Transcript GPRS - EDGE Patrick Altman 2008_09 Tronc Commun.ppt

FORMATION GPRS – EDGE
TRONC COMMUN
SIB
Année scolaire 2008-2009
Radiomobiles
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Formation GPRS - EDGE
ü Évolution du GSM
ü Services du GPRS
ü Architecture réseau
ü Interface Um (MS-Bss)
ü Multitrame 52
ü Les Canaux Logiques
ü Canal Physique
ü GPRS Stack Layer
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ü GPRS en mode Idle
ü GPRS Network mode
ü Classes des mobiles
ü Multislot Class
ü Session Management
ü Évolution vers l’EDGE
ü Les modulations GPRS vs EDGE
ü EDGE: RLC/MAC
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GPRS: Evolution du GSM
• GPRS est une extension du GSM (Phase 2+)
• Data transfère en mode paquet
– Les ressources radios ne sont utilisées uniquement pendant la transmission des
paquets
– Un seul canal physique partagé entre plusieurs MS
– Unidirectionnel transfert, c’est l’emetteur qui est à l’initiative
• Haut débit de transfert de Data:
– Multi-slots capacité (jusqu’à 8 TS)
– Nouvelle compression des données (au niveau radio CS1- CS4, jusqu’à 20kb/s
par TS)
– Débit max 160Kb/s
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GPRS: Evolution du GSM
• Location Area Code identifie un LA (Location Area) dans un PLMN.
• Routing Area Code identifie un RA (Routing Area) dans un LA.
PLMN A
PLMN B
LAC B
LAC A
RAC B
Cell C
RAC A
Cell A
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Cell B
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Service GPRS
TCP/IP
– IP: Internet Protocol
• Acheminement d’un Datagram à travers
le réseau (Adresse IP: 32 bits)
• segmentation
– TCP: Transmission Control Protocol
• Transport Point à point
• Numerotation et acquittement des Data
– UDP: User Datagram Protocol
• Plus simple que le TCP
• Pas d’acquittement
• Utilisé pour le WAP
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TCP
UDP
IP
Local network
protocol
(GPRS)
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GPRS Architecture Réseau
•
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GPRS network équipements
– Radio sub-system (BSS)
• CCU: Channel Codec Unit
– Partie de la BTS gérant
la couche physique
• PCU: Packet Control Unit
– Gére le LLC et RLC
– Switches
• SGSN: Serving GPRS Support
Node
• GGSN: Gateway GPRS Support
Node
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Interface Um (MS-BSS)
MM Sub-Layer
LLC
GMMRR-SAP
RR-SAP
GRR-SAP
RR Management
Non -RR
RR
RR
PD
RLC/MAC
PBCCH
PCCCH
PACCH
PDTCH
SAPI 3
SAPI 0
BCCH
Upper Layer PDUs
FACCH
RACH PCH SDCCH
SACCH
AGCH
SACCH
SDCCH
Data Link Layer (signalling L2)
PDCH
PHYSICAL LINK LAYER
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Multi-Trame 52
•TDMA Frame:
– Identique au GSM
•Nouveau format :
– Multi-frame 52 (PDCH : Packet Data CHannel)
– 1 Block ( 4 trames consécutives)
B 0
B 1
B 2
X
B 3
B 4
B 5
X
B 6
B 7
B 8
X
B 9
B 10
B 11
X
52 multiframe (durée 240 ms)
Bn : Blocks
X : Idle frames
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Canaux Logiques
•PBCCH : Packet Broadcast Common Channel
•PCCCH : Packet Common Control Channel
•
PAGCH : Packet Access Grant CHannel
•
PPCH :
Packet Paging CHannel
•PRACH : Packet Random Access Channel
•PDTCH : Packet Data Transfer CHannel
•PACCH : Packet Associated Control CHannel
•PTCCH : Packet Timing advance Control CHannel
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Organisation des Canaux Logiques
• PBCCH + PCCCH + PDTCH + PACCH + PTCCH
• PCCCH + PDTCH + PACCH + PTCCH
• PDTCH + PACCH + PTCCH
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Description des Canaux Logiques
• Canaux logiques partagées
– PDTCH (Packet Data Traffic Channel) and PACCH (Packet
Associated Control Channel)
• Fournis des Data (Control et User)
• Multiplexage entre 16 (ou moins) utilisateurs
• Unidirectionnel (UL or DL)
– PTCCH (Packet Timing advance Control Channel)
• Gère timing advance
• Divisé en 16 bi-directionnels canaux
• Fixe allocation
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Description des Canaux Logiques
• Canaux logiques communs
– PBCCH: transporte la description du réseau (Packet
System Information Type x)
– PCCCH
• PPCH: équivalent au PCH
• PAGCH: équivalent au AGCH
– PRACH: équivalent au RACH (intégrant plus de format)
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Canal Physique
• Canal Physique Partagée
– PDCH (Packet Data Channel)
– PDCH placé sur une fréquence et un TimeSlot
– Les canaux logiques sont mappés dessus
– PDCH est constitué de blocks de 4 burst consécutives
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GPRS Stack Layers
Plan User GPRS: Appli
Plan User GPRS: Contrôle L3
Appli
SM | GSMS
IP-X25
SNDCP
GMM
LLC
LLC
GRR
RLC
RLC
RLC
MAC
MAC
MAC
L1
L1
L1
B 1
PBCCH / PCCCH
PRACH
PACCH /PTCCH
PDTCH
TBF - Contrôle
PDTCH
TBF-User
B 0
Plan Control GPRS
B 2
X
B 3
B 4
B 5
X
B 6
B 7
B 8
X
B 9
B 10
B 11
X
52 multiframe (durée 240 ms)
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GPRS Network Mode
NMO 1 : Monde CS, PS ont une unique procédure
Attach Request (type Combined= IMSI Attach + GRPS Attach)
NMO 2 : Pas de canaux Packets:
PBCCH, PCCCH, PAGCH,PRACH
NMO 3 : Ni NMO 1, ni NMO 2
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Classes des Mobiles
– Class A
• Mobile est enregistré dans les deux domaines (GPRS et
GSM)
• Capable d’effectuer les deux types de communications
symultanément (CS et PS)
• Technologiquement difficile (besoin de 2 radios)
– Class B
• Mobile est enregistré dans les deux domaines (GPRS et
GSM)
• Un seul type de communication à la fois
• Le GSM est toujours prioritaire
– Class C
• Mobile capable fonctionner quand mode GPRS
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GPRS: MultiSlot Class
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GPRS en Idle Mode
Network Control Mode
ü NC0 : MS qui re-sélectionne la cellule
ü NC1 : MS qui re-sélectionne la cellule, mais renvoie au NW
des rapports de mesure sur les voisines (GPRS)
ü NC2 : le MS renvoie des rapports de mesure au NW, et c’est
le NW qui re-sélectionne la cellule principale du MS
GMM States
ü Stand-by: le NW connaît le MS au niveau RA (inclus LA)
ü Ready: après la libération du dernier TBF, le NW considère
que le MS reste dans la même cellule pendant une durée
(Ready-Timer). Allocation directe d’un DL TBF par Imm. Ass.
(ou Packet DL Ass.). En NC0 et NC1, si le MS change de cellule
obligation d’envoyer un message de Cell Update
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GPRS Exemple
BCCH
Fx
DL
Syst. Info Type 13:
- NMO2 = 01
- RAC = 00010
- Acces_Burst_Type = 8 bits
RACH
Fx
UL
Channel Request:
Establishment Cause: One phase packet access with
request for single timeslot uplink transmission;
one PDCH is needed
AGCH
Fx
DL
Imm. Assignement:
- PACKET_CHANNEL_DESCRIPTION
- TN = 101
- TSC = 110
- ARFCN = 802
- IA_PACKET_UPLINK_ASSIGNMENT
TFI_ASSIGNMENT = 10011
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GPRS Exemple
Fy
UL
B 0
B 1
B 2
X
B 3
B 4
B 5
X
B 6
B 7
B 8
X
B 9
B 10
B 11
X
X
B 9
B 10
B 11
X
PDTCH
TBF - Contrôle
TBF UL:
- RLC: Data Block Type
- MAC: Block Sequence Number = 0
- LLC: SAPI = 0001 à LLGMM
- GMM: Attach Request (TMSI/P-TMSI)
Fy
DL
B 0
B 1
B 2
X
B 3
B 4
B 5
X
B 6
B 7
B 8
PACCH
RLC/MAC - Contrôle
Message DL:
- RLC: Control Block Type
- Packet Uplink Ack/Nack: BSN = 0
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Evolution vers l’EDGE
• Enhanced Data rates for GSM Evolution
(ou EGPRS)
•
•
•
•
•
•
Apparaît en Release 99
Augmentation du débit Data « Over the Air »
Débit multiplié par 3
Modification des modulations
Peu de modifications au niveau RLC/MAC
LLC et SNDCP identique au GPRS
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Modulation GPRS vs EDGE
• GMSK Vs. 8PSK
– GMSK: Gaussian Minimum Shift Keying
• 1 bit pour un Symbole Complexe
– 8PSK: 8 Phase Shift Keying
• 3 bits pour un Symbole Complexe
? Transfer rate * 3
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Modulation GPRS vs EDGE
àDiminution de l’intervale de décision plus facilement perturbé
par le bruit
à besoin d’un lien radio robuste
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Modulation GPRS vs EDGE
Plus difficile pour différentier les points de la constellation complexe
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EDGE: RLC/MAC
Modulation and Coding Schemes
ØGPRS: 4 Coding Schemes (CS1 to CS4)
Ø8PSK: 9 Modulations et Coding Schemes (MCS)
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DOWNLOAD
•Temps moyen pour envoyer un courrier
électronique avec un document attaché de 10 pages :
Norme
Débit
GSM actuel
9,6 kbit/s
Modems classiques (V90) 57,6 kbit/s
RNIS
128 kbit/s
GPRS
144 kbit/s *
EDGE
384 kbit/s *
UMTS
2 Mbit/s
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Temps
nécessaire
7 min.
70 sec.
31 sec.
28 sec.
10 sec.
2 sec.
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