slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
GSM PowerPoint Presentation
Download Presentation
GSM

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 53

GSM - PowerPoint PPT Presentation


  • 160 Views
  • Uploaded on

Maros D óra. GSM. 2012. GSM frekvenciasávok. GSM900 : up link : 890~915MHz down link : 935~960MHz duplex távolság : 45MHz s ávszélesség : 25MH z f r. raszter : 200KHz 124 duplex vivő csatornaszámok: 1-124. EGSM900 : up link : 880~890MHz down link : 925~935MHz

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'GSM' - step


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
gsm frekvencias vok
GSM frekvenciasávok

GSM900 :

uplink: 890~915MHz

downlink: 935~960MHz

duplex távolság: 45MHz

sávszélesség: 25MHz

fr. raszter: 200KHz

124 duplex vivő

csatornaszámok: 1-124

EGSM900 :

uplink: 880~890MHz

downlink: 925~935MHz

duplex távolság: 45MHz

sávszélesség: 10MHz

fr. raszter: 200KHz

GSM1800 :

uplink: 1710-1785MHz

downlink: 1805-1880MHz

duplex távolság: 95MHz

sávszélesség: 75MHz

fr. raszter: 200KHz

374 duplex vivő

csatornaszámok: 512-885

GSM1900MHz:

uplink:1850~1910MHz

downlink:1930~1990MHz

duplex távolság: 80MHzsávszélesség: 60MHz

fr. raszter: 200KHz

gsm r di s interf sz
GSM rádiós interfész

Fizikai csatorna:

Egy vivőfrekvencia egy időrése - fxTy

1 TDMA keret = 8 időrés

0

1

2

3

4

5

6

7

IDŐ

TS0-TS7

DL és UL időzítés

Bázisállomás

gsm antenn k
GSM antennák

Omni-directional antenna

(körsugárzó)

360 fokos sugárzás

Directional antenna

(szektorsugárzó)

Egy szektorban sugároz

pl. 120 fok, 60 fok

hexagon lis cellaminta
Hexagonális cellaminta

Körsugárzó antennák

R

R

R

Zöld vonalon egyforma térerő a két antenna felől

a frekvencia jrafelhaszn l s elve frequency reuse
A frekvencia újrafelhasználás elve (Frequencyreuse)

Két egymás melletti cellában nem lehet azonos frekvencia!

Azonos vivőfrekvenciát használó cellák, reusefactor:7

Körsugárzó antennákat alkalmazunk

3 9 es cluster
3/9-es cluster

120 fokos szektorsugárzóval

Reuse factor = 9

4 12 es cluster
4/12-es cluster

120 fokos szektorsugárzóval

Reuse factor = 12

szomsz dos csatorna interferencia
Szomszédos csatorna interferencia

Két frekvenciasáv között nincs átlapolódás.

200 KHz

f

200 KHz

Két frekvenciasáv átlapolódik, zavarja egymást! (C/A)

f

c i s c a h nyados
C/I és C/A hányados

Azonos csatorna interferencia

Szomszédos csatorna interferencia

gsm logikai csatorn k
GSM logikai csatornák

14.4Kbit/s FR TCH

9.6Kbit/s FR TCH

Forgalmi csatornák (TrafficChannels)

Data CH

4.8Kbit/s FR TCH

4.8Kbit/s HR TCH (TCH/H4.8)

TCH

FR (Full Rate, 13Kbit/s))

Voice CH

HR (Half Rate, 6.5 Kbit/s)

FCCH (DL): Frequency Correction CH.

SCH (DL): Synchronization CH.

BCH

Kontrol csatornák

(ControlChannels)

BCCH (DL): Broadcast Control CH.

RACH (UL): Random Access CH.

AGCH (DL): Access Grant CH.

CCH

CCCH

PCH (DL): Paging CH.

SDCCH: Stand-alone Dedicated CCH.

DCCH

FACCH: Fast Associated CCH.

SACCH: Slow Associated CCH.

sz r broadcast csatorn k t pusai
Szóró (Broadcast) csatornák típusai

BroadcastChannels (BCH): Szóró csatornák. Ezek csak downlink irányú csatornák. Felelősek főleg a szinkronizációért, frekvencia korrekcióért, valamint a BTS ezeken sugározza pl. a celláról és a hálózatról szóló általános információkat. Mivel ez szórócsatorna, nem pont-pont között valósul meg, hanem pont-multipont, mivel a cellában lévő összes MS veszi ezt a csatornát.

A BCH-ba tartoznak a következő csatornák:

BroadcastControlChannel (BCCH): Általános szóró csatorna. A BCCH-n sugározza a BTS az általános információkat, mint pl. a hálózat kódját, a cellában használatos frekvenciákat, cella azonosítót, környező cellák információit és még sok egyéb dolgot (maximális teljesítmény a cellában, LAC stb.).

FrequencyCorrectionChannel (FCCH):Frekvencia korrekciós csatorna. Olyan információt tartalmaz, melynek segítségével az MS a BTS BCCH vivőjére tud hangolni. Az FCCH egy modulálatlan szinusz jel (csupa nulla), melyre az MS bekapcsolás után vagy másik cellába történő átlépéskor ráhangolódik.

SynchronizationChannel (SCH):Szinkronizációs csatorna. A BTS ezen a csatornán sugározza az MS felé a BTS kódját, valamit a TDMA keretszámot, melyet az MS felhasznál a titkosítási algoritmushoz. A csatorna csak downlink irányú.

k z s kontrol common control csatorn k t pusai
Közös kontrol (CommonControl) csatornák típusai

CommonControlChannels (CCCH):Közös kontrol csatornák. A BTS vagy az MS elérésére használják. A csatornákat az mobil készülékek közösen használják, azonban az információ csak egy MS-re vonatkozik.

A CCCH magába foglalja a következő csatornákat:

PagingChannel (PCH):Kereső csatorna. Downlink irányú, a BTS ezen értesíti az MS-t, ha bejövő hívása van.

Access Grant Channel (AGCH): Hozzáférést felkínáló csatorna. Downlink irányú. Hívás felépítésekor a BTS kioszt egy SDCCH csatornát az MS számára, amelyen keresztül a jelzésváltás történik

Random Access Channel (RACH):Véletlen elérésű csatorna. Uplink irányú. Híváskezdeményezéskor, vagy egy hívásértesítésre válaszoláskor ezen keresztül éri el az MS a BTS-t.

dedik lt kontrol dedicated control csatorn k t pusai
Dedikált kontrol (DedicatedControl) csatornák típusai

DedicatedControlChannels (DCCH):Dedikált jelzéscsatornák. A dedikált azt jelenti, hogy a csatorna egy bizonyos MS-hez van társítva. Ezt a csatornát használják hívás felépítéshez, fenntartáshoz szükséges jelzések átviteléhez, mint pl. handover. A DCCH csatornák kétirányúak.

Három csatorna tartozik ebbe a csoportba:

Stand-aloneDedicatedControlChannel (SDCCH):Önálló dedikált jelzéscsatorna. Ezen a csatornán történik a hívás felépítéséhez szükséges jelzésátvitel az MS és a BTS között, mint pl. IMEI ellenőrzés, Autentikáció, titkosítás, TCH kijelölés. Amint az MS-nek kiosztásra került egy TCH, a mobil készülék elhagyja ezt a csatornát.

SlowAssociatedControlChannel (SACCH):Lassú kisegítő jelzés csatorna. Ezen a csatornán küldi az MS a BTS felé az aktuális és a szomszédos cella mérési értékeit. Ezen értékek alapján dönt a BSC a csatornaváltásról, valamint vezérli az MS kimeneti teljesítményét és időzítését. TCH-hoz és SDCCH-hoz társul.

FastAssociatedControlChannel (FACCH):Gyors kisegítő jelzéscsatorna. Hasonló az SACCH-hoz, csak ezt akkor használják, amikor pl. sürgős handoverre van szükség, hogy elkerüljék a kapcsolat megszakadását. Ha a TCH időrésben a StealingFlags (F) bit jelzi, akkor a TCH-na titkosított beszéd bitek helyett jelzéseket visznek át. A folyamat olyan gyors, hogy a beszéd minőségét nem zavarja. TCH-hoz társul.

fc s s a burst
FC, S és A burst

FCCH

148 bit

SCH

RACH

86 bit

0,577 ms, 156,25 bit

Guard periódus: védősáv

G

T

Tail bitek:000

n s d burst
N és D burst

BCCH, PCH, AGCH, SDCCH, SACCH, FACCH,

TCH

IDLE: „csak kitöltésre”, nem információ!

0,577 ms, 156,25 bit

F

StealingFlag

a guard peri dus id jellemz je
A Guard periódus idő jellemzője

Guard periódus

Burst tartalom

control csatorn k keretszervez se bcch viv ts0
Control csatornák keretszervezése BCCH vivő TS0

Downlink

F:FCCH

S:SCH

C:Common

Uplink

Ez a struktúra a BCCH vivő 0. időrésében levő információkat tartalmazza. Az ismétlődés 51 keretenként történik.

control csatorn k keretszervez se bcch viv ts1
Controlcsatornák keretszervezése BCCH vivő TS1

A Dowlink irányú csatornaszervezéshez képest az Uplink irány megegyezik, de időben el van tolva!

r di s tviteli jellemz k i a hull mhossz s a frekvencia sszef gg se
Rádiós átviteli jellemzők I. A hullámhossz és a frekvencia összefüggése
  • A kisugárzott jel hullámhossza a kialakult elektromágneses hullám egy periódusának hossza. A frekvencia és a hullámhossz összefüggése:
  • λ = c/f, ahol
  • λ- hullámhossz (m)
  • c - az elektromágneses hullám terjedési sebessége (vákuumban ill. levegőben körülbelül 3*108; pontosan 299792458 m/s)
  • f - frekvencia (Hz)
  • Példa:
  • 1. f=900 MHz (9*108 Hz) λ=?
  • 3*108 / 9*108 = 3/9 [m] ~ 0,33 [m]
  • f=2,6 GHz (2,6*109)
  • 3*108 / 2,6*109 = 1,154 * 10-1 ~ 0,1154 [m]
r di s tviteli jellemz k ii r di hull mok szabadt ri terjed se path loss
Rádiós átviteli jellemzők II. Rádióhullámok szabadtéri terjedése (Pathloss)

A szabadtéri csillapítás általános leírása:

RSL Teljesítményszint a vevőben (dB)

a0 = 20 log (4Πd/λ)

a0 = 20 log (df) + 28,14

d (távolság az adóantennától)

r di s tviteli jellemz k iii terjed si modellek
Rádiós átviteli jellemzők III. Terjedési modellek
  • Makrocellásterjedésimodellek:
  • Kevésbé forgalmas, elővárosi és vidéki környezet, laza beépítettséggel, nagyobb mozgási sebességgel
    • Hata, COST231
  • Mikrocellásterjedésimodellek:
  • Forgalmas, nagyvárosi, sűrűn beépített környezet, kisebb mozgási sebességgel
    • Walfish-Ikegami modell, COST 231
  • Beltéri(indoor) terjedésimodellek
    • Mootley-Keenan (félempirikus)
    • Ray-tracing
r di s tviteli jellemz k iv rny kol s shadowing
Rádiós átviteli jellemzők IV. Árnyékolás, shadowing

Átlagérték

RSL (dB)

Árnyékolás okozta változás (lassú fading)

d = Távolság az adóantennától

r di s tviteli jellemz k v t bbutas terjed s multipath fading
Rádiós átviteli jellemzők V. Többutas terjedés (multipathfading)

Verődések okozta változás (gyors fading)

r di s tviteli jellemz k vi a frekvencia ugr ltat s elve frequency hopping
Rádiós átviteli jellemzők VI. A frekvencia ugráltatás elve (frequency hopping)
  • A különböző keretekben lévő burst-ök más-más frekvencián kerülnek átvitelre
  • Az ugratás sebessége 217/mp
  • 4 frekvencia
  • Más hullámhossz
  • Fading völgyek eltolódnak!
r di s tviteli jellemz k vii szimb lumok k z tti thall s isi
Rádiós átviteli jellemzők VII. Szimbólumok közötti áthallás (ISI)

Bithiba a vevőben!

1? 0?

A terjedési késleltetésből adódóan (> 1 bitidő) az egymás után küldött szimbólumok azonos időben érnek a vevőbe!

r di s tviteli jellemz k viii a viterbi demodul tor s dek dol
Rádiós átviteli jellemzők VIII. A VITERBI demodulátor és dekódoló

Rádiós csatornán érkezett időrés tartalma

Eredeti bitsorozat

Viterbikiegyen-lítő

Módosult training sequence

Rádió csatorna

Módosított csatornamodell

Korrelátor

Vevőben található eredeti training sequence

r di s tviteli jellemz k ix interleaving elve
Rádiós átviteli jellemzők IX. Interleavingelve

Eredeti jelfolyam

Kevert jelfolyam

Csomagvesztés

Rekonstruált jelfolyam

Az eredeti jelfolyam azonos hosszúságú blokkokra van osztva, az egymás utáni blokkok elküldése különböző időkben történik!

r di s tviteli jellemz k x interleaving elve a gsm besz dcsatorn n
Rádiós átviteli jellemzők X. Interleaving elve a GSM beszédcsatornán

20 ms csatornakódolt beszédminta

(456 bit) 8 blokkra van bontva

57 bit

Egy blokk egy keretben van elküldve

(B blokk)

Egy burst-be két minta egy-egy blokkja kerül

az gsm v delmi jellemz i i
Az GSM védelmi jellemzői I.
  • A biztonsági funkciók ellátásában a következő funkcionális elemek vesznek részt:
  • Mobil állomás (MS)
  • Bázisállomás (BTS)
  • Mobil kapcsolóközpont (MSC/MSS)
  • Autentikációs központ (AUC)
  • Honos helyregiszter (HLR)
  • Látogató helyregiszter (VLR).
az gsm v delmi jellemz i ii
Az GSM védelmi jellemzői II.

A SIM kártyacsak a személyes azonosító szám (PIN = PersonalIdentity Modul) megadásával működik, ez kellő biztonságot nyújt a kártya ellopása (klónozása) esetén is.

A hitelesítés vagy autentikációaz IMSI érvényességének ellenőrzésére szolgál. A hitelesítés az előfizetői kártya (SIM) segítségével történik, számított paraméter alapján.

A titkosításteljes bizalmasságot biztosít a rádiós csatornán az előfizetői információnak (beszédnek vagy adatnak). A titkosítás csak a mobilkészülék és a bázisállomás között valósul meg, a központban az információ már nincs titkosítva.

Minden mobiltelefon rendelkezik egy IMEI azonosítóval, amely alapján a hálózatok ellenőrizhetik a készülék státusát. Ha lopott készülékről van szó, a hálózathoz való hozzáférést le lehet tiltani, vagy más intézkedést lehet életbe léptetni.

az auc feladata a triplet el ll t sa
Az AUC feladata: a TRIPLET előállítása

AUC

Ki

SignedResponse

IMSI1 – Ki1

IMSI2 - Ki2

IMSI3 – Ki3

A3 algoritmus

SRES

Ki

A8 algoritmus

Kc

Véletlenszán generátor

RAND

RAND

Ciphering Key

RAND

Random Number

a titkos t s folyamata
A titkosítás folyamata

Mobil készülék (ME)

a kiszolg l cella kiv laszt sa idle m d

BCCH vivő 2

BCCH vivő 3

BCCH vivő 1

Kiszolgáló (serving) BTS

A kiszolgáló cella kiválasztása (IDLE mód)

RSL vivő1 > RSL vivő2 > RSL vivő 3

imsi attach detach az imsi flag
IMSI Attach/Detach, az IMSI flag

IMSI rekord

1

VLR

0

Bekapcsoláskor: IMSI attached

Kikapcsoláskor: IMSI detached

SDCCH

a location area
A LocationArea

LocationArea 2 (LAC2)

LocationArea 1 (LAC1)

LocationArea 3 (LAC3)

MSC/MSS

a location area jelent s ge paging
A LocationArea jelentősége (paging)

A Paging üzenet a kijelölt LA-n belül az összes cellában kiküldésre kerül!

location update elj r s
Location update eljárás

BCCH-n az új cella más LAC-t (LAC2) közvetít

Location Area 2 (LAC2)

Location Area 1 (LAC1)

IMSI rekord

LAC1 LAC2

VLR

A Location Update eljárás frissíti a LAC-t a VLR IMSI rekordon!

location update elj r s msc mss szolg ltat si ter leten bel l

VLR

(1) new LAI

MSC

Location update eljárás MSC/MSS szolgáltatási területen belül

BSC1

LA1

LA2

(6)

IMSI: LA1 LA2

(5) Loc. Upd, Req. (SDCCH)

(4) Immediate Assign. (AGCH)

(2) ChannelReq. IMSI (RACH)

(3) Channel required

BSC2

(7) Loc. Upd. Accept. (SDCCH)

(7)Loc. Upd. Accept.

location update elj r s msc mss szolg ltat si ter letek k z tt

VLR

VLR

(1) new LAI

(7) Location Cancellation

BSC1

LA1

LA2

(5)

MSC2

MSC1

IMSI: VLR1 VLR2

HLR

(2) Loc. Upd. Req. (SDCCH)

(3)

IMSI  MGT

(4) Suscriber Information Request

(2) Loc. Upd. Request

BSC2

(6) Subscriber Information

(6) Loc. Upd. Acknowledge

Location update eljárás MSC/MSS szolgáltatási területek között

(8) Loc. Upd. Ack

(SDCCH)

handover handoff t pusai
Handover (handoff) típusai
  • Rescuehandover:
  • A cél a kapcsolat megmentése (pl. a BTS-től való távolság miatt, a MR alapján a BSC handover parancsot ad MS-nek)
  • Traffichandover:
  • Forgalmi okok miatti áthangolás (pl. hirtelen megnő a forgalom a kiszolgáló cellában, torlódás következhet be)
  • Confinementhandover:
  • S/N optimalizálása, adási teljesítmény optimalizálása
szomsz dos cella m r se
Szomszédos cella mérése

A multikeret végén 12 időrésnyi idő áll rendelkezésre a BSIC ellenőrzésére a szomszédos cellában!

a m r si report measurement report
A mérési report (measurementreport)

BSC

Kiszolgáló (serving) BTS

Összevont jelentés

BCCH vivő

BCCH vivő

TCH

Szomszédos cellák

TCH-n végzett mérések a serving cellában:

RXLEV

RXQUAL

DISTANCE

Szomszédos cellák mérése a BCCH vivőn:

RXLEV

Mérési jelentés

(measurementreport)

SACCH

TCH-n végzett mérések

RXLEV

RXQUAL

DISTANCE

a handover margin jelent se

Jelerősség (SS)

Jelerősség (SS)

HO. MARGIN (B)

SS MIN. (A)

SS MIN. (B)

a

c

b

BTSB

BTSA

A handovermarginjelentése
a handover esetek i intracell handover
A handover esetek I. Intracellhandover

Forrás:

AlienCoders: Basics of GSM indepth

a handover esetek ii intercell handover
A handover esetek II. Intercellhandover

Forrás:

AlienCoders: Basics of GSM indepth

a handover esetek ii inter bsc handover
A handover esetek II. Inter BSC handover

Forrás:

AlienCoders: Basics of GSM indepth

a handover esetek iii inter msc handover
A handover esetek III. Inter MSC handover

Forrás:

AlienCoders: Basics of GSM indepth