GSM
Résolu/Fermé2 réponses
Bonjour,
Multiplexage temporel (TDMA)
Pour le GSM, chaque porteuse est divisée en intervalles de temps (IT) appelés slots. La durée d'un slot a été fixée à Tslot = (75/130) ms = 0.5769 ms. Un slot accueille un élément de signal radioélectrique appelé burst.
A chaque time slot, on associe un nombre connu par la station de base (BS) et le mobile (MS). Le numérotage des slots est cyclique de durée 3,5 heures. L'accès TDMA (Time Division Multiple Access) permet de partager entre différents utilisateurs une bande de fréquence donnée et, sur une même porteuse, les slots sont regroupés par paquet de 8 : Ttdma = 8.Tslot = 4,6152 ms. Chaque utilisateur utilise alors un slot de la trame TDMA.
On considère aussi les multitrames, les supertrames et les hypertrames, fonctions de la trame TDMA et définies comme telles : hypertrame = 2048 supertrames = 2048*51 multitrames = 2048*51*26 trames TDMA.
Compensation du temps de propagation aller - retour : Timing Advance (TA) :
Les utilisateurs d'un système cellulaire sont à des distances variables de leur station de base et subissent des délais de propagation tp différents (à titre indicatif 30 km sont parcourus en 100µs). Dans le contexte TDMA, il est ainsi nécessaire que deux mobiles qui utilisent deux slots consécutifs n'envoient pas des bursts qui se chevauchent au niveau du récepteur de la BTS. Le délai de propagation peut atteindre quelques centaines de ms (très faible par rapport aux systèmes satellitaires) mais on ne peut pas le négliger car dans le cadre du GSM certaines cellules atteignent 35 km.
La solution est de compenser ce délai avec le paramètre d'avance en temps TA (Time Advance) correspondant au temps de propagation aller-retour (2.tp). Pour illustrer, on considère deux mobiles dans la même cellule : le premier mobile MS1 est en limite de cellule alors que le second mobile MS2 se trouve près de la BTS. On suppose que les deux mobiles utilisent des slots consécutifs sur la même porteuse : MS1 émet sur le slot 1 et MS2 émet sur le slot 2.
En l'absence de compensation de temps de propagation tp, les bursts émis par chacun des mobiles MS1 et MS2 se chevaucheront au niveau de la réception de la BTS :
En effectuant une gestion du paramètre TA, les bursts émis par les deux mobiles ne se chevauchent plus. Le mobile le plus éloigné avance l'émission de chacun de ces slots d'une durée tp par rapport à l'instant de début de slot, c'est à dire 2tp=TA.
Bilan
Avec 62 canaux et 8 intervalles de temps par canal, on a donc un système qui allie un multiplex fréquentiel (FDMA - Frequency Division Multiple Access) et un multiplex temporel (TDMA - Time Division Multiple Access). Un canal physique est donc défini par :
. un numéro de Time Slot TS (dans une trame TDMA).
. une fréquence (ou une loi de saut de fréquence si le saut de fréquence lent est implanté).
Ainsi, il apparaît de manière évidente que la capacité d'un réseau GSM est limitée par son nombre de fréquences. C'est pourquoi la réutilisation de ces dernières est nécessaire.
La modulation choisie pour le GSM est la modulation GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying : modulation avec porteuse à minimum de saut de phase, gaussienne pour "arrondir" les angles des changements).
Le codage de la parole peut se faire se faire de manière traditionnelle ou avec l'utilisation de l'EFR (Enhanced Full Rate) qui correspond à un logiciel de codage de la parole plus évolué que le précédent. C'est le son haute résolution.
Un mobile accède donc au réseau de manière discontinue dans le temps. Il envoie des rafales d'informations (appelés Burst), d'une durée exacte de 156,25 bits, occupant toujours un même intervalle de temps (Time Slot) sur un canal. L'accès au canal montant et au canal descendant se fait toujours de façon décalée: il y a 2 slots de décalage entre le sens uplink et le sens downlink. Ce décalage permet notamment un filtrage duplex plus simple. On a donc 4 time slots qui permettent au mobile de faire des mesures et scruter les canaux des cellules adjacentes dans une phase appelée "monitor".
3.2 Canaux logiques
L'interface radio représente la partie délicate de la chaîne de transmission et le système doit faire face aux différents problèmes du lien mobile-réseau au niveau de la propagation (atténuation, évanouissements, interférences...), mais aussi au niveau de la gestion du réseau : il est nécessaire d'avoir des fonctions de contrôle pour que le mobile se rattache à la station de base la plus favorable, pour établir et surveiller le déroulement d'une communication ou encore assurer le handover. L'utilisation de canaux logiques va permettre une utilisation efficace des ressources radio et une qualité de service satisfaisante. Parmi ces canaux on distingue les canaux dédiés (TCH et SDCCH), c'est à dire alloué à un mobile. Les autres canaux sont des canaux partagés entre mobiles.
Canaux dédiés : « Dedicated Channel »
Multiplexage temporel (TDMA)
Pour le GSM, chaque porteuse est divisée en intervalles de temps (IT) appelés slots. La durée d'un slot a été fixée à Tslot = (75/130) ms = 0.5769 ms. Un slot accueille un élément de signal radioélectrique appelé burst.
A chaque time slot, on associe un nombre connu par la station de base (BS) et le mobile (MS). Le numérotage des slots est cyclique de durée 3,5 heures. L'accès TDMA (Time Division Multiple Access) permet de partager entre différents utilisateurs une bande de fréquence donnée et, sur une même porteuse, les slots sont regroupés par paquet de 8 : Ttdma = 8.Tslot = 4,6152 ms. Chaque utilisateur utilise alors un slot de la trame TDMA.
On considère aussi les multitrames, les supertrames et les hypertrames, fonctions de la trame TDMA et définies comme telles : hypertrame = 2048 supertrames = 2048*51 multitrames = 2048*51*26 trames TDMA.
Compensation du temps de propagation aller - retour : Timing Advance (TA) :
Les utilisateurs d'un système cellulaire sont à des distances variables de leur station de base et subissent des délais de propagation tp différents (à titre indicatif 30 km sont parcourus en 100µs). Dans le contexte TDMA, il est ainsi nécessaire que deux mobiles qui utilisent deux slots consécutifs n'envoient pas des bursts qui se chevauchent au niveau du récepteur de la BTS. Le délai de propagation peut atteindre quelques centaines de ms (très faible par rapport aux systèmes satellitaires) mais on ne peut pas le négliger car dans le cadre du GSM certaines cellules atteignent 35 km.
La solution est de compenser ce délai avec le paramètre d'avance en temps TA (Time Advance) correspondant au temps de propagation aller-retour (2.tp). Pour illustrer, on considère deux mobiles dans la même cellule : le premier mobile MS1 est en limite de cellule alors que le second mobile MS2 se trouve près de la BTS. On suppose que les deux mobiles utilisent des slots consécutifs sur la même porteuse : MS1 émet sur le slot 1 et MS2 émet sur le slot 2.
En l'absence de compensation de temps de propagation tp, les bursts émis par chacun des mobiles MS1 et MS2 se chevaucheront au niveau de la réception de la BTS :
En effectuant une gestion du paramètre TA, les bursts émis par les deux mobiles ne se chevauchent plus. Le mobile le plus éloigné avance l'émission de chacun de ces slots d'une durée tp par rapport à l'instant de début de slot, c'est à dire 2tp=TA.
Bilan
Avec 62 canaux et 8 intervalles de temps par canal, on a donc un système qui allie un multiplex fréquentiel (FDMA - Frequency Division Multiple Access) et un multiplex temporel (TDMA - Time Division Multiple Access). Un canal physique est donc défini par :
. un numéro de Time Slot TS (dans une trame TDMA).
. une fréquence (ou une loi de saut de fréquence si le saut de fréquence lent est implanté).
Ainsi, il apparaît de manière évidente que la capacité d'un réseau GSM est limitée par son nombre de fréquences. C'est pourquoi la réutilisation de ces dernières est nécessaire.
La modulation choisie pour le GSM est la modulation GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying : modulation avec porteuse à minimum de saut de phase, gaussienne pour "arrondir" les angles des changements).
Le codage de la parole peut se faire se faire de manière traditionnelle ou avec l'utilisation de l'EFR (Enhanced Full Rate) qui correspond à un logiciel de codage de la parole plus évolué que le précédent. C'est le son haute résolution.
Un mobile accède donc au réseau de manière discontinue dans le temps. Il envoie des rafales d'informations (appelés Burst), d'une durée exacte de 156,25 bits, occupant toujours un même intervalle de temps (Time Slot) sur un canal. L'accès au canal montant et au canal descendant se fait toujours de façon décalée: il y a 2 slots de décalage entre le sens uplink et le sens downlink. Ce décalage permet notamment un filtrage duplex plus simple. On a donc 4 time slots qui permettent au mobile de faire des mesures et scruter les canaux des cellules adjacentes dans une phase appelée "monitor".
3.2 Canaux logiques
L'interface radio représente la partie délicate de la chaîne de transmission et le système doit faire face aux différents problèmes du lien mobile-réseau au niveau de la propagation (atténuation, évanouissements, interférences...), mais aussi au niveau de la gestion du réseau : il est nécessaire d'avoir des fonctions de contrôle pour que le mobile se rattache à la station de base la plus favorable, pour établir et surveiller le déroulement d'une communication ou encore assurer le handover. L'utilisation de canaux logiques va permettre une utilisation efficace des ressources radio et une qualité de service satisfaisante. Parmi ces canaux on distingue les canaux dédiés (TCH et SDCCH), c'est à dire alloué à un mobile. Les autres canaux sont des canaux partagés entre mobiles.
Canaux dédiés : « Dedicated Channel »
