Mobil Informatika
Beszédátvitel a GSM rendszerben, fizikai és logikai csatornák Dr. Kutor László http://nik.uni-obuda.hu/mobil
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/1
TDMA keretek
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/2
A beszédátvitel folyamata
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/3
A beszédátvitel fázisai
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/4
A beszédátvitel jellemzői Átvitt sáv: 3OO-3.4 KHz Mintavételi frekvencia: 8 KHz (125 s) Felbontás: 13 bit Átviteli sebesség (A): 104 Kbit/s Tömörített átviteli sebesség (B) 13 Kbit/s Átviteli sebesség a csatornakódoló kimenetén (C): 22.8 Kbit/s Hibrid kódolás: RPE-LPC-LTP Regular Pulse Excitation, Linear Predictive Codig, Long Term Prediction Csatorna kódolás:Blokk kódolás+ Konvolúciós kódolás Interleaving: 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 111122223333 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/5
Az emberi artikulációs csatorna jellemzői
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/6
Beszédelőállítás formánsokból
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/7
LPC kódolás
(Linear Predictive Coding)
Alapja az a matematikai megfigyelés, hogy bizonyos időben lejátszódó folyamatok (pl. a beszéd) pillanatbeli értéke előzetes ismeretek birtokában becsülhető. P
S(n) = e(n)+ ai *S(n-i) i=1
e(n) zöngéseknél = adott amplitudójú impulzus e(n) zöngétleneknél= megfelelő intenzitású fehérzaj Formánsok: a beszéd kiemelkedő energiájú felharmónikusai FO= hangszalag F1 = állkapocs nyílásszöge, a nyelv függőleges mozgása F2 = állkapocs nyílásszöge, a nyelv vízszintes mozgása F3 = garat (orr) üreg rezonanciái 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/8
A beszéd forráskódolása 16O minta/2Oms LPC
LPC szűrő
LPC paraméterek
analízis
Gerjesztési sorozat
Maradék LTP paraméterek
LTP analízis
Kiválasztó kódoló
Aluláteresztő szűrő LTP maradék 2012. ősz
Gerjesztési sorozat
Gerjesztési paraméterek OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/9
Szűrőparaméterek
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/10
Konvolúciós kódolás
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/11
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/12
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/13
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/14
Interleaving formulák Első szint 1 9 17
2 1O 18
3 11
4 12
5 13
6 14
7 15
8 16
57 bit 449
45O
451
452
453
454
455
456
Egy keret elvesztése 25% jelvesztés 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/15
A legkisebb információs egység: Burst Típusai: 1. Normal 2. Access 3. Frequency correction 4. Synchronization 4. Dummy
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/16
Normal burst a forgalmi (THC) valamint a vezérlő (CCH) csatornák információit tartalmazza (kivéve RACH,SCH,FCCH) Tréning szekvencia TS 3
57
T 577 S
1
26
1
57
S S Kódolt bitek
3 8.25
T GP
T (Tail) bitek OOO GP (Guard Period) elválasztó bitek (8.25*3.69) 3O.4S S (Stealing flag) FACCH jelzése TS (Training sequence) a többutas fading kiküszöbölésére 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/17
Elérési (Random Access) burst a mobil készülék jelzi hozzáférési igényét
8
41
Kódolt adat 36
3
T T Szinkronizációs szekvencia 88 bit=324.72 s 577 s
68.25
GP 252 s
Maximális cellaméret:252*3*1O 8 m/s=75.5Km 37.75 Km Timing Advance 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/18
Frekvencia korrekciós burst (Frequency correction) az MS vivőre hangolását segíti 3
142
3
8.25
577 s
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/19
Szinkronizációs burst az MS időbeli szinkronizálására szolgál Szinkronizációs szekvencia 3
39
64
39
3
8.25
T Kódolt bitek T GP TDMA keretszámot és a BSIC-ot tartalmazzák 577 s
Töltelék (Dummy) burst a BTS küldi az időzítések biztosítására
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/20
Interleaving formulák Második szint A B C D A A A A B B B B C C C C D D
2012. ősz
(8*57=456 bit) 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
OE-NIK,
Dr. Kutor László
A A A A B B B B C C
MoI 3/32/21
Logikai csatornák feladatai •Forgalmi,
TCH
(Traffic CHanel)
feladata:kódolt beszéd vagy adatátvitel iránya: Up/Down sebesége: TCH/F (13 Kbit/s) TCH/H (6.5 Kbit/s) •Vezérlő vagy jelzés, CCH (Control Channels) feladatuk: jelzés ill. szinkronizációs bitek továbbítása csoportjai: műsorszóró B (Broadcast) közös C (Common) címzett D (Dedicated) 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/22
Műsorszóró csatornák BCH (Broadcast Channels) Feladatuk:bekapcsoláskor és cellahatár átlépéskor a szükséges információk továbbítása Irányuk: Down, BR Frekvencia korrekciós csatorna FCCH (Frequency Correction Channel) Feladata: A MS-nek a BTS vivőre hangolását segíti Iránya: Down Szinkronizációs csatorna SCH (Synchronization Channel) Feladata: A TDMA keretszám és a BTS azonosítójának (BSIC) átadása Iránya: Down 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/23
Műsorszóró jelzés csatorna BCCH (Broadcast Control Channel) Feladata: a rádiós átvitelhez szükséges információk továbbítása •cellában használt frekvenciák •frekvencia ugrálás szekvenciája •csatorna kombináció •paging csoportok •környező cellák információi Közös vezérlő csatornák CCCH (Common Controll Channels) Feladatuk:(közösen használt vezérlő csatornák) az egyes MS-nek küldött információk továbbítása Kapcsolat: PP 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/24
Körözvényes vagy hívó csatorna PCH (Paging CHannel) Feladata: hívásértesítés Iránya: Dowvlink Véletlen Hozzáférésű csatorna RACH (Random Access Channel) Feladata: a MS hivás kezdeményezését továbbítja Iránya: Uplink Hozzáférést felkínáló csatorna AGCH (Access Grant Channel) Feladata: a hívás felépítés során használt SDCCH csatorna kijelölése Iránya: Downlink 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/25
Dedikált jelzéscsatornák DCCH (Dedicated Control Channels) Feladatuk:a folyamatos beszéd és adatátvitelhez szükséges jelzések átvitele Iránya: Up/Down, PP Egyedi hozzáférésű jelzéscsatorna SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel) Feladata: a hívás felépítéséhez szükséges jelzések átvitele Lassú Kapcsolatú jelzéscsatorna SACCH (Slow Associated Control Channel) Gyors kapcsolatú jelzéscsatorna FACCH (Fast Associated Control Channel) 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/26
Logikai csatornák típusai TCH CCH
BCH
FCCH SCH BCCH
CCCH
PCH RACH AGCH
DCCH
SDCCH SACCH
Az átvitel módja: Pont-Pont között (P-P)
FACCH
Műsorszóró (Broadcast) (BR) 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/27
Csatorna kombinációk I. TCH/FS+FACCH/FS+SACCH/FS II. TCH/HS(O,1)+FACCH/HS(O,1)+SACCH/HS(O,1) III. TCH/HS(O)+FACCH/HS(O)+SACCH/HS(O)+ TCH/HS(1)+FACCH/HS(1)+SACCH/HS(1) IV.
FCCH+SCH+CCCH+BCCH
V.
FCCH+SCH+CCCH+BCCH+SDCCH/4+SACCH/4
VI.
CCCH+BCCH
VII. SDCCH/8+SACC/8 2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/28
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/29
2012. ősz
OE-NIK,
Dr. Kutor László
MoI 3/32/30
