2014-02-18
516
Медленная скачкообразная перестройка частоты
Кодирование данных
Цифровые данные обрабатываются тем же способом, что применяется к речевым сигналам. Данные обрабатываются блоками по 240 бит каждые 20 мс, что дает скорость передачи данных 12 Кбит/с. В зависимости от определения логических каналов реальная поддерживаемая скорость передачи данных может составлять 9,6, 4,8 и 2,4 Кбит/с. Каждый блок дополняется четырьмя остаточными битами. Для получения блока размером 244´2 = 488 бит используется сверточный код (1, 2, 5). Затем 32 бит из этого блока опускаются, и в блоке остается 456 бит. Для распределения данных по пакетам используется схема чередования битов, что, опять же, уменьшает влияние импульсных помех. 488 бит распределяются по 22 пакетам следующим образом:
· 1-й и 22-й пакеты содержат по 6 бит каждый;
· 2-й и 21-й пакеты содержат по 12 бит каждый;
· 3-й и 20-й пакеты содержат по 18 бит каждый;
· пакеты с 4-го по 19-й содержат по 24 бит каждый.
В результате каждый пакет переносит информацию из 5 или 6 последовательных блоков данных.
|
|
|
Выше было сказано, что информационному каналу выделяется определенная частота, как для передачи, так и для приема данных. Это не совсем верно.
В GSM и во многих других сотовых схемах используется технология, известная как медленная скачкообразная перестройка частоты, которая призвана повысить качество сигнала. Каждый следующий кадр TDMA в данном канале переносится на своей несущей частоте. Таким образом, частота передачи изменяется один раз каждые 4,615 мс. Медленная скачкообразная перестройка частоты позволяет компенсировать эффект многолучевого замирания, который зависит от несущей частоты. Медленная скачкообразная перестройка частоты позволяет также уменьшить эффект интерференции соседних каналов. Напомним, что эта технология является разновидностью связи с расширенным спектром.
Поскольку мобильные устройства находятся на разных расстояниях от базовой станции в пределах одной ячейки, передаваемые ими данные приходят с разными задержками. Это явление создает проблемы при проектировании системы, так как один кадр TDMA одновременно использует до восьми мобильных устройств. Потому решающее значение имеет синхронизация слотов кадра. Базовая станция передает разным мобильным устройствам управляющие сигналы, которые позволяют синхронизировать распределение слотов. В формате кадра предусмотрены остаточные биты и защитные биты, которые обеспечивают зазор, позволяющий предотвратить перекрывание битов данных из разных слотов. Базовая станция может синхронизировать любое активное мобильное устройство, посылая управляющие сигналы, в которых будет указано, следует ускорить или замедлить отсчет времени.
|
|
|
Протокольная архитектура передачи сигналов GSM
Между ключевыми объектами, изображенными на рис. 4, связанными с мобильностью, радиоресурсами и управлением соединением, происходит интенсивный обмен управляющими сообщениями. Представим краткий обзор структуры, из которого станет видна сложность проектирования систем второго поколения.
На рис. 7 обобщаются протоколы, используемые между основными элементами архитектуры сети. Нижний уровень архитектуры предназначен для физической связи между объектами. Между мобильной станцией и базовой станцией-трансивером действует радиосвязь, посредством которой переносятся данные высших уровней. Между другими объектами используется стандартный цифровой канал со скоростью передачи данных 64 Кбит/с.
На канальном уровне используется протокол управления каналом передачи данных, известный как LAPDm. Он представляет собой модифицированную версию протокола LAPD, определенного для сети ISDN (Integrated Services Digital Network — цифровая сеть с интеграцией услуг). Оставшиеся каналы связи используют обычный протокол LAPD. По сути, протокол LAPD разработан для преобразования потенциально ненадежных физических каналов связи в надежные каналы передачи данных. Осуществляется это посредством использования циклической проверки четности с избыточностью, которая проводится для обнаружения ошибок, а также автоматического запроса на повторение (ARQ) для повторной передачи поврежденных кадров.
Рис. 7. Протокольная архитектура передачи сигналов GSM
Над канальным уровнем размещено множество протоколов, которые обеспечивают выполнение особых функций, включая перечисленные ниже.
· Управление радиоресурсами. Управление установкой, эксплуатацией и удалением радиоканалов, включая переключения.
· Управление мобильностью. Процедуры обновления и регистрации местоположения, а также защита и аутентификация.
· Управление соединением. Управление заказом, обслуживанием и завершением звонков (соединений между пользователями).
· Мобильная прикладная часть (mobile application part — MAP). Осуществление передачи большинства сигналов между различными объектами, находящимися в фиксированных точках сети, например между регистром HLR и регистром VLR.
· Управление базовой трансиверной станцией. Выполнение различных функций управления и административных функций на базовой трансиверной станции под руководством контроллера базовых станций.
MAP находится не непосредственно над канальным уровнем, а над двумя промежуточными протоколами, SCCP и МТР. Эти протоколы являются частью Системы передачи сигналов номер 7 (SSN7), которая представляет собой набор протоколов, разработанных для обеспечения контроля над передачей сигналов в коммутируемых сетях, таких, как цифровые общественные телекоммуникационные сети. Эти протоколы обеспечивают выполнение общих функций, которые используются различными приложениями, включая MAP.
Контрольні питання
1.
