5. Аспекты радиосоединения

Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (ITU - International Telecommunication Union), который кроме всего прочего занимается выделением частот радиоспектра для различных коммуникационных целей, выделил полосу 890-915 MHz для исходящих сигналов (от мобильной станции к базовой), и полосу 935-960 MHz для входящих сигналов (от базовой станции к мобильной) для мобильных сетей в Европе.

Множественный доступ и структура канала

По причине ограниченности ресурсов радио соединения, предоставляемых в совместное использование большому количеству пользователей, метод управления радиоресурсами должен позволять разделять радиоресурсы на максимально возможное количество частей. Метод, избранный GSM, представляет из себя комбинацию методов разделения времени и частоты (Time-Division Multiple Access и Frequency-Division Multiple Access - TDMA/FDMA). Часть FDMA включает в себя разделение по частоте полосы, шириной до 25 Mhz, на 124 несущих полосы, разделенных между собой полосами по 200 kHz. Одна или несколько несущих частот приписываются к каждой базовой станции. К каждой из этих несущих частот применяется механизм разделения времени, используя схему TDMA. Основной единицей времени в схеме TDMA является период пакета (burst period) - промежуток времени равный 15/26 ms (что составляет приблизительно 0.577 ms). Восемь таких промежутков времени группируются в TDMA фрейм (frame - 120/26 ms или 4.615 ms), который является основной единицей для определения логических каналов. Физическим каналом является собственно пакет (burst period) в TDMA фрейме.

Каналы определяются по номеру и расположению соответствующего пакета. Все эти определения цикличны, с циклом, примерно составляющим 3 часа. Каналы могут быть подразделены на две основные группы: выделенные (dedicated channels) - динамически выделяемые для каждой мобильной станции, и общего назначения (common channels) - используемые мобильной станцией в пассивном состоянии.

Трафик каналы или каналы пользовательских данных

Трафик канал (traffic channel - TCH) - используется для передачи речи и данных. Трафик канал представляет из себя состоящий из 26 TDMA фреймов мультифрейм. Длина этого мультифрейма - 120 ms. Двадцать четыре фрейма - используются для собственно трафика, один - для Медленного Ассоциированного Управляющего Канала (SACCH - Slow Associated Control Channel) и один - пока не задействован (2nd). Трафик каналы для исходящих и входящих данных разделяются по времени периодом времени в три пакета (burst period), таким образом, каждая сторона не должна осуществлять прием и передачу одновременно, что, в свою очередь, упрощает электронику. В дополнение к этим полно скоростным (full-rate) каналам также существуют полу скоростные (half-rate) TCH. Полу скоростные каналы призваны повысить возможности системы по передаче данных примерно в два раза (т.е. кодирование речи в 7kbps, вместо 13kbps). Также специфицированы и восьмискоростные TCH, но они служат для обмена сигналами. В рекомендациях они называются Отдельно стоящими Выделенными Управляющими Каналами (SDCCH - Stand-alone Dedicated Control Channels).

Рис. 2 Организация пакетов, TDMA-фреймов и мультифреймов для речи и данных.

Управляющие каналы

Каналы общего назначения используются мобильной станцией как в пассивном (idle mode), так и в выделенном (dedicated mode) состояниях. Управляющие каналы используются мобильной станцией в пассивном состоянии для обмена сигнальной информацией, необходимой для перехода в выделенное состояние. В выделенном состоянии мобильные станции занимаются мониторингом "видимых" базовых станций с целью получения разного рода информации, в том числе и информации, необходимой для осуществления перемещения между сотами и смены каналов (handover). Для каналов общего назначения длина мультифрейма составляет 51 фрейм. Основные типы каналов общего назначения:

  • Широковещательный Управляющий Канал (BBCH - Broadcast Control Channel). Существует постоянно. В случае входящих сообщений информация включает в себя идентификатор базовой станции (Base Station Identity), выделение частот (frequency allocation) и наборы переходов по частотам (frequency-hopping sequences).
  • Канал Коррекции Частоты (FCCH - Frequency Correction Channel) и Канал Синхронизации (SCH - Synchronisation Channel). Используются для синхронизации мобильной станции со структурой тайм слотов ячейки (time slot structure), посредством определения границ пакетов (burst periods) и нумерации тайм слотов. Каждая ячейка в сети GSM передает только один FCCH и один SCH, которым по определению приписывается тайм-слот номер 0 (в TDMA фрейме).
  • Канал Случайного Доступа (RACH - Random Access Channel). Слоттированный канал Алоха, используемый мобильной станцией для запросов доступа к сети.
  • Канал Пейджинга (PCH - Paging Channel). Используется для предупреждения мобильной станции о вызове.
  • Канал Дозволения Доступа (AGCH - Access Grant Channel). Используется для того, чтобы получить выделенный канал -SDCCH и продолжить запрос RACH.
  • Структура пакета

    Существуют четыре различных типа пакетов, используемых при передаче в GSM. Нормальные пакеты используются для передачи данных и, в большинстве случаев, обмена сигналами. Общая длина нормального пакета составляет 156.25 bits (см. 2nd): Два информационных блока по 57 битов (data bits), 27-битовая (training sequence) подготовительная последовательность (используется для выравнивания), один "ворованный" (stealing bit) бит (используется для FACCH), по три хвостовых бита (tail bits) с каждого конца и 8.25 битов (guard bits) сохранности. 156.25 битов передаются за 0.577 ms, определяя скорость передачи в 270.833 kbps. F-пакет (F burst), используемый в FCCH и S-пакет (S burst), используемый в SCH, имеют такую же длину, что и нормальный пакет, но другую внутреннюю структуру. Пакет доступа (access burst) - короче, чем нормальный пакет и используется только в RACH.


    <<<назад<<<-=-=-=-=-=-=-=->>>вперёд>>>

    Hosted by uCoz