Организация каналов в стандарте GSM

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Распределение частот

2. Физические и логические каналы

3. Радиоинтерфейс стандарта GSM

4. Структура слота канала трафика

5. Структура каналов управления

Заключение

Список литературы

Введение

В настоящее время рынок услуг и оборудования охранно-пожарной сигнализации стремительно растет. Однако до недавнего времени основным недостатком систем охранной и пожарной сигнализации (ОПС) было использование проводных телефонных линий. К основным недостаткам данных систем можно отнести неустойчивую работу городских телефонных линий, низкую физическую защищенность, отсутствие возможности охраны нетелефонизированных объектов (дачи, коттеджи и т.д.). Поэтому в качестве надежной альтернативы "проводным охранным системам" появилось новое направление или "радиоканальные охранные системы".

Преимущества радиоканальных охранных систем очевидны:

отсутствие зависимости от телефонной линии и качества работы сети;

простота монтажа;

возможность охраны любого объекта (в пределах зоны действия радиоканальной сети).

универсальность - из простых элементов можно построить сколь угодно сложную систему: высокая скорость монтажа и запуска в эксплуатацию, возможность оперативного изменения конфигурации, мобильность охранного пульта, возможность сосуществования нескольких пультов. Нет принципиальных ограничений для подключения в случае необходимости к существующей системе охраны.

Первоначально беспроводные системы не получили широкого распространения из-за низкой надежности (проводная связь в этом плане еще лет пять на зад была надежнее). Но в настоящее время появился широкий спектр различных дополнительны устройств, активно используются новые поколения беспроводных систем связи.

1. Распределение частот

Здесь речь пойдет об организации передачи информации пользователя и сигналов управления по радиоканалам.

В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся использования спектра частот подвижной связи в диапазоне частот 862-960 МГц, стандарт GSM на цифровую общеевропейскую (глобальную) сотовую систему наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот: 890-915 МГц (для передатчиков подвижных станций - MS), 935-960 МГц (для передатчиков базовых станций - BTS). Таким образом организуется дуплексный разнос частот на передачу и прием в 45 МГц. Каналы передачи от базовых станций к подвижным называют прямыми каналами (Forward) (или еще называют - линия вниз - Up link (Up)). Каналы передачи от ПС к БС - обратные каналы (Reverse) (или линия вверх - Down link (Dl)). Во всех системах сотовой связи более высокочастотный диапазон используется для передачи от БС к ПС.

Разница крайних частот на прием и передачу составляет 25 МГц. Эту полосу частот методом FDMA разделяют на частотные каналы по 200 кГц. Таким образом, в полосе 25 МГц получается 125 частотных каналов, которые нумеруются от 0 до 124. Нулевой частотный канал не используется, его оставляют как защитный интервал для устранения влияния работы других систем связи работающих вблизи этих частот. Остается 124 частотных канала, которые и используются в стандарте GSM. Для организации многостанционного доступа каждый частотный канал в 200 кГц методами TDMA разделяется на 8 временных слотов с нумерацией от 0 до 7, т.е. производится временное уплотнение частотных каналов. Итого получается, что в отведенном диапазоне 25 МГц могут одновременно вести связь 992 пользователя. Эта величина и составляет емкость сотовой системы стандарта GSM. Поскольку все пользователи одновременно не ведут связи, то это позволяет увеличить число пользователей в системе (емкость) значительно выше 992. Естественно это приводит к возникновению блокировки. Практически во всех видах многопользовательской связи практикуется использование системы с блокировкой и системы сотовой связи не исключение. Более того, как правило, в одной системе даже не используют всю полосу в 25 МГц. А отдельным базовым станциям выделяют только от одного до 16-ти частотных каналов!

В стандарте E-GSM (Extended - GSM) предусмотрено выделение дополнительных частотных полос по 10 МГц на прием и передачу. Эти полосы вводятся ниже 890 и 935 МГц соответственно. Это дает дополнительно 50 дуплексных каналов. Нумерация этих дополнительных каналов ведется от 974 до 1023, не накладываясь на ранее принятую нумерацию частотных каналов. Вдобавок, нулевой канал возвращен для использования, а роль защитного интервала теперь играет 974-й канал на частоте 880 -880,2 МГц.

Емкость системы увеличивают дроблением ячеек (при одновременном уменьшении используемой мощности излучения) в местах с высокой плотностью пользователей. В многосотовых системах используют принцип повторного использования частот и/или секторное обслуживание или комбинации этих способов.

2. Физические и логические каналы

Итак, каждый пользователь получает свой временной интервал - слот в частотном канале. Именно слоты образуют физический канал. Восемь слотов образуют кадр (фрейм), в одном фрейме восемь физических каналов. Итак, физический канал (ФК) - это временной слот с определенным номером в последовательности кадров радиоинтерфейса. С помощью временной синхронизации каждый пользователь может работать во время сеанса связи только в своем слоте. Для борьбы с замираниями в стандарте GSM используют скачки по частоте (277 раз в секунду меняется частота несущей строго синхронно для всех пользователей), но всегда сохраняется позиция слота каждого пользователя относительно других пользователей и всегда сохраняется дуплексный разнос 45 МГц частот приема и передачи.

Как во всякой многоканальной системе помимо информации пользователя (голос или данные) - трафика, в системах сотовой связи необходимо передавать для управления множество дополнительных сигналов (синхронизация по времени и частоте, сигналы вызова различные запросы и подтверждения и многое другое).

По своей структуре и назначению эти сигналы отличаются от сигналов трафика. Отвлекаясь от физической природы сигналов, принято говорить, что в физических каналах образуются логические каналы. Их подразделяют на два типа: каналы трафика (передача речи и/или данных пользователя) и каналы управления. В системах сотовой связи (ССС) принято классифицировать каналы следующим образом.

Таблица 1

Признак	Обозначение	Название канала
Направление связи	F	Прямой (Forward)
	R	Обратный (Reverse)
Тип канала	L	Логический (Logical)
	P	Физический (Physical)
Назначение канала	A	Доступ (Access)
	P	Вызывной (Paging)
	S	Сигнализации (Signaling)
	T	Трафика (Traffic)
	C	Управления (Control)
Способ организации связи	A	Совмещенный (Associated)
	B	Широковещательный (Brodcast)
	C	Общий (Common)
	D	Выделенный (Dedicated)
	SD	Автономный (Stand-alone)
Вспомогательные каналы	A	Вспомогательный (Auxiliary)
	PI	Пилот - сигнал(Pilot)
	S или SYNC	Синхроканал (Synchronization)

В практике описания структуры радиоинтерфейса взаимодействия различных узлов сотовой системы связи принято обозначать каналы аббревиатурами.

Каналы трафика: TCH / FS; TCH / HS

Каналы управления: BCCH (состоит из FCCH и SCH); CCCH (состоит из PCH, RACH и AGCH; SDCCH; ACCH (состоит из FACCH и SACCH).

Каналы трафика (Traffic Channels) делятся на полноскоростные (22,8 кбит/с) - TCH / FS (Full Speech) с полноскоростным кодированием речи и полускоростные (11,5 кбит/с) - TCH / HS (Half Speech). Также предусмотрены каналы трафика для передачи данных со скоростью 2,4 кбит/с, 4,8 и 9,6 кбит/с (TCH/F2.4, TCH/F4.8, TCH/9.6).

Каналы управления CCH делятся на 4 типа:

вещательные BCCH (Broadcast Control Channels);

общие CCCH (Common Control Channels);

выделенные закрепленные SDCCH (Standalone Dedicated Control Channels);

совмещенные (ассоциированные) ACCH (Associated Control Channels).

Каналы BCCH предназначены для передачи информации от БС к ПС в вещательном режиме, т.е. без адресования к конкретной ПС. В число вещательных каналов управления входят:

- канал коррекции частоты FCCH (Frequency Correction Channel) - для подстройки частоты ПС под соответствующую частоту БС;

канал синхронизации SCH - для цикловой синхронизации ПС;

канал общей информации, не имеющий отдельного наименования.

Общие каналы управления CCCH включают:

канал вызова PCH, используемый для вызова ПС со стороны БС;

канал разрешения доступа AGCH (Access Grant Channel) для назначения закрепленного канала управления, которое также передается от БС на ПС;

канал случайного доступа RACH ( Random Access Channel) - для выхода с ПС на БС с запросом о назначении выделенного канала управления.

При передаче информации по общим каналам управления прием информации не сопровождается подтверждением.

Выделенные закрепленные каналы управления SDCCH - автономные каналы управления, используемые для сигнализации в процессе установления соединения до назначения пользовательского канала, например, для аутентификации и регистрации.

Совмещенные каналы управления ACCH, также используемые для передачи информации управления в обоих направлениях, включают в себя:

SACCH (Slow Associated Control Channel) (A) - медленный совмещенный (присоединенный) канал управления, который совмещается с каналом трафика (т.е. передается совместно с каналом трафика). Этот канал управления передается в 13-м кадре мультикадра канала трафика. SACCH может быть совмещен также с каналом SDCCH. В обоих случаях SACCH используется для передачи сравнительно редкой информации, например, результаты измерения уровня сигнала своей и смежных сот, сигналы для регулировки уровня мощности ПС, временная синхронизация.

FACCH (Fast Associated Control Channel) (A') - быстрый совмещенный канал управления. Он совмещается с каналом трафика, заменяя в соответствующем слоте информацию речи. Причем, эта замена помечается скрытым флажком (поле S).

Канал FACCH используется, если в процессе обмена пользовательской информацией необходимо передать объем информации больше, чем может обеспечить канал SACCH. В этом случае вместо 20 мс речевой информации передается, например, информация необходимая для переключения вызова. Прерывание в разговоре незначительно. При этом абоненту повторно передается информация предыдущего цикла.

Логические каналы коррекции частоты - F (FCCH), временной синхронизации - S (SCH), вещательный - B (BCCH) и общие - C (AGCH / PCH) имеют направление передачи от БС к ПС, т.е. прямой канал, а общий канал случайного доступа - R (RACH) от ПС к БС (обратный канал). Выделенный индивидуальный сигнальный - D (SDCCH), медленный совмещенный - A (SACCH) и быстрый совмещенный - A (FACCH) являются двусторонними. При этом каналы управления типа F, S и B имеют конфигурацию «точка-многоточие» и их достаточно иметь по одному каналу в каждой соте. Требуемое число логических каналов управления типов C, R, D, A зависит от нагрузки в системе, создаваемой ПС в каждой соте. В зависимости от создаваемой нагрузки для организации логических каналов управления используется один или более физических каналов.

В отличие от дуплексных каналов - трафика и совмещенных каналов управления, размещаемых в каналах трафика эфирного интерфейса, симплексные каналы BCCH и CCCH размещаются в нулевом слоте кадров эфирного интерфейса на так называемых несущих BCCH, выделенных в данной соте. Чтобы передать информацию этих каналов управления необходимо 51 фрейм, что и составляет 51-фреймовый мультикадр. В последнем, 51-м фрейме нулевой слот остается свободным (I - idle). В течении его длительности ПС производит измерения уровня сигналов своей и смежных сот. Первые 50 фреймов делятся на 5 блоков по 10 кадров. В начале каждого блока передается сообщение канала FCCH (структура слота - интервал подстройки частоты), далее идет сообщение канала SCH (структура слота - интервал синхронизации по времени). Затем в первом блоке передается сообщения канала BCCH и четыре сообщения канала AGCH или канала PCH, а в остальных четырех блоках все восемь сообщений отводятся под канал AGCH или PCH. Сообщения логических каналов управления в большинстве случаев кодируются со значительной избыточностью с целью защиты от ошибок при передаче.

Сообщения в обратном канале, т.е. сообщения RACH могут быть переданы в нулевом слоте каждого фрейма в пределах 51-ти фреймового мультикадра. Структура 51- фреймового мультикадра каналов управления прямого и обратного каналов приведена на рис. 1. В обратном канале мультикадр не разбивается на блоки. Так как длительность одного фрейма 4,615 мс, то длительность 51-го фреймового мультикадра равна 4,615 * 51 = 235 мс, т.е. сообщения RACH (R) передаются ПС-ей 235 раз в мс.

Информация быстрого совмещенного канала (FACCH) передается в каналах трафика совместно с информацией пользователя. Логические каналы A (FACCH) и D (SDCCH) являются двусторонними и для их организации используется первый слот радиоканала. Для обеспечения требуемого качества обслуживания вызовов достаточно иметь в каждой соте по 8 логических каналов D со скоростью передачи 1,94 кбит/с и такое же количество совмещенных с ними каналов A со скоростью передачи в два раза ниже (0,97 кбит/с). В одном мультикадре (51 фрейм) передают информацию D-типа для 8 каналов (это занимает 8 * 4 = 32 фрейма) и информацию A-типа для первых 4-х каналов. Следовательно, чтобы передать информацию A- для всех 8-ми каналов необходимо использовать два мультикадра по 51-му фрейму. За это время информация D-типа передастся дважды. Порядок размещения каналов этого типа показана на рис. 2. Логические каналы прямого и обратного направлений смещены во времени друг относительно друга. Это необходимо для того, чтобы ПС успевала сформировать свой ответ на сообщение БС.

Логические каналы трафика организуются следующим образом. Нулевой и первый слоты радиоканала уже заняты под логические каналы управления. Остаются только слоты со второго по седьмой. Их и отводят под каналы трафика. Каждый канал трафика должен иметь медленный ассоциированный совмещенный канал A со скоростью передачи 950 бит/с, который используется, например, для регулировки мощности ПС в процессе обмена пользовательской информацией. Кроме того, ПС требуется выделить время для реализации процедуры измерения уровня сигнала от своей и смежных сот. Учитывая это при размещении пользовательских логических каналов организуется мультикадр из 26 кадров. В полноскоростном режиме 13-й мультикадра используется для размещения логического канала управления А, а 26-й кадр остается свободным (он отводится для для такого же канала управления типа А при полускоростном режиме). Остальные 24 кадра предназначены для размещения одного пользовательского канала трафика со скоростью передачи 22,8 кбит/с (24*114 бит за 120 мс).

В полускоростном режиме передается информация двух пользователей. Их каналы передается поочередно через кадр. Каналы управления А передаются для одного в 13-м кадре, а для другого в 26-м.

3. Радиоинтерфейс стандарта GSM

Передача каналов трафика и каналов управления по радиоэфиру организуется TDMA -кадрами (фреймами), которые имеют длительность 4,615 мс. Каждый кадр состоит из восьми слот по 577 мкс. Из кадров составляются мультикадры.

Мультикадр канала трафика (длительностью 120 мс) состоит из 26 кадров. В 24-х передается информация пользователя (кадры 1-12 и 14-25), в кадре 13 передается информация медленного совмещенного канала SACCH, а кадр 16-й оставлен свободным (зарезервирован для передачи второго сегмента канала SACCH при полускоростном кодировании).

Мультикадры каналов управления имеют длительность 235 мс и состоят из 51-го фрейма.

Но и мультикадры не позволяют передать всю необходимую для работы системы информацию. Поэтому мультикадры каналов трафика и каналов управления еще объединяют в суперкадры. Чтобы суперкадры каналов трафика и каналов управления имели одинаковую длительность в суперкадр объединяют 51 мультикадр канала трафика или 26 мультикадров канала управления. Длительность суперкадра в обоих случаях 6,12 с (1326 кадров).

2048 суперкадров образуют один гиперкадр длительностью 3ч 28 мин 53 с 760 мс. В гиперкадре 2 715 648 кадров. Номер кадра в пределах гиперкадра используется в процессе шифрования передаваемой информации.

Кадр канала трафика и канала управления имеют одинаковую длительность 4,615 мс, но они имеют различную структуру и разное информационное содержание. В кадре содержится 8 слотов, длительность каждого слота 0,577 мс.

При передаче разговорного канала используется так называемый нормальный интервал (нормальная пачка) (Normal Burst) длительностью 0,577 мс, что составляет 156,25 бит. Таким образом длительность одного бита в стандарте GSM составляет 0,577 : 156,25 = 3,693 мкс.

Структура радиоинтерфейса приведена на рис.4 Следует весьма внимательно изучить структуру слотов и кадров и, обязательно сопоставить с материалом лекции №3 для лучшего освоения процедур обмена информацией между ПС и БС.

Гиперкадр (2 048 суперкадров; 2 715 648 кадров; 3 ч. 28 мин 53,760 с)

1	2	3		2047	2048

Суперкадр (51 мультикадр канала трафика; 26 мультикадров канала управления;

1 326 кадров; 6,12 с)

1	2	3	4	5	6		48	49	50	51
1	2		25	26

Рис. 1

Мультикадр канала трафикаМультикадр канала управления

(26 кадров; 120 мс)(51 кадр; 235 мс)

1	2		26		1	2		51

Кадр канала трафика Кадр канала управления

(8 слотов; 4,615 мс) (8 слотов; 4,615 мс)

0	1	2	3	4	5	6	7				0	1	2	3	4	5	6	7

Слот канала трафика

(156,25 бит, 577 мкс,

из них 148 бит-информационная Слоты канала управления по видам

пачка) 156,25 бит; 577 мкс

T3

ED 57

S1

TS 26

S1

ED 57

T3

G 8,25

T3

Фиксированный набор нулевых бит 142 бита

T3

G 8,25

Информационная Пачка коррекции частоты

пачка (148 бит) (156,25 бит) Нормальный информационный интервал

T 3	ED 39	ETS 64	ED 39	T 3	G 8,25

Пачка синхронизации (156,25 бит)

T 3	ED 39	ETS 64	ED 39	T 3	G 8,25

Холостая пачка (156,25 бит)

T 3	ED 39	ETS 64	ED 39	T 3	G 8,25

Пачка доступа (156,25 бит)

Рис. 2 - Структура эфирного интерфейса системы GSM

На этом рисунке обозначено:

T (Tail bits) - хвостовые биты; ED (Encripted Data) - кодированные данные пользователя (речь или данные); S (Stealing flag) - скрытые флажки - признак речь/управление; G (Guard period) - защитный интервал; TS (Training Sequence) - обучающая последовательность; ETS (Extended Training Sequence) - расширенная обучающая последовательность.

4. Структура слота канала трафика

Первые 148 бит составляют информационный пакет (пачку). Начало и конец этого пакета обрамлены защитными бланками (Т) по 3 бита каждый. Они используются эквалайзером в качестве стартового и стопового флагов. Скрытые флажки S по одному биту определяют тип передаваемой информации - речь/управление. Информация пользователя разделена на два поля по 57 бит. Между ними помещается специальная комбинация бит TS - обучающая последовательность, с помощью которой производится настройка работы эквалайзера для уменьшения влияния многолучевости. В конце каждого слота оставляется свободным интервал в 8,25 бит - защитный интервал. В течении защитного интервала никакой передачи не ведется. Это время необходимо как для произведения измерений уровня принимаемого сигнала и оценки его качества, так и для организации задержки передачи из-за разного расстояния мобильных пользователей от БС.

Для повышения качества принимаемого сигнала в условиях многолучевого приема приходится применять специальные методы организации передачи. Для уменьшения числа ошибок в принимаемом цифровом сигнале при передаче применяют специальные виды кодирования и обработки. Эффективным оказались методы сверточного и блочного кодирования, а для борьбы с многолучевым приемом организуют так называемые медленные скачки по частоте, производимые синхронно на передающей и приемной сторонах.

С основами сверточного кодирования вы уже знакомились в курсе «Теория электрической связи». Идея метода блочного кодирования заключается в том, что если в процессе распространения радиосигнала в точке приема возникают неблагоприятные условия приема в течении времени порядка нескольких десятков бит, то может оказаться неверно принятым или даже потерянным целый сегмент информации. Если же сегменты разбить на более мелкие части и передавать их в разное время, то могут потеряться только эти мелкие части, а основная информация будет принята. Более того, эти утерянные мелкие части возможно бывает даже восстановить как это бывает при передаче с избыточным кодировании и других методах с коррекцией ошибок.

При передаче сегмент речевого сигнала в 456 бит разбивается на 8 блоков по57 бит в каждом. Во избежание группирования ошибок, в случае потери любого из блоков информации, их формирование осуществляется следующим образом. Вначале между названными 8-ю блоками распределяются первые 8 бит из 456-ти, затем следующие 8 бит и т.д. Таким образом, первый блок будет содержать 1,9, 17,….,449 биты; второй - 2,10,18,….,450 и т.д.

После блочного и сверточного кодирования в кодере канала происходит объединение и упаковка речи и управляющей информации. Затем производится операция перемежения и сжатия во времени. Подробнее об этом будет сказано в описании работы кодеков.

Принцип формирования медленных скачков по частоте состоит в том, что сообщение, передаваемое в выделенном абоненту временном слоте TDMA-кадра длительностью 0,577 мс, в каждом последующем кадре передается (принимается) на новой фиксированной частоте. Время на перестройку частоты составляет около 1 мс. В процессе скачков по частоте постоянно сохраняется дуплексный разнос по частоте в 45 МГц. Всем активным абонентам одной соты назначаются контроллером БС непересекающиеся переключения частоты несущей, что исключает взаимные помехи при приеме и передаче. Параметры переключения частоты несущей назначаются для каждой ПС в процессе установления канала связи.

5. Структура каналов управления

радиоканал эфирный интерфейс трафик

Структура слотов каналов управления (КУ) видна из рис. 2. Используются 4 вида каналов управления: вещательные BCCH (Broadcast Control Channels); общие CCCH (Common Control Channels); выделенные закрепленные SDCCH (Standalone Dedicated Control Channels); совмещенные (ассоциированные) ACCH (Associated Control Channels).

Каналы BCCH предназначены для передачи информации от БС к ПС в вещательном режиме, т. е. без адресования к какой-либо конкретной ПС. В число вещательных КУ входят: канал коррекции частоты FCCH (Frequency Correction Channel) - для подстройки частоты ПС под частоту БС; канал синхронизации SCH - для цикловой синхронизации ПС; канал общей информации, не имеющий отдельного наименования.

Общие каналы управления CCCH также передаются от БС на ПС; канал случайного доступа RACH - для выхода с ПС на БС с запросом о назначении выделенного КУ.

При передачи информации по общим КУ прием информации не сопровождается подтверждением.

Выделенные закрепленные каналы управления SDCCH - автономные КУ, используются для сигнализации в процессе установления соединения до назначения пользовательского канала, например, для аутентификации и регистрации.

Совмещенные каналы управления ACCH, также используемые для передачи информации в обоих направлениях включают в себя: медленнный совмещенный канал управления SACCH - объединяется с каналом трафика (кадр 13 мультикадра канала трафика) или с каналом SDCCH, применяется для передачи информации, например: результаты измерения уровня сигнала своей и смежных сот, регулировка мощности ПС, временная синхронизация; быстрый совмещенный канал управления FACCH - совмещается м каналом трафика, заменяя в соответствующем слоте информацию речи, причем эта замена помечается скрытым флажком (поле S). Используется наряду с пользовательским каналом, когда в процессе обмена пользовательской информацией необходимо передать объем информации больше, чем может обеспечить медленный ассоциированный канал. В этом случае вместо 20 мс пользовательской информации передается, например, информация, необходимая для переключения вызова. Прерывание в передаче пользовательской информации незначительно. При этом абоненту повторно передается информация предыдущего цикла.

В стандарте GSM имеется 124 радиоканала, которые в соответствии с планом распределения частот распределены между БС (BTS). Каждая из BTS имеет n двусторонних радиоканалов С0, С1, …, Сn, каждый из которых содержит по 8 ФК. Используя эти ФК, необходимо организовать все требуемые логические каналы.

Логические каналы коррекции частоты - F (FCCH), синхронизации - S (SCH), вещательный - B (BCCH) и общие - C (AGCH/PCH) имеют направление передачи от БС к ПС (прямой канал), а общий канал случайного доступа - R (RACH) - от ПС к БС (обратный канал). Выделенный индивидуальный сигнальный - D (SDCCH), медленный совмещенный - A (SACCH) и быстрый совмещенный - A' (FACCH) являются двусторонними. При этом ЛК управления F, S и B имеют конфигурацию «точка - многоточие», и достаточно иметь по одному каналу данного типа в каждой из сот. Требуемое число логических КУ типов C, R, D, A зависит от нагрузки, создаваемой ПС в каждой соте. В зависимости от нагрузки для организации логических КУ используется один или более ФК.

В отличии от дуплексных каналов - трафика и совмещенных КУ, размещаемых в КТ эфирного интерфейса, - симплексные каналы управления BCCH и CCCH размещаются в нулевом слоте кадров КУ эфирного интерфейса на так называемых несущих BCCH, имеющихся в ячейке.

Сообщения каналов BCCH и CCCH, передаваемые от БС к ПС (прямой канал), размещаются в нулевых слотах 50 кадров мультикадра КУ. Последний, 51-й, кадр мультикадра остается свободным (I - Idle), его длительность отводится ПС для реализации процедуры измерения уровня сигналов своей и смежных сот. Первые 50 кадров делятся на 5 блоков по 10 кадров. В начале каждого блока передается сообщение канала FCCH (структура слота - интервал подстройки частоты), далее - сообщение канала SCH (структура слота - интервал синхронизации), затем в первом блоке передается 4 сообщения канала BCCH и 4 сообщения канала AGCH или канала PCH, а в остальных четырех блоках все восемь сообщений отводятся под канал AGCH или PCH. Сообщения логических КУ в большинстве случаев кодируются со значительной избыточностью с целью защиты от ошибок во время передачи информации.

Сообщения канала RACH могут быть переданы в нулевом слоте любого кадра в пределах 51-кадрового мультикадра КУ (рис. 2.40). Сообщение RACH передается ПС раз в 235 мс, т.е. только в одном из кадров мультикадра, при этом используется структура слота, соответствующая интервалу доступа. В обратном канале мультицикл не разбивается на группы циклов доступа, а 0-й слот каждого кадра мультикадра используется для организации логического канала R.

Информация быстрого совмещенного канала А' передается по пользовательским каналам. Логические каналы D и А являются двухсторонними, и для их организации используется 1-й слот радиоканала. Для обеспечения требуемого качества обслуживания вызовов в данном случае, достаточно в каждой соте иметь по 8 логических каналов D со скоростью передачи 1,94 кбит/с и такое же количество совмещенных с ними каналов А со скоростью передачи в два раза ниже.

Учитывая это, для того, чтобы получить по 8 ЛК каждого типа необходимо два мультикадра по 51 кадру в каждом. Порядок размещения ЛК типов D и А представлен на рис. 2.41. ЛК прямого и обратного направлений передачи смещены относительно друг друга. Это необходимо для обеспечения более эффективного взаимодействия ПС и БС, т.е. ПС имеет возможность сформировать ответную информацию.

Пользовательские логические каналы

Пользовательские логические каналы (Т) организуются следующим образом. Нулевой и первый слоты радиоканала С0 уже заняты под логические КУ, и на этой частоте для организации пользовательских ЛК остаются только слоты со второго по седьмой. При организации пользовательских ЛК необходимо учитывать,что каждый из них должен иметь медленный ассоциированный логический канал А со скоростью передачи 950 бит/с, который используется, например, для регулировки мощности ПС в процессе обмена пользовательской информацией. Кроме того, ПС требуется выделить время для реализации процедуры измерения уровня сигнала. Учитывая вышесказанное, при размещении пользовательских ЛК организуется мультикадр, содержащий 26 кадров. В полноскоростном канале 13-й кадр мультикадра используется для размещения ЛК управления А, а 26-й остается пустым. Остальные 24 кадра мультикадра предназначены для размещения одного пользовательского ЛК со скоростью передачи 22,8 кбит/с (24х114 бит за 120 мс), как это показано на рис. 5

В полускоростном канале информация канала управления А передается в каждом 13-м и 26-м кадрах мультикадра.

Структуры мультикадров прямого и обратного каналов идентичны. Однако следует учитывать, что ПС не может одновременно осуществлять передачу и прием информации, поэтому циклы доступа прямого и обратного направлений передачи смещены во времени.

Заключение

Повсеместное использование сотовых систем связи не могло не сказаться на системах охраны. Возможности, предоставляемые операторами сотовой связи все активнее используются в системах охраны. Также можно видеть, что GSM каналы связи еще не исчерпали лимит своего развития. На сегодняшний день беспроводные охранные системы на базе GSM получили широкое распространение благодаря их относительно невысокой стоимости и простоте установки и эксплуатации. Сотовая сеть стандарта GSM-900/1800 обеспечивает лучшее качество связи и уже развернута в большинстве городов России и стран СНГ.

Системы, использующие GSM-связь, позволяют осуществить охрану любых объектов, в том числе и нетелефонизированных. Использование GSM избавляет от необходимости развертывать свою сеть ретрансляторов - используются ретрансляторы GSM-операторов. Вследствие этого можно брать под охрану объект везде, где уверенно работает сеть GSM-оператора.

Однако существенным недостатком подобных систем является низкая помехозащищенность. Не секрет, что GSM-канал легко подавить, "GSM глушилки" находятся сегодня в свободной продаже, да и работа сети GSM не всегда отличается высокой стабильностью и может отказать в самый неподходящий момент. Хотя последние разработки позволяют полностью контролировать GSM-канал, оперативно менять частоты, что заметно повышает помехозащищенность

Оптимально использовать GSM-канал в качестве дублирующего или дополнительного к проводным или другим радиоканальным системам. Огромный плюс GSM-систем - возможность самим клиентом контролировать состояние объекта и управлять его охраной.

Список литературы

1. Адрианов В.И. Сотовые, пейджинговые и спутниковые средства связи / В.И. Адрианов, А.В. Соколов. - СПб.: BHV - Санкт-Петербург; Арлит, 2001.

2. Громаков, Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи / Ю.А. Громаков. - М.: Эко-Трендз, 1998.

3. Урядников Ф.Ю. Сверхширокополосная связь. Теория и применение / Ф.Ю. Урядников С.С. Аджемов. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 368 с. - (Серия "Библиотека студента").

4. Адрианов В.И. Средства мобильной связи / В.И. Адрианов, А.В. Соколов. - СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1998.

5. Ратынский М.В. Основы сотовой связи / М.В. Ратынский. - М.: Радио и связь, 1998.

6. Федеральный закон Российской Федерации от 7.07.2003 г. "О связи".

7. Билинкис В.Д. Методы оценки технического уровня и конкурентоспособности продукции: Учебное пособие - Воронеж: ВГТУ, - 2002. - 118 с.

8. . Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. пособие Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. (2009 г).

9. Красс М.С. Математика для экономических специальностей: Учебник. - 4 - е изд., испр. - М.: Дело, 2003. - 704 с.

10. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для вузов / М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. - М.: Радио и связь, 2001. - 336 с.

11. http://ru. wikipedia.org/

12. http://pbsecurity.ru/

13. http://tzmagazine.ru/

14. http://www.secuteck.ru/

15. http://www.akvilona.ru/

Размещено на Allbest.ru