Формат TDMA

В системах GSM используется сложная иерархия кадров TDMA, определяющая логические каналы (рис. 2). По сути, каждая полоса частот шириной 200 кГц делится на 8 логических каналов, определяемых повторяющимися последовательностями слотов.

На низшем уровне иерархии находится слот, длительность которого равна 15/26 мс, или примерно 0,577 мс. При скорости передачи битов 270,833 Кбит/с каждый слот будет иметь длину 156,25 бит. Слот состоит из следующих полей.

· Завершитель. Позволяет синхронизировать передачу данных с мобильных устройств, находящихся на разных расстояниях от базовой станции (будет рассмотрено ниже).

· Зашифрованные биты. Данные шифруются в блоки с помощью обычного шифрования 114 открытых битов в 114 зашифрованных битов. Затем зашифрованные биты помещаются в два 57-битовых поля слота.

· Захваченные биты. Используются для указания, содержит ли блок данные или же он "захвачен" для срочного сигнала управления.

· Настроечная последовательность. Используется для настройки параметров приемника в соответствии с особенностями текущего тракта распространения сигнала, а при многолучевом распространении еще и для выбора наиболее сильного сигнала. Настроечная последовательность является известной комбинацией битов, индивидуальной для каждой ячейки. Она позволяет мобильным устройствам и базовой станции определять, действительно ли пришел принимаемый сигнал с передатчика или же он возник в результате сильных помех.

Кроме того, настроечная последовательность используется для выравнивания сигналов, распространяющихся по множественным траекториям, которое позволяет отделять нужный сигнал от нежелательных отражений. Зная, как изменяется известная настроечная последовательность вследствие многолучевого замирания, в оставшейся части сигнала этот эффект можно компенсировать.

· Защитные биты. Используются во избежание наложения пакетов данных вследствие разных задержек на тракте.

1 гиперкадр = 2048 суперкадров = 3 ч 29 мин

Рис. 5. Формат кадра GSM

Формат слота, показанный на рис. 5, называется нормальным пакетом и несет пользовательские данные. Для управления передачей сигналов используются другие форматы пакетов.

Более крупной иерархической единицей являются мультикадры из 26 кадров, в которые обычно собираются 8-слотовые кадры TDMA. Один из кадров мультикадра используется для управления передачей сигналов, а другой пока не используется, т.е. для передачи данных используются 24 кадра. Таким образом, каждому информационному каналу выделяется по одному слоту на кадр и по 24 кадра на каждый мультикадр длительностью 120 мс. Вычислим скорость передачи данных в одном логическом канале.

В спецификации GSM допускаются также информационные каналы половинной скорости передачи данных, когда имеются два информационных канала, каждый из которых занимает один слот в 12 из 26 кадров. При использовании кодеров речи с половинной скоростью передачи данных пропускная способность системы удваивается. Есть также мультикадры, содержащие по 51 кадру, которые используются для управления трафиком.