Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

SYSTEMY BEZPRZEWODOWE

dr inż. Marian WRAŻEŃ

marianw@wit.edu.pl

mwrazen@wat.edu.pl

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Geneza przedmiotu

Systemy Telekomunikacyjne

Systemy Informatyczne

Społeczeństwo Informacyjne

Dlaczego systemy bezprzewodowe?

-

Wygoda użytkowania 

–

bez kabla,  elastyczność pracy 

użytkownika, rozszerzenie dla istniejącej infrastruktury 

przewodowej, podobieństwo zasad operacyjnych z 

siecią przewodową

-

Połączenia użytkowników w ruchu

-

Szeroka dostępność, niskie koszty

-

Szeroki zakres oferowanych usług (lokalizacja)

-Roamingmiędzynarodowy
-

Łatwa i relatywnie szybka konfiguracja/rekonfiguracja 

sieci, sale konferencyjne, magazyny, lotniska, budynki o 

znaczeniu historycznym, „sieci incydentalne”,

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Od infradźwięków po fale świetlne

VLF

LF

MF

HF

VHF

UHF

SHF

EHF

AUDIO

30K

300K

3M

30M

300M

3G

30G

300G

10K

100K

1M

10M

100M

1G

10G

100G

1T

10T

100T

1KT

10KT

100KT

0

Hz

PODCZERWIE

Ń

ULTRAFIOLET

PROM.X

Ś

W

I

A

T

Ł

O

W

I

D

Z

TV

RLIN.MF.

RADAR

FALE: D ŁUGIE,  ŚREDNIE,KR ÓTK., UKF      MIKROFALE

km               hm        dm

m          dcm       cm         mm

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Trochę historii

James Clark Maxwell  –Szkot (1831 -1879)  –

podstawy teoretyczne radia

Heinrich Hertz  –Niemiec (1857 -1894)–

pierwszy generator fali radiowej, 

pierwszy nadajnik radiowy 1886 

Nikola Tesla  –Chorwat (1856 -1943)  –

pierwsza prezentacja łącza radiowego 

1893, zgłoszenie patentu na radio 1897

Guglielmo Marconi  –Włoch (1856 -1943)  –

patent na radio 2.06.1897

Janusz Groszkowski –Polak (1898 -1984)–

twórca polskiego radaru, 

twórca magnetronu  -

lampy nadawczej 1925 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Mile Stones

1895 –

łączność radiotelegraficzna  między krążownikami EUROPA i AFRYK

A na dystansie 15  km

1921 –

system dyspozytorki policji w Detroit (2 

MHz)

1956 –

telefon bezprzewodowy Ericsson (40 kg)

1973 –

pierwsza rozmowa przez telefon komórkowy dr Martin Cooper (New 

York)

1981 –

pierwszy system komórkowy AMPS (800

-950 MHz)

1991 –

początek wdrażania GSM

1992 –

koncepcja radia programowego SDR 

– Joseph MitolaIII

1994 –

wydzielenie pasma 2 

GHzdla PCS (UMTS)

1997 –

pierwszy standard WLAN IEEE 802.11

2000 –

koncepcja radia inteligentnego 

CognitiveRadio – Joseph MitolaIII

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Uniwersalny system łączności osobistej

 

UPCS

Komunikacja bezpiecznie, zawsze, do każdego, wszędzie:

na lądzie, na wodzie, pod wodą, w powietrzu, w  stratosferze, w 

kosmosie 

przy pomocy jednego urządzenia

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Kana

ł w dół

Kanał w górę 

System dostępu MAC

ę

Sieć szkieletowa IP

Linie

xDSL

Nowe interfejsy

radiowe

DAB

DVB

Sieć

GSM

IMT-2000

UMTS

WLAN

Łącza

krótkie

Platformy systemu 4G

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Orbit
y

Satelita 
Iridium

Satelita 
Inmarsat 3

Systemy satelitarne

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Systemy satelitarne

Terminale

Eutelsat 
(Psary)

Inmarsat M

Iridium

Architektura sieci 
satelitarnej: 
a- dostępowej, 
b- szkieletowo-
dostępowej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieci komórkowe

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Bezprzewodowe sieci komputerowe



alternatywa dla tradycyjnej, przewodowej sieci LAN



wygodniejsza i tańsza eksploatacja



ciągły rozwój standardów sieci WLAN:



nielicencjonowane pasmo



niski koszt instalacji



rosnąca przepustowość

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Klasy bezprzewodowych sieci komputerowych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć Bluetooth

Harald

Blaatand

Bluetooth II

Król Danii 940-
981

9 

partnerów

Master

Active Slave

Parked Slave

Standby

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

„Mobile Walker - 2010”

Z e s ta w

m ik r o fo n

- s łu c h a w k i

E k r a n

T e r m in a l

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieci WiFi

WiFi - 

Wireless Fidelity 

(1997 r.),IEEE 802.11, 2-66 GHz, 

•większe i rosnące przepustowości łącz (2, 11, 54 ... Mb/s),
•poprawione bezpieczeństwo,
•stale rozwijane standardy odpowiednio do potrzeb rynku 

(użytkowników)

•liczne „hot spot’y”

AP

STA

STA

STA

STA

Sieć dostępowa (BSS) 

Basic Service Set

Sieć Ad Hoc (IBSS)

Independent Basic Service 

Set

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć metropolitalna WiMAX

Tereny słabo

Tereny słabo

 

 

zurbanizowane

zurbanizowane

Restauracje

Restauracje

Kawiarnie

Kawiarnie

Hotele

Hotele

[HotSpoty]

[HotSpoty]

[Infokioski]

[Infokioski]

Osiedla

Osiedla

Klienci indywidualni

Klienci indywidualni

Klienci biznesowi

Klienci biznesowi

Stacja Bazowa

WiMAX

Szkoły

Szkoły

Szpitale

Szpitale

Instytucje 

Instytucje 

Samorządowe

Samorządowe

WiMAX - 

Worldwide Interoperability for Microwave Access 

(2001 r., NOKIA i WiLAN) IEEE 802.16, 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Rozwój sieci bezprzewodowych

2000

2010

2020

ITS

przepływność

mobilność

elastyczność

5G

4G

MBS

WLAN

WAP

4G-cell

3G

2G

GSM

IMT

UMTS

Mb/s

600

155

50

2

0,01

0,2

piesi

pojazdy

Prędkość

sieć

stała

ISDN

ATM

Sieć Gigabitowa

HAPS

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Platformy przyszłej sieci 5G

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Koncepcja NEC

Sat IR

Sat Com

ELINT 

Senso

ry

RESCUE

a

a

r

r

m

m

é

é

e

e

d

d

e

e

T

T

E

E

R

R

R

R

E

E

a

a

r

r

m

m

é

é

e

e

d

d

e

e

T

T

E

E

R

R

R

R

E

E

Pla

tfo

rm

y u

zb

ro

je

nia

Decy

denc

i

Rozpozn

/Wywiad

C3

COP

In

fo

rm

a

c

j

a

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Koncepcja platformy radia programowego

 

Pamięć

 

Peryferia

 

CAI BIOS

 

SR API 

Koprocesor

 

SIG  MPU/CPU 

DSP 

DDC

 

DUC 

ADC 

DAC

 

MISC 

RF/IF 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Klasyfikacja systemów 

radiokomunikacyjnych 

R a d io k o m u n i k a c j a

M o b il n o ś ć

S t a c j o n a r n e

R u c h o m e

K r y t e r i u m
k l a s y fi k a c j i

Z a s ię g  d z i a ła n i a

P o s t a ć  s y g n a ł u

A n a l o g o w e

C y f r o w e

U m i e j s c o w i e n i e
s t a c j i
p r z e k a ź n i k o w y c h

p r z y w o ła w c z e
( i n f o r m a c y j n e )

t e l e f o n i c z n e
r a d i o t e le f o n i c z n e

m u l t im e d i a l n e

G e n e r a c j a
S y s t e m u

N M T  4 5 0

 r a d io f o n ia  m o n  s t e r e o

 t e l e w i z j a  m o n o  s t e r e o

 s y s t e m y  r a d io li n io w e

 r a d io f o n ia

 t e le w iz j a

 s y s t e m y  r a d i o lin io w e

 lą d o w e

 m o r s k i e

 lo t n ic z e

 s a t e li t a r n e

L o k a ln e K r a j o w e K o n t y n e n t a l n e G lo b a l n e

n a z i e m n e

s a t e l i t a r n e

R o d z a j e  u s łu g

A r c h i t e k t u r a
s y s t e m

p u n k t - p u n k t

p u n k t - w i e l o p u n k t

k o m ó r k o w e  ( s t r e f o w e )

W s p ó łp r a c a  z
P S T N

w y d z i e lo n e

w s p ó łd z i a ła j ą c e

z in t e g r o w a n e

P i e r w s z e j

D r u g i e j

T r z e c ie j
U M T S  1 8 0 0 / 1 9 0 0

G S M  9 0 0  M H z

D C S  1 8 0 0  M H z

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Klasyfikacja systemów 

radiokomunikacyjnych ruchomych

S

Y

S

T

E

M

Y

L

O

T

N

IC

Z

E

S

Y

S

T

E

M

Y

S

A

T

E

L

IT

A

R

N

E

S

Y

S

T

E

M

Y

L

Ą

D

O

W

E

S

Y

S

T

E

M

Y

 Ł

Ą

C

Z

N

O

Ś

C

I

B

E

Z

P

R

Z

E

W

O

D

O

W

E

J

S

Y

S

T

E

M

Y

M

O

R

S

K

IE

S

Y

S

T

E

M

Y

R

A

D

IO

T

E

L

E

F

O

N

IC

Z

N

E

S

Y

S

T

E

M

Y

T

E

L

E

F

O

N

II

K

O

M

Ó

R

K

O

W

E

J

S

Y

S

T

E

M

Y

T

E

L

E

F

O

N

II

B

E

Z

P

R

Z

E

W

O

D

O

W

E

J

S

Y

S

T

E

M

Y

T

R

A

N

K

IN

G

O

W

E

S

Y

S

T

E

M

Y

P

R

Z

Y

W

O

Ł

A

W

C

Z

E

S

Y

S

T

E

M

Y

B

E

Z

P

R

Z

E

W

O

D

O

W

E

J

T

R

A

N

S

M

IS

JI 

D

A

N

Y

C

H

B

E

Z

P

R

Z

E

W

O

D

O

W

E

S

IE

C

I

K

O

M

P

U

T

E

R

O

W

E

S

Y

S

T

E

M

Y

R

A

D

IO

D

O

S

T

Ę

P

O

W

E

A

n

alo

g

o

w

e:

 T

A

C

S

, A

M

P

S

, N

M

T

C

yf

ro

w

e:

 G

S

M

, IS

-9

5, 

JD

C

, P

C

S

A

n

alo

g

o

w

e:

 C

T

0,C

T

1

C

yf

ro

w

e:

 C

T

2, 

C

T

2+

, D

E

C

T

, P

H

S

A

n

alo

g

o

w

e:

 z

g

o

d

n

e z

 M

P

T

13

27

C

yf

ro

w

e:

 T

E

T

R

A

, E

D

A

C

S

A

n

alo

g

o

w

e:

E

U

R

O

S

IG

N

A

L

, R

D

S

, M

B

S

C

yf

ro

w

e:

 P

O

C

S

A

G

, E

R

M

E

S

A

n

alo

g

o

w

e:

 M

O

B

IT

E

X

C

yf

ro

w

e:

 E

U

T

E

L

T

R

A

C

S

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Przetwarzanie sygnałów w RRL 

Standard 

System 

Typ kodera 

Przepływność 

(kb/s) 

GSM 

CD-900 

IS-54 

IS-95 

PDC 

CT-2 

DECT 

PHS 

komórkowy 

komórkowy 

komórkowy 

komórkowy 

komórkowy 

bezprzewodowy 

bezprzewodowy 

bezprzewodowy 

LPC-LTP-RPE 

SBC 

VSELP 

CELP 

VSELP 

ADPCM 

ADPCM 

ADPCM 

13 

16 

8 

1.2, 2.4, 4.8, 9.6 

4.5, 6.7, 11.2 

32 

32 

32 

 

Typy koderów stosowane w wybranych systemach telefonii 
bezprzewodowej 

 

Przetw. 

A/C 

Segmen-

tacja 

Koder  

mowy

 

Koder  

kanału

 

Przeplot,  

szyfrowanie, 

ramkowanie

 

Modu- 

lacja

 

Modulacja 

nośnej 

Wzma

cniacz 

Kanał k 

Kanał k+1 

 

przetwarzanie

 

kodowanie i modulacja

 

wielodostęp

 

Schemat funkcjonalny cyfrowego traktu 
nadawczego 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Rodzaje modulacji stosowane w RRL 

Rodzaje modulacji



BPSK (Binary Phase Shift Keying)



8-PSK (8 Phase Shift Keying)



16-PSK (16 Phase Shift Keying)



DQPSK (Differencial Quadrature Phase Shift Keying)



GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying)



16 QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation)



64 QAM (64 Quadrature Amplitude Modulation)

Kluczowanie fazy polega na reprezentacji każdego ze stanów 

znamiennych cyfrowego sygnału modulującego przez sygnały 

harmoniczne o różnych fazach. W zależności od ilości 

możliwych faz w sygnale zmodulowanym mówimy o 

wartościowości modulacji. 

Manipulacje fazy w systemach radiokomunikacyjnych 



dwuwartościowe  (2PSK  lub  BPSK)  (kodowany  pojedynczy  bit  0 
albo 1)



czterowartościowe (DQPSK) (kodowane dwa bity 00, 01, 10, 00)



ośmiowartościowe  (8PSK)  (kodowane  trzy  bity  000,  001,  010, 
011, 100, 101, 110, 111)



szesnastowartościowe  (16  PSK)  (kodowane  są  cztery  bity  0000, 
0001, 0010, 0011, ....)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

U

i

t

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

t

0

  2



 

3 2



0

 s

t

  4

  

 

5 4

 

7 4

  

0

 s

A )

B )

Warianty kodu modulacyjnego dla 

modulacji 4PSK 

Symbol  

Zmiana fazy 

i

 = 

i

 - 

i - 1

 

 

Wariant A 

Wariant B 

00 

    0  

 45

 

 =    0  + 45  

01 

  90  

135  =  90  + 45  

11 

180  

225  = 180  + 45  

10 

270  

315  = 270  + 45  

 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Q

I

Q

I

Przykładowa realizacja modulatora GMSK 

(Gaussian Minimum Shift Keying)



s i n  ( .)

c o s  ( .)

c o s

 ( f )

U ( f )

F ilt r

d o ln o p r z e p u s t o w y

U k ła d

c a łk u j ą c y

Q

I



c

t

s in 

c

t

Q – kanał 

kwadraturowy

Konstelacje sygnałów 16QAM i 

64QAM

I –kanał synfazowy

1)

2)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Wielodostęp do kanału radiowego



dostęp  stały  lub  ustalony  na  dłużej  -  PAMA  (PreAssigned 
Multiple  Access),  gdy  wybrany  jest  odpowiedni  kanał 
czasowy lub częstotliwościowy do łączności pomiędzy dwoma 
użytkownikami z odpowiednim czasowym wyprzedzeniem



dostęp  na  żądanie  -  DAMA  (Demand  Assigned  Multiple 
Access),  gdy przydział odpowiednich dróg połączeń, zgodnie 
z chwilowym zapotrzebowaniem realizowany jest na bieżąco - 
każdy użytkownik ma na stałe przydzielony minimalny kanał 
transmisyjny



dostęp  swobodny  -  najprostszym  protokołem  tego  typu  jest 
ALOHA.  Terminal  wysyła  w  kanał  pakiet  natychmiast  po 
wygenerowaniu.  Możliwe  jest  zaistnienie  konfliktu  pakietów 
a w jego wyniku utraty informacji



z podziałem częstotliwości  - FDMA



z podziałem czasu  - TDMA



z podziałem kodowym  - CDMA



z podziałem przestrzennym  - SDMA



dostępy  kombinowane  (np.:FDMA-TDMA,FDMA-SDMA,TDMA-
SDMA)

Klasyfikacja wielodostępu ze względu na trwałość: 

Metody realizacji wielodostępu

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

f

N

1

f

N

2

  f

f

N

n



f

c

F

D

M

A

T

D

M

A

t

t

t

  1

 2

3

 1

    

 2

    

 3

    

1

 k

an

ał 

gr

up

ow

y



 a

bo

ne

nt

  t

ab

on

en

ci

na

da

jn

ik

głó

w

ny

 a

bo

ne

nt



 k

an

ał 

gr

up

ow

y

 f

 R

oz

pr

as

za

cz

   c

ią

g k

od

ow

y n

r 2

  k

od

 f

 R

oz

pr

as

za

cz

   c

ią

g k

od

ow

y  

nr

 1

  k

od

f

f

 k

od

 1

 k

od

 2

 S

ku

pia

cz

 ci

ąg

 k

od

ow

y

 k

od

 3

f

 sy

gn

ał 

3

 sy

gn

ał 

1

 sy

gn

ał 

2

f

C

D

M

A

Metody wielodostępu do kanału radiowego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Uogólniona architektura systemu 

radiokomunikacji ruchomej 

IBM

SYSTEM

ZARZĄDZANIA

CZĘŚĆ

KOMUTACYJ NO

SIECIOWA

PODSYSTEM

RADIOWY

STACJ E

RUCHOME

INTERFEJ S

UTRZYMANIOWY

INTERFEJ S

CENTRALOWY

INTERFEJ S

RADIOWY

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

System komórkowy

1. Pojemność systemu komórkowego: 

wiązka 2

wiązka 1

częstotliwość

2. Podział pasma systemu na wiązki 
kanałów 

gdzie: 

K – ilość wykorzystywanych kanałów
P – powierzchnia obsługiwana przez system

C=K/P

3. Sposób przydziału kanałów do poszczególnych 
komórek 

4. Przykładowe pokrycie 
komórkami
    terenu wokół miasta 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Klasyfikacja systemów 

radiokomunikacyjnych 

MS

MS

Stacje

ruchome

Zespół stacji  bazowych

Część komutacyjno - sieciowa

B
T
S

B
T
S

B
T
S

Interfejs

radiowy

BSC

Sterownik

stacji bazowej

MSC

SC

IWF

EIR

HLR

VLR

AuC

O
M
C

Interfejs

A-bis

Interfejs A

Moduł

usług

dodatkowych

Do innych systemów

telekomunikacujnych

GMSC

Centrala

sieci GSM

Rejestr

stacji

własnych

Rejestr

identyfikacji

wyposażenia

Rejestr

stacji

obcych

Centrum

sprawdzania

autentyczności

Centrum

eksploatacji

i utrzymania

Zarządzanie

systemem GSM

MS

Stacja

bazowa

Interf

ejs 

radio

wy

MS

MS

MS

Zespół stacji 
bazowych

Część komutacyjno-sieciowa Zarządzanie 

systemem GSM

Stacje 
ruchome

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Organizacja kanałów w systemach GSM i 

DCS 

G S M  9 0 0

K  a  n  a  ł

"  w    d  ó  ł "

K  a  n  a  ł

"  w    g  ó  r  ę  "

B

T

S

2 5  M  H  z

8 9 0

M  H  z

9 1 5

M  H  z

1

2

3

2 0 0  K  H  z

1 0 0  k  H  z

A R C F N  :

1 2 3 1 2 4

K  a  n  a  ł y    "  w    g  ó  r  ę  "

2 5  M  H  z

9 3 5

M  H  z

9 6 0

M  H  z

1

2

3

1 2 3 1 2 4

K  a  n  a  ł y    "  w    d  ó  ł "

4  5  M  H  z

f

.    .   .   .   .   .    .   .

.  .  .  .  .

.  .  .

D C S  1 8 0 0

7 5  M  H  z

1 7 1 0

M  H  z

1 7 8 5

M  H  z

2 0 0  K  H  z

1 0 0  k  H  z

A R C F N  :

8 8 4 8 8 5

K  a  n  a  ł y    "  w    g  ó  r  ę  "

7 5  M  H  z

1 8 0 5

M  H  z

1 8 8 0

M  H  z

8 8 4

8 8 5

K  a  n  a  ł y    "  w    d  ó  ł "

9 5  M  H  z

f

.    .   .   .   .   .    .   .

.  .  .  .  .

.  .  .

5 1 2

5 1 3

5 1 4

5 1 2

5 1 3

5 1 4

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Transmisja w kanale radiowym 

1. Szczelina TDMA 

2. Realizacja dupleksu 

3. Ramka TDMA 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Podział zasobów radiowych systemu GSM 

na szczeliny czasowo-częstotliwościowe 

Częstotliw
ość

577s

200kH

z

Szczelina czasowo-

częstotliwościowa

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Struktura hierarchiczna ramek 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Pakiet dostępu 

1. Pakiet podstawowy 

2. Pakiet korekcji częstotliwości 

3. Pakiet synchronizacyjny 

4. Pakiet dostępu 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Podział kanałów logicznych w systemie 

GSM 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Procedury systemowe w czasie migracji 

abonenta w sieci GSM 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

SYSTEMY TRANKINGOWE 

STANDARD 

MPT 1327 

TETRA 

EDACS 

Pasmo nadawcze 

(uplink) 

201,5÷207,4875 

MHz 

Pasmo odbiorcze 

(downlink) 

193,5÷199,4875 

MHz 

380÷400 MHz 

136÷174, 

403÷515, 

806÷870 MHz 

Szerokość kanału 

12,5 kHz 

25 kHz (4x6,25) 

25 kHz lub 12,5 

kHz 

Odstęp dupleksowy 

(opcja) 8 MHz 

0 (TDMA) 

0 (TDMA) 

Modulacja mowy 

PM 

/4 DQPSK 4,8 

kbit/s 

PSK 9,6 kbit/s 

Transmisja danych 

FFSK 1200 bit/s 

/4 DQPSK 19,2 

kbit/s 

PSK 9,6 kbit/s 

Priorytety połączeń 

+ 

+ 

+ 

Transmisja pakietowa 

- 

+ 

+ 

Szyfrowanie 

- 

+ 

+ 

Połączenia grupowe 

+ 

+ 

+ 

 

Parametry systemów trankingowych 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Budowa szczeliny sygnalizacyjnej w MPT 

1327



Kanały  sygnalizacyjne  podzielone  są  na  szczeliny  o  czasie 

trwania 106,7 ms



Każdej  szczelinie  odpowiada  komunikat  o  długości  128  bitów, 

skład:

-

pole systemowe kanału sygnalizacyjnego CCSC umożliwiające 
synchronizację terminali i identyfikację w systemie

-

 oraz pole adresowe zawierające treść komunikatu AC

C C S C

  ( 6 4 )

  A C

  ( 6 4 )

C C S C

  ( 6 4 )

  A C

  ( 6 4 )

C C S C

  ( 6 4 )

  A C

  ( 6 4 )

C C S C

  ( 6 4 )

  A C

  ( 6 4 )

 S Z C Z E L I N A

Połączenia w większości standardów trankingowych oparte są o 
tzw.  algorytm  ALOHA.  Wykorzystywane  są  w  nim  następujące 
komendy i sygnały:



ALOHA  (downlink)  -  zachęta  z  informacją  o  liczbie  wolnych 

szczelin



AHOY + adres (downlink) - kontrola gotowości terminala



REQUEST (uplink) - żądanie zestawienia połączenia



ACKNOWLEDGE - potwierdzenie sygnału AHOY lub REQUEST



GO  TO  TRAFFIC  CHANNEL  n  (downlink)  -  polecenie  zajęcia 

kanału 

K A N A Ł   W  D Ó Ł

K A N A Ł   W  G Ó R Ę

A L H

A L H

G T C

A L H

A H Y

R Q S

G T C

A C K

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Architektura systemu MPT 1327 

P O L E

K O M U T A -

C Y J N E

C E N T R A L N Y

M O D U Ł

S T E R O W A N IA

T e l e fo n

T e l e f o n

P S T N

W Ę Z E Ł  C E N T R A L N Y

M a s z t  r a d io w y

P B X

T e r m i n a l

s te r u ją c y

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

SYSTEM TETRA 

Budowa systemu 

wydzielonego w standardzie 

TETRA 

Współpraca systemu TETRA z 

innymi sieciami 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Zestawienie wybranych usług i funkcji 

systemów trankingowych 

STANDARD 

MPT 

1327 

TETRA  EDACS 

Transmisja mowy półdupl. i dupleksowa 

+ 

+ 

+ 

Transmisja danych 

+ 

+ 

+ 

Priorytetowanie połączeń 

+ 

+ 

+ 

Połączenia z PSTN 

+ 

+ 

+ 

Zestawienie połączeń grupowych 

+ 

+ 

+ 

Transmisje sygnałów alarmowych 

+ 

+ 

+ 

Przenoszenie wywołań 

+ 

+ def 

+ def 

Szyfrowanie transmisji 

- 

+ 

+ 

Transmisja pakietowa 

- 

+ 

+ 

Blokowanie wywołań 

- 

+ 

+ 

Informowanie o przychodzących wywoł. 

- 

+ 

+ 

Numeracja skrócona 

- 

+ 

+ 

Dynamiczne tworzenie grup 

- 

+ 

+ 

Autoryzacja połączeń 

- 

+ 

+ 

Dyskretny podsłuch osoby uprawnionej 

- 

+ 

+ 

Poczta głosowa 

- 

+ 

+ 

 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

DECT  (Digital European Cordless 

Telephony i Digital Enhanced Cordless 

Telecommunications)



wysoka jakość przesyłanego sygnału mowy



duża pojemność systemu



możliwość  stosowania  procedur  służących  do  identyfikacji 
użytkowników oraz szyfrowania przesyłanego sygnału mowy



mała złożoność systemu



możliwość  tworzenia  systemów  jedno-  i  wielokomórkowych, 
wraz  z  możliwością  przełączania  rozmów  pomiędzy  stacjami 
bazowymi w trakcie trwającego połączenia,



kompatybilność z  systemami publicznego dostępu telepoint



zdolność  do  współpracy  z  przewodowymi  centralami 
abonenckimi  (PBX)  oraz  pracy  w  bezprzewodowych  pętlach 
abonenckich

Prace  nad  tym  standardem  prowadzono  w  ETSI  w  latach  1988-
1992. Wymagania na system:

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Cechy DECT



DECT  jest  standardem  stworzonym  dla  zaspokojenia  potrzeb 
użytkowników na obszarach o dużym natężeniu ruchu



Umożliwia  on  obsługę  abonentów  zarówno  w  systemach 
mikro-  jak  i  pikokomórkowych  (promień  komórki  mniejszy 
niż 500 m)



Możliwa  jest  również  jego  praca  jako  bezprzewodowe 
centrale WPBX, oferuje usługi typu telepoint



Doskonale  spełnia  swoje  funkcje  jako  domowy  telefon 
bezprzewodowy



Rozmieszczenie  stacji  bazowych  w  systemie  jest  realizowane 
„bez  współrzędnych”,  czyli  po  ich  rozmieszczeniu  same 
dostosowują się zasięgowo do zaistniałej sytuacji



Kanały są przydzielane podczas wywołania



W  systemie  możliwe  jest  przenoszenie  mowy  kodowanej 
(ADPCM) oraz transmisja danych. 



Przełączanie 

rozmowy 

między 

komórkami 

umożliwia 

przemieszczanie  się  abonenta  wewnątrz  systemu  bez  utraty 
połączenia

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Cechy DECT cd...



Podstawowe  cechy  systemów  łączności  mikrokomórkowej  w 
standardzie DECT: 



zakres częstotliwości  1880 - 1900 MHz,



ilość częstotliwości nośnych 10,



odstęp sąsiedniokanałowy 1,728 MHz,



Transmisja  MC/TDMA/TDD  (Multiple  Carrier/TDMA/Time-
Division Duplexing), wykorzystuje wielokrotne częstotliwości 
nośne, czasowy dostęp wielokrotny, oraz dupleks czasowy



Czas trwania ramki TDMA 10 ms



Czas trwania szczeliny TDMA 0,417 ms



Ilość szczelin w ramce 24 (12 dupleksowych kanałów)



Przepływność bitowa 1152 kb/s



Kodowanie  mowy  32  kb/s  ADPCM  (Adaptive  Differential 
Pulse Code Modulation),



Modulacja GFSK (Gaussian filtered Frequency Shift Keying), 
binarne  kluczowanie  częstotliwości  z  dzwonowym  kształtem 
impulsów, 

z 

przesuwem 

częstotliwości 

określonym 

wskaźnikiem  kluczowania  BT  =  0,5  (B  -  przesuw 
częstotliwości, T - czas trwania bitu)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Cechy DECT cd...

Nr kanału  Częstotliwość środkowa [MHz]  Zakres zajmowanego pasma [MHz] 

1 

1897,334 

1896,470  1898,198 

2 

1895,606 

1894,742  1896,470 

3 

1893,878 

1893,014  1894,742 

4 

1892,150 

1891,286  1893,014 

5 

1890,422 

1889,558  1891,286 

6 

1888,694 

1887,830  1889,558 

7 

1886,966 

1886,102  1887,830 

8 

1885,238 

1884,374  1886,102 

9 

1883,510 

1882,646  1884,374 

10 

1881,782 

1880,918  1882,646 

 

Zakres przydzielonych częstotliwości poszczególnym kanałom w 
standardzie DECT 

Spektrum częstotliwości wykorzystywanej w DECT 

1 8 9 7 ,3 3 4

1 8 9 5 ,6 0 6

M H z

1 8 8 3 ,5 1 0

1 8 9 6 ,4 7 0

1 8 9 8 ,1 9 8

1 8 8 0 ,9 1 8

1 8 8 2 ,6 4 6

1 8 8 4 ,3 7 4

K a n a ł 1 0

K a n a ł 1

K a n a ł 9

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

RADIOWE SYSTEMY DOSTĘPOWE 

Zalety SRDA (system dostępu abonenckiego):



szybkość i łatwość instalacji



konkurencyjność 

cenową 

w 

porównaniu 

z 

sieciami 

przewodowymi



brak 

problemów 

towarzyszących 

utrzymaniu 

sieci 

przewodowych



możliwość  wspomagania  systemów  przewodowych  w  czasie 
ich awarii lub remontów



możliwość 

szybkiej 

odbudowy 

infrastruktury 

telekomunikacyjnej 

po 

wszelkiego 

rodzaju 

klęskach 

żywiołowych



mniejsze  możliwości  realizacji  różnego  rodzaju  nadużyć 
telekomunikacyjnych  np.  podsłuch  lub  realizacja  rozmów 
przez osoby postronne itp.



możliwość  ewentualnych  przemieszczeń  elementów  systemu 
na inne obszary.

Wady systemów SRDA:



prawidłowe 

działanie 

systemu 

wymaga 

bezpośredniej 

widoczności anten nadawczej i odbiorczej



w  wyniku  wielodrogowości  pojawiają  się  niekiedy  lokalne

 

zaniki

  natężeń  pola  elektromagnetycznego  wpływające  na 

jakość łączności



możliwe  interferencje  z  innymi  użytkownikami  medium 
transmisyjnego



wymaganie  zachowania  odpowiedniej  odległości  nadajników 
systemu od skupisk ludzkich

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Model odniesienia SRDA według ETSI 

Centrala

końcowa

System

zarządzania

i nadzoru

Sterownik

stacji

bazowej

Podsystem

zarządznia

 i nadzoru

Radiowa

stacja

bazowa

Radiowa

stacja

abonencka

Terminal

użytkownika

IF5

IF3

IF1

IF2

IF6

IF4

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Architektura systemu SRDA typu A i typu B 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Architektura systemu SRDA typu A i typu B 

Systemy

SRDA

CDMA

TDMA

FDMA

IS-95A

J STD-008

B<1,5 MHz

ETSI

GSM 900

PMP

DECT RLL

IS-54

E-TDMA

FH

Siemens

CDMAlink

DCS

Airspan

Lucent T.

AirLoop

draft ETSI

draft MPT

B<5 MHz

Qualcom

QCTel

Motorola

Will

GSC1800

Ericsson

DRA 1900

Alcatel

9800

Tadiran

Multigain

W

CT2

Siemens

Ultraphone

Nortel

Praximity I

Siemens

DECTlink

AMT

Prime 200

Luncet T.

SWING

SAT

Tangra

NEC

DRMAS

Lucent T.

IRT 2000

D

E

C

T

D

E

C

T

D

C

T

S

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

System ERC ( Exchange Radio 

Concentrator lub Easy Radio Connections) 

Teledata Communications Ltd. 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Przykładowa architektura systemu A9800 

 



sterownik systemowy XBS (Exchange Base Station)



stacja centralna RSC (Radio Station Central)



stacja końcowa RST (Radio Station Terminal)



stacja przekaźnikowa RSN lub R‑RST (Radio Station Nodal)



radiowa stacja bazowa WBT (Wireless Base Terminal)



radiowe terminale abonenckie WST, WNT (Wireless Network 
Terminations) 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Systemy bezprzewodowej transmisji danych

Do znanych, wyspecjalizowanych systemów transmisji danych należą:



ARDIS  (Advanced  Radio  Data  Information  Service)  działający  w  USA  i  oparty 
na protokole Motoroli RD-LAP



MODACOM  (MObile  DAta  COMmunication)  działający  w  niektórych  krajach 
europejskich (Niemcy, Szwajcaria) i wykorzystujący protokół RD-LAP



CDPD  (Cellular  Digital  Packed  Data)  –  pakietowy  system  nakładkowy  mogący 
działać tam, gdzie działa system komórkowy AMPS (USA, Kanada)



MOBITEX  –  system  firmy  Ericsson  funkcjonujący  w  USA,  Kanadzie,  krajach 
europejskich I niektórych krajach azjatyckich

Architektura 

systemu 

MOBITEX 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

SYSTEMY SATELITARNE 

Protokoły dostępu wielokrotnego:
-bezkonfliktowe (planowane): 



dostęp stały (FDMA, TDMA)



dostęp na żądanie (FDMA, TDMA)

-rywalizacyjne (z dostępem losowym):



dostęp  losowy  z  powtarzaniem 
(ALOHA)



dostęp 

losowy 

z 

rezerwacją 

(ALOHA z rezerwacją)



kodowe 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Klasyfikacja systemów 

radiokomunikacyjnych 

R a d io k o m u n i k a c j a

M o b il n o ś ć

S t a c j o n a r n e

R u c h o m e

K r y t e r i u m
k l a s y fi k a c j i

Z a s ię g  d z i a ła n i a

P o s t a ć  s y g n a ł u

A n a l o g o w e

C y f r o w e

U m i e j s c o w i e n i e
s t a c j i
p r z e k a ź n i k o w y c h

p r z y w o ła w c z e
( i n f o r m a c y j n e )

t e l e f o n i c z n e
r a d i o t e le f o n i c z n e

m u l t im e d i a l n e

G e n e r a c j a
S y s t e m u

N M T  4 5 0

 r a d io f o n ia  m o n  s t e r e o

 t e l e w i z j a  m o n o  s t e r e o

 s y s t e m y  r a d io li n io w e

 r a d io f o n ia

 t e le w iz j a

 s y s t e m y  r a d i o lin io w e

 lą d o w e

 m o r s k i e

 lo t n ic z e

 s a t e li t a r n e

L o k a ln e K r a j o w e K o n t y n e n t a l n e G lo b a l n e

n a z i e m n e

s a t e l i t a r n e

R o d z a j e  u s łu g

A r c h i t e k t u r a
s y s t e m

p u n k t - p u n k t

p u n k t - w i e l o p u n k t

k o m ó r k o w e  ( s t r e f o w e )

W s p ó łp r a c a  z
P S T N

w y d z i e lo n e

w s p ó łd z i a ła j ą c e

z in t e g r o w a n e

P i e r w s z e j

D r u g i e j

T r z e c ie j
U M T S  1 8 0 0 / 1 9 0 0

G S M  9 0 0  M H z

D C S  1 8 0 0  M H z

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Klasyfikacja systemów 

radiokomunikacyjnych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Wielodostęp do kanału radiowego



dostęp  stały  lub  ustalony  na  dłużej  -  PAMA  (PreAssigned 
Multiple  Access),  gdy  wybrany  jest  odpowiedni  kanał 
czasowy lub częstotliwościowy do łączności pomiędzy dwoma 
użytkownikami z odpowiednim czasowym wyprzedzeniem



dostęp  na  żądanie  -  DAMA  (Demand  Assigned  Multiple 
Access),  gdy przydział odpowiednich dróg połączeń, zgodnie 
z chwilowym zapotrzebowaniem realizowany jest na bieżąco - 
każdy użytkownik ma na stałe przydzielony minimalny kanał 
transmisyjny



dostęp  swobodny  -  najprostszym  protokołem  tego  typu  jest 
ALOHA.  Terminal  wysyła  w  kanał  pakiet  natychmiast  po 
wygenerowaniu.  Możliwe  jest  zaistnienie  konfliktu  pakietów 
a w jego wyniku utraty informacji



z podziałem częstotliwości  - FDMA



z podziałem czasu  - TDMA



z podziałem kodowym  - CDMA



z podziałem przestrzennym  - SDMA



dostępy  kombinowane  (np.:FDMA-TDMA,FDMA-SDMA,TDMA-
SDMA)

Klasyfikacja wielodostępu ze względu na trwałość: 

Metody realizacji wielodostępu

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

f

N1

f

N2

  f

f

Nn

f

c

FDMA

TDMA

t

t

t

  1

 2

3

 1     2     3    1

 kanał grupowy



 abonent

  t

abonenci

nadajnik

główny

 abonent   kanał grupowy

 f

 Rozpraszacz

   ciąg kodowy nr 2

  kod

 f

 Rozpraszacz

   ciąg kodowy  nr 1

  kod

f

f

 kod 1
 kod 2

 Skupiacz

 ciąg kodowy

 kod 3

f

 sygnał 3

 sygnał 1

 sygnał 2

f

CDMA

Metody wielodostępu do kanału radiowego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Przetwarzanie sygnałów w RRL 

Standard 

System 

Typ kodera 

Przepływność 

(kb/s) 

GSM 

CD-900 

IS-54 

IS-95 

PDC 

CT-2 

DECT 

PHS 

komórkowy 

komórkowy 

komórkowy 

komórkowy 

komórkowy 

bezprzewodowy 

bezprzewodowy 

bezprzewodowy 

LPC-LTP-RPE 

SBC 

VSELP 

CELP 

VSELP 

ADPCM 

ADPCM 

ADPCM 

13 

16 

8 

1.2, 2.4, 4.8, 9.6 

4.5, 6.7, 11.2 

32 

32 

32 

 

Typy koderów stosowane w wybranych systemach telefonii 
bezprzewodowej 

 

Przetw. 

A/C 

Segmen-

tacja 

Koder  

mowy

 

Koder  

kanału

 

Przeplot,  

szyfrowanie, 

ramkowanie

 

Modu- 

lacja

 

Modulacja 

nośnej 

Wzma

cniacz 

Kanał k 

Kanał k+1 

 

przetwarzanie

 

kodowanie i modulacja

 

wielodostęp

 

Schemat funkcjonalny cyfrowego traktu 
nadawczego 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Realizacja systemu radiokomunikacyjnego: a) pomocy 
jednego nadajnika o dużej mocy, b) przy pomocy wielu 
nadajników o małej mocy

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Przełączenie kanałów między dwiema stacjami bazowymi: a) sytuacja 
przed przełączeniem, b) sytuacja po przełączeniu

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Powstawanie 

interferencji 

wspólnokanałowych 

w 

systemie 

komórkowym: a) strefy pokrycia radiowego wokół SB, b) prawidłowe 
rozmieszczenie  SB,  c)  konfiguracja  SB  prowadząca  do  interferencji 
wspólnokanałowych, d) sposób praktycznego pokrycia terenu 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Podział 

pasma 

systemu 

komórkowego 

na 

kanały 

częstotliwościowe  i  wiązki  kanałów:  a)  rysunek  uproszczony,  b) 
sytuacja rzeczywista 

b)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Przykładowe sposoby przydziału 
kanałów częstotliwościowych do 
poszczególnych komórek dla różnych 
liczb wiązkowych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Ilustracja odległości między komórkami o tych samych 
częstotliwościach

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Uzasadnienie sześciokątnego kształtu 

komórek

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Zwiększanie  pojemności  systemu  przez  zmniejszanie  wielkości 
komórek:  a)  pokrycie  obszaru  miasta  przed  zmianą,  b)  pokrycie 
obszaru miasta po zmianie

N

R

D

3



Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Zależność prawdopodobieństwa blokady od natężenia ruchu przy 

parametrze liczby kanałów

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Propagacja sygnału emitowanego przez antenę izotropową

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Charakterystyki promieniowania anten: izotropowej i 
kierunkowej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM pojęcie systemu 

komórkowego

Wpływ wielkości komórek na parametry brane przy projektowaniu systemu 
komórkowego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Etapy projektowania sieci komórkowych

:

• wymiarowanie sieci,

• projektowanie szczegółowe,

• wdrażanie, monitorowanie i optymalizacja sieci.

Dane wejściowe w procesie wymiarowania

:

• zakresy częstotliwości (zestawy kanałów radiowych) 

przydzielonych operatorowi,

• wymagany obszar pokrycia radiowego, w tym zakładany docelowy

stopień pokrycia radiowego (określony procent powierzchni 

obszaru lub procent ludności zamieszkującej obszar),

• warunki propagacyjne w danym terenie,

• rozmieszczenie mieszkańców oraz infrastruktury komunikacyjnej i 

handlowej (na podstawie tych danych zostaną wskazane miejsca, 

w których należy spodziewać się szczególnych potrzeb 

telekomunikacyjnych),

• podstawowe rodzaje usług, które mają być świadczone przez sieć,

• spodziewane natężenie ruchu telekomunikacyjnego (w 

perspektywie pierwszego okresu implementacji sieci),

• docelowy poziom jakości usług (w tym dopuszczalne 

prawdopodobieństwa blokady dostępu).

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Odmienne  podejście  do  projektowania  sieci  UMTS

  wynika  m.in.  z 

konsekwencji zastosowania w łączu radiowym wielodostępu CDMA, w tym z:

• możliwości wykorzystywania tych samych kanałów radiowych w sąsiednich

komórkach (sektorach),

• możliwości miękkiego przenoszenia połączeń,

• silnych  powiązań  między  pojemnością  komórki,  jakością  transmisji  i 

zasięgiem łączności (w systemach CDMA nie można oddzielić projektowania 

pokrycia  radiowego  od  projektowania  pojemności,  istnieje  ponadto 

konieczność  zapewnienia  realizacji  miękkiego  przenoszenia  między 

komórkami),

• konieczności  oddzielnego  bilansowania  łączy  w  dół  i  w  górę  (z 

uwzględnieniem nierównomiernego obciążenia łączy),

• silnego  uzależnienia  działania  sieci  radiowej  (w  tym  pojemności  i  jakości)

od  nieidealności  realizacji  (błędów  regulacji  mocy,  ograniczonej 

ortogonalności ciągów, zniekształceń wprowadzanych w torach nadawczych 

itd.).

     W przypadku sieci komórkowych z wielodostępem FDMA i TDMA odrębnie 

traktowano  fazy  projektowania  pokrycia  radiowego  (w  której  ustalono 

strukturę  przestrzenną  stacji  bazowych  zapewniających  pokrycie  radiowe 

na  danym  terenie)  i  fazę  projektowania  pojemności  (w  której  przydzielano 

zestawy  kanałów  radiowych,  zapewniające  obsługę  założonego  ruchu 

telekomunikacyjnego).  

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

• Wynikami wymiarowania sieci 

komórkowych są m.in.:

• liczba sterowników (na danym obszarze),
• liczba miejsc zamontowania stacji bazowych,
• wstępny wybór konfiguracji stacji bazowych,
• wybór algorytmów zarządzania zasobami 

radiowymi,

• oszacowanie niezbędnej pojemności 

stacjonarnej sieci transmisyjnej i 
komutacyjnej.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Wnioski dotyczące projektu kanału transmisyjnego:

• przepustowość kanału transmisyjnego wzrasta ze wzrostem szerokości pasma 

zajmowanego  przez  transmitowany  sygnał  oraz  ze  wzrostem  stosunku  mocy 

sygnału użytecznego do mocy sygnałów niepożądanych (szumów i zakłóceń),

• jakość  odbieranego  sygnału  wzrasta  ze  wzrostem  stosunku  E

b

/I

o

  (średniej 

energii  przypadającej  na  jeden  bit  przesyłanej  informacji  do  gęstości 

widmowej  szumów  i  zakłóceń).  Wzrost  stosunku  E

b

/I

o

  można  uzyskać 

zwiększając  moc  nadawanego  sygnału,  ale  wzrasta  wtedy  poziom  zakłóceń 

odbieranych  przez  innych  użytkowników  znajdujących  się  w  tej  samej 

komórce  (i  w  sąsiednich).  Inną  metodą  poprawy  jakości  odbioru  jest 

zmniejszenie przepływności bitowej przesyłanego sygnału,

• w  miarę  oddalania  się  abonenta  ruchomego  od  stacji  bazowej  maleje  (na 

ogół)  poziom  sygnału  użytecznego  (często  zdarza  się,  że  równocześnie 

wzrasta  poziom  sygnałów  zakłócających),  a  zatem  -  zmniejsza  się  wartość 

stosunku E

b

/I

o

. Oznacza to pogorszenie warunków transmisji i w konsekwencji 

pogorszenie  jakości  odbioru  (wzrost  stopy  błędów).  Zachodzi  to  przede 

wszystkim  na  obrzeżach  komórek  (w  dużej  odległości  od  stacji  bazowej).  W 

systemach  CDMA  zjawisko  to  staje  się  krytyczne  ze  wzrostem  liczby 

obsługiwanych  użytkowników  (ze  wzrostem  łącznej  przepływności  ich 

sygnałów) powodując zmniejszenie efektywnego obszaru komórki,

• w  systemach,  w  których  realizowane  są  różne  usługi  telekomunikacyjne  (o 

różnych  szybkościach  transmisji  i  różnych  maksymalnych  dopuszczalnych 

stopach błędów) celowe jest wykorzystywanie transmisji radiowych z różnymi 

modulacjami,  różnymi  szybkościami  transmisji  i  ze  zmiennymi  poziomami 

sygnału  użytecznego.  Optymalizacja  wykorzystania  cennych  zasobów 

radiowych musi zachodzić dynamicznie, zmiany parametrów transmisji muszą 

nadążać  za  zmianami  popytu  na  przepustowość  kanału  radiowego  oraz 

zmianami warunków ruchowych i propagacyjnych.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Zasady geometrii w polu sześciokątów

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Reprezentacja zespołu komórek za pomocą dużych 

sześciokątów

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Rozkład przestrzenny interferujących komórek 

sześciokątnych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Zależności geometryczne dla najgorszego przypadku 

zakłóceń wspólnokanałowych gdy N = 7

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM podstawy projektowania

Ilustracja zakłóceń wspólnokanałowych oraz najgorszego położenia 

stacji ruchomej w przypadku anten sektorowych 120

0

 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - Metody powiększania pojemności 

systemu

Przykład pokrycia komórkami o liczności zespołu N=4 z 

trzema sektorami w komórkach, typowy dla systemu GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - Metody powiększania pojemności 

systemu

Przykład podziału komórek na mniejsze z zachowaniem 

podziału sektorów

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Etapy projektowania sieci komórkowych

• Czynniki determinujące  sposób projektowania sieci 

komórkowych:

– możliwość wykorzystania tych samych kanałów  w 

sąsiednich komórkach

– możliwość miękkiego przenoszenia połączeń

– silne powiązania między pojemnością komórki, jakością 

transmisji, i zasięgiem  (w systemach CDMA projektowanie 

pokrycia radiowego i pojemności jest jednoczesne; w 

FDMA i TDMA fazy te mogą być projektowane oddzielnie)

– konieczność oddzielnego bilansowania łączy w górę i w dół

• silne uzależnienie działania sieci radiowej ( w tym 

pojemności i jakości) od realnych możliwości (błędy 

regulacji mocy, ograniczona ortogonalność ciągów, 

zniekształcenia torów nadawczych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Etapy projektowania sieci komórkowych

• wymiarowanie sieci:  

– zakres częstotliwości, 

– obszar pokrycia radiowego w tym zakładany docelowy stopień pokrycia radiowego, 

– warunki propagacyjne w terenie, 

– dyslokacja mieszkańców oraz infrastruktury komunikacyjnej i handlowej (są to 

szczególne miejsca o dużych potrzebach telekomunikacyjnych, 

– określenie zestawu świadczonych usług, 

– spodziewane natężenie ruchu telekomunikacyjnego, docelowy poziom jakości usług

Wyniki wymiarowania: liczba sterowników RNC, liczba i dyslokacja stacji bazowych, 

wstępna konfiguracja stacji bazowych, algorytmy zarządzania zasobami 

radiowymi, oszacowanie niezbędnej pojemności stacjonarnej sieci transmisyjnej 

i komutacyjnej

• projektowanie szczegółowe:

– plan dyslokacji i konfiguracji urządzeń transmisyjnych

– lokalizacja stacji bazowych

– rodzaje komórek (dookólne, sektorowe)

– możliwości istniejącej infrastruktury telekomunikacyjnej,

– analizy propagacyjne

– realizacja pomiarów propagacyjnych, ocena opóźnień i poziom sygnałów odbitych, 

wyznaczenie odpowiedzi impulsowej kanału radiowego

– planowanie parametrów: dobór wartości różnych procedur systemowych, wartości 

graniczne, alarmowe itp..

• wdrażanie, monitorowanie i optymalizacja sieci:

Rejestracja stanów awaryjnych i skrajnych obciążeń ruchowych, identyfikacja 

miejsc koncentracji ruchu, monitorowanie warunków działania MS na obrzeżach 

komórek

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Etapy projektowania sieci komórkowych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - Metody powiększania pojemności 

systemu

Koncepcja stref mikrokomórkowych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Architektura sieci GSM 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Ogólna struktura systemu GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Schemat blokowy systemu GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Przestrzenna struktura sieci GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Obszar centralowy z zaznaczonym podziałem na obszary przywołań i 

pojedyncze komórki

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Struktura numerów stosowanych w 

GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Wykorzystanie numerów systemu GSM w trakcie zestawiania 

połączenia

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –część komutacyjno-sieciowa

Część komutacyjno-sieciowa systemu GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –część komutacyjno-sieciowa

Uproszczony schemat blokowy centrali MSC

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje MSC

• Moduł  sterowania  ruchem  –  zestawianie,  nadzór  i 

likwidacja  połączeń,  analiza  cyfr,  kierowanie  połączeń 

wychodzących oraz nadzór – oprogramowanie centrali

• Moduł  łączy  i  sygnalizacji  -  nadzór  połączeń  z 

innymi  centralami,  sygnalizacja  SS7  –  hardware  i 

software

• Pole  komutacyjne  -  wybór,  zestawianie,  likwidacja 

połączeń dla mowy i danych

• Moduł  taryfikacji  –  naliczanie  opłat,  informacje  o 

rozmowie (czas trwania, numery abonentów itp.), zapis 

na dysk

• Moduł  eksploatacji  i  utrzymania  –  funkcje  OMA&P 

części komutacyjnej MSC, kontrola zajmowania i pracy 

łączy, 

realizacja 

połączeń 

testowych, 

pomiary 

parametrów ruchu i ich prezentacja 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje podsystemu telefonii 

ruchomej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje podsystemu telefonii 

ruchomej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje rejestru HLR

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje rejestru AuC

Poziomy zabezpieczenia w GSM:

• poziom dostępu użytkownika do usług: 

identyfikacja abonenta i jego uprawnień celem 

uniemożliwienia  korzystania z systemu przez 

nieuprawnionych użytkowników;

• Poziom zabezpieczenia sygnałów, przed ich 

podsłuchem,  w kanale radiowym przez 

szyfrowanie,

• Poziom identyfikacji sprzętu (homologacja, 

pochodzenie).

AuC uczestniczy  w dwóch pierwszych 

poziomach. 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje rejestru AuC

Generowanie    przy  użyciu  klucza  K

i

    trzech  parametrów  procedury 

kryptograficznej wg algorytmu:

•    wysłanie  przez  MSC  do  AuC  polecenia  generacji  parametrów 
kryptograficznych,
•  odszukanie klucza K

i

 abonenta w rejestrze AuC i generacja RAND

•  na  podstawie  RAND  i  K

i,

  obliczenie  liczby  SRES  i  klucza  szyfrującego 

połączenia K

c

•  przekazanie parametrów RAND, SRES, K

c

 do HLR

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – zmiana położenia MS

Stany terminala MS:

• wyłączenia

: MS nie uczestniczy w żadnych 

procedurach GSM, nie rozpoznaje sygnałów i 

nie emituje ich – odpowiada to wyłączeniu 

terminala lub będącego poza zasięgiem;

• czuwania

: MS włączona ale nie 

uczestnicząca  w połączeniu, czeka na 

sygnały przywoławcze i informuje system o 

swoim położeniu;

• aktywności

 – MS włączony i MS uczestniczy 

w połączeniu.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – zmiana położenia MS

• w stanie 

czuwania

 MS odbiera sygnały wysyłane w kanale sygnalizacyjnym 

na częstotliwości odniesienia danej SB i SB sąsiednich. MS dokonuje 

pomiarów  mocy sygnałów tych SB;

• zmiana położenia powoduje zmianę rozkładu mocy sygnałów SB i MS 

podejmuje decyzję o zmianie częstotliwości odbioru kanału 

sygnalizacyjnego (nie dotyczy sytuacji zmiany LA);

• W przypadku zmiany LA, MS powiadamia o tym MSC - VLR poprzez 

uruchomienie procedury powiadamiania w stanie czuwania; MS wysyła do 

VLR żądanie zmiany LAI, które jest potwierdzane przez MSC;

• w przypadku zmiany  obszaru centralowego (VLR), co oznacza zmianę drogi 

połączenia do MS, konieczna jest aktualizacja danych w HLR; w tym celu 

VLR wysyła do macierzystego HLR abonenta żądanie aktualizacji danych o 

położeniu. Żądanie to jest potwierdzane i w HLR zapisany jest adres VLR

2;

• po włączeniu zasilania, MS powiadamia o swej obecności: rozpoznaje 

sygnały w kanałach sygnalizacyjnych na częstotliwościach odniesienia, 

synchronizuje nośną i ramkę, wykorzystując częstotliwość i sygnały 

synchronizacji, wybiera najsilniejszą SB, rozpoznaje LAI. Jeśli LAI jest 

identyczne  z zapisanym w MS to następuje aktualizacja stanu w VLR dla 

danego IMSI. Jeśli LAI uległ zmianie to należy zaktualizować dane w HLR;

• odłączenie MS wymaga żądania odłączenia MS i aktualizacji stanu w VLR 

dla IMSI. Wiąże się to przerwą w emitowaniu sygnałów przywoławczych 

oraz aktualizacji położenia w HLR. Stan czuwania jest potwierdzany. W 

przypadku braku potwierdzenia w danym czasie to zostanie ona w VLR 

zaznaczona jako wyłączona

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –część komutacyjno-sieciowa

Przechodzenie stacji ruchomej w ramach tego samego obszaru 

centralowego

Stany terminala:

wyłączony, 
czuwania, 
aktywny.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –część komutacyjno-sieciowa

Przechodzenie stacji ruchomej pomiędzy obszarami 

centralowymi

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –część komutacyjno-sieciowa

Droga połączeniowa od abonenta sieci stałej do abonenta 
GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –zestawienie połączenia 

przychodzącego

• wybór  numeru  MSISDN  (3  pierwsze  cyfry  oznaczają,  że  jest  to 

abonent  GSM  danego  operatora,  następne  definiują  adres  HLR  z 

adresem VLR skojarzonego z MSC, gdzie przebywa B);

• po  odszukaniu  kartoteki  B  w  HLR,  rejestr  odpowiada  MSRN  B 

określającym drogę połączeniową do danej MSC (SS7);

• Jeśli  A  jest  abonentem  PSTN  to  połączenie  od  niego  jest  kierowane 

do  GMSC  systemu  GSM  B.  Centrala  GMSC  przekazuje    numer 

MSISDN do HLR, gdzie jest  zamieniony na IMSI, który jest kluczem 

do informacji o B w bazach danych systemu;

• HLR  przesyła  IMSI  do  odpowiedniego  VLR  żądając  przydzielenia  dla 

zestawianego  połączenia    numeru  MSRN  tj.  definiując  drogę 

połączeniową  do  MSC  abonenta  B.  Jeśli  B  był  w  stanie  czuwania  to 

MSC  przydziela  mu  wolny  MSRN,  który  po  zestawieniu  połączenia 

może  być  przekazany  innemu  połączeniu.  Otrzymany  MSRN  jest 

przekazywany do HLR GMSC i centrala GMSC jest w stanie zestawić 

połączenie do MSC abonenta B.

• IMSI  w  VLR  B  identyfikuje  LA  i  GMSC  przesyła  przez  łącza  stałe, 

przywołanie  do  wszystkich  SB  danego  LA  w  kanale  przywoławczym 

PCH.  W  celu  uniknięcia  transmisji  IMSI  B  drogą  radiową,  MSC 

przydziela  TMSI,  który  rozpoznaje  MS  i  odpowiada  na  sygnał 

przywoławczy  co  skutkuje  przydzieleniem  kanału  rozmównego 

pomiędzy abonentami A – B.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –część komutacyjno-sieciowa

Przepływ informacji przy połączeniu od abonenta sieci do abonenta 

ruchomego znajdującego się w obcym systemie GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –zestawienie połączenia 

przychodzącego

• Połączenie od A jest kierowane do GMSC 

systemu GSM B

• Centrala GMSC sprawdza w HLR informację 

o położeniu B (1) i otrzymuje informację o 

adresie VLR GSM (2)

• GMSC przekazuje ten adres do centrali 

stałej abonenta A i na tej podstawie 

realizuje się połączenie od sieci stałej 

abonenta A poprzez sieci pośrednie do 

GMSC systemu GSM 2 i dalej do 

odpowiedniej MSC/VLR

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

• wybranie  numeru abonenta B – wysłanie żądania 

dostępu w kanale RACH danej SB do MSC;

• przydzielanie przez MSC dedykowanego kanału 

sygnalizacyjnego, sprawdzenie uprawnień, zmiana 

znacznika aktywności, potwierdzenie dostępu;

• wysłanie nr abonenta B przez SB do MSC, żądanie 

zestawienia połączenia;

• analiza numeru B w MSC i w zależności od wyniku 

jest on przekazywany do GMSC lub obsługiwany 

przez MSC;

• zestawienie  połączenia – przydzielenie kanału 

rozmównego, oraz wydzielonego kanału 

sygnalizacyjnego, rozpoczęcie przesyłania 

sygnałów rozmównych

Sieć GSM –zestawienie połączenia 

wychodzącego z MS 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM –zapewnienie ciągłości połączenia w 

ruchu

• Zmiany parametrów sygnału odbieranego przez MS w 

czasie ruchu abonenta – podjęcie decyzji przez BSC o 

zmianie kanału (komórki) na podstawie wyników 

pomiaru mocy, p

b

,

 

przekazywanych przez MS do SB - 

handover; kanał docelowy jest wybierany na 

podstawie porównania wyników pomiarów jakości 

różnych kanałów;

• Zmiana kanału radiowego w ramach komórki (zmiana 

częstotliwości roboczej) przez BSC na podstawie 

wyników pomiarów, co w przypadku braku korelacji 

pasmowej poprawia jakość połączenia (np. w mieście, 

górach) – intracell handover;

• Zmiana kanału radiowego (dobrego) na inny, który 

nie wnosi zakłóceń sąsiedniokanałowych oraz w 

sytuacji przeciążenia danej komórki - traffic handover

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje lokalizacyjne

Dynamika MS, zmiany poziomu odbieranych sygnałów ich pomiar 

przez MS, podjęcie decyzji przez BSC o zmianie kanału (SB 

informuje MS o częstotliwościach odniesienia z kanałami 

sygnalizacyjnymi sąsiednich SB, których poziomy sygnałów 

mierzy MS i przesyła dane do SB)

Porównanie wyników przez BSC, podjęcie decyzji o zmianie kanału
Czynniki determinujące decyzję o przełączeniu:

• Maksymalne moce transmisyjne: MS, aktualnej SB, SB sąsiednie,

• Wyniki pomiarów realizowanych przez MS: jakość transmisji od 

SB do MS (p

e

), poziom sygnału aktualnej SB, poziom sygnału 

sąsiednich SB,

• Wyniki pomiarów realizowanych przez SB: jakość transmisji od 

MS do SB (p

e

), poziom odbieranego sygnału MS w kanale 

rozmównym, odległość  MS od SB na podstawie opóźnienia 

transmisyjnego,

• Pomiary  natężenia ruchu, pojemność komórki.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Przenoszenie połączeń: a) w ramach 

tej samej komórki, b) między dwiema 

stacjami bazowymi sterowanymi 

przez wspólny sterownik BSC

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Przenoszenie połączeń: a) pomiędzy  dwoma sterownikami BSC, b) 

między dwiema centralami MSC

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Warianty przełączania kanałów 

radiowych

• Przełączenie kanałów w ramach BSC: BSC zestawia nowe połączenie 

stałe do SB

2

, rezerwuje tam kanał rozmówny i wysyła polecenie do 

MS przełączenia na nowy kanał; po przełączeniu BSC przekazuje MS 

informacje o sąsiednich komórkach; jeśli SB

2

 należy do innego LA to 

po przełączeniu MS żąda aktualizacji danych w VLR

1

• Przełączenie kanałów między BSC w ramach obszaru centralowego: 

BSC1 żąda przydziału kanału od MSC1/VLR1, zestawia nowe 

połączenie stałe z MSC

1

 do BSC

2

 i SB

3

, przydzielony zostaje kanał 

rozmówny, MS otrzymuje polecenie zmiany częstotliwości i 

przełączenia na nowy kanał. Jeśli SB

3

 należy do innego LA to po 

zakończeniu połączenia MS  żąda aktualizacji VLR

1

.

• Przełączenie między obszarami centralowymi: centrala MSC

1

 żąda 

przyłączenia do centrali MSC

2

. MSC

2

 przejmuje odpowiedzialność za 

zestawienie połączenia do SB4. Po zestawieniu połączenia 

międzycentralowego, MSC

1

 wysyła do MS polecenie przełączenia.

• Przełączenie między dwoma GSM: wariant przełączenia kanałów 

wymaga współdziałania MSC1 i MSC3 będących w różnych 

systemach GSM, odbywa się to za pomocą GMSC

1

 i GMSC

2

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje lokalizacyjne

Warianty przełączania kanałów 

radiowych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – algorytmy procedury 

połączenia

Po  włączeniu  MS  następuje  przeszukiwanie  zakresu  (124  nośnych)  celem 

znalezienia  najsilniejszej,  następnie  szereguje  je  poszukując  kanału 

korekcji  częstotliwości  FCCH,  którego  znalezienie  oznacza  szczelinę  0  z 

kanałem  rozsiewczym.  Odczytana  zostaje  informacja    w  kanale 

synchronizacyjnym,  zdekodowany  kod  SB,  zredukowany  nr  ramki  oraz 

dane dot.:

• do 16 częstotliwości kanałów BCCH komórek sąsiednich,
• ciąg liczb CGI (ciąg kodu krajowego, sieci ruchomej, lokalizacji wewnątrz 

sieci i kod identyfikacji komórki),

• liczba wspólnych kanałów sterujących używanych w danym systemie,

• inne parametry np. wskazanie maksymalnej mocy MS,
• podanie  danych  dla  MS  w  stanie  spoczynku    dot.  minimalnego  poziomu 

mocy  odbieranego  z  danej  komórki  przed  jej  wyborem,  wielkości 

histerezy zapobiegających zmianom komórek przez MS na ich granicach

Aby  MS  mogła  inicjować  rozmowę  lub  być  wywołana  musi  być 

zarejestrowana.  Istotna  jest  aktualizacja  położenia.  W  tym  celu  żąda 

przeprowadzenia  procedury  lokalizacyjnej  za  pomocą  RACH.  SB   

przekazuje  żądanie do BSC, który odpowiada aktywacją wolnego kanału 

SDCCH,  który  jest  sygnalizowany  przez  SB  w  kanale  AGCH.  MS  przesyła 

TMSI,  LAI,  typ  aktualizacji  (rejestracja,  aktualizacja  okresowa,  detekcja 

LAI). Dane te docierają do VLR, gdzie uaktualnia się dane. W przypadku 

braku TMSI, dekodowany jest LAI który określa ostatnie położenie MS. Po 

skomunikowaniu  się  z  VLR  ostatniego  LAI  następuje  aktualizacja 

parametrów  MS  w  nowym  VLR  (IMSI,  parametry  autentycznościowe).  W 

przypadku braku jakichkolwiek danych  MSC żąda od MS przesłania IMSI i 

parametrów  autentycznościowych.  Następuje  odczyt  danych  z  HLR  i 

przesłanie ich do VLR

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sprawdzenie autentyczności abonenta – wysłania informacji od MS przez 

SB, BSC do MSC. Po potwierdzeniu  danych MS ustalane są: TMSI 

(ważny tylko dla danego VLR), LAI. Aktualizacja danych w VLR i HLR. 

Przesłanie danych do MS (TMSI – zaszyfrowane).

Po synchronizacji MS i rejestracji możliwa jest inicjacja połączenia.
Czynności inicjacyjne MS:

• wysłanie przez MS pakietu przypadkowego dostępu w kanale RACH,

• odpowiedź SB: 3 pakiety przydziału dostępu AGCH w kanale CCCH 

zawierające nr  przydzielonego kanału 

SDCCH

• odbiór parametrów TX-INTEGER (przedział randomizacji) oraz MAX-

RETRANS (maksymalna liczba powtórzeń) w kanale BCCH

• wysłanie żądania połączenia do BSC (z TMSI) – BSC uzupełnia pakiet o 

kod identyfikacyjny komórki z MS

• przesłanie informacji z MSC do VLR o inicjacji połączenia – 

potwierdzanie autentyczności między MS a SB w kanale 

SDCCH

• wyznaczenie nowego TMSI na czas trwania rozmowy i jego 

potwierdzenie przez MS

• wysłanie  przez MS nr abonenta B i rodzaju usługi – sprawdzenie 

uprawnień przez MSC i VLR – potwierdzenie uprawnień, rozpoczęcie 

procedury połączeniowej – przydzielenie łącza stałego i radiowego 

kanału rozmównego

Sieć GSM – algorytmy procedury 

połączenia

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – algorytmy procedury 

połączenia

Informacje przesyłane do MS w wyniku realizacji połączenia:

• nr szczeliny czasowej

• kod jednej z 8 sekwencji treningowych do realizacji korekcji kanału

• kod ARFCN – nr nośnej na której będzie realizowana transmisja

• parametr TA – przyśpieszenie momentów początków nadawania pakietów 

w celu ich odbioru wewnątrz przydzielonej szczeliny

• parametry procedury przeskoków FH (jeśli jest realizowana).
MS potwierdza odbiór, potwierdzenie dociera do MSC. Realizacja połączenia 

– wywołanie abonenta B, przesłanie akceptacji wywołania do MS – 

rozpoczęcie wymiany ramek podstawowych (próbek mowy i sygnalizacji).

Przekazywane dane przez MS do SB w czasie transmisji:

• dane o mocy odbieranego sygnału i ocenie jakości kanału odbiorczego

• dane o mocy 6 najsilniejszych odbieranych nośnych (kanał BCCH)

• dane o mocy nadawanej przez MS w pakiecie pustym (podczas okresu 

pomiarowego)

• Wyprzedzenie czasowe stosowane przez MS podczas okresu 

pomiarowego.

Przekazywane dane przez SB do MS w czasie transmisji:

• opis sąsiadujących komórek

• identyfikator komórki własnej

• identyfikator LA

• dane do sterowania mocą MS

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – algorytmy działania

Uproszczony typowy proces rejestracji 

stacji ruchomej w sieci GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - algorytmy działania

Funkcjonalność centrali dostępowej GMSC.  Przykład obsługi 
połączenia przychodzącego z PSTN/ ISDN.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Funkcjonalność centrali dostępowej GMSC. Przykład obsługi 
połączenia wychodzącego do PSTN/ISDN. 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – algorytm połączenie A (PSTN) – 

B(GSM) 

• Wybranie numeru MSISDN abonenta B przez abonenta A (pierwsze cyfry 

oznaczają operatora GSM abonenta B, kolejne – adres HLR a w nim dane 

o VLR skojarzonego z aktualną MSC),

• Po odszukaniu danych B, rejestr HLR odpowiada MSRN B określającym 

drogę do danej MSC (w tym przypadku do GMSC) 

• Przekazanie numeru MSISDN abonenta B do HLR, gdzie jest zamieniany 

na IMSI, który jest kluczem do informacji o abonencie B (wskazuje jego 

adres LAI, uprawnienia abonenta B),

• Przekazanie numeru IMSI do VLR z żądaniem przydziału łącza dla MSRN 

(określa on drogę połączeniową do MSC zarządzającą abonentem B), 

pozyskanie z VLR LAC, zestawienie połączenia, zwolnienie MSRN

• Przydzielenie numeru TMSI, emisja wywołania  przez SB w kanale PCH 

(emisja pakietu przywołania przez SB obsługujące LA), 

• Rozpoznanie przywołania, odpowiedź MS w kanale przypadkowego 

dostępu RACH

• Przydzielenie przez BSC kanału rozmównego (nr nośnej, szczeliny 

czasowej, sekwencji treningowej itp.) i sygnalizacyjnego SDCCH – 

poinformowanie MSC

• Przesłanie przez BSC żądanie obsługi MS do MSC (identyfikator komórki 

B i TMSI), potwierdzenie  odbioru przez MS wywołania do VLR, 

rozpoczęcie procedury identyfikacji B pomiędzy MS a MSC, przejście do 

transmisji zaszyfrowanej BSC-MS, przesłanie nowego TMSI z 

potwierdzeniem przez MS, które dociera do VLR. Przydzielenie łącza 

stałego. Rozpoczęcie wymiany między MSC a MS (sygnał dzwonienia) i 

po zgłoszeniu się abonenta B - rozmowa

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - algorytmy działania

Uproszczona procedura nawiązywania połączenia od strony 

sieci stałej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - algorytmy działania

Funkcjonalność centrali dostępowej GMSC. Przykład obsługi 
połączenia wewnętrznego 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM algorytm połączenie A(GSM) – 

B(GSM)

• Wybranie numeru B – rozpoczęcie nawiązywania 

połączenia, wysłanie do MSC w kanale swobodnego 

dostępu żądania połączenia

• Przydzielenie przez MSC dedykowanego kanału 

sygnalizacyjnego, sprawdzenie uprawnień, zmiana 

znacznika stanu na „aktywny”

• Potwierdzenie dostępu, wysłanie nr B do MSC przez 

SB z żądaniem połączenia,

• Analiza numeru w MSC lub przekazanie go do GMSC
• Przydzielenie kanału rozmównego, wydzielonego 

kanału sygnalizacyjnego, rozpoczęcie wymiany 

informacji fonicznej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Sieć GSM na poziomie transmisyjnym  i sygnalizacyjnym z 

interfejsami międzyelementowymi

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Funkcje generalne stacji ruchomych (standaryzowane):

• Obróbka sygnału nadawanego i odbieranego,

• Funkcje pomocnicze związane z transmisją: FH, regulacja mocy, 

pomiary jakości odbieranego sygnału SB własnej i sąsiednich,

• Funkcje interfejsu z użytkownikiem pozwalające użytkownikowi na 

komunikację z systemem GSM,

• Funkcje związane z transmisja danych w tym funkcje dopasowujące, 

funkcje związane z trybem transmisji danych z automatycznym 

retransmitowaniem błędnych bloków – ARQ. 

Funkcje podstawowe lokalne: wyświetlanie wybranego numeru, 

informacji o przebiegu połączenia, danych o aktualnym systemie GSM 

(kraj, operator...), możliwość wyboru operatora, możliwość zapisu w 

terminalu numeru IMEI,

Funkcje  dodatkowe: obsługa SMS (sygnalizacja przepełnienia bufora), 

realizacja interfejsu S, wybieranie skrócone, możliwość wybierania 

ograniczonego zbioru numerów, powtarzanie ostatniego numeru, 

blokowanie numerów, zobrazowanie wielkości opłaty itp..

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Typy stacji ruchomych ze względu na możliwość realizacji transmisji 

danych: a) terminal typu MTO, b) terminal typu MT1, c) terminal typu 

MT2

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Klasy stacji ruchomych:
MT0 – zintegrowane funkcje urządzenia zewnętrznego, podstawowe funkcje 

terminala i funkcje dopasowujące, główne przeznaczenie to transmisja 

mowy;

MT1 – wariant wyposażony  w interfejs ISDN typu S umożliwiający 

dołączenie urządzeń ISDN. Urządzenia zewnętrzne mogą być podłączone 

poprzez TA – funkcje dopasowujące są rozdzielone pomiędzy MT1 i TA

MT2 – wariant z zintegrowanymi funkcjami dopasowującymi i 

współpracujący z urządzeniem zewnętrznym przez interfejs modemowy.

Typy stacji ruchomych umożliwiających transmisję 
danych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Schemat blokowy typowej stacji 

ruchomej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Schemat funkcjonalny stacji ruchomej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Schemat elektryczny przykładowej stacji 

ruchomej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Schemat funkcjonalny stacji ruchomej systemu 

GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Stacja ruchoma w GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Funkcje SIM (Subscriber Identity Module):

• przechowywanie informacji zapisanych przez operatora i 

wykorzystywanych w procedurach związanych z bezpieczeństwem 

systemu oraz generowanie klucza K

c

, szyfrującego sygnały w kanale 

radiowym,

• przechowywanie informacji bieżących definiowanych przez użytkownika i 

przychodzących do niego SMS,

• zabezpieczenie dostępu do danych za pomocą kodów dostępowych

Zawartość SIM:

• Klucz identyfikacyjny oraz algorytmy szyfrujące dla procedur 

kryptograficznych (K

i

, A3, A8)

• Międzynarodowy numer abonenta ruchomego IMSI

• Numer sprzętowy abonenta w sieci GSM IMEI

• Tymczasowy numer abonenta ruchomego TMSI

• Informacja o aktualnym położeniu MS tj. nr LAI

• Uprawnienia abonenta

• Lista skróconych numerów z indeksem

• Krótkie wiadomości tekstowe odebrane podczas 

• nieobecności abonenta,

• Preferencje abonenta co do wyboru systemu GSM

• Kod dostępu (PIN) oraz kod odblokowujący (PUK)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Parametry stacji ruchomych:

Klasa

GSM 900

DCS 1800

Moc 

nadajnika

Zakres regulacji 

do 13 dBm co 2 

dBm

Typ stacji

Moc 

nadajnika

Typ stacji

1

20 W (43 

dBm)

przewoźna i 

przenośna

1 W (30 dBm) kieszonkow

e

2

8W (39 dBm) przewoźna i 

przenośna

0,25 W 
(24dBm)

kieszonkow
e

3

5 W (37 dBm) kieszonkowe

-------

-------

4

2 W (33 dBm) kieszonkowe

-------

-------

5

0,8 W (29 
dBm)

kieszonkowe

-------

-------

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje ruchome MS

Emisja pozapasmowa w zakresie 9 kHz – 12,75 GHz: 

-36 dBm w paśmie 9 kHz – 1 GHz i -30 dBm dla 

pasma 1 GHz – 12,75 GHz.

Stabilność częstotliwości:
Dokładność modulacji: GMSK o parametrze BT=0,3 – 

pozwala na stosowanie wzmacniaczy klasy C. 

Maksymalna odchyłka nośnej ±90Hz, wartość 

średniokwadratowa szumu fazy < 5

0

,

Dynamika odbiornika: 94 dB (92dB dla terminali 

kieszonkowych) co pozwala na odbiór  sygnału w 

zakresie  od -10 do -104 dBm (do -102 dBm dla 

modeli kieszonkowych),

Pobór mocy: 8 godzinny okres nadawania. 

6

10

3





Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje bazowe SB

Schemat blokowy zespołu stacji 

bazowych

A  =  PCM  G.703  2048  kb/s, 
ramka  125  µs,  32B  kanały 
mogą  być  rozmówne  lub 
sygnalizacyjne. 

Wspólny 

kanał 

sygnalizacyjny 

wykorzystuje 

jedną 

lub 

kilka szczelin czasowych

A

bis

 

organizacja 
ramki jak w 
PCM 
2048kb/s) 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – interfejs A

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje stacji bazowych SB

• wykrywanie 

zgłoszeń 

(żądanie 

przydzielenia 

wydzielonego kanału sygnalizacyjnego) MS,

• przetwarzanie  sygnału  N/O,  kodowanie/dekodowanie 

mowy  kodowanie/dekodowanie  kanałowe,  przeplot, 

rozplot,  modulacja,  demodulacja,  konwersja  sygnału  do 

częstotliwości 

radiowej, 

wzmacnianie, 

łączenie 

odbieranych  sygnałów  (kier.  nadawczy),  filtracja 

rozdział, konwersja do pasma podstawowego,

• szyfrowanie  o  deszyfrowanie  danych  w  kanale 

radiowym,

• przekazywanie  wyników  pomiarów  własnych  oraz 

wyników otrzymanych od MS do BSC,

• realizacja FH,

• zapewnienie synchronizacji łącza SB – MS
SB  może  pracować  na  jednej  lub  kliku  częstotliwościach   

(maks. 16)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje bazowe SB

Schemat funkcjonalny stacji bazowej, TX-nadajnik, RX-odbiornik, 

RXFE-stopień wyjściowy części radiowej i rozgałęźnik

P

w

y

 =

 8

0

W

 (

G

S

M

9

0

0

) 

i 

2

0

 W

 (

D

C

S

 

1

8

0

0

)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje bazowe SB

Klasa

GSM 900

DCS 1800

1

320 W (55 dBm)

20 W (43 dBm)

2

160 W (52 dBm)

10 w (40 dBm)

3

80 W (49 dBm)

5 w ( 37 dBm)

4

40 W (46 dBm)

2,5 W (34 dBm)

5

20 W (43 dBm)

_______

6

10 W (40 dBm)

_______

7

5 W (37 dBm)

_______

8

2,5 W (34 dBm)

_______

Klasa

GSM 900

DCS 1800

M1

0,25 W

1,6 W (32 dBm)

M2

0,08 W (19 dBm)

0,5 W (27 dBm)

M3

0,03 W (14 dBm)

0,16 W (22 dBm)

Klasy mocy stacji bazowych systemów mikrokomórkowych 
GSM

Klasy mocy stacji bazowych w GSM 900 i DCS 1800

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – sterownik stacji bazowej 

BSC

Uproszczony schemat blokowy sterownika stacji bazowych 

BSC

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje sterownika stacji bazowej 

BSC

• Konfiguracja  i  zarządzanie  kanałami  rozmównymi  i 

sygnalizacyjnymi,

• Sterowanie procedurą FH,

• Zarządzanie szyfrowaniem transmisji radiowej,

• Przywoływanie MS

• Sterowanie mocą podległych SB i MS,

• Sterowanie przełączeniem kanałów,

• Kontrola stopy błędów w kanałach niezajętych,

• Kontrola  stopy  błędów  i  poziomu  mocy  sygnału 

odbieranego przez SB i MS w kanałach zajętych,

• Komutacja łączy w celu koncentracji ruchu do MSC,

• Utrzymanie  i  nadzór  połączeń  między  sterownikiem 

a SB

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje bazowe SB

Sposoby łączenia stacji bazowych ze 

sterownikiem BSC

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – stacje bazowe SB, moduł 

TRAU

Sposoby 

lokalizacji 

transkodera  TRAU:  a)  przy 
centrali 

MSC, 

b) 

przy 

sterowniku BSC, c) przy stacji 
bazowej BTS

Funkcje TRAU: dwukierunkowa 
konwersja szybkości transmisji, 
transkodowanie mowy. Realizacja 
13 kb/s kanałów transmisji mowy i 
danych i łączenie ich w 64kb/s.

Zmniejszenie kosztów transmisji po 
wewnętrznych  łączach stałych GSM 

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje MSC, zespołu stacji 

bazowych i MS

Funkcja

Miejsce realizacji

MS

BTS

TRAU

BSC

MSC

Zarządzanie kanałami transmisyjnymi w części stałej 

systemu GSM

Odcinek MSC-

BSC

Przydział kanałów

x

Wykrywanie 

blokady

x

Odcinek BSC-BTS

Przydział kanałów

x

Wykrywanie 

blokady

x

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje MSC, zespołu stacji 

bazowych i MS

Funkcja

Miejsce realizacji

MS

BTS TRAU BSC

MSC

Zarządzanie kanałami radiowymi

Konfiguracja kanałów

x

Realizacja FH
zarządzanie

x

wykonanie

x

x

x

Zarządzanie kanałami 

rozmównymi TCH
Przydział/wybór kanałów

x

Nadzór łącza

x

Zwolnienie kanału

x

Obserwacja „miernych” kanałów
Sterowanie mocą MS

x

x

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje MSC, zespołu stacji 

bazowych i MS

Funkcja

Miejsce realizacji

M

S

BTS

TRAU

BSC

MSC

Zarządzanie kanałami radiowymi

Konfiguracja kanałów

x

Realizacja FH
zarządzanie

x

wykonanie

x

x

x

Zarządzanie wydzielonymi kanałami sygnalizacyjnymi SDCCH
Przydział kanałów  SDCCH

x

Nadzór łącza

x

Zwolnienie kanału

x

Sterowanie mocą

x

Zarządzanie rozsiewczymi i wspólnymi kanałami sygnalizacyjnymi BCH 

i CCCH
Cykliczne generowanie wiadomości - 

zarządzanie

x

Cykliczne generowanie wiadomości - 

wykonanie

x

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje MSC, zespołu stacji 

bazowych i MS

Funkcja

Miejsce realizacji

M

S

BTS

TRAU

BSC

MSC

Zarządzanie kanałami radiowymi

Dostęp do wydzielonego kanału sygnalizacyjnego SDCCH
Wykrywanie żądania dostępu

x

Przydział kanału

x

Kodowanie i dekodowanie kanałowe

x

Zmiana formatu kodowania mowy

x

Pomiary
Pomiary sygnału w kanale „w dół”

x

Pomiary sygnału w kanale „w górę”

x

Przechowywanie wyników pomiarów 

otrzymywanych od MS i BTS

x

Pomiary ruchu

x

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje MSC, zespołu stacji 

bazowych i MS

Funkcja

Miejsce realizacji

M

S

BTS

TRAU

BSC

MSC

Zarządzanie kanałami radiowymi

Transmisja z wyprzedzeniem
Odliczanie wartości wyprzedzenia

x

Sygnalizacja do MS przy zestawianiu 

połączenia

x

Sygnalizacja do MS w trakcie połączenia 

x

Szyfrowanie 
Zarządzanie (klucz z MSC) 

x

Wykonanie (klucz z BSC)

x

Przywołanie MS
Inicjacja

x

Przywołanie - zarządzanie

x

Przywołanie - wykonanie

x

Przełączanie kanałów w ramach 

jednego BSC

x

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – funkcje MSC, zespołu stacji 

bazowych i MS

Funkcja

Miejsce realizacji

M

S

BTS

TRAU

BSC

MSC

Zarządzanie kanałami radiowymi

Przełączanie kanałów pomiędzy różnymi sterownikami BSC
Rozpoznanie powodu (jakość transmisji)

x

Rozpoznanie powodu (natężenie ruchu)

x

decyzja 

x

wykonanie 

x

Zarządzanie mobilnością abonentów 
Identyfikacja abonenta

x

Uaktualnienie informacji o położeniu 

abonenta

x

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Podział częstotliwości i czasowy kanałów 

systemie GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Kanały  częstotliwościowe  w  systemie:  a) 
organizacja ogólna, b) GSM 900, c) DCS 1800

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Ramka TDMA oraz tworzenie kanału fizycznego

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Podział zasobów radiowych systemu GSM na szczeliny czasowo-

częstotliwościowe

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Schemat blokowy nadawania i odbioru w stacji ruchomej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Wzorzec czasowy włączania i wyłączania stacji 

ruchomej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Struktura pakietów w systemie 

GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Transmisja pakietu wewnątrz szczeliny czasowej 

ramki TDMA

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Pakiet podstawowy: TB – bity końcowe, SF – znacznik flagowy, GP - odstęp 

ochronny

Pakiet korekcji częstotliwości: TB – bity końcowe, GP - odstęp 

ochronny

Pakiet podstawowy

: 3 + 3 bity marginesu, 26 bitów sekwencji 

treningowej z bitami SF wskaźnikowymi na jej końcach, 57 sekwencje 

danych przed i po treningowej. Bity SF=0 dla danych abonenta, SF=1 dla 

danych sterujących.

Pakiet korekcji częstotliwości

: 3 zerowe bity początkowe, 3 bity końcowe 

142 bitów 0. W wyniku kodowania różnicowego na wejściu modulatora  

jego sygnał wyjściowy to niemodulowana harmoniczna o częstotliwości 

przesuniętej w stos. do nośnej o 1625/24 kHz. Synchronizuje nośną w MS.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

• Bity informacyjne

: 2 bloki po 57 bitów zaszyfrowanych danych lub mowy

• Sekwencja treningowa

: blok 26 bitów znany po obu stronach łącza, 

używana przez korektor odbiornika do wyliczenia transmitancji kanału 

radiowego – kompensacja zniekształceń wielodrogowości, umieszczona 

pomiędzy blokami informacyjnymi, 8  różnych sekwencji ułatwiających 

synchronizację. SB położone niedaleko od siebie i wykorzystujące te 

same częstotliwości  stosują różne sekwencje treningowe ułatwiające 

rozróżnienie sygnałów w odbiorniku,

• Znaczniki flagowe SF

: 2 bity dla obu bloków informacyjnych zapewniając 

interpretację ich treści (dane/sygnalizacja),

• Bity końcowe

:  2 bloki po 3 bity zawierają same 0 co ułatwia 

poprawność algorytmów korekcyjnych i dekodowanie kodu splotowego 

w odbiorniku,

• Odstęp ochronny GP

: ok.30 µs co odpowiada 8,25 odstępów modulacji, 

uwzględnia czas włączenia/wyłączenia nadajników MS i SB, pozwala na 

realizację wyprzedzenia czasowego niwelującego różne odległości MS-

SB.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Pakiet synchronizacyjny: TB – bity końcowe, GP - odstęp 

ochronny

Pakiet  synchronizacyjny

:  3  zerowe  bity  początkowe  i  3  końcowe, 

sekwencja  treningowa  64b,  zakodowana  informacja  systemowa. 

Sekwencja  treningowa  wykorzystywana  jest  do  wyznaczenia  ch-ki 

kanału  (próbki  odpowiedzi  impulsowej)  celem  detekcji  symboli 

informacyjnych.  Bity  informacji  systemowej  identyfikują  SB  (jej  kolor, 

operatora,  publiczną  sieć  rdkm.).  Służy  do  synchronizacji  ramki 

wieloramki  i  superramki.  Ramki  TDMA  są  ponumerowane  od  0  – 

2715647. Aktualny nr ramki jest przesyłany w formie zredukowanej 19 

bitowej opisującej stan trzech liczników: T1 (11 bitów) zakres 0 – 2047, 

T2  (5  bitów)  zakres  0  –  25,  T3  (3  bity)  zakres  0  –  4.  Nr  raki  jest 

niezbędny dla MS dla procedury szyfracji/deszyfracji sygnału mowy.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Pakiet  dostępu

  –  krótszy  (88  bitów:  8x0  początkowych,  wydłużona  sekwencja 

treningowa  identyfikujących  41b,  SB,  kanał,  synchronizujących  z  pakietem, 

36  bitowa  wiadomość  wżywająca  do  połączenia,  8  bitów  końcowych).  Długi 

czas  ochronny  konieczny  dla  uniezależnienia  się  od  położenia  MS  i 

zachowania  jednolitego  czasu  (uniknięcie  nakładania  się  szczelin 

czasowych).  W  przypadku  jednoczesnej  transmisji  pakietu  dostępowego 

przez  MS  dochodzi  do  kolizji  i  MS  próbuje  ponownie  uzyskać  połączenie  po 

pseudolosowym odstępie czasu. Używany przy pierwszym kontakcie MS z SB 

i w przypadku handoveru

Pakiet  pusty  (zastępczy)

  o  strukturze  pakietu  podstawowego  lecz  nie 

przenoszącego informacji użytkownika. Pozwala na pomiar mocy odbieranej 

przez MS i wybór najlepszej SB.

Pakiet dostępu: TB – bity końcowe, GP - odstęp ochronny

Pakiet pusty: TB – bity końcowe, SF – znacznik flagowy, GP - odstęp 

ochronny

Czas trwania GP  wynika z 
maksymalnego promienia 
komórki 37,75km 
(praktycznie 35 km)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Mechanizm powstawania opóźnień pakietu w kanale 

radiowym

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Struktura czasowa systemu GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Hierarchiczna struktura ramek 

w GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Podział kanałów logicznych w systemie GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Kanały rozmówne TCH

 (Traffic CHannels) do transmisji danych i 

skojarzonej informacji sterującej

• TCH/F – używany do transmisji mowy 13 kb/s lub danych 9,6 4,8 i 2,4 

kb/s

• TCH/H - używany do transmisji mowy 7 kb/s lub danych  4,8 i 2,4 kb/s

BCH (Broadcast CHannel) – kanały rozsiewcze do transmisji sygnalizacji i 

synchronizacji „w dół” w szczelinie 0 nośnej:

• FCCH kanał korekcji częstotliwości pozwalający na synchronizacji MS i 

SB

• SCH – do synchronizacji ramkowej, dostarcza klucz deszyfrujący kanał 

rozmówny

• BCCH – do transmisji do MS identyfikatorów systemu: kod LAC, MNC 

(operatora), numery kanałów w sąsiednich komórkach

 Wspólne kanały sygnalizacyjne CCCH pomiędzy SB a MS do synchronizacji 

i nawiązania połączenia:

• PCH – kanał przywoławczy do przywołania MS, działa „w dół”

• RACH (Random Access CHannel) – kanał wielodostepu - żądanie przez 

MS specjalnego kanału sygnalizacyjnego DCCH podczas nawiązywania 

połączenia; działa tylko „w górę”

• AGCH (Access Grant CHannel) – informacja o przydzieleniu kanału 

DCCH; SB przydziela MS kanał SDCCH i informuje o tym w AGCH

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Specjalne  kanały  sygnalizacyjne  DCCH  (

Dedicated  Control 

CHannel)  –  do  wymiany  inf.  między  MS  a  systemem  w  trakcie 
procedury  zgłoszenia  MS  w  komórce  oraz  podczas  identyfikacji 
abonenta i w trakcie rozmowy

• SDCCH

 – wydzielony SDCCH – do sygnalizacji w trakcie 

zestawiania połączenia przed przydzieleniem kanału (zgłoszenie 
abonenta i identyfikacja)

• SACCH

 (Slow Associated Control CHannel)– wolny pomocniczy 

CCH przydzielony wraz z rozmównym lub 

SDCCH

; przesyła dane 

niskopriorytetowe np. do pomiarów i sterowania mocą

• FACCH

 (fast ACCH) – związany z kanałem rozmównym do szybkiej 

wymiany informacji sygnalizacyjnej w trakcie połączenia np. w 
czasie przełączania na inny kanał  (wykorzystuje 20ms szczelinę w 
kanale transmisji mowy)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Tworzenie kanału fizycznego w wieloramce 26 

kanałowej

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – rozmieszczenie kanałów logicznych 

w kanałach fizycznych

SDCCH/8 – umieszczono w ramce 8 kanałów SDCCH

(0, 1) – wykorzystano co drugie pole w wieloramce 26 ramkowej, (0  w parzystej, 1 – 
w nieparzystej)

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – rozmieszczenie kanałów logicznych 

w kanałach fizycznych

• Kombinacja 1: przeznaczona do transmisji sygnałów rozmównych w kanale 

F  (full-rate):  24  pola  T  przenoszą  mowę,  pole  S  dla  wolnego  kanału 

pomocniczego  sygnalizacyjnego  SACCH,  pole  I  wolne.  Okres  powtarzania 

ramki  8,33/s.  1  kanał  to  8,33x24=200  pól/s  każde  z  pakietem 

podstawowym  (ramka  20ms  wymaga  4  pakietów).  Kanał  FACCH  z 

najwyższym priorytetem  i zajmuje kolejne pola T w miarę potrzeby.

• Kombinacje  II  i  III  przeznaczone  do  przenoszenia  kanałów  rozmównych 

typu H (half rate) (T – pierwszy kanał, t – drugi kanał) każdy kanał ma swój 

kanał sygnalizacyjny SACCH. Każdy kanał rozmówny ma 100pól/s.

• Kombinacja IV: w dół - nadawana w szczelinie 0 przez SB na częstotliwości 

odniesienia gdzie MS dokonują pomiaru mocy. Kanał w górę przeznaczony 

do  wysyłania  przez  MS  żądań  dostępu  (RACH).  Stosowana  wraz  z 

kombinacją  VII  w  innej  szczelinie,  gdzie  umieszczono  inne  kanały 

sygnalizacyjne  oraz  w  komórkach  z  kilkoma  nośnymi  do  obsługi  dużego 

ruchu.

• Kombinacja  V  –  dla  małych  SB  z  jedną  –  dwiema  nośnymi,  dostarcza 

niezbędnego zestawu kanałów sygnalizacyjnych: rozsiewczych, wspólnych 

i specjalnych; nadawana w szczelinie 0. Przepływność SACCH: 2 pakiety/s.

• Kombinacja  VI  –  dla  dużych  SB,  zwiększa  liczbę  wspólnych  CCCH, 

występuje w szczelinach 2, 4, 6. W przypadku stosowania nie nadaje się  

FCCH i SCH.

• Kombinacja  VII  przeznaczona  do  współpracy  z  IV,  która  nie  zapewnia 

sygnalizacji w czasie zestawiania połączenia (rejestracja lub identyfikacja 

abonenta).

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Organizacja kanału fizycznego przeznaczonego do przesyłania logicznych 

kanałów rozmównych: a) jeden kanał typu full-rate, dwa kanały typu half-

rate – kombinacja I i II

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Organizacja kanału fizycznego przeznaczonego do przesyłania 

kombinacji IV logicznych kanałów sygnalizacyjnych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Organizacja kanału fizycznego przeznaczonego do 

przesyłania kombinacji V logicznych kanałów 

sygnalizacyjnych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Organizacja kanału fizycznego przeznaczonego do 

przesyłania kombinacji VII logicznych kanałów 

sygnalizacyjnych

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Procedura aktualizacji położenia MS

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – organizacja kanałów 

radiowych

Algorytm zestawiania połączenia 
do MS

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – transmisja  w kanale 

radiowym

Podstawowe etapy przetwarzania sygnału mowy w 

układach nadawczo-odbiorczych systemu GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – transmisja  w kanale 

radiowym

Sposoby kodowania sygnału mowy: kodowanie PCM, typu 

różnicowego i metodą filtrową

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – transmisja  mowy w kanale 

radiowym

Cechy mowy ludzkiej

:

•  występowanie zgłosek dźwięcznych (m, n, w,) i bezdźwięcznych 
szumopodobnych (f, s, h),

•  występowanie składników okresowych, tonowych związanych z 
wysokością głosu mówiącego,

•  występowanie tzw. częstotliwości tonowych (rezonansowych 
dominujących w sygnale wynikowym tj 500, 1500, 2500, 3500 Hz), 

•  trakt głosowy jest filtrem o zmiennych w czasie parametrach, na 
wejście którego podawane są pobudzenia w postaci w/w sygnałów 
tonowych i szumowych.

Procedura kodowania

:

•  na podstawie obliczeń algebraicznych z ciągów impulsów 
wcześniejszych ramek i pomiędzy ramkami wyznaczane są parametry 
filtru oraz wstępne pobudzenia,
•  z powyżej estymowanych parametrów filtru i pobudzeń syntezowany 
jest sygnał mowy, który następnie porównywany jest z sygnałem 
aktualnie transmitowanej ramki,
•  na podstawie uzyskanego błędu modyfikowane są sygnały pobudzeń, 
i proces syntezy jest powtarzany aż do momentu uzyskania 
dostatecznie małego błędu
•  estymowane wstępnie parametry filtru oraz ostatecznie obliczone w 
drodze iteracji pobudzenia są wysyłane do odbiorcy i tam odtwarzane.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – transmisja  w kanale 

radiowym

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – koder LPC (

Linear Predictive 

Coding)

Kodowanie mowy polega na syntezie parametrów modelu tworzenia 
sygnału tworzenia mowy w koderze, przesłaniu tych parametrów do 
odbiornika i syntezie sztucznego dźwięku w dekoderze.

Koder mowy dokonuje syntezy filtru traktu głosowego, określa rodzaj 
pobudzenia (impulsy/szum) i jego okres. Kryterium doboru 
współczynników jest błąd średniokwadratowy (suma kwadratów różnic 
próbek wejściowych i syntetyzowanych o określonych współczynnikach. 
Do odbiornika przesyła się parametry modelu traktu głosowego i dane 
dot. pobudzenia.

n

p

k

k

n

k

n

Gv

x

a

x











1

G – wzmocnienie sygnału v
a

k

 – współczynniki filtru 

modelującego w filtrze kratowym są 
współczynnikami odbicia kratowego 
a

kk

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – koder LPC (

Linear Predictive 

Coding)

Koder stosujący metodę analizy przez 
syntezę

Koder LPC z filtrem kratowym

STP - filtr 
syntezy o 
krótkiej 
predykcji

LTP - filtr 
syntezy o 
długiej predykcji

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – koder LPC (

Linear Predictive 

Coding)

• Dane dot. modelu LPC muszą być odnawiane co 15-

30ms z powodu quasi-stacjonarności mowy. Blok 

danych zawiera: 1 bit rodzaj sygnału (szum, sygnał 

okresowy), 6 bitów to okres sygnału pobudzającego, 

5 bitów wzmocnienia G (w skali logarytmicznej). 

Współczynniki odbicia a

kk

 wymagają 6 

bitów/współczynnik a ich liczba może wynosić 9 (8 w 

GSM). Ramka 72 bity co daje strumień 2400-4800b/s. 

Jakość głosu w tej metodzie jest niska.

• Synteza sygnału mowy: generator pobudzeń, filtry 

STP i LTP. Na wyjściu estymata mowy jest 

porównywana z mową i różnica przez filtr ważący jest 

określa nastawy filtrów i generatora pobudzeń. 

Struktura ta jest w GSM.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Zasada kodowania binarnego 20ms bloku próbek 

mowy

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Dane  sterujące  są  silniej  zabezpieczone  kodowo  niż  głos. 
Dane  te  mają  strukturę  bloków  23  bajtowych  po  184  bity 
zabezpieczone kodem Fire’a celem korekcji paczek błędów 
(do 12 bitów) oraz kodem splotowym R=1/2 i L=5. 4 bity 0 
pozwalają określić stan kodera na końcu bloku co poprawia 
w dekodowaniu bitów końcowych 456-bitowego bloku.

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM - architektura systemu

Schemat blokowy kodera mowy w 
GSM

Sieci telekomunikacyjne

                              

Marian 

Wrażeń

Sieć GSM – kodowanie mowy LPC-RPE-

LTP

•

Przekształcenie A/C – PCM 8kHz, 13 bitowy przetwornik, filtracja preemfazy 1 rzędu,

•

Podział strumienia bitów na bloki 20ms (tj 160 próbek głosu w bloku),

•

Wyznaczenie 8 współczynników cyfrowego (współczynników odbicia) filtru predykcyjnego dla 
bloku i przekształcenie ich na postać logarytmiczną, co daje 36 bitów na blok 20ms próbek – 
jest to analiza krótkoterminowa LPC (Linear Predictive Coding), w wyniku której uzyskany 
jest 160 próbek sygnału resztkowego krótkookresowego,

•

Podział 20ms ramki sygnału resztkowego na 4 subramki po 40 próbek,

•

Wyznaczenie parametrów filtru predykcji długookresowej na podstawie treści aktualnej 
subramki i 120 poprzednich próbek sygnału resztkowego krótkookresowego – 9 bitów dla 
każdej subramki 5ms. Blok 40 próbek resztkowego sygnału długookresowego powstaje przez 
odjęcie 40 estymat próbek sygnału resztkowego krótkookresowego od sygnału resztkowego,

•

Podanie  bloku 40 próbek sygnału resztkowego długookresowego na wejście bloku analizy 
RPE  (Regular Pulse Excitation)– w wyniku otrzymuje się 1 z 4 kombinacji 13 impulsów,

•

Wybór podciągu reprezentującego maksymalna energię i jego zakodowanie techniką PCM – 
co daje 47 bitów/blok 5ms (w tej metodzie osobno kodowana jest amplituda i i stosunek 
każdej próbki do niej),

•

Podanie parametrów RPE na wejście bloku dekodowania rekonstrukcji RPE, który wytwarza 
40 próbek skwantyzowanej wersji sygnału resztkowego długookresowego,

•

Dodanie skwantyzowanej wersji sygnału resztkowego długookresowego do poprzedniego 
bloku estymat sygnału resztkowego krótkookresowego – rekonstrukcja wersji aktualnego 
sygnału krótkookresowego i jego filtracja przez filtr analizy długookresowej – 40 nowych 
estymat sygnału resztkowego krótkookresowego, które będą użyte w następnej subramce, w 
wyniku mamy 

260b/20ms

 tj 13kb/s (parametry 4,2 kb/s i próbki 8,8 kb/s)