PERCHè OGGI USIAMO IL "GSM" INVECE DEL "TACS"? E DOMANI CI ASPETTAL' "UMTS"!!!

Le informazioni di seguito riportate sono state tratte e rese 'leggibili'
dalle raccomandazioni GSM e da alcuni manuali di apparati

INTRODUZIONE

Il sistema GSM e' stato attivato ufficialmente in Italia nel'ottobre
1992, gli apparati sono Ericsson, Siemens, Italtel. (Omnitel usa Nokia)

Il GSM e' un sistema cellulare simile al TACS, ma mentre quest'ultimo e'
analogico il sistema GSM e' 'digitale'; alcuni dei vantaggi del GSM sono:
- possibilita' di effettuare e ricevere chiamate all'estero dove il
sistema e' attivo
- Segretezza delle informazioni (non e' possibili ascoltare le chiamate)
- Trasmissione dati
- Il numero abbonato e altri numeri per l'identificazione non risiedono
nel telefono come nel tacs, bensi' in una carta chiamata SIM
(Subscriber Identity Module)
- migliore qualita' della conversazione (ricostruzione dati persi)
- capacita' di traffico molto piu' ampie di quelle tacs
- molti servizi aggiuntivi (non elencati per ora)

Gli svantaggi sono dovuti alla gestione del sistema che e' molto piu'
complessa di quella tacs, problemi di interferenza dovuti alla
ripetizione dei cluster (gruppi di frequenze che identificano una serie
di celle), poche frequenze disponibili, problemi ancora tra apparati di
case costruttrici diverse, l'area di copertura di una cella ridotta al
massimo a 35 chilometri, ecc.

Struttura fisica del sistema mooolto riassunta e' la seguente:

MSC (Mobile Services Switching Centre)
|
+-------+-------+
| |
BSC BSC (Base Station Controller)
| |
+-------+-------+ +-------+
| | | | |
BTS BTS BTS BTS BTS (Base Transceiver Station)


Diverse radio basi (BTS) sono collegate ad un unico BSC che ha il compito
di gestire handover, power control ed altre funzioni; diversi BSC sono
collegati ad un unico MSC che gestisce, tra le altre, il collegamento tra
la rete GSM e la rete pubblica.
MSC e' collegato a database che gestiscono le informazioni degli abbonati
che 'entrano nell'area' (VLR Visitor Location Register) o che si sono
registrati nell'area (HLR Home.... che contiene inoltre informazioni
relative all'abbonamento)
Un telefono (MS) che si sposta in comunicazione tra un'area di copertura
ed un'altra effettua un 'handover', il livello dell'handover puo' essere
tra due BTS dello stesso BSC o tra due con BSC diverse, o tra due MSC; in
quest'ultimo caso esistono ancora problemi (cadute).

A Livello logico una serie di radio basi vengono raggruppate sotto un'unica
area chiamata LA (Location Area). Ogni singola cella ha un nome univoco
in tutto il sistema GSM esistente; la cella si identifica attaverso il CGI
(Cell Global Identity) che contiene l'identificativo della nazione, rete,
LA e numero cella. In ogni istante si conosce la posizione di ogni telefono
presente sulla rete; il telefono in fase di accensione e di spegnimento si
registra nella rete (vedremo poi come).

alcuni fra i termini tecnici piu' ricorrenti:

-idle telefono acceso in 'ascolto'
-dedicated telefono in conversazione
-assignment occupazione del canale voce, inizio conversazione
-handover passaggio tra due BTS in fase di conversazione
-release rilascio di una conversazione
-location upd. in fase di accensione vengono inviate informazioni alla rete
relative all'abbonamento ecc.
-power control la BTS dice al MS con quale potenza deve accedere nella sua
area di copertura, questo limita il consumo delle batterie
e crea minori interferenze
-SMS short msg sono messaggi che gli utenti si possono scambiare senza
attivare la conversazione
-freq. hopping e' la possibilita' di 'saltare' da un canale all'altro
all'interno di una singola cella

DATI TECNICI

Il sistema GSM e' un sistema cellulare, cioe' logicamente suddiviso in celle;
di solito una cella e' composta da tre gruppi antenne messi 120 gradi l'uno
dall'altro (3 BTS), ogni antenna e' composta da 2 RX che sono le piu'
esterne per il diversity e una centrale TX (2 se esiste anche il tacs sullo
stesso traliccio).
Una serie di celle che contengano tutte le frequenze disponibili formano
un cluster; i cluster si ripetono, per cui le frequenze vengono ripetute
su tutto il territorio. Ogni singola BTS puo' trasmettere su piu' frequenze
(vedremo in seguito)

Ogni frequenza GSM ha una larghezza di banda di 200 KHz suddivisa logicamente
in 8 parti, cioe' e' in grado di gestire 8 conversazioni
contemporaneamente. La larghezza di banda viene sfruttata per trasmettere
delle informazioni in pacchetti (frame), ogni frame contiene informazioni
relative alle 8 call. La frame di base cioe' quella piu' piccola si
chiama burst, e' composta da 142 bit + 14.25 bit di inizio/fine per un
totale di 156.25 bits. La durata di ogni singola frame e' di 0.577 ms.
Esistono vari tipi di burst, di correzione, di sincronizzazione,
di accesso ecc; 51 burst formano frame di 235 msec che e' la configurazione
standard; frame dello stesso tipo vengono raggruppate per creare le
informazioni che circolano in ogni singolo canale logico del GSM.

51 burst formano una multiframe
26 multiframe formano una superframe
2048 superframe formano una hyperframe

890-915 MHz range usato da MS per Tx
935-960 MHz range usato da MS per Rx
numero di frequenze : 124
numero di call = 124*8

Ogni singolo burst o frame viene chiamato TDMA burst o frame, questo perche'
contiene informazioni relative alle 8 call suddivise per divisione di
tempo (TDMA Time Division Multiple Access)

In ogni stato del telefono (idle, dedicated ecc), il MS sa che tipo di
informazioni andare a prendere dalle frames generali; queste informazioni
relative ad un singolo stato del MS vengono raggruppate sottoforma di
canali GSM.

--Esistono canali di traffico (TCH)

--Esistono canali di controllo (BCCH Broadcast Control Channel)
SCH = Sync channel
BCCH = broadcast, informazioni generali sulla BTS

--Esistono canali di controllo comune (CCCH)
PCH = paging channel
RACH = random access channel, usato per richiedere accesso
AGCH = Access Grant..., usato per accedere all'SDDCH

--Esistono canali di controllo dedicati (DCCH)
SDCCH = Stand Alone Ded. Control Channel, usato durante una call setup
SACCH = Slow Associated ... (misure inviate dal telefono)
FACCH = Fast Associated ... usato per alte velocita'

La BTS invia al telefono il ritardo o l'anticipo con cui puo' accedere
alle informazioni che circolano nelle frame (TA Time Advance)
Il TA va da 1 a 63 che corrisponde a circa 35 Km di distanza dalla BTS;
ogni valore indica i bit di ritardo con cui il MS deve accedere alla frame.
In centrale esiste un parametro collegato al TA che se modificato limita
la dimensione della cella; e' il valore massimo a cui TA puo' arrivare (TALIM)
raggiunto il limite viene richiesto un handover incondizionato al telefono.

 

 

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