'ayant aucun diviseur commun 
⌦ Une MS en mode dédié peut écouter le SCH et le 
FCCH des BS voisines. 
y Relation entre le cycle des canaux communs et le cycle 
des TCH - SACCH Ö bursts des canaux communs 
défilant devant les fenêtres de réception des MS situées 
dans les cellules adjacentes. 
Ö MS capables de recevoir un burst FCCH ou SCH 
 les MS acquièrent les informations de synchronisation 
des BS voisines 
22 
II. Canaux communs (2) 
4 catégories de canaux de contrôle diffusés : 
ª sur le lien descendant : 
) FCCH : Frequency Correction CHannel, 
) SCH : Synchronization CHannel, 
) BCCH : Broadcast Control CHannel (canal de 
diffusion), 
) CCCH : Common Control CHannel, est subdivisé en 
RACH, PCH et AGCH. 
) PCH : Paging CHannel, 
) AGCH : Access Grant CHannel, 
23 
II. Canaux communs (3) 
⌦ Sur le lien montant : 
) RACH : Random Access 
CHannel (canal d'accès aléatoire) 
réservé à la transmission de 
messages Channel Request. 
24 
II. Canaux communs (4) 
⌦ Synchronisation. 
ª Même structure : 
y Un slot SCH suit chaque slot FCCH 8 slots plus tard 
y Chaque canal utilise 5 slots par cycle 51x8slots 
y Le FCCH utilise le slot numéro 0 
y Le SCH utilise donc le slot numéro 0 de la trame 
suivante. 
ª Le SCH transporte : 
y Le BSIC (Base Station Identity Code), 
y Le Reduced TDMA Frame Number (RFN).
25 
II. Canaux communs (5) 
¾ BCCH, PCH et AGCH ½ 
BCCH + PCH - AGCH/F = 40 slots par cycle de 
51x8 slots 
y Transmis dans des slots de même numéro. 
y 40 slots en 10 groupes de 4 : 
) 4 slots d'un groupe séparés par 8 slots et contenant 
les bursts d'un bloc unique. 
) BCCH utilise le premier groupe de 4 slots et le 
PCH - AGCH utilise les 9 autres groupes. 
26 
II. Canaux communs (6) 
Ö Informations diffusées sur le BCCH utilisées pour 
acquérir les informations concernant le réseau 
(messages de type System Information). 
y PCH (Paging Channel) et AGCH (Access Grant 
CHannel) : messages de paging et ceux indiquant le 
canal attribué lors de l'accès initial du mobile 
y CCCH Â informations d'accès à la cellule. 
Ö Émission des messages de recherche d'abonné ou 
Paging (canal d'appel). 
y AGCH Â transport des messages Immediate 
Assignment. 
• PCH et AGCH pas forcément séparés. 
27 
II. Canaux communs (7) 
Organisation temporelle du BCCH et du PCH - AGCH/F 
2 6 12 22 32 42 
8 slots duration 
BCCH 
PCH – AGCH/F 
28 
II. Canaux communs (8) 
¾ RACH ½ 
Deux types : 
y RACH/F, un slot par trame (1 slot/8), 
organisation temporelle similaire au TCH-AGCH/ 
F. 
y RACH/H, 23 slots par cycle de 51x8 slots, 
capacité légèrement supérieure à la moitié 
d'un RACH/F. 
29 
III. Canaux de contrôle dédiés (1) 
Alloués pour les communications point à point. 
3 types : 
y SACCH : Slow Associated Control CHannel. 
Alloué avec un TCH ou un SDCCH. 
ß Sens montant : Measurement Report et 
messages courts. 
ß Sens descendant : System Information Type 5 
 6. 
y FACCH : Fast Associated Control CHannel. 
Obtenu par vol de trames d'un TCH. 
30 
III. Canaux de contrôle dédiés (2) 
y SDCCH : Stand alone Dedicated Control CHannel. 
Utilisé uniquement pour la signalisation et alloué 
sans être associé à un autre canal. 
ß Mise-à-jour de localisation, 
ß Établissement d'appel, 
ß Transfert de messages courts. 
) 2 types de SDCCH : 
ß SDCCH/4 : fournis par combinaison avec le CCCH. 
ß SDCCH/8 : fournis dans les autres cas.
31 
IV. Canaux de trafic (1) 
) 2 types : 
 Canaux Dédiés : transfert des données utilisateur. 
- TCH/F : Traffic CHannel Full (plein débit) 
transmission de voix à 13 kbit/s ou de données à 12, 6 
ou 3.6 kbit/s. 
- TCH/H : TCH Half (demi-débit) transmission de voix 
codée à 7 kbit/s ou de données à 6 ou 3.6 kbit/s. 
MS dans l'état dédié quand un canal TCH lui est 
attribué. 
 Canaux Diffusés : CBCH : Cell Broadcast CHannel 
(services de messages courts diffusés), même structure 
qu'un SDCCH. 
32 
IV. Canaux de trafic (2) 
ß TCH/F alloué avec un SACCH. 
ß Utilisent le même slot. 
y Un slot attribué / direction / trame (un slot toutes les 
4.615 ms). 
y Slots dont le numéro est égal à 8xN + k (0≤k≤7). N 
= numéro de slot du canal. 
y Cycle de 26x8 slots. 
y 24 slots/cycle pour le TCH et un slot pour le 
SACCH. Dernier slot libre. 
... Frame 0 Frame 11 Frame 12 Frame 13 Frame 24 Frame 25 
Frame (4.615 ms) 
TCH/F SACCH 
Slot used for TCH/F - SACCH : N = 2 
... 
33 
IV. Canaux de trafic (3) 
y 1 slot/2 utilisé pour la transmission d'un 
TCH ou d'un SACCH. 
Frame 0 Frame 1 ... Frame 11 Frame 12 Frame 13 ... Frame 24 Frame 25 
TCH/H for the slot 2-0 TCH/H for the slot 2-1 
Frame (4.615 ms) SACCH for the slot 2-0 SACCH for the slot 2-1 
34 
IV. Canaux de trafic (4) 
¾ TCH/8 ½ 
y Transmissions à faible débit. 
y Différents types de TCH/8-SACCH : 
ß groupés par 8 = TCH/F - SACCH Â SDCCH/8, 
ß groupés par 4 et combinés à des canaux de contrôle 
communs = TCH/F - SACCH Â SDCCH/4. 
y Cycle de 102×8 slots : 
ß 8 slots pour les bursts TCH/8 (un groupe de 4 slots 
séparés par 8 slots puis 51×8 slots, et de nouveau un 
groupe de 4 slots séparés par 8 slots etc..) 
ß 4 slots pour les bursts SACCH (un groupe de 4 slots 
séparés par 8 slots). 
D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D 
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 50 
35 
IV. Canaux de trafic (5) 
Organisation temporelle des TCH/8 – SACCH ou SDCCH - SACCH 
S S S S S S S S S S S S 
S S S S S S S S S S S S 
S S S S 
S S S S 
D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D 
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 50 
4*8 slots duration 
D D D D 
1 slot in a frame 
D S SDCCH/SACCH n° 0 
D S SDCCH/SACCH n° 1 
D S SDCCH/SACCH n° 2 
D S SDCCH/SACCH n° 3 
D S SDCCH/SACCH n° 4 
D S SDCCH/SACCH n° 5 
D S SDCCH/SACCH n° 6 
D S SDCCH/SACCH n° 7 
51 multiframe number i 
51 multiframe number i+1 
For j = 0, 1, 2 and 3 
Idle slots 
Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) and an SACCH in frames (32 + 4j) to (35 + 4j) of the 51 multiframe number i 
Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) of the 51 multiframe number (i+1) 
For j = 4, 5, 6 and 7 
Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) of the 51 multiframe number (i) 
Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) and an SACCH in frames (16 + 4j) to (19 + 4j) of the 51 multiframe number (i + 1) 
36 
IV. Canaux de trafic (6) 
¾ CBCH ½ 
y Cycle de 8x50x8 slots (environ 2 secondes), 
y Utilise 4 fois 4 slots. 
y Si CBCH utilisé Ö premier bloc du PCH - 
AGCH dans le cycle 51x8 non utilisé pour le 
paging. 
y Messages d'environ 80 octets/2 secondes. 
y Canal spécial : CBCH (Cell Broadcast 
CHannel), obtenu à partir d'un canal TCH/8.
37 
IV. Canaux de trafic (7) 
¾ Signalisation liée à un appel ½ 
IV. Canaux de trafic (8) 
) SACCH (Slow Associated Control Channel) : ß Canal faible 
¾ Signalisation hors appel ½ 
débit, 
ß Attribué avec chaque TCH ou SDCCH, ß Bi-directionnel, 
) SDCCH (Stand-alone Dedicated Control 
ß Transport de signalisation, ß Transporte environ 2 
CHannel). 
messages/sec, 
ß Liée à la gestion d'appel, la transmission de 
ß Procédures non urgentes : transmission de mesures radio 
messages courts ou à la mise à jour de 
(handover). 
localisation. 
) FACCH (Fast Associated Control CHannel) : 
ß Messages d'établissement d'appel en cours, d'authentification, 
ß Utilisation d'un TCH/F, d'un TCH/H ou d'un 
ou de commande de handover ... 
TCH/8. 
ß Utilisation du TCH par vol de trames. 38 
39 
IV. Canaux de trafic (9) 
¾ Relation entre le lien montant et le lien 
descendant ½ 
Organisation du lien montant identique à celle du 
lien descendant moyennant un décalage 
temporel de 3 slots  permet aux stations 
mobiles d'émettre et de recevoir pratiquement 
au même instant. 
Frame (4.615 ms) 
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 34 5 6 7 
Reception Transmission 
40 
IV. Canaux de trafic (10) 
Processus d’écoute et de mesures de la MS 
i 
i 
Canal 
descendant 
BS courante 
Canal 
montant 
BS courante 
Canal 
descendant 
BS voisine 
Fenêtres d'observation du mobile 
Mesure - Mesure et décodage 
41 
IV. Canaux de trafic (11) 
¾ Organisation des canaux dans une cellule ½ 
Un transceiver élémentaire : 
ß Peut recevoir ou émettre en continu, 
ß Sur une seule fréquence en même temps, 
ß Peut changer de fréquence à chaque slot, 
ß Ne peut transmettre ou recevoir deux bursts sur des 
slots de fréquences différentes au même moment. 
Une BS contient plusieurs transceivers élémentaires 
pour gérer plusieurs liens  canaux groupés pour 
remplir le plus de slots. 
42 
V. Utilisation possible des slots (1) 
ª 1 TCH/F, 
ª 2 TCH/H, 
ª 8 SDCCH/8, 
ª FCCH+SCH+BCCH+CCCH (non 
combiné), 
ª FCCH+SCH+BCCH+CCCH 
(combiné)+4SDCCH/4.
43 
V. Utilisation possible des slots (2) 
 Combinaisons des canaux de contrôle communs Á 
Chaque cellule diffuse : 
ß un FCCH et un SCH uniques. 
ß au moins 1 BCCH, 1 PCH-AGCH ou 1 RACH. 
Combinaison de base (liaison descendante) : 
) 1 FCCH,) 1 SCH, 
) 1 BCCH,) 1 PCH - AGCH/F. 
Tous utilisent le même numéro de slot (numéro 0). 
y Liaison montante : RACH. 
44 
V. Utilisation possible des slots (3) 
Exemples de combinaisons possibles de canaux dans un slot : 
Canaux Slots inutilisés 
1 TCH/F - SACCH 1 sur 26 
2 TCH/H - SACCH aucun 
8 TCH/8 - SACCH 3 sur 51 
1 BCCH + 1 PCH-AGCH/F lien montant : aucun 
lien descendant : 11 
sur 51 
+ 1 RACH/F 
lien descendant : 1 
sur 51 
1 SCH + 1 FCCH + 1 BCCH + 1 
PCH-AGCH/F + 1 RACH/F 
45 
Utilisation des différents canaux de 
contrôle lors d'un appel entrant 
BASE STATION 
PCH RACH AGCH SDCCH (or TCH) 
+ ACCH 
MS MS MS MS 
46 
VI. System Information (1) 
Canal Type SI Informations Fréquence 
2 RACH + Allocation BCCH 1,88 sec. 
RACH + Allocation BCCH 1,88 sec. 
étendu 
2bis 
2ter Allocation BCCH étendu 1,88 sec. 
3 RACH + LAI + CI 1,88/2 sec. 
4 RACH + position CBCH 1,88/2 sec. 
SACCH 5 Allocation BCCH 
5bis Allocation BCCH étendu 
6 LAI + Info. Cellule 
BCCH 7 Paramètres de resélection 1,88 sec. 
étendu ou 
8 Paramètres de resélection 1,88 sec. 
BCCH 
BCCH 
1 RACH + Allocation cellule 1,88 sec. 
47 
VI. System Information (2) 
¾ Exemple : System Information Type 3 ½ 
8 4 4 8 16 40 24 8 16 24 36 
CI 
Message type 
Skip indicator 
Protocol discriminator 
L2 pseudo length 
LAI 
SI 3 
RACH control parameter 
Cell selection parameter 
Cell option 
Control channel description 
48 
VII. Information transportée par les 
différents canaux 
Canal Informations 
System Information type 1, 2, 2bis, 
2ter, 3, 4, 7, 8 
Reduced Frame Number et Base Station 
Identity Code 
SMS – Informations spécifiques (trafic 
routier, météo, …) 
BCCH 
SCH 
CBCH 
SACCH System Information type 5, 5bis, 5ter, 6 
SDCCH Mesures radio
49 
Utilisation des canaux logiques (1) 
TCH Données usager, Message d’accès HO 
System Info type 5, 5bis, 5 ter et 6, Mesures : 
puissance, qualité et niveau des BS voisines, 
Timing Advance, Contrôle de puissance 
SACCH 
Etablissement de connexion de SDCCH vers 
TCH, Fin de commutation de SDCCH vers 
TCH, Caractéristiques de la BS cible, 
Etablissement de connexion vers la BS cible, 
Validation de HO 
FACCH 
Ordre de commutation du SDCCH vers TCH, 
Messages courts, LU, Authentification, 
Initiation du chiffrement, Services 
supplémentaires 
SDCCH 
50 
Utilisation des canaux logiques (2) 
FCCH Tous les bits à 0 (aucun message n’est émis) 
SCH Numéro de trame 
BCCH System Information type 1, 2, 2bis, 2ter, 3, 4, 7 et 8 
Identité du mobile pour appel entrant, message court ou 
authentification 
PCH 
Demande de service : Appel d’urgence, Réponse à un 
appel entrant, Appel sortant, Message court, Inscription, 
Ré-établissement d’appel 
RACH 
Allocation de canal dédié : Numéro de fréquence, Numéro 
de slot, Description de la séquence de saut de fréquence, 
Avance en temps (première estimation), Identité de la MS 
AGCH 
Informations spécifiques (exemples : infos routières, 
météo) 
CBCH 
51 
Périodes des différents canaux logiques 
Canal Nombre de trames par multitrame 
TCH 24 sur 26 – Plein débit 
SDCCH 12 sur 26 – Demi débit 
SACCH 8 sur 2x51 
FACCH 1 sur 26 – Associé avec le TCH 
FCCH 4 sur 2x51 – Associé avec le SDCCH 
SCH Utilisation dynamique sur le TCH 
BCCH 5 sur 51 
RACH 5 sur 51 
AGCH/PCH 4 sur 51 – Cas normal 
CBCH 8 sur 51 – Cas avec extension 
52 
Politiques d’’allocation de canal dédié 
L’allocation d’un TCH peut se faire de 3 
manières : 
) VEA (Very Early Assignment) : Canal alloué 
immédiatement. Utilisé pour la signalisation puis 
pour les données usager. 
) EA (Early Assignment) : Canal alloué lors de 
l’établissement d’appel au niveau du réseau fixe. 
) OACSU (Off Air Call Set Up) : Canal alloué à 
n’importe quel moment dès que l’appel au 
niveau du réseau fixe a été établi. 
53 
B. Interface 
Radio GPRS 
54 
Interface Radio 
) Même forme d’onde et même accès au canal 
(couche physique). 
) Gestion des slots modifiée. 
) Accès en mode paquet : “ Capacity on demand ”. 
) Priorité aux circuits : si TRX saturés, les slots 
utilisés pour le mode GPRS peuvent être préemptés pour 
établir un circuit. 
- Si un autre slot est libre : basculement du mobile sur 
ce slot, 
- Sinon, le délai de transit augmente sans coupure de 
communication.
55 
Couche Physique 
Similaire à celle de GSM avec les 
adaptations suivantes : 
) Trame à 52 = 2 × 26 trames TDMA, 
) Utilisation de blocs (= Physical SDU) 
sur 4 bursts (comme les informations de 
contrôle dans GSM), 
) 4 schémas de codage pour les blocs : 
CS1, CS2, CS3 et CS4. 
56 
Structure de multitrame 
) Les canaux logiques GPRS utilisent des 
multitrames à 52 trames TDMA. 
¾ 1 multitrame = 
- 12 périodes Bloc (B0 – B11), 
- 2 trames Idle (X), 
- 2 trames pour le PTCCH (T). 
B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 
B10 B11 X 
¾ Période B0 du premier PDCH maître transporte 
un PBCCH. Ce bloc indique le nombre de périodes 
bloc PBCCH. 
¾ Trames Idle : Informations de type BSIC ou PC. 
Classes ““Multislot ”” d’’un mobile 
57 
¾ Capacités de traitement différentes : 
- Un mobile GPRS peut recevoir i et émettre j 
bursts par trame TDMA avec i+j ≤ k. 
(i, j, k) = (1, 1, 2), (2, 1, 3), (2, 2, 4), (3, 1, 4), ... 
 29 classes sont spécifiées (information codée 
sur 5 bits). 
Débit 
(kb/s) 
Bits 
poin-çonnés 
Bits 
encodés 
Bits 
de 
fin 
USF 
pré-encodé 
Infor- BCS 
mation 
Taux 
de 
codage 
Type 
CS1 1/2 181 40 3 4 456 0 9,05 
CS2 2/3 268 16 6 4 588 132 13,4 
CS3 3/4 312 16 6 4 676 220 15,6 
58 
Codages GPRS 
CS4 1 428 16 12 0 456 0 21,4 
59 
Canaux Logiques (1) 
Canaux 
logiques 
CCH 
(Canaux communs) 
BCH 
(Canaux diffusés) 
PBCCH 
(peut-être combiné au BCCH) 
PCCCH 
(peuvent être 
Combinés aux CCCH) 
PPCH (Recherche) 
PAGCH (Allocation) 
PRACH (Accès aléatoire) 
DCH 
(Canaux 
dédiés) 
DCCH 
(contrôle dédié) 
PACCH (Ack, PC, …) 
PTCH 
(trafic) 
PTCCH/U/L (TA) 
PDTCH 
(données, partagé) 
PNCH (Diffusion) 
60 
Canaux Logiques (2) 
¾ Informations système et accès aléatoires peuvent utiliser les canaux 
GSM (BCCH, PCH, RACH, AGCH). 
¾ Possibilité d’utiliser des canaux spécifiques GPRS : 
• PCCCH (Packet Common Control Channel) signalisation commune 
GPRS : 
PRACH (Packet Random Access Channel) : Permet au mobile 
d’initialiser une communication paquet. 
PPCH (Packet Paging Channel) : Permet au BSS de pager un 
MS (services circuits - classes A et B - et paquets). 
PAGCH (Packet Access Grant Channel) : Permet au BSS 
d’indiquer au MS les ressources avant le transfert de paquets. 
PNCH (Packet Notification Channel) : Utilisé pour transmission 
de la notification d’un PTM-M (Point to multipoint - Multicast) 
avant transfert. PTM-M non spécifié.
61 
Canaux logiques (3) 
• PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) : Diffusion 
d’informations système spécifiques au GPRS, dont les 
paramètres de “cell reselection” (liste des cellules voisines, 
BSIC,...). 
Mapping sur un canal physique similaire au BCCH. 
PCCCH et PBCCH indiqués sur le BCCH. 
- S’il y a plusieurs PCCCH, le PBCCH les signale. 
- S’il n’y a pas de PBCCH, l’information est diffusée sur le 
BCCH. 
62 
Canaux logiques (4) 
• PTCH (Packet Traffic Channel) : 
• PDTCH (Packet Data Traffic Channel) : Dédié au transfert de 
données et alloué temporairement à un MS ou un groupe de MS 
(PTM-M). Les PDTCH sont unidirectionnels. 
Note : Dans le cas d’un MS utilisant plusieurs slots, plusieurs 
PDTCH sont gérés simultanément. 
• PDCH (Packet Dedicated Control Channel) 
• PACCH (Packet Associated Control Channel) : Signalisation 
(Ack, PC, allocation de ressources, paging pour appel circuit,...) 
• PTCCH/U (Packet Timing advance Control Channel) : 
Transmission d’un random access burst pour évaluer T.A. 
• PTCCH/D (Packet Timing advance Control Channel Down link) : 
Transmission d’infos sur le T.A. pour plusieurs MS. 
Un PTCCH/D est lié à plusieurs PTCCH/U. 
63 
Canaux logiques (5) 
• PCCCH : Ressource physique différente du CCCH : 
- Allocation non permanente ; lorsque le PCCCH n’est pas mis en 
oeuvre, c’est le CCCH qui prend la relève. 
Deux cas exclusifs sont possibles dans une cellule : 
- Si associé à une multitrame 51 : combiné avec le PBCCH sur 
la même ressource physique (un ou plusieurs canaux physiques) ; les 
deux disposent de toute la ressource physique. 
Mapping du PRACH, PPCH et PAGCH similaire à celui du RACH, PCH, et 
AGCH. Il se trouve sur plusieurs canaux physiques. 
- Si associé à une multitrame 52 : PCCCH, PBCCH et PDTCH se 
partagent la même ressource physique. 
Le MS déduit le mapping des PPCH, PACH et PAGCH suivant les 
informations diffusées sur le PBCCH ou sur le BCCH. 
Le MS déduit le mapping du PNCH des informations diffusées par le BCCH. 
64 
Canaux Logiques (6) 
¾ PDCH maître : Transporte des canaux 
de contrôle commun (PBCCH, PPCH, 
PRACH, PAGCH) et éventuellement des 
canaux PDTCH, PACCH et PTCCH. 
Indication dans le BCCH. 
¾ PDCH esclave : Transporte seulement 
des canaux PDTCH, PACCH et PTCCH. 
Structure d’’une multitrame PDCH 
65 
avec un PCCCH (Maître) 
Multitrame à 52 (= 240 ms) 
B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X 
Lien Montant 
B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X 
Lien Descendant 
Sur le lien descendant 
B0 : PBCCH, B6, B3, B9 : PBCCH suppl. si nécessaire, 
B6, B3, B9 (si dispo.), B1, B7, B4, B10, B2, B8, B5, B11 : PAGCH, PNCH, PDTCH ou PACCH 
Sur le lien montant 
B0, .. B11 : PRACH, PDTCH ou PACCH 
Organisation exacte indiquée dans le PBCCH 
66 
Structure d’’une multitrame 
PDCH sans PCCCH (Esclave) 
Multitrame 52 
B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X 
Uplink 
B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X 
Downlink 
T : Trame pour PTCCH(UL : MS émet les mesures de signaux et BSIC identification) 
X : Trame “Idle” (UL : MS émet les mesures de signaux et BSIC identification) 
Bi :Radio block 
DL : B0..B11 :PDTCH ou PACCH 
UL : B0..B11 :PDTCH ou PACCH 
La distinction PDTCH et PACCH se fait par détection du type de message.
67 
Notion de territoire GPRS 
TRX 1 CCCH TCH TCH TCH TCH 
Territoire GSM 
TRX 2 CCCH TCH 
Capacité partagée 
GPRS/GSM 
Capacité GPRS dédiée 
Territoire GPRS 
Frontière fluctuant en fonction 
de l’évolution de la charge du trafic GSM et GPRS 
68 
Partage des intervalles de temps 
• Transfert de données GPRS = série discontinue de TBF 
- 1 TBF = 1 utilisateur (avec un TFI, TLLI, USF donnés) 
- 1 TBF peut être transmis sur plusieurs slots. 
TBF 4 
TBF 3 TBF 2 TBF 2 
TBF 3 TBF 1 TBF 1 TBF 1 
BCCH TCH PDCH PDCH 
TCH TCH PDCH PDCH 
Trame TDMA 
• Transfert de données = Allocation de TBF UL/DL 
- GPRS Phase 1 : Canaux communs GSM/GPRS partagés (RACH, AGCH, PCH), 
- GPRS Phase 2 : Canaux communs spécifiques au GPRS (PBCCH/PCCCH).

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  • 1. 1 Structure des canaux GSM et GPRS sur l’’interface radio A. Interface Radio GSM Sami Tabbane 2 3 I. Canaux, Bursts et Trames (1) I. Canaux, Bursts et Trames (2) Transmission sur le lien radio : séries de bits modulés (cent environ) de durée fixe  burst ou palier. ) Technique d'accès multiple : AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps). ) 1 porteuse (bande de fréquence)  Structure de trame à 8 intervalles de temps (IT, time fréquence slot ou slot). Slot : ¾ Fenêtre temporelle et fréquentielle. 200 kHz ¾ Utilisé pour transmettre des informations (usager ou système). ¾ Fréquences centrales des slots : positionnées à des intervalles de 200 kHz. temps BP slot ¾ Durée = 0.577 ms. 15/26 ms 4 5 I. Canaux, Bursts et Trames (3) ) Canal GSM répétitif dans le temps = un slot tous les n slots. Deux types de canaux physiques : ) Canaux à fréquence fixe. ) Canaux à saut de fréquence. 2 types de canaux logiques : ) Canaux de contrôle pour la transmission de signalisation ) Canaux de trafic pour le transfert des informations. 6 I. Canaux, Bursts et Trames (4) ⌦ Ecart duplex (écart en fréquence fixe) = 45 MHz (dans les 900 MHz, soit 124 canaux) et 75 MHz (dans les 1.8 GHz, soit 374 canaux) ⌦ Ecart temporel = 3 slots en général. ⌦ Modes de transmission possibles (sauf pour messages courts) sur l'interface radio : ƒ Débit 13, 12.2 ou 5.6 kbits/sec pour les services de voix. ƒ Débit de 12, 6 ou 3.6 kbits/sec pour les services de données.
  • 2. 7 I. Canaux, Bursts et Trames (5) ¾ Numérotation des canaux et relation sens montant et sens descendant ½ Fu = Fd 512 ≤ n ≤ 885 – 75 Fd = 1805,2 +(0,2.(n-512)) DCS 1800 Fu = Fd 1 ≤ n ≤ 124 - 45 Fd= 935 + (0,2.n) GSM 900 8 I. Canaux, Bursts et Trames (6) ¾ Structure des slots déterminée par certaines contraintes : ª Délai : durée trame inférieure à 5 ms. ª Longueur du préambule doit permettre une égalisation sur 16 à 20 microsecondes. ª Temps de garde nécessaire pour garantir un fonctionnement sur des cellules de 35 km de rayon  Timing advance 9 I. Canaux, Bursts et Trames (7) Base station Mobile A B Mobile d_A c d_B c Collision Time Time Time Transmission sans et avec timing advance Base station Mobile Mobile ΔA ΔB d_A c d__B c A B Time Time Time 10 I. Canaux, Bursts et Trames (8) Format des bursts - y Burst = quantum de transmission GSM. Durée de transmission = (576 + 12/13) μs (soit 156 + 1/4 durée bit). y Séquence d'apprentissage : séquence de bits connue du récepteur. Plusieurs dans GSM. Permet au récepteur de déterminer très précisément la position du signal utile à l'intérieur de la fenêtre de réception. I. Canaux, Bursts et Trames (9) 11 Types de bursts : ¾ Burst d'accès (access burst) : ß émis sur le lien montant pendant la phase initiale. ¾ Bursts F(S) utilisés sur le FCCH(SCH) ß acquisition de la synchronisation initiale d'un mobile. ¾ Burst normal : burst long. ß utilisé dans tous les autres cas. 12 I. Canaux, Bursts et Trames (10) ¾ Burst normal ½ y Séquence d'apprentissage placée au centre Ö minimise sa distance maximum avec un bit utile. Mais  nécessité pour le récepteur de mémoriser la première partie du burst avant de pouvoir la démoduler. y Huit séquences d'apprentissage différentes spécifiées. Tail 3 Information 57 Information 57 Tail 3 Training sequence 28
  • 3. 13 I. Canaux, Bursts et Trames (11) ¾ Burst d'accès ½ y Seul burst court. y Séquence d'apprentissage et entête plus longues Ö augmente la probabilité de succès de démodulation. Information 36 Training sequence 41 Tail 3 Tail 7 14 I. Canaux, Bursts et Trames (12) Mobile Base station Δ Δ a = d/c Access message (short burst) The mobile receives the value of Traffic/signaling message (long burst) Channel allocation message Δ (Δ , ...) Time Time 15 I. Canaux, Bursts et Trames (13) ¾ Burst F ½ ß Long, ß Utilisé uniquement par les MS pour trouver et démoduler les burst S. ß Tous ses bits (148 au total) égaux à 0. ª Signal résultant = onde pure dont la fréquence est de 1625/24 kHz plus élevée que la fréquence de la porteuse centrale. 16 I. Canaux, Bursts et Trames (14) ¾ Burst S ½ ß Utilisé uniquement sur le lien descendant (canal SCH). ß Même longueur qu'un burst normal (142 bits) mais informations différentes. ß Premier burst démodulé par une MS. ß Séquence d'apprentissage (unique pour tout le réseau GSM) plus longue que celle d'un burst normal. Tail 3 Information 39 Training sequence 64 Tail 3 17 I. Canaux, Bursts et Trames (15) - Structure des trames GSM - ⌦ Trame TDMA y 8 slots consécutifs. y Chaque slot porte un numéro (de 0 à 7). ⌦ Multitrame c 26 trames TDMA (soit 120 ms) Â TCH-SACCH. d 51 trames TDMA Â TCH/8-SACCH et canaux de contrôle communs. 18 I. Canaux, Bursts et Trames (16) ⌦ Supertrame y 51x26 trames TDMA (6.12 secondes) ⌦ Hypertrame y 2084x51x26x8 slots, exactement 12533.760 secondes, ou 3 heures, 28 minutes, 53 secondes et 760 ms. y multiple des cycles précédents y détermine tous les cycles de transmission sur le canal radio.
  • 4. 19 I. Canaux, Bursts et Trames (17) Hyperframe = 2048 superframes (3 hours 28 minutes 53 seconds 760 msec) 0 1 2 1322 1323 1324 1325 Superframe = 26*51 multiframes (6.12 sec) 0 1 2 49 50 0 1 2 25 Multiframe with 26 frames (120 msec) Multiframe with 51 frames (235 msec) 0 1 2 24 25 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 49 50 TDMA frame (6.15 msec) 20 I. Canaux, Bursts et Trames (18) TCH/FS Traffic Channel Full Rate for Speech TCH/HS Traffic Channel Half Rate for Speech TCH/F... Traffic Channel Full Rate for Data TCH/H... Traffic Channel Halfl Rate for Data SDCCH Stand Alone Dedicated Control Channel FACCH Fast Associated Control Channel SACCH Slow Associated Control Channel FCCH Frequency Correction Channel SCH Synchronisation Channel BCCH Broadcast Control Channel PCH Paging Channel RACH Random Access Channel AGCH Access Grant Channel . CCCH TCH Traffic Channels Logical Channels Point-to-Point Point-to-Multipoint Common Control Channel CCH Control Channel Speech Data 21 II. Canaux communs (1) y Basés sur un cycle de 51x8 slots. y Cycle des canaux de trafic et cycle des canaux communs ont des cycles différents n'ayant aucun diviseur commun ⌦ Une MS en mode dédié peut écouter le SCH et le FCCH des BS voisines. y Relation entre le cycle des canaux communs et le cycle des TCH - SACCH Ö bursts des canaux communs défilant devant les fenêtres de réception des MS situées dans les cellules adjacentes. Ö MS capables de recevoir un burst FCCH ou SCH Â les MS acquièrent les informations de synchronisation des BS voisines 22 II. Canaux communs (2) 4 catégories de canaux de contrôle diffusés : ª sur le lien descendant : ) FCCH : Frequency Correction CHannel, ) SCH : Synchronization CHannel, ) BCCH : Broadcast Control CHannel (canal de diffusion), ) CCCH : Common Control CHannel, est subdivisé en RACH, PCH et AGCH. ) PCH : Paging CHannel, ) AGCH : Access Grant CHannel, 23 II. Canaux communs (3) ⌦ Sur le lien montant : ) RACH : Random Access CHannel (canal d'accès aléatoire) réservé à la transmission de messages Channel Request. 24 II. Canaux communs (4) ⌦ Synchronisation. ª Même structure : y Un slot SCH suit chaque slot FCCH 8 slots plus tard y Chaque canal utilise 5 slots par cycle 51x8slots y Le FCCH utilise le slot numéro 0 y Le SCH utilise donc le slot numéro 0 de la trame suivante. ª Le SCH transporte : y Le BSIC (Base Station Identity Code), y Le Reduced TDMA Frame Number (RFN).
  • 5. 25 II. Canaux communs (5) ¾ BCCH, PCH et AGCH ½ BCCH + PCH - AGCH/F = 40 slots par cycle de 51x8 slots y Transmis dans des slots de même numéro. y 40 slots en 10 groupes de 4 : ) 4 slots d'un groupe séparés par 8 slots et contenant les bursts d'un bloc unique. ) BCCH utilise le premier groupe de 4 slots et le PCH - AGCH utilise les 9 autres groupes. 26 II. Canaux communs (6) Ö Informations diffusées sur le BCCH utilisées pour acquérir les informations concernant le réseau (messages de type System Information). y PCH (Paging Channel) et AGCH (Access Grant CHannel) : messages de paging et ceux indiquant le canal attribué lors de l'accès initial du mobile y CCCH Â informations d'accès à la cellule. Ö Émission des messages de recherche d'abonné ou Paging (canal d'appel). y AGCH Â transport des messages Immediate Assignment. • PCH et AGCH pas forcément séparés. 27 II. Canaux communs (7) Organisation temporelle du BCCH et du PCH - AGCH/F 2 6 12 22 32 42 8 slots duration BCCH PCH – AGCH/F 28 II. Canaux communs (8) ¾ RACH ½ Deux types : y RACH/F, un slot par trame (1 slot/8), organisation temporelle similaire au TCH-AGCH/ F. y RACH/H, 23 slots par cycle de 51x8 slots, capacité légèrement supérieure à la moitié d'un RACH/F. 29 III. Canaux de contrôle dédiés (1) Alloués pour les communications point à point. 3 types : y SACCH : Slow Associated Control CHannel. Alloué avec un TCH ou un SDCCH. ß Sens montant : Measurement Report et messages courts. ß Sens descendant : System Information Type 5 6. y FACCH : Fast Associated Control CHannel. Obtenu par vol de trames d'un TCH. 30 III. Canaux de contrôle dédiés (2) y SDCCH : Stand alone Dedicated Control CHannel. Utilisé uniquement pour la signalisation et alloué sans être associé à un autre canal. ß Mise-à-jour de localisation, ß Établissement d'appel, ß Transfert de messages courts. ) 2 types de SDCCH : ß SDCCH/4 : fournis par combinaison avec le CCCH. ß SDCCH/8 : fournis dans les autres cas.
  • 6. 31 IV. Canaux de trafic (1) ) 2 types : Â Canaux Dédiés : transfert des données utilisateur. - TCH/F : Traffic CHannel Full (plein débit) transmission de voix à 13 kbit/s ou de données à 12, 6 ou 3.6 kbit/s. - TCH/H : TCH Half (demi-débit) transmission de voix codée à 7 kbit/s ou de données à 6 ou 3.6 kbit/s. MS dans l'état dédié quand un canal TCH lui est attribué. Â Canaux Diffusés : CBCH : Cell Broadcast CHannel (services de messages courts diffusés), même structure qu'un SDCCH. 32 IV. Canaux de trafic (2) ß TCH/F alloué avec un SACCH. ß Utilisent le même slot. y Un slot attribué / direction / trame (un slot toutes les 4.615 ms). y Slots dont le numéro est égal à 8xN + k (0≤k≤7). N = numéro de slot du canal. y Cycle de 26x8 slots. y 24 slots/cycle pour le TCH et un slot pour le SACCH. Dernier slot libre. ... Frame 0 Frame 11 Frame 12 Frame 13 Frame 24 Frame 25 Frame (4.615 ms) TCH/F SACCH Slot used for TCH/F - SACCH : N = 2 ... 33 IV. Canaux de trafic (3) y 1 slot/2 utilisé pour la transmission d'un TCH ou d'un SACCH. Frame 0 Frame 1 ... Frame 11 Frame 12 Frame 13 ... Frame 24 Frame 25 TCH/H for the slot 2-0 TCH/H for the slot 2-1 Frame (4.615 ms) SACCH for the slot 2-0 SACCH for the slot 2-1 34 IV. Canaux de trafic (4) ¾ TCH/8 ½ y Transmissions à faible débit. y Différents types de TCH/8-SACCH : ß groupés par 8 = TCH/F - SACCH Â SDCCH/8, ß groupés par 4 et combinés à des canaux de contrôle communs = TCH/F - SACCH Â SDCCH/4. y Cycle de 102×8 slots : ß 8 slots pour les bursts TCH/8 (un groupe de 4 slots séparés par 8 slots puis 51×8 slots, et de nouveau un groupe de 4 slots séparés par 8 slots etc..) ß 4 slots pour les bursts SACCH (un groupe de 4 slots séparés par 8 slots). D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 50 35 IV. Canaux de trafic (5) Organisation temporelle des TCH/8 – SACCH ou SDCCH - SACCH S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 50 4*8 slots duration D D D D 1 slot in a frame D S SDCCH/SACCH n° 0 D S SDCCH/SACCH n° 1 D S SDCCH/SACCH n° 2 D S SDCCH/SACCH n° 3 D S SDCCH/SACCH n° 4 D S SDCCH/SACCH n° 5 D S SDCCH/SACCH n° 6 D S SDCCH/SACCH n° 7 51 multiframe number i 51 multiframe number i+1 For j = 0, 1, 2 and 3 Idle slots Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) and an SACCH in frames (32 + 4j) to (35 + 4j) of the 51 multiframe number i Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) of the 51 multiframe number (i+1) For j = 4, 5, 6 and 7 Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) of the 51 multiframe number (i) Mobile n° j transmits an SDCCH in TDMA frames (0 + 4j) to (3 + 4j) and an SACCH in frames (16 + 4j) to (19 + 4j) of the 51 multiframe number (i + 1) 36 IV. Canaux de trafic (6) ¾ CBCH ½ y Cycle de 8x50x8 slots (environ 2 secondes), y Utilise 4 fois 4 slots. y Si CBCH utilisé Ö premier bloc du PCH - AGCH dans le cycle 51x8 non utilisé pour le paging. y Messages d'environ 80 octets/2 secondes. y Canal spécial : CBCH (Cell Broadcast CHannel), obtenu à partir d'un canal TCH/8.
  • 7. 37 IV. Canaux de trafic (7) ¾ Signalisation liée à un appel ½ IV. Canaux de trafic (8) ) SACCH (Slow Associated Control Channel) : ß Canal faible ¾ Signalisation hors appel ½ débit, ß Attribué avec chaque TCH ou SDCCH, ß Bi-directionnel, ) SDCCH (Stand-alone Dedicated Control ß Transport de signalisation, ß Transporte environ 2 CHannel). messages/sec, ß Liée à la gestion d'appel, la transmission de ß Procédures non urgentes : transmission de mesures radio messages courts ou à la mise à jour de (handover). localisation. ) FACCH (Fast Associated Control CHannel) : ß Messages d'établissement d'appel en cours, d'authentification, ß Utilisation d'un TCH/F, d'un TCH/H ou d'un ou de commande de handover ... TCH/8. ß Utilisation du TCH par vol de trames. 38 39 IV. Canaux de trafic (9) ¾ Relation entre le lien montant et le lien descendant ½ Organisation du lien montant identique à celle du lien descendant moyennant un décalage temporel de 3 slots  permet aux stations mobiles d'émettre et de recevoir pratiquement au même instant. Frame (4.615 ms) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 34 5 6 7 Reception Transmission 40 IV. Canaux de trafic (10) Processus d’écoute et de mesures de la MS i i Canal descendant BS courante Canal montant BS courante Canal descendant BS voisine Fenêtres d'observation du mobile Mesure - Mesure et décodage 41 IV. Canaux de trafic (11) ¾ Organisation des canaux dans une cellule ½ Un transceiver élémentaire : ß Peut recevoir ou émettre en continu, ß Sur une seule fréquence en même temps, ß Peut changer de fréquence à chaque slot, ß Ne peut transmettre ou recevoir deux bursts sur des slots de fréquences différentes au même moment. Une BS contient plusieurs transceivers élémentaires pour gérer plusieurs liens  canaux groupés pour remplir le plus de slots. 42 V. Utilisation possible des slots (1) ª 1 TCH/F, ª 2 TCH/H, ª 8 SDCCH/8, ª FCCH+SCH+BCCH+CCCH (non combiné), ª FCCH+SCH+BCCH+CCCH (combiné)+4SDCCH/4.
  • 8. 43 V. Utilisation possible des slots (2) Â Combinaisons des canaux de contrôle communs Á Chaque cellule diffuse : ß un FCCH et un SCH uniques. ß au moins 1 BCCH, 1 PCH-AGCH ou 1 RACH. Combinaison de base (liaison descendante) : ) 1 FCCH,) 1 SCH, ) 1 BCCH,) 1 PCH - AGCH/F. Tous utilisent le même numéro de slot (numéro 0). y Liaison montante : RACH. 44 V. Utilisation possible des slots (3) Exemples de combinaisons possibles de canaux dans un slot : Canaux Slots inutilisés 1 TCH/F - SACCH 1 sur 26 2 TCH/H - SACCH aucun 8 TCH/8 - SACCH 3 sur 51 1 BCCH + 1 PCH-AGCH/F lien montant : aucun lien descendant : 11 sur 51 + 1 RACH/F lien descendant : 1 sur 51 1 SCH + 1 FCCH + 1 BCCH + 1 PCH-AGCH/F + 1 RACH/F 45 Utilisation des différents canaux de contrôle lors d'un appel entrant BASE STATION PCH RACH AGCH SDCCH (or TCH) + ACCH MS MS MS MS 46 VI. System Information (1) Canal Type SI Informations Fréquence 2 RACH + Allocation BCCH 1,88 sec. RACH + Allocation BCCH 1,88 sec. étendu 2bis 2ter Allocation BCCH étendu 1,88 sec. 3 RACH + LAI + CI 1,88/2 sec. 4 RACH + position CBCH 1,88/2 sec. SACCH 5 Allocation BCCH 5bis Allocation BCCH étendu 6 LAI + Info. Cellule BCCH 7 Paramètres de resélection 1,88 sec. étendu ou 8 Paramètres de resélection 1,88 sec. BCCH BCCH 1 RACH + Allocation cellule 1,88 sec. 47 VI. System Information (2) ¾ Exemple : System Information Type 3 ½ 8 4 4 8 16 40 24 8 16 24 36 CI Message type Skip indicator Protocol discriminator L2 pseudo length LAI SI 3 RACH control parameter Cell selection parameter Cell option Control channel description 48 VII. Information transportée par les différents canaux Canal Informations System Information type 1, 2, 2bis, 2ter, 3, 4, 7, 8 Reduced Frame Number et Base Station Identity Code SMS – Informations spécifiques (trafic routier, météo, …) BCCH SCH CBCH SACCH System Information type 5, 5bis, 5ter, 6 SDCCH Mesures radio
  • 9. 49 Utilisation des canaux logiques (1) TCH Données usager, Message d’accès HO System Info type 5, 5bis, 5 ter et 6, Mesures : puissance, qualité et niveau des BS voisines, Timing Advance, Contrôle de puissance SACCH Etablissement de connexion de SDCCH vers TCH, Fin de commutation de SDCCH vers TCH, Caractéristiques de la BS cible, Etablissement de connexion vers la BS cible, Validation de HO FACCH Ordre de commutation du SDCCH vers TCH, Messages courts, LU, Authentification, Initiation du chiffrement, Services supplémentaires SDCCH 50 Utilisation des canaux logiques (2) FCCH Tous les bits à 0 (aucun message n’est émis) SCH Numéro de trame BCCH System Information type 1, 2, 2bis, 2ter, 3, 4, 7 et 8 Identité du mobile pour appel entrant, message court ou authentification PCH Demande de service : Appel d’urgence, Réponse à un appel entrant, Appel sortant, Message court, Inscription, Ré-établissement d’appel RACH Allocation de canal dédié : Numéro de fréquence, Numéro de slot, Description de la séquence de saut de fréquence, Avance en temps (première estimation), Identité de la MS AGCH Informations spécifiques (exemples : infos routières, météo) CBCH 51 Périodes des différents canaux logiques Canal Nombre de trames par multitrame TCH 24 sur 26 – Plein débit SDCCH 12 sur 26 – Demi débit SACCH 8 sur 2x51 FACCH 1 sur 26 – Associé avec le TCH FCCH 4 sur 2x51 – Associé avec le SDCCH SCH Utilisation dynamique sur le TCH BCCH 5 sur 51 RACH 5 sur 51 AGCH/PCH 4 sur 51 – Cas normal CBCH 8 sur 51 – Cas avec extension 52 Politiques d’’allocation de canal dédié L’allocation d’un TCH peut se faire de 3 manières : ) VEA (Very Early Assignment) : Canal alloué immédiatement. Utilisé pour la signalisation puis pour les données usager. ) EA (Early Assignment) : Canal alloué lors de l’établissement d’appel au niveau du réseau fixe. ) OACSU (Off Air Call Set Up) : Canal alloué à n’importe quel moment dès que l’appel au niveau du réseau fixe a été établi. 53 B. Interface Radio GPRS 54 Interface Radio ) Même forme d’onde et même accès au canal (couche physique). ) Gestion des slots modifiée. ) Accès en mode paquet : “ Capacity on demand ”. ) Priorité aux circuits : si TRX saturés, les slots utilisés pour le mode GPRS peuvent être préemptés pour établir un circuit. - Si un autre slot est libre : basculement du mobile sur ce slot, - Sinon, le délai de transit augmente sans coupure de communication.
  • 10. 55 Couche Physique Similaire à celle de GSM avec les adaptations suivantes : ) Trame à 52 = 2 × 26 trames TDMA, ) Utilisation de blocs (= Physical SDU) sur 4 bursts (comme les informations de contrôle dans GSM), ) 4 schémas de codage pour les blocs : CS1, CS2, CS3 et CS4. 56 Structure de multitrame ) Les canaux logiques GPRS utilisent des multitrames à 52 trames TDMA. ¾ 1 multitrame = - 12 périodes Bloc (B0 – B11), - 2 trames Idle (X), - 2 trames pour le PTCCH (T). B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X ¾ Période B0 du premier PDCH maître transporte un PBCCH. Ce bloc indique le nombre de périodes bloc PBCCH. ¾ Trames Idle : Informations de type BSIC ou PC. Classes ““Multislot ”” d’’un mobile 57 ¾ Capacités de traitement différentes : - Un mobile GPRS peut recevoir i et émettre j bursts par trame TDMA avec i+j ≤ k. (i, j, k) = (1, 1, 2), (2, 1, 3), (2, 2, 4), (3, 1, 4), ... Â 29 classes sont spécifiées (information codée sur 5 bits). Débit (kb/s) Bits poin-çonnés Bits encodés Bits de fin USF pré-encodé Infor- BCS mation Taux de codage Type CS1 1/2 181 40 3 4 456 0 9,05 CS2 2/3 268 16 6 4 588 132 13,4 CS3 3/4 312 16 6 4 676 220 15,6 58 Codages GPRS CS4 1 428 16 12 0 456 0 21,4 59 Canaux Logiques (1) Canaux logiques CCH (Canaux communs) BCH (Canaux diffusés) PBCCH (peut-être combiné au BCCH) PCCCH (peuvent être Combinés aux CCCH) PPCH (Recherche) PAGCH (Allocation) PRACH (Accès aléatoire) DCH (Canaux dédiés) DCCH (contrôle dédié) PACCH (Ack, PC, …) PTCH (trafic) PTCCH/U/L (TA) PDTCH (données, partagé) PNCH (Diffusion) 60 Canaux Logiques (2) ¾ Informations système et accès aléatoires peuvent utiliser les canaux GSM (BCCH, PCH, RACH, AGCH). ¾ Possibilité d’utiliser des canaux spécifiques GPRS : • PCCCH (Packet Common Control Channel) signalisation commune GPRS : PRACH (Packet Random Access Channel) : Permet au mobile d’initialiser une communication paquet. PPCH (Packet Paging Channel) : Permet au BSS de pager un MS (services circuits - classes A et B - et paquets). PAGCH (Packet Access Grant Channel) : Permet au BSS d’indiquer au MS les ressources avant le transfert de paquets. PNCH (Packet Notification Channel) : Utilisé pour transmission de la notification d’un PTM-M (Point to multipoint - Multicast) avant transfert. PTM-M non spécifié.
  • 11. 61 Canaux logiques (3) • PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) : Diffusion d’informations système spécifiques au GPRS, dont les paramètres de “cell reselection” (liste des cellules voisines, BSIC,...). Mapping sur un canal physique similaire au BCCH. PCCCH et PBCCH indiqués sur le BCCH. - S’il y a plusieurs PCCCH, le PBCCH les signale. - S’il n’y a pas de PBCCH, l’information est diffusée sur le BCCH. 62 Canaux logiques (4) • PTCH (Packet Traffic Channel) : • PDTCH (Packet Data Traffic Channel) : Dédié au transfert de données et alloué temporairement à un MS ou un groupe de MS (PTM-M). Les PDTCH sont unidirectionnels. Note : Dans le cas d’un MS utilisant plusieurs slots, plusieurs PDTCH sont gérés simultanément. • PDCH (Packet Dedicated Control Channel) • PACCH (Packet Associated Control Channel) : Signalisation (Ack, PC, allocation de ressources, paging pour appel circuit,...) • PTCCH/U (Packet Timing advance Control Channel) : Transmission d’un random access burst pour évaluer T.A. • PTCCH/D (Packet Timing advance Control Channel Down link) : Transmission d’infos sur le T.A. pour plusieurs MS. Un PTCCH/D est lié à plusieurs PTCCH/U. 63 Canaux logiques (5) • PCCCH : Ressource physique différente du CCCH : - Allocation non permanente ; lorsque le PCCCH n’est pas mis en oeuvre, c’est le CCCH qui prend la relève. Deux cas exclusifs sont possibles dans une cellule : - Si associé à une multitrame 51 : combiné avec le PBCCH sur la même ressource physique (un ou plusieurs canaux physiques) ; les deux disposent de toute la ressource physique. Mapping du PRACH, PPCH et PAGCH similaire à celui du RACH, PCH, et AGCH. Il se trouve sur plusieurs canaux physiques. - Si associé à une multitrame 52 : PCCCH, PBCCH et PDTCH se partagent la même ressource physique. Le MS déduit le mapping des PPCH, PACH et PAGCH suivant les informations diffusées sur le PBCCH ou sur le BCCH. Le MS déduit le mapping du PNCH des informations diffusées par le BCCH. 64 Canaux Logiques (6) ¾ PDCH maître : Transporte des canaux de contrôle commun (PBCCH, PPCH, PRACH, PAGCH) et éventuellement des canaux PDTCH, PACCH et PTCCH. Indication dans le BCCH. ¾ PDCH esclave : Transporte seulement des canaux PDTCH, PACCH et PTCCH. Structure d’’une multitrame PDCH 65 avec un PCCCH (Maître) Multitrame à 52 (= 240 ms) B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X Lien Montant B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X Lien Descendant Sur le lien descendant B0 : PBCCH, B6, B3, B9 : PBCCH suppl. si nécessaire, B6, B3, B9 (si dispo.), B1, B7, B4, B10, B2, B8, B5, B11 : PAGCH, PNCH, PDTCH ou PACCH Sur le lien montant B0, .. B11 : PRACH, PDTCH ou PACCH Organisation exacte indiquée dans le PBCCH 66 Structure d’’une multitrame PDCH sans PCCCH (Esclave) Multitrame 52 B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X Uplink B0 B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 B11 X Downlink T : Trame pour PTCCH(UL : MS émet les mesures de signaux et BSIC identification) X : Trame “Idle” (UL : MS émet les mesures de signaux et BSIC identification) Bi :Radio block DL : B0..B11 :PDTCH ou PACCH UL : B0..B11 :PDTCH ou PACCH La distinction PDTCH et PACCH se fait par détection du type de message.
  • 12. 67 Notion de territoire GPRS TRX 1 CCCH TCH TCH TCH TCH Territoire GSM TRX 2 CCCH TCH Capacité partagée GPRS/GSM Capacité GPRS dédiée Territoire GPRS Frontière fluctuant en fonction de l’évolution de la charge du trafic GSM et GPRS 68 Partage des intervalles de temps • Transfert de données GPRS = série discontinue de TBF - 1 TBF = 1 utilisateur (avec un TFI, TLLI, USF donnés) - 1 TBF peut être transmis sur plusieurs slots. TBF 4 TBF 3 TBF 2 TBF 2 TBF 3 TBF 1 TBF 1 TBF 1 BCCH TCH PDCH PDCH TCH TCH PDCH PDCH Trame TDMA • Transfert de données = Allocation de TBF UL/DL - GPRS Phase 1 : Canaux communs GSM/GPRS partagés (RACH, AGCH, PCH), - GPRS Phase 2 : Canaux communs spécifiques au GPRS (PBCCH/PCCCH).