9.3. Радио-интерфейс стандарта gsm (канал от бс до ас).

В каждом стандарте сотовой связи используется несколько интерфейсов, в общем случае различных в разных стандартах.

Так, предусмотрены свои интерфейсы для связи подвижной станции с базовой, базовой станции – с центром коммутации (а в стандарте GSM – еще и отдельный интерфейс для связи приемопередатчика базовой станции с контроллером базовой станции), центра коммутации – с домашним регистром, с гостевым регистром, с регистром аппаратуры, со стационарной телефонной сетью и другие. Все интерфейсы подлежат стандартизации для обеспечения совместимости аппаратуры разных фирм-изготовителей, что не исключает, однако, возможности использования различных интерфейсов, определяемых разными стандартами, для одного и того же информационного стыка.

Из всех интерфейсов, используемых в сотовой связи, один занимает особое место – это интерфейс обмена между подвижной и базовой станциями. Он носит наименование эфирного интерфейса.

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.

Обычно на основе БС может максимально реализоваться 16 радиоканалов и связь АС-БС может вестись на 1 из них. Рассмотрим структуру сигналов одного радиоканала.

КУ S(13) на схеме «Б» - канал управления вместо 1 таймслота трафика, т.е. этот таймслот теряется. S используется для управления мощностью передатчиков и передачи SMS.

Для множества каналов управления и сигнализации используются первые временные окна (ВО₀, ВО₁, ВО₂). Для этго же создаются мульткадры управления, которые состоят из 51 кадра.

Последний кадр мультикадра обычно резервный (запасной). В зависимости от номера кадра в мультикадре располагаются КУ различного назначения. Например, в I-таймслоте сигнал частотной синхронизации. В следующем кадре – временная синхронизация. С III по VI кадр – каналы передачей. 4 последних кадра – каналы разрешенного доступа. Каждый таймслот заполняется пакетами. Для большинства КУ (в т.ч. для трафика).

КК	ИНФ	Ф	ОБП	ИНФ	КК	ЗВЧ	Обозначение
3	57	1/0	26	57	3	8,25	Кол-во бит

Общая длительности T=576,9мкс (156,25 бит)

КК – концевая комбинация.

Ф – флаг занятия (1 – сигнальная информация, 0 – речевая информация).

ОБП – обучающая последовательность (для оценки и улучшения кач-ва связи).

ЗВИ – защитный временной интервал (для предотвращения наложения пакетов от АС из-за различной задержки при прохождении пакетов).

Скорость передачи информационных бит.

В_инф = n_инф/T_во = (57+57)/(576,9 мкс) = 197 КБит/сек.

B = n_инф/T_во = 156,25/576,9 = 279 КБит/сек.

Особенности формирования сигналов в радиоинтерфейсе.

Прежде, чем передавать информацию по радиоинтерфейсу, осуществляется канальное кодирование.