Радио интерфейс мобильного телефона gsm. Общая характеристика стандарта GSM

сказано, исходный стандарт GSM предусматривает работу в двух диапазонах частот-890...915 МГц для передатчиков МС и 935...960 МГц для передатчиков БС. В стандарте используется узкополосный (ширина полосы канала связи 200 кГц) многостанционный доступ, сочетающий частотное FDMA и временное TDMA разделение каналов. В рамках частотного разделения стандарт с учетом защитных полос содержит 124 дуплексных канала с разносом частот приема и передачи в 45 МГц. Центральная частота канала (в МГц) связана с его номером соотношениями:

В рамках временного разделения передача информации по каналу связи осуществляется в течение одного из 8 временных интервалов (слотов) длительностью 577 мке на каждой из 124 несущих.

Организационно 8 слотов объединяются в кадры длительностью 4,615 мс, которые в свою очередь последовательно группируются в мультикадры, суперкадры и гиперкадры [54, 55]. Длительность последнего определяет период последовательности кадров во временной структуре стандарта GSM. Номер кадра в пределах гиперкадра используется как входной параметр при криптографической защите передаваемых данных. Общая структура кадров и количественные соотношения между ее элементами представлены на рис. 10.1.

Каждые 4,615 мс (т.е. для каждого кадра) несущая частота меняется по псевдослучайному закону (с сохранением дуплексного разноса 45 МГц). Всем активным абонентам, находящимся в одной соте, в процессе установления канала назначается единая частотно-временная матрица. Ортогональность последовательностей переключения частот для активных абонентов соты, работающих в одном временном слоте, обеспечивается различным начальным частотным сдвигом. В смежных сотах используются различные формирующие последовательности [6].

Цифровой информационный поток представляет собой последовательность   пакетов,   размещаемых   в   соответствующих временных интервалах (слотах). Пакеты формируются немного короче, чем слоты, их длительность составляет 0,546 мс, что необходимо для надежного приема сообщения при наличии дисперсии в канале.

Информационное сообщение передается по радиоканалу со скоростью 270,833 кбит/с (слот содержит 156,25 бит, длительность одного бита 3,69 мкс).

По каналу связи передается либо информация сигнализации, либо кодированная речь или данные, поэтому в физическом канале могут быть реализованы либо логические каналы трафика, либо каналы управления, причем каждый из них может существовать в нескольких вариантах.

На рис. 10.2 показана классификация логических каналов стандарта GSM. Стрелки обозначают направление передачи: вниз - передача от БС к МС или передача сверху вниз (прямой канал), вверх - передача от МС к БС, снизу вверх (обратный канал), двунаправленная стрелка - передача в обоих направлениях. В стандарте GSM определены следующие типы логических каналов [6, 13, 56]:

Пользовательскиеканалы(Т), или каналытрафика (trafficchannels, TCH) являются двусторонними. При передаче речи обеспечивают скорость 22,8 кбит/с или 11,4 кбит/с. Эти каналы используются и для передачи данных со скоростями от 2,4 кбит/с до 9,6 кбит/с. Определены следующие типы каналов трафика:

•  TCH/FS (trafficchannelsIfullspeech) – полноскоростные каналы трафика речи, образуемые  последовательностью слотов с одинаковыми номерами в пределах кадра;

•  TCH/HS (trafficchannelsIhalfspeech) – полускоростные каналы трафика речи, формируемые последовательностью слотов с одинаковыми номерами четных или нечетных кадров;

•  TCH/F9.6, TCH/F4.8 - полноскоростные каналы трафика данных со скоростью 9,6 кбит/с и 4,8 кбит/с соответственно и др.

Каналыуправления (controlchannels) обеспечивают передачу сигналов