...Los canales de tráfico en GSM pueden ser de velocidad
completa ("full-rate") o de velocidad mitad ("half-rate"), y pueden llevar voz
digitalizada o datos de usuario. Cuando transmitimos a velocidad completa, los
datos están contenidos en un ST por trama. Cuando transmitimos a velocidad
mitad, los datos de usuario se transportan en el mismo slot de tiempo, pero se
envían en tramas alternativas.
En GSM, los datos TCH no se pueden enviar en el TS 0 ("time slot 0") sobre
ciertos ARFCNs ya que este TS está reservado para los canales de control en la
mayoría de las tramas. Además, cada trece tramas TCH se envía un canal de
control asociado lento (SACCH) o tramas "idle". A cada grupo de 26 tramas
consecutivas TDMA se le llama multitrama. De cada 26 tramas, la decimotercera y
la vigesimosexta se corresponden con datos SACCH, o tramas "idle". La 26ª trama
contiene bits idle para el caso cuando se usan TCHs a velocidad completa, y
contiene datos SACCH cuando se usa TCHs a velocidad mitad.
Los TCHs se usan para llevar voz codificada o datos de usuario. Se definen en
GSM dos formas generales de canales de tráfico:
Canal de Tráfico a Velocidad completa (TCH/F).
Este canal transporta información a una velocidad de 22.8 kbps.
Canal de Tráfico a Velocidad Mitad (TCH/H).
Este canal transporta información a una velocidad de 11.4 kbps.
Para transportar voz codificada se van a utilizar dos tipos de canales:
Canal de tráfico a velocidad completa para voz (TCH/FS).
Lleva voz digitalizada a 13 kbps. Después de la codificación del canal la
velocidad es de 22.8 kbps.
Canal de tráfico a velocidad mitad para voz (TCH/HS).
Ha sido diseñado para llevar voz digitalizada que ha sido muestreada a la mitad
que la de un canal a velocidad completa. En este aspecto GSM se ha anticipado a
la disponibilidad de codificadores normalizados de voz a velocidades de unos 6.5
kbps. Después de la codificación del canal, la velocidad es de 11.4 kbps.
Para llevar datos de usuario se definen los siguientes tipos de canales de
tráfico:
Canal de Tráfico a velocidad completa para datos a 9.6
kbps (TCH/F9.6). Lleva datos de usuario enviados a
9600 bps. Con la codificación de corrección de errores aplicada según el
estándar GSM, los datos se envían a 22.8 bps.
Canal de Tráfico a velocidad completa para datos a 4.8
kbps (TCH/F4.8). Lleva datos de usuario enviados a
4800 bps. Con la codificación de corrección de errores aplicada según el
estándar GSM, los datos se envían a 22.8 bps.
Canal de Tráfico a velocidad completa para datos a 2.4
kbps (TCH/F2.4). Lleva datos de usuario enviados a
2400 bps. Con la codificación de corrección de errores aplicada según el
estándar GSM, los datos se envían a 22.8 bps.
Canal de Tráfico a velocidad mitad para datos a 4.8 kbps (TCH/H4.8).
Lleva datos de usuario enviados a 4800 bps. Con la codificación de corrección de
errores aplicada según el estándar GSM, los datos se envían a 11.4 bps.
Canal de Tráfico a velocidad mitad para datos a 2.4 kbps (TCH/H2.4).
Lleva datos de usuario enviados a 2400 bps. Con la codificación de corrección de
errores aplicada según el estándar GSM, los datos se envían a 11.4 bps.
Se definen tres categorías de canales de control: difusión ("broadcast"
ó BCH), comunes (CCCH) y dedicados (DCCH). Cada canal de control consiste en
varios canales lógicos distribuidos en el tiempo para proporcionar las funciones
de control necesarias en GSM. Los canales de control downlink BCH y CCCH se
implementan sólo en ciertos canales ARFCN y se localizan en slots de tiempo de
una forma específica. Concretamente, éstos canales se localizan solo en el TS 0
y se emiten sólo durante ciertas tramas dentro de una secuencia repetitiva de 51
tramas (llamada multitrama de control del canal) sobre aquellos ARFCNs que se
diseñan como canales "broadcast". Desde TS1 hasta TS7 se lleva canales de
tráfico regulares.
En GSM se definen 34 ARFCNs como canales "broadcast" estándar. Para cada
canal "broadcast", la trama 51 no contiene ningún canal "downlink" BCH o CCCH y
se considera como una trama idle. Sin embargo, el canal "uplink" CCH puede
recibir transmisiones durante el TS 0 de cualquier trama (incluso la trama "idle").
Por otra parte, los datos DCCH se pueden enviar durante cualquier slot de tiempo
y en cualquier trama, y hay tramas completas dedicadas específicamente para
algunas transmisiones DCCH. Vamos a pasar a describir los diferentes tipos de
canales de control.
El BCH opera en el "downlink" de un ARFCN específico dentro de cada celda, y
transmite datos sólo en el primer slot (TS 0) de algunas tramas GSM. Al
contrario que los TCHs que son dúplex, los BCHs solo usan el "downlink". El BCH
sirve como un canal guía para cualquier móvil cercano que lo identifique y se
enganche a él. El BCH proporciona sincronización para todos los móviles dentro
de la celda y se monitoriza ocasionalmente por los móviles de celdas vecinas
para recibir datos de potencia y poder realizar las decisiones de handover.
Aunque los datos BCH se transmiten en TS0, los otros siete slots de una trama
GSM del mismo ARFCN están disponibles para datos TCH, DCCH ó están fijados por
ráfagas vacías ("dummy").
Dentro de los canales BCH se definen tres tipos de canales separados que
tienen acceso al TS0 durante varias tramas de la multitrama de control formada
por 51 tramas. Vamos a describir los tres tipos de canales BCH.
Canal de Control de "Broadcast" (BCCH)-
El BCCH es un canal downlink que se usa para enviar información de
identificación de celda y de red, así como características operativas de la
celda (estructura actual de canales de control, disponibilidad de canales, y
congestión). El BCCH también envía una lista de canales que están en uso en una
celda. Desde la trama 2 a la 5 de una multitrama de control están contenidos los
datos BCCH. Debe notarse que en la Figura 19 el TS0 contiene datos BCCH durante
tramas específicas, y contiene otro tipo de canales BCH, canales de control
comunes (CCCHs), o tramas idle, en otras tramas hasta completar las 51 tramas
que forman la multitrama de control.
Canal Corrector de Frecuencia (FCCH)
- El FCCH es una ráfaga de datos que ocupa el TS0 para la primera trama dentro
de la multitrama de control, y que se repite cada diez tramas. El FCCH permite a
cada estación móvil sincronizar su frecuencia interna de oscilación a la
frecuencia exacta de la estación base.
Canal de Sincronización (SCH) -
El SCH se envía en el TS0 de la trama inmediatamente después del FCCH y se usa
para identificar a la estación base servidora mientras que permite a cada móvil
la sincronización de las tramas con la estación base. El número de trama (FN),
que oscila entre 0 hasta 2,715,647, se envía con el código de identificación de
la estación base (BSIC) durante la ráfaga SCH. El BSIC es asignado
individualmente a cada BTS en un sistema GSM. Dado que un móvil puede estar
hasta a 30 km de la BTS, es necesario frecuentemente ajustar la temporización de
un usuario móvil particular de forma que la señal recibida en la estación base
se sincroniza con el reloj de la estación base.
En aquellos ARFCN reservados para BCHs, los canales de control
comunes ocupan el TS0 de cada trama que no esté ocupada por los BCHs o por
tramas idle. Un CCCH puede estar formado por tres tipos diferentes de canales:
el canal de búsqueda (PCH) "downlink", el canal de acceso aleatorio (RACH) "uplink",
y el canal de acceso concedido (AGCH) "downlink". Los CCCHs son los más comunes
dentro de los canales de control y se usan para buscar a los abonados, asignar
canales de señalización a los usuarios, y recibir contestaciones de los móviles
para el servicio. Vamos a describir estos tipos de canales.
Canal de Búsqueda (PCH) - El PCH
proporciona señales de búsqueda a todos los móviles de una celda, y avisa a los
móviles si se ha producido alguna llamada procedente de la PTSN. El PCH
transmite el IMSI (Identificación de Abonado Móvil Internacional) del abonado
destino, junto con la petición de reconocimiento de la unidad móvil a través de
un RACH. Alternativamente, el PCH se puede usar para proporcionar envíos de
mensajes tipo ASCII en las celdas, como parte del servicio SMS de GSM.
Canal de Acceso Aleatorio (RACH)
- El RACH es un canal "uplink" usado por el móvil para confirmar una búsqueda
procedente de un PCH, y también se usa para originar una llamada. El RACH usa un
esquema de acceso slotted ALOHA. Todos los móviles deben de pedir acceso o
responder ante una petición por parte de un PCH dentro del TS0 de una trama GSM.
En el BTS, cada trama (incluso la trama idle) aceptará transmisiones RACH de los
móviles durante TS0. Para establecer el servicio, la estación base debe
responder a la transmisión RACH dándole un canal de tráfico y asignando un canal
de control dedicado (SDCCH) para la señalización durante la llamada. Esta
conexión se confirma por la estación base a través de un AGCH.
Canal de Acceso Concedido (AGCH)
- El AGCH se usa por la estación base para proporcionar un enlace de
comunicaciones con el móvil, y lleva datos que ordenan al móvil operar en un
canal físico en particular (en un determinado TS y en un ARFCN) con un canal de
control dedicado. El ACCH es el último mensaje de control enviado por la
estación base antes de que el abonado es eliminado del control del canal de
control. El ACCH se usa por la estación base para responder a un RACH enviado
por una MS en la trama CCCH previa.
Hay tres tipos de canales de control dedicados en GSM, y, como
los canales de tráfico, son bidireccionales y tienen el mismo formato y función
en el uplink y en el downlink. Como los TCHs, los DCCHs pueden existir en
cualquier slot de cualquier ARFCN excepto en el TS0 de los ARFCN de los BCHs.
Los Canales de Control Dedicados (SDCCH) se usan para proporcionar servicios de
señalización requeridos por los usuarios. Los Canales de Control Asociados
Lentos y Rápidos (SACCH y FACCH) se usan para supervisar las transmisiones de
datos entre la estación móvil y la estación base durante una llamada.
Canales de Control Dedicados (SDCCH)
- El SDCCH lleva datos de señalización siguiendo la conexión del móvil con la
estación base, y justo antes de la conexión lo crea la estación base. El SDCCH
se asegura que la MS y la estación base permanecen conectados mientras que la
estación base y el MSC verifica la unidad de abonado y localiza los recursos
para el móvil. El SDCCH se puede pensar como un canal intermedio y temporal que
acepta una nueva llamada procedente de un BCH y mantiene el tráfico mientras que
está esperando que la estación base asigne un TCH. El SDCCH se usa para enviar
mensajes de autenticación y de alerta (pero no de voz). A los SDCCH se les puede
asignar su propio canal físico o pueden ocupar el TS0 del BCH si la demanda de
BCHs o CCCHs es baja.
Canal de Control Asociado Lento (SACCH)
- El SACCH está siempre asociado a un canal de tráfico o a un SDCCH y se asigna
dentro del mismo canal físico. Por tanto, cada ARFCN sistemáticamente lleva
datos SACCH para todos sus usuarios actuales. El SACCH lleva información general
entre la MS y el BTS. En el downlink, el SACCH se usa para enviar información
lenta pero regular sobre los cambios de control al móvil, tales como
instrucciones sobre la potencia a transmitir e instrucciones específicas de
temporización para cada usuario del ARFCN. En el uplink, lleva información
acerca de la potencia de la señal recibida y de la calidad del TCH, así como las
medidas BCH de las celdas vecinas. El SACCH se transmite durante la
decimotercera trama (y la vigesimosexta si se usa velocidad mitad) de cada
multitrama de control (ver Figura 18), y dentro de esta trama, los 8 slots se
usan para proporcionar datos SACCH a cada uno de los 8 usuarios (ó 16) del ARFCN.
Canales de Control Asociados Rápidos (FACCH)
- El FACCH lleva mensajes urgentes, y contienen esencialmente el mismo tipo de
información que los SDCCH. Un FACCH se asigna cuando un SDCCH no se ha dedicado
para un usuario particular y hay un mensaje urgente (como una respuesta de
handover). El FACCH gana tiempo de acceso a un slot "robando" tramas del canal
de tráfico al que está asignado. Esto se hace activando dos bits especiales,
llamados bits de robo ("stealing bits"), de una ráfaga TCH. Si se activan los
stealing bits, el slot sabe que contiene datos FACCH y no un canal de tráfico,
para esa trama.
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