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Principais Interfaces da Rede GSM

Interfaces

• Tráfego + Sinalização

      – Um – Interface Rádio

      – A – BSC e MSC

      – A-bis – BTS e BSC

     – A-sub – BSC e TRAU

     – E – MSC’s

     – Q – MSC e SMS-SC

• Sinalização

     – B – MSC e VLR

     – C – MSC e HLR

     – D – VLR e HLR

     – F – MSC e EIR

     – G – VLR’s

    – H – HLR e AC

    – N – HLR e SMS-SC

Layer I - Physical Layer

Características Gerais I

• Técnica de acesso – NB-TDMA

• Duplexação na Freqüência – FDD

• Bandas alocadas:

    – GSM 900: 890-915 e 935-960 MHz

    – GSM 900 E: 880-915 e 925-960 MHz

    – DSC 1800: 1710-1785 e 1805-1880 MHz

• Espaçamento entre portadoras: 200 KHz

• Canais físicos por portadora: 8 canais (chamados

de bursts)

Características Gerais II

• Modulação utilizada – GMSK:

• Com BT = 0,3

• Eficiência espectral de 1,354 bit/Hz

• Taxa do codificador de voz – 13 Kbps

• Taxa de transmissão bruta – 270.8 Kbps.

• Potências de Transmissão:

Canais Lógicos: Tipos de Canais Lógicos

Tipos de Canais Lógicos

• Existem dois grandes grupos de canais lógicos: Tráfego e Controle

– Canais de tráfego:

       • Full rate, Half Rate & Random Access Burst

       • Canais especiais para dados de: 9.6/4.8/2.4 Kbps

– Canais de Controle:

       • Broadcast Control Channel (BCCH)

       • Common Control Channel

       • Dedicated Control Channels:

             – Stand Alone Dedicated Control Channel (SADCCH)

             – Rach – Randon Acess Channel

             – SACCH – Slow Associated Control Channel.

             – FACCH – Fast Associated Control Channel.

A – Canais de Tráfego

Canal Tráfego Normal (voz)

• Existem dois tipos de canais de tráfego: Full Rate (13Kbps) e Half Rate (6,5 Kbps). 

A estrutura é idêntica:

– Tail (6 bits) ® Age como o Guard time absorvendo o transiente "on-off" do rádio.

– Data (114 bits) ® Pode trafegar dados do usuário ou informações de sinalização.

– Stealing Flag (2 bits) ® Informa se o campo Data tem info do usuário ou de sinalização

– Training Sequence (26 bits) : "Base Colour Code"

            • Existem 8 tipos de sequencia distintas

            • Em cada célula a seqüência utilizada é unica e conhecida, utilizada então para:

                    – Sincronização da transmissão e recepção

                    – Combate demodulações co-canais indesejadas

                    – Em conjunto com equalizador, combate efeitos de multipercurso

                    – Guard Time ===> Utilizado para evitar superposição de burst

Canal de Tráfego Curto

• No início do estabelecimento de chamada é necessário sincronizar móvel com base para evitar superposições excessivas com outros canais

• É utilizado um burst de tamanho reduzido, diminuindo assim as chances de ocorrência de superposição

• Este tipo de formato só é utilizado no acesso inicial do móvel ao sistema

• Estrutura similar ao canal normal com algumas alterações:

         • Tail (6 bits) ® função análoga ao normal burst

         • Data (36 Bits) ®informações de sinalização iniciais

         • Sync Sequence (41 bits) ® função analoga ao Training sequence. O aumento no tamanho é necessário pois o equalizador necessita de mais tempo para sincronizar um novo sinal

         • Guard Time:

              – Tem um tempo maior que o usual para garantir uma não superposição

              – A duração do tempo neste burst limita o raio máximo da célula no qual

                 não haverá superposição entre slots em 37,75 Km

Canal Tráfego de Dados

• Estrutura do Burst (slot) idêntica ao de voz.

• Possuem 3 taxas de transmissão:

       • 9.6 Kbps

       • 4.8 Kbps

       • 2.4 Kbps

• A codificação da informação depende da taxa de transmissão que está sendo utilizada.

• Transmissão de dados com canal half rate pode ser utilizada nas velocidades de 4.8 e 2.4 Kbps

• Os canais de tráfego podem ser agrupados de até 3 formas diferentes para a multiplexação.

B – Canais de Controle

 Características gerais

• Estes canais trocam info de sinalização do sistema e tem o objetivo de manter o sistema

operando de forma eficiente.

• Existem 4 classes de canais de controle:

         • Broadcast Channels

         • Commom Control Channels

         • Dedicated Control Channels

         • Associated Control Channels

• Transmitido somente pela base

• Objetiva transmitir info suficiente para o móvel ganhar sincronismo com a rede

• Existem 3 Tipos de BCH:

       • Broadcast Control Channel (BCCH)

       • Frequency Correction Channel (FCCH)

       • Sincronization Channel (SCH)

• Informa os parâmetros específicos para o móvel identificar a rede e/ou ganhar acesso

a ela

• Informações transmitidas pelo canal:

         • LAC ==>Location Area Code

         • MNC ==> Identificador do Operador

         • Freqüências de células vizinhas

         • Parâmetros de acesso

Frequency Correction Channel (FCCH)

• Provê referência de freqüência do sistema para o móvel (MS), da seguinte forma:

        • É transmitido um tom senoidal (seqüência de zeros) em intervalos bem definidos.

        • A freqüência com que este tipo de burst é enviado depende do tipo de combinação de    multiquadro utilizada e da qualidade de sincronismo dos terminais com operação permitida na área.

• O canal lógico é mapeado no frequency correction burst (slot). A estrutura é simples:

Syncronization Channel (SCH)

• Fornece ao móvel a training sequence que está sendo utlizada

• O canal lógico é mapeado na estrutura do syncronization burst (slot):

          • Tail e Guard Time ==> funções idênticas as realizadas no slot de tráfego comum.

          • Sync ==> Esse campo é maior nesse tipo de burst pois este slot é trocado nos estágios iniciais do processo de inicialização do móvel na rede

          • Coded Data:

                 – BSIC ===> Base information Code informa:

                         » Training Sequence que esta sendo utilizada (BCC)

                         » Nacional Colour Code (NCC)

                         » TDMA frame number – importante dado na estrutura multiplexada.

Syncronization Channel: Processo de Sincronismo

• Inicialmente móvel apenas detecta a freqüência da portadora da célula.

• O canal de sincronismo informa para o móvel qual a "chave" do sistema  ==> Que são uma das 8 possíveis traning sequences

• A partir deste momento móvel já tem condições de efetuar e verificar o sincronismo (feito pelo

conhecimento prévio do traning sequence ou Base Colour Code (BCC)

Commom Control Channels (CCCH)

• Tem a função de estabelecer e suportar um link dedicado entre o móvel e a BTS

• Provê ferramentas para o estabelecimento de chamadas

• Existem 3 tipos de CCCH:

      • Random Access Channel (RACH)

      • Paging Channel (PCH)

      • Access Grant Channel (AGCH)