Canale di controllo dedicato (DCCH) nel GSM

Canale di controllo dedicato (DCCH) in GSM

SDCCH (canale di controllo dedicato autonomo)

  • Uplink e Downlink.
  • Utilizzato per l’impostazione delle chiamate, l’autenticazione, l’aggiornamento della posizione cifrata e gli SMS.

SACCH (Canale di controllo associato lento)

  • Downlink e Uplink.
  • Utilizzato per trasferire il segnale mentre gli MS hanno una conversazione in corso sul traffico o mentre viene utilizzato SDCCH.
  • Sul collegamento in avanti, il SACCH viene utilizzato per inviare informazioni di controllo lente ma che cambiano regolarmente a ciascun mobile su quell’ARFCN, come istruzioni di controllo della potenza e istruzioni specifiche di anticipo della temporizzazione
  • Il SACCH inverso trasporta informazioni sulla potenza del segnale ricevuto e sulla qualità del TCH, nonché i risultati della misurazione BCH delle cellule vicine.

FACCH (Canale di controllo ad associazione rapida)

  • Downlink e uplink.
  • Associarsi solo con TCH.
  • Viene utilizzato per inviare messaggi veloci come i messaggi di consegna.
  • Lavora rubando traffico.
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Lavoro di base di MSC (Centro di commutazione mobile)

  • Centrale dove vengono effettuate, mantenute e rilasciate le chiamate
  • Database di tutti gli abbonati e le relative funzionalità.
  • Comunica con le BSC sull’interfaccia A e con la PSTN su rete fissa.
  • MSC è ponderato in base al numero di abbonati che può supportare. Ad esempio, un MSC di 1 lakh di abbonati significa che un MSC è sufficiente finché la base di abbonati non aumenta fino a 1 lakh, oltre il quale è richiesto un altro MSC.
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Vantaggi della rete intelligente (IN)

Vantaggi della Rete Intelligente (IN)

Concetto di rete intelligente:

  • Si basano sull’introduzione di nuovi servizi e sull’accesso al servizio GSM
    il concetto di Rete Intelligente (IN). Ciò è dovuto all’indipendenza
    tra: Elaborazione convenzionale delle chiamate gestita dal centralino, Funzioni radiomobile gestite da un server dedicato.
  • Il dialogo tra questi due è gestito da un’interfaccia IN.

Vantaggi di questa architettura:

  • Separazione tra le applicazioni: funzioni di commutazione gestite dall’SSP, funzioni di controllo radio gestite da server GSM (Radio Control Processor – RCP).
  • Le

  • funzioni possono essere sviluppate in modo indipendente.
    L’MSC gestisce tutte le funzioni di accesso alla rete radiomobile.
    L’RCP gestisce tutte le funzioni della radiomobile:
  • Gestione della mobilità e frequenze radio (Radio Control Function – RCF).
  • Incorpora la funzione VLR (Visitor Location Register).

Suggerimenti: pensa che Intelligent Network (IN) sia utile solo per i clienti prepagati. come Intelligent Network (IN) è utile per i clienti con pagamento posticipato.

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Canale logico downlink in GSM

Nella tecnologia GSM 2G in direzione downlink (da GSM BTS a GSM Mobile). Ci sono principalmente cinque canali logici downlink nel GSM.
  1. Canale di correzione della frequenza (FCCH)
  2. Canale sincrono (SCH)
  3. Canale di controllo della trasmissione (BCCH)
  4. Canale cercapersone (PCH)
  5. Accesso concesso al canale (AGCH)

Downlink Logical Channel in GSM

Canale di correzione della frequenza (FCCH)

Iniziare innanzitutto con FCCH, la cui forma completa è il canale di correzione della frequenza nel canale logico Downlink in GSM. Trasporta le informazioni per la correzione della frequenza per la stazione mobile. La MS può comunicare con una cella e demodulare altre informazioni della stessa cella semplicemente tramite FCCH. Inoltre, lo Stato membro può anche sapere se il vettore è un vettore BCCH tramite FCCH in downlink.

Canale sincrono (SCH)

Il secondo canale è il canale SCH la cui forma completa è il canale sincrono nel canale logico downlink nel GSM. Dopo la decodifica FCCH, la MS continuerà a decodificare il messaggio del canale SCH. Questo messaggio include le informazioni per la sincronizzazione dei frame MS e l’identificazione della BS: Codice identificativo della stazione base (BSIC). Cattura 6 bit, di cui 3 bit sono codici colore PLMN compresi tra 0 e 7; mentre i restanti 3 bit sono codici colore della stazione base (BCC) compresi tra 0 e 7.

Qui un’altra cosa da notare sul canale logico GSM è: il numero di frame TDMA semplificato (RFN) cattura 22 bit.

Canale di controllo della trasmissione (BCCH)

Generalmente in ogni cella c’è sempre un canale BCCH (la forma completa è canale di controllo della trasmissione) che è responsabile della trasmissione delle informazioni di sistema alla stazione mobile. Queste informazioni di sistema consentono al sistema MS di identificare e accedere alla rete in modalità inattiva. BCCH è il canale logico principale tra tutti e cinque i canali logici GSM.

Canale cercapersone (PCH)

È sempre necessario un canale per eseguire il paging di qualsiasi cosa, in generale chiamata al cellulare per chiamata e qualsiasi aggiornamento al cellulare che viene prima diretto utilizzando il canale logico PCH in 2G GSM. Questo è un canale downlink utilizzato per effettuare il paging delle stazioni mobili. Quando la rete deve stabilire la comunicazione con un determinato MS, invierà messaggi di cercapersone tramite il canale PCH a tutte le celle nell’area LAC in cui quel determinato MS è attualmente registrato e indicherà TMSI o IMSI di determinato cellulare.

Accesso concesso al canale (AGCH)

Ora, come per PCH, anche il cellulare deve chiedere SMS e chiamate e il tempo AGCH nell’immagine significa che quando il cellulare tenta di accedere alla rete utilizzando il canale logico ACH GSM, BTS risponderà al cellulare utilizzando AGCH che l’accesso è concesso, quindi non farlo non provare più accesso. Ti darò un canale di traffico che potrai utilizzare per inviare traffico reale (voce). In Simple, il canale logico AGCH GSM è un canale downlink utilizzato per rispondere a una richiesta di accesso alla rete da parte della stazione mobile, ovvero l’assegnazione diretta di un SDCCH o di un TCH.

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Struttura del BCCH combinato nel GSM

Struttura del BCCH combinato in GSM

Oggi voglio spiegarti come funziona il BCCH combinato nel sistema GSM, perché è uno degli elementi fondamentali per garantire la comunicazione tra il tuo dispositivo mobile e la rete. BCCH sta per “Broadcast Control Channel”, e come vedrai, ha un ruolo molto importante nel mantenere tutto in ordine, soprattutto quando il tuo telefono si connette alla rete e inizia a ricevere segnali.

Ti starai chiedendo come faccia il tuo telefono a “sapere” a quale torre connettersi. Il BCCH è il canale che invia informazioni cruciali come la frequenza, la potenza e l’ID della cella a cui il tuo telefono deve connettersi. Se non ci fosse, il telefono non sarebbe in grado di “capire” da dove ricevere il segnale in modo corretto. Vediamo insieme come funziona tutto questo nella pratica.

Come si struttura il BCCH combinato in GSM

Il BCCH combinato è un concetto che unisce il controllo delle trasmissioni e la gestione della rete, in modo che il tuo telefono possa connettersi correttamente senza interruzioni. In poche parole, è il canale di controllo per la parte di broadcast della rete GSM, e si occupa di inviare i dati di sincronizzazione e le informazioni di rete necessarie al dispositivo. Immagina che il BCCH sia come una mappa che il tuo telefono utilizza per navigare correttamente all’interno della rete.

Composizione del BCCH combinato

  • Informazioni di sincronizzazione: Il BCCH fornisce al telefono le informazioni di sincronizzazione necessarie per allinearsi correttamente alla rete. Senza di esse, il telefono non saprebbe quando e come ricevere i segnali.
  • Informazioni di frequenza: Il BCCH comunica la frequenza specifica su cui il telefono deve sintonizzarsi per ricevere i segnali. È un po’ come quando prendi un’app di radio per trovare una stazione: devi sapere a quale frequenza sintonizzarti.
  • Identificatore di cella (Cell ID): Ogni cella di rete ha un identificatore univoco che viene trasmesso tramite il BCCH. Questo aiuta il telefono a sapere in quale cella si trova e a connettersi correttamente a quella cella specifica.
  • Potenza di trasmissione: Il BCCH invia anche informazioni relative alla potenza di trasmissione, il che consente al telefono di regolare la sua potenza di trasmissione per evitare interferenze e ottimizzare la qualità della connessione.

Come il BCCH combinato migliora la rete GSM

Il BCCH combinato è essenziale per il corretto funzionamento della rete GSM, poiché consente una gestione più efficiente delle risorse. In pratica, il BCCH assicura che i tuoi dispositivi si connettano alla rete nel miglior modo possibile. È come un direttore d’orchestra che assicura che tutti gli strumenti siano sincronizzati: senza una buona gestione del BCCH, non avresti una connessione stabile.

Come accennato in precedenza, il BCCH viene utilizzato anche per determinare la qualità del segnale che il telefono riceve e per gestire la selezione della cella migliore in base alla posizione. Se ti sposti da una zona all’altra, il BCCH assicura che il tuo telefono si connetta alla cella giusta per mantenere una connessione stabile.

È interessante notare che la gestione dei canali, come il BCCH, è cruciale non solo per la qualità delle chiamate, ma anche per la velocità con cui il tuo dispositivo può passare da una cella all’altra senza perdere il segnale, un processo che viene trattato come parte del handoff nella rete GSM, un concetto che esploreremo più avanti.

Insomma, ogni volta che utilizzi il tuo telefono, il BCCH è uno dei principali attori invisibili che lavora dietro le quinte per garantire che la tua connessione funzioni correttamente. E anche se non lo noti, il tuo telefono si affida a queste informazioni per comunicare senza intoppi con la rete. In futuro, quando parleremo di altre tecnologie come 3G e 4G, vedrai che il concetto di gestione delle celle e dei canali diventa ancora più complesso, ma sempre con lo stesso obiettivo: connetterti al meglio possibile.

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Combinazione fisica del canale logico nel GSM

Come mostrato sopra, CCCH=PCH+RACH+AGCH; collegamento in discesa CCCH=PCH+AGCH; e collegamento in salita CCCH=RACH. Nelle combinazioni sopra indicate, la combinazione 3 e 4 devono essere allocate allo slot 0 della portante BCCH configurata per la cella; mentre la combinazione 5 dovrà essere allocata agli slot orari 2, 4 e 6 della portante BCCH. Il FACCH funziona in modalità frame stealing, per la quale non verrà assegnata alcuna sequenza temporale fissa. Inoltre, il periodo ciclico multiframe di SACCH/C4 e SACCH/C8 è di 102 frame.
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Struttura del BCCH principale nel GSM

Il multiplexing TDMA/FDMA viene utilizzato nel GSM, le informazioni necessarie per la sincronizzazione tra MS e BTS sono fornite da FCCH+SCH.
La MS determina la frequenza della portante BCCH ricercando il Burst di correzione della frequenza trasmesso tramite FCCH; quindi trova SCH (canale di sincronizzazione) in base alla relazione tra SCH e FCCH e decodifica il numero di frame corrente e BSIC per la sincronizzazione con BTS. Inoltre determina se la cella è barrata o meno e decodifica le informazioni di sistema su BCCH.
Nel diagramma della struttura del BCCH esteso, ad eccezione del fatto che le fasce orarie F e S sono sostituite dalle fasce orarie di inattività, il resto delle strutture sono uguali a quelle del BCCH principale.
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Canale logico Uplink in GSM

1. Canale ad accesso casuale (RACH)
È un canale di uplink utilizzato per l’accesso casuale di MS alla rete richiedendo un SDCCH. La richiesta include un motivo di configurazione a 3 bit (richiesta di chiamata, risposta al cercapersone, richiesta di aggiornamento della posizione e richiesta di messaggio breve ecc.) e un numero di riferimento casuale a 5 bit per MS per differenziare i messaggi di accesso concessi.
2. Canale di controllo dedicato autonomo (SDCCH)
È un canale dedicato bidirezionale utilizzato nella trasmissione di messaggi di segnalazione riguardanti l’impostazione della connessione, il messaggio di aggiornamento della posizione, il messaggio breve, il messaggio di autenticazione, il comando di crittografia, il messaggio di assegnazione del canale e vari tipi di servizi aggiuntivi ecc. Può essere suddiviso in il canale di controllo dedicato autonomo (SD/8) e il canale di controllo dedicato in combinazione con CCCH (SD/4).
3. Canale di controllo associato lento (SACCH) 
Viene utilizzato insieme al canale del traffico o SDCCH. Trasporta alcune informazioni specifiche durante la trasmissione delle informazioni dell’abbonato. In uplink trasmette principalmente il rapporto di misura; mentre in downlink trasmette principalmente alcune informazioni di sistema. Questi messaggi includono la qualità della comunicazione, LAI, ID CELL, potenza del segnale BCCH della cella adiacente, permesso NCC, opzione cella, TA e livello di controllo dell’alimentazione, ecc.
4. Canale di controllo associato rapido (FACCH) 
Viene utilizzato insieme a TCH per fornire messaggi di segnalazione la cui velocità e tempestività sono molto superiori rispetto al canale di controllo associato lento (SACCH) per il sistema durante il processo di trasmissione. Questo canale utilizza frame presi in prestito dal canale di traffico per la sua connessione e trasmette messaggi di istruzioni come “handover”. Poiché il decodificatore vocale può ripetere la voce degli ultimi 20 ms, questo tipo di interruzione dovuta al furto di frame non verrà rilevata dall’abbonato. Oltre ai tre tipi di canali di controllo sopra descritti, esiste un canale di controllo cell broadcast (CBCH). Viene utilizzato nel downlink e trasporta le informazioni SMSCB (Short Message Service Cell Broadcast). Questo tipo di canale di controllo utilizza lo stesso canale fisico utilizzato in SDCCH.
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Tipo di canale logico in GSM

Tipo di Canale Logico in GSM

Oggi ti spiegherò i vari tipi di canali logici in GSM, così puoi capire come funziona davvero la comunicazione tra il tuo cellulare e la rete. Come abbiamo visto in precedenza, GSM è una delle tecnologie più diffuse per la telefonia mobile, e per far funzionare tutto correttamente, sono necessari diversi tipi di canali che gestiscono la trasmissione delle informazioni. Ogni canale ha un ruolo specifico, e oggi ti guiderò attraverso questi canali logici in modo che tu possa capire come i dati vengono trasmessi e ricevuti.

Come già abbiamo imparato in altre discussioni, i canali logici sono utilizzati per organizzare e gestire il flusso delle informazioni, che possono essere dati, segnali di controllo o messaggi. Ogni tipo di canale ha uno scopo preciso e il funzionamento della rete GSM dipende proprio da come questi canali lavorano insieme. Ti spiego adesso i principali tipi di canali logici che vengono utilizzati in GSM.

Tipi di Canali Logici in GSM

  • Canale di Traffico (TCH – Traffic Channel): Questo canale viene utilizzato per trasmettere le informazioni vocali o i dati tra il cellulare e la stazione base. È il canale che permette le chiamate vocali e la trasmissione di dati, come quando invii un messaggio o usi internet mobile.
  • Canale di Controllo (CCH – Control Channel): Questi canali vengono utilizzati per il controllo della rete. Gestiscono le informazioni necessarie per mantenere la connessione, come la gestione della mobilità e l’accesso alla rete. Il canale di controllo è essenziale per la gestione della rete GSM.
  • Canale di Segnalazione (BCCH – Broadcast Control Channel): Il BCCH è utilizzato per trasmettere informazioni importanti dalla stazione base al cellulare, come la disponibilità della rete e le informazioni sulla qualità del segnale. Queste informazioni sono essenziali per il funzionamento ottimale della connessione.
  • Canale di Rete (SDCCH – Standalone Dedicated Control Channel): Il SDCCH viene utilizzato per gestire la segnalazione durante la registrazione e l’autenticazione del cellulare nella rete. È il canale che permette di effettuare operazioni come la registrazione iniziale alla rete o la gestione delle chiamate in attesa.
  • Canale di Accesso (RACH – Random Access Channel): Quando un cellulare cerca di connettersi alla rete, utilizza il RACH. È il canale che viene utilizzato per avviare la comunicazione tra il dispositivo e la stazione base, ad esempio, quando accedi alla rete per la prima volta o dopo aver perso il segnale.

Panoramica rapida dei canali logici

Canale Tipo Funzione
TCH (Traffic Channel) Canale di traffico Trasmette dati vocali e dati utente (ad esempio chiamate e messaggi)
CCH (Control Channel) Canale di controllo Gestisce il controllo della rete, inclusi la mobilità e l’accesso
BCCH (Broadcast Control Channel) Canale di controllo Trasmette informazioni sulla rete alla stazione mobile, come la qualità del segnale
SDCCH (Standalone Dedicated Control Channel) Canale di controllo Gestisce l’autenticazione e la registrazione del dispositivo nella rete
RACH (Random Access Channel) Canale di accesso Permette al dispositivo di connettersi alla rete, specialmente quando si collega per la prima volta

Ogni canale che ho appena descritto ha una funzione essenziale per mantenere la rete GSM operativa e per permetterti di comunicare senza problemi. Il TCH, ad esempio, è quello che ti permette di fare una chiamata o inviare un messaggio. Il BCCH, invece, ti aiuta a ricevere le informazioni importanti sulla qualità del segnale che arriva alla tua stazione base. Senza questi canali, non sarebbe possibile fare nemmeno una chiamata semplice, quindi è fondamentale che ciascuno di loro lavori senza intoppi.

Oggi, anche se la rete 4G e 5G sono ormai più diffuse, GSM continua a essere utilizzato in molte aree, specialmente per i dispositivi più vecchi o per le situazioni dove non è necessaria una connessione ad alta velocità. Però, comprendere come funzionano i canali logici in GSM è importante, perché ti permette di capire meglio come si è evoluta la tecnologia mobile e come sono stati risolti i problemi di comunicazione nel tempo.

Come abbiamo già visto in precedenza, la gestione e la separazione dei canali logici sono una parte fondamentale della rete GSM. Ogni canale ha il suo compito, e l’interazione tra di essi è ciò che rende possibile la comunicazione senza intoppi. Quando ti colleghi alla rete, questi canali lavorano insieme per garantirti che tu possa navigare, chiamare e inviare messaggi senza problemi.

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Definizione di canale logico nel GSM

Definizione di Canale Logico in GSM

Oggi ti spiegherò cosa sono i canali logici in GSM, una parte fondamentale della rete mobile. Quando parliamo di GSM, non ci riferiamo solo alla capacità di fare chiamate, ma anche a come le informazioni vengono gestite e organizzate. I canali logici sono essenziali per comprendere come funziona la rete GSM, e saperli distinguere ti aiuterà a capire meglio come i tuoi messaggi, chiamate e dati viaggiano attraverso la rete.

In GSM, i canali logici si occupano della gestione delle informazioni che vengono trasmesse tra il dispositivo mobile e la stazione base. A differenza dei canali fisici, che sono quelli che effettivamente trasportano il segnale, i canali logici sono legati alla gestione dei dati e al controllo del traffico. Questi canali permettono di mantenere organizzato il flusso di informazioni e fanno in modo che tutto funzioni senza intoppi, che tu stia facendo una telefonata o semplicemente navigando su Internet.

Tipi di Canali Logici in GSM

  • Canale di Accesso a Inizializzazione (RACH): Questo canale viene utilizzato quando un dispositivo mobile deve iniziare una comunicazione con la rete, come nel caso di una chiamata in entrata o quando il dispositivo si connette alla rete per la prima volta.
  • Canale di Controllo del Canale (CCH): I canali di controllo sono utilizzati per gestire la comunicazione tra il dispositivo mobile e la rete. Esempi includono il CCCH (Common Control Channel), che gestisce il traffico di controllo tra dispositivi e stazioni base.
  • Canale di Traffico (TCH): I canali di traffico sono usati per il trasporto dei dati reali, come le conversazioni telefoniche o i dati di Internet. Questi canali sono divisi in due categorie: TCH per la voce e TCH per i dati.
  • Canale di Pagina (PCH): Il canale di pagina è usato per inviare segnali ai dispositivi mobili quando c’è una chiamata in entrata o un messaggio da ricevere. Quando il tuo telefono squilla, probabilmente è grazie a questo canale.

Tabella dei principali canali logici in GSM

Canale Tipo Funzione
RACH (Random Access Channel) Canale di accesso Permette al dispositivo di iniziare una comunicazione con la rete
CCCH (Common Control Channel) Canale di controllo Gestisce la comunicazione di controllo tra il dispositivo e la rete
TCH (Traffic Channel) Canale di traffico Trasporta la voce e i dati tra il dispositivo mobile e la rete
PCH (Paging Channel) Canale di controllo Utilizzato per inviare la notifica di una chiamata in entrata

Ogni canale logico ha il suo ruolo e la sua funzione precisa. Il canale RACH, per esempio, è essenziale quando un dispositivo cerca di connettersi alla rete. Immagina quando accendi il tuo telefono per la prima volta o quando lo riavvii, il canale RACH è quello che permette al telefono di comunicare con la rete e stabilire una connessione.

I canali di traffico, come il TCH, sono quelli che gestiscono il flusso vero e proprio delle informazioni, come quando fai una chiamata o ricevi un messaggio. Il PCH è responsabile di avvisarti quando arriva una nuova comunicazione, così il telefono sa quando squillare o vibrare. Senza questi canali, il telefono non sarebbe in grado di sapere quando deve fare qualcosa, e la rete non sarebbe in grado di organizzare il flusso di informazioni in modo efficace.

In sostanza, i canali logici sono come le strade su cui viaggiano le informazioni tra il tuo dispositivo e la rete. Ogni canale ha un compito specifico, ma tutti lavorano insieme per assicurarti una connessione stabile e senza interruzioni. Senza di loro, la rete GSM sarebbe un caos, e sarebbe molto difficile riuscire a fare una chiamata o navigare in Internet. Ecco perché è importante capire come funzionano questi canali: ogni singolo canale è una parte fondamentale del sistema che ti consente di comunicare facilmente con il mondo.

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