modul 10. konsep kanal gsm
DESCRIPTION
konsep pengkanalan pada gsmTRANSCRIPT
Modul 10. Konsep Kanal Fisik danLogik pada Sistem Selluler
Modul 9 – Arsitektur Seluler
Faculty of Electrical and CommunicationInstitut Teknologi Telkom
Bandung – 2012
Interface pada GSM
MSC Transcoder BSC
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
MSC Transcoder BSC
BTS
A Interface AterInterface
AbisInterface
SPESIFIKASI AIR INTERFACE GSMSPESIFIKASI AIR INTERFACE GSMBand frekuensi : Uplink 890 MHz – 915 MHz
Downlink 935 MHz – 960 MHzDuplex spacing : 45 MHzCarrier spacing : 200 KHzModulasi : GMSKTransmision Rate : 270 KbpsMetode Akses : FDMA – TDMABasic Duplexing : FDDSpeech Coder : RPE LPC 13 Kbps
- Channel Coding- Interleaving- Frequency Hopping- Adaptive equalization
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Band frekuensi : Uplink 890 MHz – 915 MHzDownlink 935 MHz – 960 MHz
Duplex spacing : 45 MHzCarrier spacing : 200 KHzModulasi : GMSKTransmision Rate : 270 KbpsMetode Akses : FDMA – TDMABasic Duplexing : FDDSpeech Coder : RPE LPC 13 Kbps
- Channel Coding- Interleaving- Frequency Hopping- Adaptive equalization
MobileStation
Air interface
air interface distandarkan !, pada GSM adalah sebagai
berikut :-TDMA structure 8 timeslot per
RF carrier-0.577 ms per-timeslot
-interval frame = 8 timeslot =4.615 ms
-modulation scheme GMSKBT=0.3
-slow frequency hopping (217hops/s)
-dll
Standarisasi GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
BaseStation
MobileStation
Network
air interface distandarkan !, pada GSM adalah sebagai
berikut :-TDMA structure 8 timeslot per
RF carrier-0.577 ms per-timeslot
-interval frame = 8 timeslot =4.615 ms
-modulation scheme GMSKBT=0.3
-slow frequency hopping (217hops/s)
-dll
vendor bebasmengembangkanhandset dgnkeunggulan masing-masing, sepanjangbisa berkomunikasimelalui interface yangsudah distandarkan
vendor bebasmengembangkansubsystem, misalkanmeningkatkansensitivitas dansebagainya
ALOKASI KANAL GSM
890 915 MHzUplink
MS Transmit Band
935 960 MHzDownlink
BTS Transmit Band
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
200 kHz
CH 1 CH 2CH 124
200 kHz
CH 1 CH 2CH 124
ALOKASI KANAL OPERATOR GSM PERTAMA KALIALOKASI KANAL OPERATOR GSM PERTAMA KALIDI INDONESIADI INDONESIA
SATELINDO : 890 – 900 MHz (10 MHz)
TELKOMSEL : 900 – 907 MHz (7.5 MHz)
EXCELCOMINDO : 907.5 – 915 MHz (7.5 MHz)
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
SATELINDO : 890 – 900 MHz (10 MHz)
TELKOMSEL : 900 – 907 MHz (7.5 MHz)
EXCELCOMINDO : 907.5 – 915 MHz (7.5 MHz)
Frequency Used GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Struktur Air Interface pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Struktruk Frame GSM
5049210
1 multiframe for signalling51 TDMA frame = 235.38 ms
2524210
1 multiframe for speech/data26 TDMA frame = 120 ms
8 TS = 1 TDMA frame = 4.615 ms
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
0 1 2 3 4 5 6 7
8 TS = 1 TDMA frame = 4.615 ms
BURST = Contents of Time Slot
1 TS
156.25 bit = 576.88 s( 1 bit = 3.692 s )
Struktur Frame GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Hierarchy Frame in GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
51 & 26 Multiframe
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Konsep kanal pada GSMKanal terdiri dari dua jenis :
1. Kanal fisik:• Satu TimeSlot(TS) frameTDMA
merupakan satu kanal fisik• Setiap carrier RF terdiri dari 8
TS(CH 0 – 7)
2. Kanal Logic: Kanal Trafik (TCH) dapat
membawa suara atau datauntuk layanan komunikasi.TCH dibagi dua jenis, fullrate channel dengan Bitrate 13 Kbps dan half ratechannel dengan kecepatanbit 6,5 Kbps
Kanal Kontrol digunakanuntuk keperluan signalling
Kanal logik ditumpangkanpada kanal fisik
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Kanal terdiri dari dua jenis :1. Kanal fisik:
• Satu TimeSlot(TS) frameTDMAmerupakan satu kanal fisik
• Setiap carrier RF terdiri dari 8TS(CH 0 – 7)
2. Kanal Logic: Kanal Trafik (TCH) dapat
membawa suara atau datauntuk layanan komunikasi.TCH dibagi dua jenis, fullrate channel dengan Bitrate 13 Kbps dan half ratechannel dengan kecepatanbit 6,5 Kbps
Kanal Kontrol digunakanuntuk keperluan signalling
Kanal logik ditumpangkanpada kanal fisik
Istilah kanal (channel) dalam sistem komunikasibergerak seluler, memiliki 2 (dua) pengertian :
Kanal Fisik Kanal Logic
lebar pita tertentu, denganrate tertentu yang disediakanuntuk mengirim informasi(suara atau data) maupuninformasi kontrol
Adalah tipe data yang dilewatkanpada kanal fisik. Boleh berupadata trafik, maupun data kontroldan signalling
Istilah Kanal pada sistem Cellular
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
lebar pita tertentu, denganrate tertentu yang disediakanuntuk mengirim informasi(suara atau data) maupuninformasi kontrol
Adalah tipe data yang dilewatkanpada kanal fisik. Boleh berupadata trafik, maupun data kontroldan signalling
Kasus di GSM, kanal fisik ituadalah 8 time slot yangdisediakan tiap ARFCNselebar 200 kHz
Kanal Logik :- Membawa kanal trafik dan kontrol- Kanal logik yang berbeda digunakan
untuk tugas khusus yang berbeda- Informasi yang ditransmisikan kanal
logik tergantung dari tugas khususyang dimilikinya
TCH CCH CBCH
TCH/F TCH/HData orSpeech
Keluarga Kanal Logic pada GSMcontrol channel
traffic channel cell broadcast channel
Pengkanalan Pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
BCH CCCH DCCH
FCCH PCH AGCH ACCH SDCCHSCH BCCH
Mobile transmitsBase station transmitsBoth transmit
RACH
CCH
BCH CCCH DCCH
control channel
broadcast
Control ChannelKanal logik yang digunakan untuk manajemen komunikasi, manajemenmobilitas, dan manajemen resource (koreksi frekuensi dan sinkronisasi)
common control dedicated control
Pengkanalan Pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
BCH CCCH DCCH
FCCH PCH AGCH RACH ACCH SDCCHSCH BCCH
FCCH frequency correction channelSCH sincronization channelBCCH broadcast control channelPCH paging channelAGCH access grant channelRACH random access channel
SACCH FACCH
ACCH associated control channelSACCH slow associated control channelFACCH fast associated control channelSDCCH stand alone control channel
Logical Channel
Dibagi menjadi 2 group :1. Traffic Channel2. Control Channel
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Traffic Channel
Terdapat 2 jenis yaitu :1. Half Rate Channel dengan bit rate 6,5 kb/s2. Full Rate Channel dengan bit rate 13 kb/s
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Control ChannelTerbagi kedalam 3 kelompok besar yaitu :1. Broadcast Channel (BCH), bersifat
diarahkan ke semua MS.2. Common Control Channel (CCH), bersifat
dipergunakan bersamaan oleh MS3. Dedicated Control Channel (DCCH),
bersifat dipergunakan oleh MS yang sudahditentukan ( sudah ditentukan utkpelanggan tertentu )
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Terbagi kedalam 3 kelompok besar yaitu :1. Broadcast Channel (BCH), bersifat
diarahkan ke semua MS.2. Common Control Channel (CCH), bersifat
dipergunakan bersamaan oleh MS3. Dedicated Control Channel (DCCH),
bersifat dipergunakan oleh MS yang sudahditentukan ( sudah ditentukan utkpelanggan tertentu )
Kanal Kontrol BCHBroadcast Control Channel (BCH) Terdiri dari Broadcast ControlChannel (BCCH), FCCH ( Frequency Correction
Channel), SCH (Syncronisation Channel)
FCCH ( Frequency Correction Channel) Arah downlink Point to Multipoint Sinkronisasi frekuensi MS (MS Freq Synchronization) untuk menyamakan frek MS
pada frek BTS. Gelombang sinus
SCH (Syncronisation Channel) Arah downlink Point to Multipoint TDMA frame structure ( untuk sinkronisasi frame) Info BSIC (Base Station Identity Code)
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Broadcast Control Channel (BCH) Terdiri dari Broadcast ControlChannel (BCCH), FCCH ( Frequency Correction
Channel), SCH (Syncronisation Channel)
FCCH ( Frequency Correction Channel) Arah downlink Point to Multipoint Sinkronisasi frekuensi MS (MS Freq Synchronization) untuk menyamakan frek MS
pada frek BTS. Gelombang sinus
SCH (Syncronisation Channel) Arah downlink Point to Multipoint TDMA frame structure ( untuk sinkronisasi frame) Info BSIC (Base Station Identity Code)
Kanal Logik BCHBCCH ( Broadcast Control Channel ) Arah downlink Point to Multipoint Informasi LAI (Location Area Identity) Informasi power output maksimum MS Informasi BCCH carrier sel yang berdekatan, untuk mengetahui
frek tetangga untuk keperluan Handover
FCCH , SCH dan BCCH dipancarkan secaraterus menerus
Pembacaan FCCH, BCCH, dan SCH harusdilakukan tiap kali MS pindah sel
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
BCCH ( Broadcast Control Channel ) Arah downlink Point to Multipoint Informasi LAI (Location Area Identity) Informasi power output maksimum MS Informasi BCCH carrier sel yang berdekatan, untuk mengetahui
frek tetangga untuk keperluan Handover
FCCH , SCH dan BCCH dipancarkan secaraterus menerus
Pembacaan FCCH, BCCH, dan SCH harusdilakukan tiap kali MS pindah sel
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
CCCH
PCH AGCH RACH
Control Channel … cont’d
common control channel
D
- membawa informasi signalling yangdiperlukan untuk fungsi manajemen akses
- untuk membangun koneksi antara MS danBS sebelum penempatan MS ke DCCH(dedicated control channel)
D U
U/D
Pengkanalan Pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
PCH AGCH RACHD
- paging channel- untuk memanggil MS
- access grant channel- untuk penempatan MS
pada DCCH tertentu
D U
- random accesschannel
- permintaan dariMS untukmendapatkanDCCH tertentu
- ditransmisikandengan randomaccess burst
Kanal Logik CCCHCommon Control Channel (CCCH)
PCH ( Paging Channel ) Arah downlink Point to Multipoint Paging message ( IMSI/TMSI ) Test system ( yang mana yang ada, kalau ada IMSI menggunakan IMSI,
kalau ada TMSI menpergunakan TMSI )
RACH ( Random Access Channel ) Uplink Point to Point ( harus tahu ID User ) MS call set up, untuk minta kanal dipergunakan utk kanal signaling dan authentikasi
AGCH ( Access Grant Channel ) Downlink Jawaban dari RACH Point to Point Menyediakan kanal signalling (SDCCH)
PCH, RACH dan AGCH dipancarkan tergantung permintaanPT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Common Control Channel (CCCH)
PCH ( Paging Channel ) Arah downlink Point to Multipoint Paging message ( IMSI/TMSI ) Test system ( yang mana yang ada, kalau ada IMSI menggunakan IMSI,
kalau ada TMSI menpergunakan TMSI )
RACH ( Random Access Channel ) Uplink Point to Point ( harus tahu ID User ) MS call set up, untuk minta kanal dipergunakan utk kanal signaling dan authentikasi
AGCH ( Access Grant Channel ) Downlink Jawaban dari RACH Point to Point Menyediakan kanal signalling (SDCCH)
PCH, RACH dan AGCH dipancarkan tergantung permintaan
Control Channel … cont’d
DCCH
ACCH SDCCH
- DCCH digunakan untuk signalling dankontrol setelah pembangunan hubungan
dedicated control channel
associated controlchannel
stand alone dedicatedcontrol channel
SACCH FACCH- untuk authentikasi- location update- digunakan sebelum
alokasi pada TCHtertentu
- untuk informasipenempatan pada TCH
- independen, tidakdihubungkan pada TCH
U/D
U/D
U/D U/D
U/D
Pengkanalan Pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
SACCH FACCH
- slow access grantchannel
- selalu dikaitkandengan TCH atauSDCCH
- digunakan untukmembawa informasiyang bersifat umum
- fast access grantchannel
- digunakan untukhandover
- untuk authentikasi- location update- digunakan sebelum
alokasi pada TCHtertentu
- untuk informasipenempatan pada TCH
- independen, tidakdihubungkan pada TCH
U/D U/D
Kanal Logik DCCHDedicated Control Channel ( DCCH )
SDCCH ( Stand Alone Dedicated Control Channel ) Arah downlink dan uplink Point to Point Call set up Authentication Location Updating Kirim Short message dan Cell Broadcast (ditujukan untuk semua
user yang berada pada cell tersebut) Menyediakan TCH
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Dedicated Control Channel ( DCCH )
SDCCH ( Stand Alone Dedicated Control Channel ) Arah downlink dan uplink Point to Point Call set up Authentication Location Updating Kirim Short message dan Cell Broadcast (ditujukan untuk semua
user yang berada pada cell tersebut) Menyediakan TCH
Kanal Logik DCCHDedicated Control Channel ( DCCH )
SACCH ( Slow Associated Control Channel ) Downlink dan uplink Point to Point Uplink : MS measurement data Trafik voice mode ( Dengan adanya Burst, sehingga ada waktu kosong
yang dipergunakan oleh SACCH ) Downlink :
MS power output Timing advanced
FACCH ( Fast Associated Control Channel ) Downlink dan uplink Point to Point Digunakan pada waktu Handover,menggunakan kanal trafik yang kosong Stealing mode ( pengganti sementara TCH, mencari 1 kanal suara
digunakan untuk permintaan handover)Pada saat HO, TCH digantikan dengan FACCH untuk meminta HO
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Dedicated Control Channel ( DCCH )
SACCH ( Slow Associated Control Channel ) Downlink dan uplink Point to Point Uplink : MS measurement data Trafik voice mode ( Dengan adanya Burst, sehingga ada waktu kosong
yang dipergunakan oleh SACCH ) Downlink :
MS power output Timing advanced
FACCH ( Fast Associated Control Channel ) Downlink dan uplink Point to Point Digunakan pada waktu Handover,menggunakan kanal trafik yang kosong Stealing mode ( pengganti sementara TCH, mencari 1 kanal suara
digunakan untuk permintaan handover)Pada saat HO, TCH digantikan dengan FACCH untuk meminta HO
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Mapping GSM Logical Channel onto Physical Channel
Kanal logik GSM harus dipetakan ke kanal fisik, artinya : informasi padakanal logik harus ditempatkan pada kanal fisik dengan format bursttertentu untuk ditransmisikan
Logical Channel Mapping Analogy...Tipe burst pada kanal fisik dapat dianalogikan sebagai ‘tipe gerbong’pada rangkaian kereta api. Orang makan malam berada pada gerbongrestorasi. Demikian pula pada kanal logik, penempatan kanal logikapada ‘gerbong’ burst tergantung dari fungsi kanal logik tersebut besertasifat-sifat fisisnya.
Studi Kasus : Pengkanalan Pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Tipe burst pada kanal fisik dapat dianalogikan sebagai ‘tipe gerbong’pada rangkaian kereta api. Orang makan malam berada pada gerbongrestorasi. Demikian pula pada kanal logik, penempatan kanal logikapada ‘gerbong’ burst tergantung dari fungsi kanal logik tersebut besertasifat-sifat fisisnya.
SynchronizationChannel
FrequencyCorrectionChannelDedicated
ControlChannels
TrafficChannel
AnalogiSynchronization
Channel
FrequencyCorrectionChannelDedicated
ControlChannels
TrafficChannel
Studi Kasus : Pengkanalan Pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
Kanal RF selebar 200 kHz Rel keretaKanal Logic Isi gerbong kereta
Kanal Fisik ( TimeSlot) Gerbong keretaBurst Tipe/jenis gerbong
Kasus analogi di GSM
512 513 514 808 809 810
299 200kHz Radio Channels
FDMA
FDDFor GSM 1900...
U D
60 MHz 60 MHzGSM Duplexing and Multiplexing Techniques...
ARFCNNumbers
Studi Kasus : Pengkanalan Pada GSM
PT3163-TekJarNirKab-MODUL:06
0 1 2 5 6 7
8 0.57ms Time Slots
3 4TDMA{
Burst - Transmission Quantum in GSM
1 Frame
Frame Train onFrequency Track…an analogy