Basis Cursus Mobiele Communicatie

Basis Cursus Mobiele Communicatie

GSM, DCS 1800 en DECT.

Inhoud

Cordless Telephony CT0 CT1 CT2 DECT

Inhoud (vervolg)

Mobiele Telecommunicatie NMT GSM 900 DCS 1800

Inhoud (vervolg 2)

Mobilofonie Trunking Semafonie Mobiele Data Communicatie

GSM

Global System for Mobile Telecommunication

De Voordelen van GSM.

Goede subjectieve spraakkwaliteit. Goede en goedkope terminals. Goede en goedkope diensten. Internationale Roaming wordt ondersteunt. Handheld Terminals zijn mogelijk. Ondersteuning van aanvullende diensten. Effectieve benutting van het systeem. ISDN compatibiliteit.

Drager diensten bij GSM.

Spraak - Het transport van 3,1kHz spraak op het interconnectie netwerk.

Dragerdiensten bij GSM.

Datacommunicatie via het telefoonnetwerk:

Asynchrone duplex datacommunicatie.Synchrone duplex datacommunicatie.Afwisselend spraak en data.Spraak gevolgd door data.

Data via datanetwerk

Asynchrone PAD toegang (basic en dedicated)Synchrone Packet access.

Telediensten.

Telefonie - m.b.v. 3.1 kHz speech op het interconnectie netwerk.Noodoproepen- m.b.v. 3.1 kHz speech op het interconnectie netwerk. Werkt ook zonderSIM module.Korte berichten diensten- transport viahet signaleringskanaal.FAX groep 3 - Synchrone duplex datacommunicatie.

Aanvullende diensten via GSM.

Gespreks blokkering:Alle uitgaande gesprekken.Uitgaande internationale gesprekken behalvenaar het land van abonnement.Alle binnenkomende gesprekken.Alle binnenkomende gesprekken wanneerabonnee in het buitenland is.


Doorschakelen:Altijd.Wanneer abonnee in het buitenland is.Wanneer abonnee in gesprek is.Wanneer abonnee niet antwoordt


Vasthouden:

Van een binnenkomend gesprek.Tweede binnenkomend gesprek in de wachtstand zetten.


Informatievoorziening:

Tonen van het nummer van de oproeper, voor hetopnemen. (te blokkeren)Tonen nummer van de opgebelde, ook na doorschakelen.(blokkeren)Tonen van geschatte gesprekskostenin eigen valuta.


Diversen:- Telefonisch vergaderen met maximaal 5 abonnees.- Besloten gebruikersgroepen.

De Voordelen van GSM.

Goede subjectieve spraakkwaliteit. Goede en goedkope terminals. Goede en goedkope diensten. Internationale Roaming wordt ondersteunt. Handheld Terminals zijn mogelijk. Ondersteuning van aanvullende diensten. Effectieve benutting van het systeem. ISDN compatibiliteit.

Definities

Site: locatie van een basisstation. Cel: kleinste te onderscheiden gebied met eigen

zend/ontvanger en bijbehorende frequenties. Sector: Meerdere cellen die vanaf eenzelfde Site

bediend worden. Cluster: Groep cellen waarbinnen geen frequenties

twee keer gebruikt worden.

Site: locatie van een basisstation:de fysieke plaats waar antenne(s)en apparatuur opgesteld staan.

Cel is het kleinste te onderscheiden gebied, en heeft een eigen zend-ontvanger met bijbehorende frequentie(s);

Sector; vanaf een site worden meerdere cellen bediend.

Cel 1

Cel 2Cel 3

Sector

Cluster: Groep cellen waarbinnen geen frequenties hergebruikt worden

f1f2

f3f4

Clustermetvier frequenties

Clustermet zeven frequenties

f1f2 f3

f4f5

f6f7

Signal demping in relatie tot de afstand.

R D

10

1

0.10.01

0.001

0.0001

C/I

D/R

Desired Interferer

SeperationDistance

Radius

D

RD/R = V3KK is het aantalcellen in een sector

J

i

Bereken:

A) het aantal cellenB) de verhouding tussen D/R

j

i

Bereken:

A) K= 9+4+6=19B) D/R = V3.19 D/R = 7,5

verstoring uit 6 omringende cellenbij omidirectionele cellen

Mobile to baseBase to mobile interferentie

Mobile to baseinterferentie

Base tomobileinterferentie verstoring bij een sector die uit

drie cellen bestaat.

Mobile to baseinterferentie

Base tomobileinterferentie

verstoring bij een sector die uit zes cellen bestaat.

45 Mhz

Uplink

Downlink

832 kanalen

30 kHz

AMPS,TACS,NMT,NTT,CT0,CT1

FDMA

TDD

100 kHz

2 ms frame

FDMA

CT2 40 Channels

TDMA1 2 3 8 1

1 2 3 8 1

200 kHzUPLINK

4,6 ms 0.57msec

DOWNLINK

45 MHz

GSM/DCS 1800 124 Channels

`

10 msec

Tijdslot 1, 12

UPLINK DOWNLINK

UPLINK

1, 12 1,

1728kHz

TDMA/FDMADECT

CDMA45 MHz

1,25 MHzDOWNLINK

1,25MHzUPLINK

BSC

BSC

BTS

BTS

ME

SIM

HLR VLR

EIR AC

MSC PSTN,PSPDN

AbisA

Mobielegebruiker

Basisstations

Casema verbindingen Lijst met gestolen apparatuur

Lijsten met klanten resp. aangemelde toestellen

G

D

C

B

BSC

BTS

OMC VLR

MSC HLR AUC

OtherVLR’s

F

E

Um

EIROtherNetworks

OtherMSC’s

OperationsMaintenaceCenter

VistorLocationRegister

MobileSwitchingCenter

HomeLocationRegister

Mobile Switching Center

Call handling. beheer van de radio verbinding. afhandelen van het signalerings protocol. Registratie van de locatie van gebruikers. Verzorgen van handovers tussen BSS. toegangspoort naar het home location register.

Mobile Switching Center

Nummercentrale functionaliteit schakelen van gespreken. charging.

Home Location Register

Identiteit van de mobiele klant. ISDN directory nummer van het mobiele station. Beperkingen in de toegekende diensten. Toegekende aanvullende diensten. Het Mobile Station Roaming Number van de klant

zodat calls gerouteerd kunnen worden.

Vistor Location Register

Identiteit van de mobiele klant. ISDN directory nummer van het mobiele station. Beperkingen in de toegekende diensten. Toegekende aanvullende diensten. Het Mobile Station Roaming Number van de klant

zodat calls gerouteerd kunnen

Verschil tussen het HLR en het VLR

Het HLR bevat de gegevens van alle klanten die bij de operator zijn aangesloten.

Het VLR bevat de gegevens van alle klanten die zich in een bepaalde lokatie bevinden. (ook van een andere operator met een roamingovereenkomst)

VLR

Vistor location register. Heeft het beheer over een M.S.C. area. Indien een MS “verschijnt” in de area meldt het zich aan

bij de VLR. het VLR meldt de identiteit van het MS bij het HLR. Het HLR geeft de gegevens van de klant door aan het

VLR.

Operations and Maintenance Center

Besturing van het netwerk. Indienstelling. Performance management. Storingsopheffing. Toekennen van diensten. Billing via het Billing Centrum. Opdaten van de Databases.

Equipment Identity Register

Bevat: Valid list, lijst met geldige MS equipment identities. Suspect list, lijst met verdachte MS equipment

identities. Fraudulent list, lijst met MS waar de diensten van

zijn geschapt.

Authentication center

Bevat: de geheime sleutel (Ki). parameters die gebruik van Ki ondersteunen het geheime getal (KC).

Generatiewillekeuriggetal RAND

KI

KIWillekeuriggetal Rand

Willekeuriggetal Rand

A3 algoritmeA3 algoritme

Resultaat Resultaat

Vergelijking

Toegangsprocedurebij GSM

Mobiele Terminal

Netwerk

KI KI

RAND generator

Willekeuriggetal RAND

Willekeuriggetal RAND

A8 Algoritme A8 Algoritme

Framenummer Geheimgetal KC

Framenummer Geheimgetal KC

A5 Algoritme A5 Algoritme

144 bit gegevens trein

Gegevensencryptie bij GSM

Base Station System

BaseStationController

BaseTranscieverStation

BaseTranscieverStation

Abis

Abis

BSS TypesINTG/DIST

1

2

3

4

5

6

7

A-bisBitrate

Intg

Intg

Dist

Dist

Dist

Dist

Dist

-

-

64k

16k

16k

16k

16k

INT/EXT

Int

Ext

-

Int

Int

Ext

Ext

-

-

-

Mult

RA

Mult

RA

BSS MULT/RA

Verklaring van de afkortingen

Intg - Integrated. Dist - Distributed. A - bis Bitrate - snelheid op het A bis koppelvlak Int - Speech transcoding in het BSS. Ext- Speech transcoding niet in BSS.

Verklaring van de afkortingen

Mult - De verbindingen worden gemultiplexed RA - Rate Adaption. Er vindt snelheidsaanpassing

plaats.

BSS Class DOWNLINK DTX SFH DOWNLINK RFPC

1

2

3

45

6

7

no no no

no no yes

no yes yes

no yes yes

yes no no

8

yes no yes

yes yes no

yes yes yes

View cardView card503 5CA 453 114

A.M. VELDERSA.M. VELDERSexpir: 4-10-1998expir: 4-10-1998

GOLDGOLD

Mobile Station

SubcriberIdentity

EquipmentIdentity

Types mobile stations

Handheld stations. Portable stations. Voer/Vaartuigen.

Mobile Station Powerclasses

Class Max RF Power Soort mobiel station

1 20 Voertuig

2 8 Voertuig/Portable

3 5 Portable

4 2 Handheld (Typical)

5 0.8 Handheld

+Functions Mobile Terminations

Radio transmission termination Radio channel management Terminal capabilities Speech encoding/decoding Radio link error protection Flow control of data Rate adaptation of user data to the radio link

Functions Mobile Terminations

Multiple terminal support Mobility management

GSM systeem interface

DTAP-CC

DTAP-MM

MAP

DTAP-RRMAPDTAP/

MSSAP

LAP m LAP m

SCCP SCCP

MTP MTP MTP

SCCP

MS BTS BSC MSC MSC/VLR

Mobile Station Identification

Mobile Station ISDN Number (MSISDN) International Mobile Subscriber Identity (IMSI) Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI)

Mobile Station ISDN Number

CC NDC SN

National Number

MSISDNCC= Country Code. NDC= Network Destination CodeSN= Subscriber Number

Global Title

International Mobile Subscriber Identity

MCC MNC MSIN

IMSI (15 cijfers)

NMSI

MCC - Mobile Country CodeMNC - Mobile Network CodeMSIN- Mobile Subscriber Identification NumberNMSI- National Mobile Subscriber Identity


wordt toegekend aan de abonee bij aan melding.


Wordt gevormd door: Mobile Country Code - bestaat uit drie cijfers -

geeft het land van herkomst aan. Mobile Network Code - bestaat uit twee cijfers -

geeft het netwerk aan van de mobiele operator.


Mobile Subscriber Identification Number - kenmerk van een mobiele abonee in een GSM/DCS 1800 netwerk.

maximale aantal cijfers -15.

Temporary Mobile Subscriber Identity

Code waarmee de klant tijdelijk in het VLR geregisteerd staat.

Wordt toegekend bij aanmelding van de subscriber aan het VLR.

Toezending in versleutelde vorm. Door gebruik van het TMSI wordt de identiteit van

de klant geheim gehouden.

Subscriber Identity Module

Bevat informatie over de gebruiker van een mobiel station.

Zonder SIM module kan het mobiele station niet gebruikt worden. Met uitzondering van noodoproepen.

gestandaariseerde interface.


International Mobile Subscriber Identity. Authentication Key. Personal Identification Number. Subscriber information. Access control class.


Cipher key Kc. Temporary Mobile Station Identity. Supplementary GSM Services. Location Area Identity. Forbidden Public Land Mobile Networks.

Location Update

MCC MNC LAC

LAI

MCC= Mobile Country Code LAI= LocationMNC= Mobile Network Code Area IdentityLAC = Location Area Code

Location Update

Location Area Code betaat uit 2 octets waarmee een Location area binnen het netwerk kan worden geidentificeerd.

Location Update

LAI via Control ChannelBroadcast

Location Update

Geen gesprek- mobile station luistert naar broadcast channel.

Wie verstuurt het sterkste signaal? Dit basisstation wordt uitgekozen. Mobile meldt zich aan. Basisstation verstuut LAI. LAI wordt opgeslagen in de SIM.

Location Update

Ontvangen LAI= LAI in SIMlocation update wordt opgestart

MS beweegt door het netwerk. Signaalsterkte van het huidige basisstation neemt af. MS stemt af op een nieuw (sterker) basis-station.

Nieuwe LAC wordt vergeleken met LAC in SIM. Loaction Update procedure.

Bij een verandering van VLR krijgt de gebruiker ook een nieuwe Temporary Mobile Subcriber Identity (TMSI) code toegewezen.

Het Mobiele Station kan periodiek om een location update vragen.

Het tijdsinterval waar in dit binnen gebeurt is in te stellen op het mobiele station.

verloren gegane of onbetrouwbaare informatie wordt zo tijdig ververst.

Attach operation



GOLDGOLD

NetworkMobieleDienstenCentrale

VLR

Mobile wordt actief

Attach operation

Mobile Station wordt actief. Mobile vraagt om een radiokanaal en verstuurt de

location update request message naar de BTS. De BTS stuurt deze boodschap door naar de VLR.

DETACH OPERATION



GOLDGOLD

NetworkMobieleDienstenCentrale

VLR

Mobile wordt inactief

DETACH OPERATION

Mobile Station wordt uitgeschakeld. MS verstuurt een IMSI detach indication message

naar de BTS. Het Basisstation verstuurt deze boodschap door naar

het VLR waar geregiseerd staat dat het mobile station geen oproepen kan ontvangen.

reflectedpath

line ofsight path

Handover criteria

Signal strength. Bit Error rate. Distance.Power budget.

Variaties in de signaalsterkte

Macroscopic. Microscopic.

Macroscopic signal strenght fading

veroorzaakt door: hoogte verschillen in het landschap. shadowing and bending van signalen. verloopt via een logaritmische curve. andere namen zijn: local mean, long term of log

normal fading.

Macroscopic signal strenght fading

Afhankelijk van: Antenne hoogtes van Basis Transmit Station en

Mobile Station. Frequency. Afstand. Omgevings omstandigheden.

Microscopic Signal Strenght Fading

het mobiele station beweegt en ondervindt variaties, doordat signalen via verschillende transmissie wegen worden ontvangen.

andere benamingen: multipath, short-term of Rayleigh fading.

GSM 900 DCS 1800Uplink band

Downlink

Channel spacing

Total # channels

Duplex spacing

# Time slots

890-915 MHz 1710-1785 MHz

935-960 MHz 1805-1880 MHz

200 kHz 200 kHz

124 374

45 MHz 95 MHz

8 8

Voordelen van digitale transmissie

betere spraak kwaliteit. afluisteren is niet mogelijk. effectief gebruik van de beschikbare bandbreedte. niet gevoelig voor interferentie ISDN Compabiliteit. verschillende drager- en aanvullende- diensten zijn

mogelijk.

Vermogensklassen van mobiele stations

GSM 900 W(dBM) DCS-1800 W(dBM)class

12

345

1(30)

0,25(24)

4(36)

8

5

2

0.8

-

--

vermogensklassen van basisstations

Class GSM 900 W DCS-1800 W1 320 202 160 103 80 54 40 2,55 20 -6 10 -

7 5 -

8 2,5 -

GSM 900 /DCS 1800 Radio link

Access method TDMAModulation method GMSKRF channel spacing 200kHz

Voice circuits per carrier 8Gross bit rate 271kbit/s

Spectral efficiency 1.35 bit/s/HzSpeech coder rate 13kbps

Error proteced coded speech 22.8kbpsOverhead 11.1kbps

Analoge toegang

Eerste generatie systemen. Single channel per user concept. FDMA- Frequency Division Multiple Access. Nordic Mobile Telecommunication (NMT) in

Nederland. Beschikbare spectrum is verdeeld in kanalen A, B,

C, D.

Analoge Toegang

Tijdens de verbinding heeft de gebruiker een compleet kanaal van 25 kHz tot zijn beschikking.

De modulatie kan digitaal of analoog zijn. Meestal, digitale signalering met analoge FM

gemoduleerde spraak.

Digitale Toegang

Tweede generatie systemen. Gebruiker krijgt gedurende een korte tijd toegang tot

de frequentie. Gedurende die tijd kan de gebruiker met een hoge

snelheid gegevens versturen. (traffic burst.) Betere benutting van het beschikbare frequentie

spectrum.

Time Division Multiple Access

Tweede generatie systemen. Toegepast in GSM- 900 en DCS-1800 systemen. De gebruiker moet de frequentie delen met zeven

andere gebruikers. Totaal acht tijdsloten per frequentie.

GSM 900 Uplink Band

012

34

56

7

890 Mhz

TDMA4.615ms

891 Mhz

200 kHz

TDMA principe

8 fysieke kanalen per RF drager (8 tijdsloten). elke drager heeft een bandbreedte van 200 kHz. 1 tijdslot per gebruiker per TDMA frame ( voor

spraak, data, signalering). de tijdsduur van een tijdslot bedraagt 577 microsec.

TDMA principe

• elk TDMA frame duurt 8 maal 0,557= 4,615 ms• Tussen de zend- en ontvangst frequentie zit een

tussenruimte van 45 MHz.• Bij Freqentie Hopping verandert de zend en

ontvangstfrequentie voor elk opeenvolgend tijdslot.

Fysieke kanalen

Een fysiek kanaal wordt gedefineerd door: de frequentie. – 124 duplex frequenties voor GSM- 900.– 374 duplex frequenties voor DCS-1800. het gebruikte tijdslot behorend bij die frequentie. – 8 tijdsloten per frequentie

Maximaal aantal kanalen

Bereken het maximaal aantal kanalen bij GSM en DCS 1800.

Antwoord

GSM : 124 maal 8 = 992 kanalenDSC 1800 : 374 maal 8 = 2992 kanalen

Aantal gespreken per basisstation

Bereken het aantal gebruikers dat via een basisstation met 5 frequentie’s kan bellen.

Antwoord

5 maal 8 = 40 gebruikers

Logische kanalen

Een logisch kanaal maakt gebruik van het fysieke kanaal om een bepaalde soort informatie te transporteren.

De meest voorkomende logische kanalen zijn Traffic channels en Control channels.

van source data naar digital radio transmissie

Coding - omzetten van de basis data signalen zodat deze beschermd worden en over de radiotransmissieweg verstuurd kunnen worden.

Modulatie - omzetten van de fysieke vorm van het signaal zodat het over de radioweg getransporteerd kan worden.

Codering

Spraak codering en decodering Kanaal codering Bit interleaving Encryptie Mulptiplexing

Radio transmissie

Coding Modulatie

De-modulatie

Decoding

Information input

Information output

Zender

Ontvanger

Spraakcodering

FM modulator

ADC

3 kHz

Filter

Filter

Filter analysis

Coding

64 kbit/sA- law

Analoge FM modulatie

Telefonie PCM

Lineare predictive coding

Voice parameter bits

13kbit/s

Speech phonemes

Phonemes - elementaire geluiden/klanken. 30 - 50 verschillende soorten Phonemes. aantal Phonemes is afhankelijk van de soort taal. maximaal 10 Phonemes per sec.

Wat is de minimale bitsnelheid voor spraak?

Vraag?

Antwoord:

Maximaal 50 Phonemes - 6 bits zijn nodig voor de codering- 64 mogelijkheden.

Sneheid van spreken - 10 Phonemes per seconde

Bitsnelheid = 6 bits * 10Ph /sec = 60 bit/sec.

Dit signaal is verstaanbaar, niet herkenbaar!

Speech Produktion Model.

methode voor de reproduktie van spraak. gebaseerd op Phonemes. maakt gebruik van een beperkt aantal. parameters

nodig voor verstaanbaarheid. gedurende een bepaalde periode 10-30 msec zijn

deze parameters constant. voorspelling van de waarde van een parameter is

mogelijk. (Linear Prediction Coding)

Parameter Coding.

Alleen een beperkte hoeveelheid informatie (de parameters) wordt meegestuurd.

De benodigde transportcapaciteit is 1 - 3 kbit/s. De decoder maakt gebruik van het speech

production model. De spraak is verstaanbaar maar niet herkenbaar.

Waveform Coding

De spraak-sinusvorm wordt zo goed mogelijk overgebracht.

De bandbreedte bedraagt 3100 Hz De signaal/ruis verhouding is beter dan 30 dB Bitrate tussen 24 kbit/s - 64 kbit/s.

Hybride codering.

Combinatie van Wavevorm codering en Parameter codering.

Wordt in GSM/DCS 1800 toegepast.

Soorten codering

2 4 8 13 16 32 64

GSM/DCS Full Rate

wavevormhybride codingparametercoding

syntheticquality

Telefoniequality

Communication

quality

Spraak codering in het Basisstation

8 bit A lawto13 bit uniform

104 Kbit/s uniform8000 samples

RPE-LTPspeech encoder

RPE-LTPspeechdecoder

13 Kbit/s

13 Kbit/s13 bit uniformto8 bit A law

64k

64k

104 K

104 K

Channel codinginterleavingencryption

Speech Coding in het Basis Station

64 kbit/s PCM Alaw wordt omgezet in een lineaire 13 bit per sample bitstroom (104 Kbit/s)

104 Kbit/s stroom wordt toegevoerd aan de regular pulse excitation - long term prediction.

blokken van 160 samples (2080 bits) per 20 msec


De RPE-LTP coder zet de 2080 bits per 20 msec om in 260 bit/s per 20 msec.

van deze 260 bit/s zijn :– 182 Class I bits, deze bits worden voorzien van

protectie tegen transmissiefouten op de radiolink.– 78 Class II bits, die zonder bescherming

overgestuurd worden.


In de Discontinuous Transmission mode wordt elke 480 msec een spraakblok verstuurd, dat comfort-ruis bevat.

Vraag:

Het kan voorkomen dat de omzetting van 64 kbit/s naar 13 kbit/s in de Basis Station Controller of in de Mobile Service Controller plaatsvindt. En niet in het Base Transciever Station

Wat is hier het voordeel van?

Antwoord.

De besparing van transportcapaciteit! 8 fysieke kanalen van het A - bis worden in 3 PCM

30 tijdsloten verpakt.

Speech coding in het Mobiele Station

LPF ADC RPE- LTP speech encoder

LPF ADCRPE-LTPspeech decoder

Spraak

Spraak

13Kbit/s

13Kbit/s

104 Kbit/s

104 Kbit/s

Speech coding in het Mobiele Station

Het spraaksignaal wordt voor transmissie via een laag doorlaat filter aan een lineaire 13 bit analoog/digitaal omzetter met een sample frequentie van 8000 Hz toegevoerd.

het uitgangssignaal is een 104 kbit/s signaal. de RPE-LTP maakt hiervan een 13 kbit/s signaal

Channel Coding

260 data bits elke 20 msec. Protection voor Class I bits 196 bits elke 20 msec. Totaal 456 bit/s elke 20 msec. Wat is de transmissie snelheid op de lijn?

Channel Coding

456 bits * 1000/20 = 22,8 kBit/s.

Bit interleaving

Burst B114 bits

Blok N456 bits

Blok N + 1456 bits

Blok N + 2456 bits

Burst B + 7114 bits

Bitinterleavingover 8 bursts

57 57 5757

Burst B116 bits

Burst B + 7116 bits

Encrypt and addstealing bits

Add overheadbits

Burst B148 bits

Burst B +7148 bits

Multiplexin TDMA

Bit Interleaving

456 bits datablok verdeelt over 8 subbloken van 57 bits.

even bits over 4 subbloken oneven bits over 4 subbloken 2 subblokken van verschillende datablokken worden

samen gevoegd tot een data burst van 114 bits.

Bit Interleaving

De subblokken met even bits in de Bursts B, B+1, B+2 en B+3.

De subblokken met oneven bits in de Bursts B+4, B+5, B+6 en B+7.

De databursts worden in de tijdsloten gemapped.

Bit Interleaving

Fouten worden verspreid. Complete data blokken worden niet vernietigd. Door de CRC fout protectie bits kunnen kleinere

fouten worden gecompenseerd.

Bit Interleaving

Beperkt tot 8 subblokken voor spraak/data. Beperkt tot 4 subblokken voor signalering.

Bit Interleaving

looptijd vertraging wordt anders te groot. wachttijd in de ontvanger op subblokken. samenvoegen van datablokken in de ontvanger.

Data Encryptie

Zender OntvangerTDMAframenumber

A5 A5

= 1 = 1

144 bitscipher block

144 bitscipher block114 bits

data blok Channel

Key Kc64 bits

Key Kc64 bits

22 bits

Ex of poort

X Y Z

= 1

0 0 0

110

1 0 1

1 1 0

Burst types

Normal Burst (NB)– Bevat informatie van Traffic en Control Channels.

Behalve RACH. Dummy Burst.– Wordt verstuurd indien er geen data aanwezig is.

Burst types

Access Burst (AB).– voor mobiele stations om toegang te krijgen tot een

RACH– gebruikt na handover. Frequency Correction Burst.– bevat het FCCH.– zorgt voor de synchronisatie van de zend-frequenties

van de Mobile stations ten opzichte van de Basisstations.

Burst types

Synchronisation Burst.– bevat het SCH.– bevat het TDMA frame nummer.– bevat de basis station identity code.– zorgt voor de frame synchronisatie.

Burst types opbouw

Training sequence van 26 bits

Encrypted Information van 57 + 1 Bit

Tail Bits (3) Tail Bits

Guard periodStealing flag bits

156,25 bits8,25 bits

Burst Types Opbouw

Training sequence - vast patroon, bekend bij het basisstation en het mobiele station.

Het mobiele station kan hier mee verstor-ingen op de transmissieweg voorspellen en corrigeren

26 bit patroon.

Burst Types Opbouw

Encrypted bits, dit zijn de voor de gebruiker nutige bits, waarmee spraak, data etc. kan worden getransporteerd.

Tail Bits, dit zijn de begin resp. eind vlagen.

Burst Types Opbouw

Guard period (GP) - noodzakelijk voor :– het aan-resp. uit schakelen van de transmitter.– voor en na de burst dient het zendniveau nul te zijn. – Dit voorkomt “overspraak” op andere kanalen.

Burst Types Opbouw

Stealing flag bits - het gebruik van informatie bits voor signalering.

Door deze stealing bits kan de ontvanger onderscheid maken tussen data en signalerings informatie.

Deze stealing bits Hj en Hu geven resp. het begin en het einde van het FACCH aan.

Burst opbouw

Training sequence van 26 bits

Encrypted Information van 57 + 1 Bit

Tail Bits (3) Tail Bits

Guard periodStealing flag bits

156,25 bits8,25 bits

De Tial Bits

? Vraag: Geven de tailbits de soort burst aan?

Antwoord: de tailbits zijn altijd het zelfde, (0,0,0).

Synchronisatie Burst

? Vraag: Is de data in de synchronisatie burst versleuteld?

! Antwoord: Ja. Het framenummer is nodig voor de ontcijfering van de data die vercijferd over de lijn worden verstuurd.

G.P.S. navigatiesysteem

Global Positioning System (G.P.S) Netwerk voor doorgifte van: Positie op aarde. Hoogte ten opzichte van aardopervlakte. Hoogte ten opzichte van het zeeniveau.


GPS wordt gebruikt voor: Militaire toepassingen. ( Departement of Defense) Geologische toepassingen. Lucht/Scheepvaart. Transport ondernemingen. Recreatie.


Het GPS bestaat uit: Ruimte segment. Controle segment. Gebruikers segment.

Ruimte segment

Constellatie van 21 satellieten. Drie reserve satellieten. (actief) Gebruiker ziet altijd minimaal 5 satellieten.

Ruimte segment.

Satellieten versturen een spread spectrum signaal met een bandbreedte van 1 MHz.

Zendfrequenties zijn resp. 1575,42 Mhz en 1227,6 Mhz.

Tweede frequentie alleen voor de militaire modus.

Controle Segment

Grondstation op Air Force Base in Colorado. Grondstation geeft de correcties voor de positie en

de klok in de satelliet door.

Gebruikerssegment

GPS ontvangers minimaal vier satellieten moeten gezien worden. Ontvanger zet informatie van vier satellieten om

hoogte, lengtegraad en breedtegraad, snelheid en tijd.

Ontvanger kan bestaan uit PCMCIA kaart.

Nauwkeurigheid GPS

Standard Postioning System (SPS) Nauwkeurigheid tot 100 meter in het horizontale

vlak. Civiel gebruik.

Nauwkeurigheid GPS

Precise Positioning Systems (PPS). Nauwkeurigheid van 17,8 meter Militaire toepassingen. Extra informatie ten opzichte van Standard

Positioning System. ( vercijferd ) Ontcijfering met hulp van geheime sleutel.

Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997

DCA 20 (DECT COAX ACCES NETWORK)

CableDECT


Overzicht presentatie Inleiding DRA 1900 & DCA 20 DECT techniek Netwerkonderdelen

RSNM RNC DAN CNTU & PCU

Foutzoeken Vragen & Afsluiting

Voor vragen en opmerkingen:telefonisch: toestel 225 (015-2569284) / e-mail: [email protected]


DECT

DIGITAL

ENHANCED

CORDLESS

TELECOMMUNICATIONS


Eigenschappen...

Kwaliteit minimaal gelijk aan bestaande telefoonlijn Goede encryptie en authenticatie. Automatische frequentie-verdeling. Zowel data als spraak overdracht. Robuust!


Bestaande technologie ...

Draadloos telefoon systeemDCT 900 Freeset (CT3) 1991

Draadloos telefoon systeemDCT 1800 Freeset (DECT) 1993

DECT Radio Access SystemDRA 1900 (DECT) 1995

Cable Access System DCA20 (DECT) 1997

de vierde generatie


DRA 1900

RNC

Radio NodeController

LELocal

Exchange DANDECT Acces Node

RSNMRLL Sub-Network

Manager


PCU

FAUFixed Access

Unit

PowerConnector

Unit

DRA 1900

220V

NAARDAN


DRA 1900

F0: 1897,344 MHz F5: 1888,704 MHzF1: 1895,616 MHz F6: 1886,976 MHzF2: 1893,888 MHz F7: 1885,248 MHzF3: 1892,160 MHz F8: 1883,520 MHzF4: 1890,432 MHz F9: 1881,792 MHz

FREQUENTIE INDELING

formule: 1897.344 MHz - n x 1,728 MHz (0 =< n < 9)


DCA 20

RNC

Radio NodeController

LELocal

Exchange

DAN

RSNMRLL Sub-Network

Manager

DAN

WKC

WKC

Utrecht

TerminalWoerden

Leidschendam

CATV

CATV


PCU

CNTUCable NetworkTerminator Unit

PowerConnector

Unit

DCA 20

220V

Radio/TV

AOP

CATVNETWERK


DCA 20

F0: 22,464 MHz F5: 13,824 MHzF1: 20,736 MHz F6: 12,096 MHzF2: 19,008 MHz F7: 10,368 MHzF3: 17,280 MHz F8: 8,640 MHzF4: 15,552 MHz F9: 6,912 MHz

FREQUENTIE INDELING


DCA 20 SPECIFICATIES

RF draaggolven 22,464 MHz - n x 1,728 MHz (0 =< n < 9)Frequentieband 5 - 23 MHzFrequentie stabiliteit ± 25 ppm (crystal controlled)Aantal draaggolven 10Modulatievorm GMSK (Gaussian filtered Minimum Shift Keying)Draaggolf afstand 1,728 MHz‘Access’ Methode TDMA / TDDTDMA frame lengte 10 msAantal sloten per frame 24 (12 full duplex)TDMA slot lengte 0,417 ms (= 10 ms / 24 sloten) TDMA bits per slot 480 (spraak: 320 bits & overhead 160 bits)Bit Rate 1152 kbit/s (= 480 bits / 0,417 ms)Total aantal kanalen 120Spraak Codering 32 kbit/s ADPCM


DECT

Gebruikt een radio spectrum van 20 MHz. Totaal 10 draaggolven

(BW: 1,728 MHz / draaggolf). Elke draaggolf is verdeeld in 12 duplex tijdsloten

voor 12 gelijktijdige gesprekken. Met 10 draaggolven maximaal 120 gelijktijdige

gesprekken.


DECT beschikbare kanalen

TDMA (Time Division Multiplex Access)

Frequentie-domein

draaggolven

10

12tijdsloten

Tijddomein

10 draaggolven x 12 tijdsloten=120 full duplex kanalen


DECT frame structuurF0F9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 23 24

10 ms

spraak / datasignaleringsynchronisatieerror

controlguardband

aantalbits 32 64 320 8 56

transmissie basis naar handset transmissie handset naar basis


OPBOUW DECT interface TDMA FRAME

Tijd (seconden)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 3 5 7 9 94 96 98 100

TDMA frames: 10 ms elk

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

TDMA frame: 2 x 12 kanalen

DAN zend-tijd CNTU zend-tijd

synchronisatie signalering spraak / data controle guard space

Informatie overdracht (aantal bits)

32 64 320 8 56

480 bitsdatasnelheid: 1152 kbit/s


PCMPulse Code Modulatie

Voordelen:• Storings ongevoelig• Goedkope elektronica

Nadelen:• Synchronisatie benodigd• Meer bandbreedte nodig

• analoge spraak = 4.000 Hz• digitale spraak = 64.000 Hz


PCM proces

Bemonstering Kwantificatie Codering Decodering Filtering


PCM Bemonstering

Bemonsterings-frequentie : 4000 x 2 = 8000 Samples/sec.

Maximaal256 Niveau’s


PCM Kwantificatie

256


PCM Codering

256

1100

1000

1101

0010

1100

1000

1101

1100

1101

0010

0101

1010

0101

1010

0111

1000

0111

1000

0101

1010

1010

0000

200210

90

120

220

120

90

210

200

90

160

8 bits getal x 8000 samples/sec. = 64 000 bit / s = 64 kbit / s = één PCM slot


A DPCM

n

ADAPTIVE: VERTICALE AS WORDT AANGEPASTAFHANKELIJK VAN HET SIGNAALNIVEAU


A D PCM

n

+20-25 +25

-20

-20+25

-25+20

TIJD

DIFFERENTIAL: ALLEEN VERANDERINGENWORDEN VERZONDEN


PCM-frame

32 PCM gecodeerde kanalen (64 kbit/s)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 15 16 17 18 19 26 27 28 29 30 31

01010100001011010001111101011011

SYNC.ALARM

SIGNALERING


ADPCM-frame

64 PCM gecodeerde kanalen (32 kbit/s)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 15 16 17 18 19 60 61 62 63

01000101

01110011

SYNC.ALARM

SIGNALERING


PAUZE !


2 Mbit/s Interface30 gecodeerde spraak/data kanalen

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 29 30 31

SynchronisatieAlarm

Abonnee 33 40 86

Abonnee 33 40 82

Abonnee 33 40 78

Data(signalering)

CCITT G.703 / G. 704

Abonnee’s :Kanaal 1 - 15Kanaal 17 - 31

RNC naar Local ExchangeRNC naar Local Exchange


RNC naar DAN

0 1 2 3 4 5 6 16 31

SynchronisatieAlarm

Eerste gesprek

Tweede gesprek

Derde gesprek

Data(signalering)

Gesprekken :Kanaal 1 - 15Kanaal 17 - 60

1 3 5 7 9 11 58 60

ADPCM

2 Mbit/s Interface 60 gecodeerde spraak/data kanalen


Capaciteit Netwerkonderdelen

• 1 RSNM 128 RNC’s.

• 1 RNC 600 gesprekken.(1 - 8 DAN’s)

• 1 DAN 72 gesprekken (12 per RFP-kaart).60 gesprekken (2 Mbit verbinding).


RSNM


RSNM Management systeem

UTRECHT

RIJSWIJK WOERDEN

2 Mbit link

SWITCHNORTEL

RNC

(2 Mbit/s)

V.5.1

Terminal Server

SDH NETWERK

Terminal ServerTerminal Server

CNTUprogramming

CNTUprogramming

V.24 V.24

X-TERMINALX-TERMINAL

DAN

DAN


RNC


WKC10 (Leidschendam)


DAN CONFIGURATIE

RFP 6

RFP 5

RFP 4

RFP 3

RFP 2

RFP 1

LO

3 x MIXER

3 x MIXER

NCU-CB

NCU-BI

6x 5/23 MHz

1880 - 1900 MHz


Blokschema CNTU

PLL LO

G=13dB

Demodulator

110.592 MHz

100,8 MHz

RX

TX

5 / 23 MHz

G=33dBCATV

RADIO/TV

46/862 MHz

5/862 MHz

9,792 MHz

DATA

107.712-123.264

117.504-133.056

115-120 dBuV

Modulator


CNTU

De authenticatie code (16 bytes) vormt met een random getal de controle voor het opzetten van een gesprek.

Bij eerste inmelding ontvangt de CNTU een Portable Technical Number (PTN) welke wordt gebruikt voor het opzetten van gesprekken.


Inkomend gesprek: van local exchange naar CNTU

RNCLocal Exchange

RSNM DAN

CNTUDAN

inkomend gesprekuitzenden PTN van opgeroepen CNTU

kanaal verzoek

kanaal toekenning

authenticatie verzoek

authenticatie toekenning

belsignaal

opnemen

spraak / data transparante spraak / data

analoogADPCM (gecodeerd)ADPCMPCM


Uitgaand gesprek: van CNTU naar local exchange

RNCLocal Exchange

RSNM DAN

CNTUDAN

analoogADPCM (gecodeerd)ADPCMPCM

hoorn opnemenkanaal verzoek

kanaal toekennen

authenticatie verzoek

authenticatie toekennen

opnemen

kiestoon

nummer kiezen

spraak / data transparante spraak / data


Foutzoeken

Abonnee Klantenservice FNB Monteur

Ik kan de telefoon niet gebruiken

Controle m.b.v. foutdiagram

Ik kan nog steeds de telefoonniet gebruiken Foutmelding Fout

correctie

Probleem opgelost ?

Foutcorrectie

RSNM

Probleem opgelost ?

Foutmelding

Probleem opgelost !


CNTU V.2Cable NetworkTerminator Unit

DCA 20

Radio/TVAOP

CATVNETWERK

Versie 2 (1998)

Toekomst: Combinatie van Cable DECT & GSM.


AFKORTINGEN

ADPCM Adaptive Differential Pulse Code ModulationCDAN Cable DECT Access NodeCDCS Continious Dynamic Channel SelectionCDMA Code-Division Multiple AccessCNTU Cable Network Terminator UnitDECT Digital Enhanced Cordless TelecommmunicationsFAU Fixed Access UnitLE Local ExchangePABX Private Automatic Branch ExchangePOTS Plain Old Telephone ServicePTN Portable Technical NumberPUN Portable Unit NumberRSNM RLL Sub-Network ManagerRNC Radio Node ControllerTDD Time Division DuplexingTDMA Time Division Multiplex Access

Differential- GPS

Dit is een GPS satelliet

Dit is een bekendeplaats

Informatievan satelliet

Informatie vanbekende aardse plaats

Differential- GPS

Gemeten positie via GPS wordt vergeleken met informatie van een bekende locatie op aarde.

per ontvangen satelliet kan een correctiewaarde worden bepaald

Het referentie station geeft de correctie-waarde door naar ontvangers met een D-GPS ingang.

Differential- GPS

Correctie waarden worden doorgegeven via bijvoorbeeld FM zenders. (RDS)

Signaalvertragingen in de tropo- en ionosfeer worden gecorrigeerd.

Nauwkeurigheid van Standard Positioning System plus D-GPS is beter dan Precise Positioning System.

Differential- GPS

D-GPS in combinatie met SPS. nauwkeurigheid van 1 tot 10 meter

D-GPS in combinatie met PPS. nauwkeurigheid van 1 mm tot 1 cm

Technisch ingewikkeld. Kost een paar centen. (maar dan heb je wel wat)

Andere Systemen.

GLONASS GNSS

GLONASS

Russische tegenhanger van GPS. 24 satellieten. 1602 Mhz en 1246 MHz zijn de zend frequenties. Geen verminderde nauwkeurigheid.

GNSS

Global Navigation Satellite System. Onder civiele controle. Drie regionale onderdelen: WAAS (Noord Amerika) MSAS (Japan) EGNOS(Europa)

EGNOS

Operationeel in 2002. geschikt voor GLOSNASS en GPS. commercieele exploitatie

VSAT.

Very Small Aparture Terminal. VSAT. Satellietverbindingen ten behoeve van vaste

verbindingen.

VSAT

Multi-drop verbindingen. Een zender met meerdere ontvangers. Ideaal voor winkelketens om prijslijsten te

verspreiden. Grens overscheidende datacommunicatie is duur.

Analoge standaarden voor cordless telefonie

CT O CT 1 CT 1 plusFreqenctieband 1,6/47 914-916Mhz

959-961Mhz885-887930-932

Aantal kanalen 1-8 40 80Bandbreedte niet vast gelegd 4 4Kanaal afstand niet vastgelegd 25 25Toegangsprocedure F D M A F D M A F D M AZend/Ontvangst F D D F D D F D DKanaaltoekenning vast dynamisch dynamischModulatie niet vastgelegd Frequentie modulatie Frequentie modulatieNetopbouw met Cellen Niet mogelijk beperkt beperktHandover nee beperkt beperktMax zend vermogen niet vastgelegd 10 W 10 WBereik meerdere km < 300 m < 300 mCapaciteit 1 gebruiker per systeem 200 E/km2 200 E/km2

Standaarden voor digitale cordless telefonie

CT 2 CT 3 DECTFreqenctieband (M H Z) 864-868 800-1000 1880-1900Aantal Kanalen 40 32/64 120Bandbreedte 4 8/4 20Kanaalafstand 100 1000 1728Toegangsprocedure F D M A F D M A/ T D MA F D M A/T D M AKanaal toewijzing Dynamisch Dynamisch DynamischDuplexkanaal per drager 1 8 12Datarate (kbit/s) 72 - 1152Modulatie G F S K G M S K G M S KSpraakcodering A D P C M A D P C M A D P C MCelullare opbouw JA JA JAHandover JA JA JAMaximaal zendvermogen 10 100 250Bereik <300m <300m <300mCapaciteit 500 E/km2 50000E/km 50000E/km


Afsluiting presentatie ...

Vragen of opmerkingen ?

Basis Cursus Mobiele Communicatie

Documents

Transcript of Basis Cursus Mobiele Communicatie