Вопросы самоконтроля

1. Поясните работу приёмника MS NMT-450i,

2. Поясните работу передатчика MS 450i.

3. С какой целью осуществляется регулировка мощности передатчика MS?

4. Поясните назначение цифрового FFSK сигнала.

5. Как осуществляется оценка качества канала.

6. Поясните последовательность обслуживания вызова MS (режим установления связи, режим трафика).

Тема 3.2. Терминальное оборудование и адаптеры мобильной станции стандарта gsm Требования к знаниям

• Студент должен

• знать:

• классификацию станций по мощности передатчиков в диапазонах 900/1800 МГц;

• классификацию станций GSM/GPRS.

• различные виды терминального оборудования при передаче речи, данных;

• организацию взаимодействия сетевого оборудования и сотового телефона GSM/GPRS;

• назначение и функции узлов в сотовом телефоне c поддержкой GPRS;

• уметь

• составить структурную схему мобильной станции стандарта GSM;

• пользоваться абонентским оборудованием;

• пояснить назначение и взаимодействие элементов структурной схемы мобильной станции стандарта GSM.;

• составить схему в соединениях ПК-MS.

Содержание учебного материала

Современные телефоны стандарта GSM выпускаются двухдиапазонные 900/1800 МГц или трёхдиапазоные 900/1800/1900 МГц. В этом случае синтезатор частот, а также высокочастотные тракты приёма и передачи реализуется двух или трёхдиапазонными.

Рис. 9 Типовые блоки мобильной станции

Рис.10. Структурная схема мобильной станции стандарта GSM:

MS стандарта GSM использует детектор речевой активности VAD и систему прерывистой передачи речи DTX. В состав DTX входит устройство формирования комфортного шума и устройство для экстраполяции фрагментов речи, утерянных при передачи в радиоканале.

Для того, чтобы иметь высокое качество передачи речи при низкой скорости передачи, в GSM используется способ кодирования, объединяющий вокодеры и дифференциальную ИКМ (DPCM), который получил название дифференциального кодирования. После многочисленных испытаний выбран кодек RPE-LTR использующий метод линейного предсказания с возбуждением регулярной последовательностью импульсов и долговременным предсказанием с темпом передачи цифровой информации 13 кбит/с и качеством преобразования речи 3,58 по оценке MOS.

SIM-модуль идентификации абонента придаётся к MS в виде съёмного модуля. SIM взаимодействует с CPU и определяет процедуру аутентификации абонента. Цифровая логическая часть состоит из нескольких процессоров, содержащих постоянную и оперативную память. Процессоры отвечают за управление MS, выполняют регулировку уровня мощности, оцифровку голоса абонента, воспроизведение передаваемой BTS информации, командуют синтезатором, обрабатывают получаемые камерой изображения.

MS имеет до четырёх модемов. Это дополнения к приёмопередатчику, а не отдельные устройства.

Стандартный GSM-модем существует во всех моделях. Он обеспечивает передачу данных со скоростью 9,6 кбит/с.

Модем HSCSD обеспечивает скорость передачи данных 57,6 кбит/с (технология, позволяющая объединить до 4 слотов со скоростью передачи 14,4 кбит/с).

Модем GPRS способен обеспечить теоретическую скорость трафика до 171,2 кбит/с. В отличие от стандартного модема Модем GPRS занимает линию только на время приёма и передачи данных. Поэтому тарификация доступа в Интернет осуществляется не по времени, проведенному в «онлайне»,а по объёму трафика.

Модем EDGE способен обеспечить передачу данных со скоростью 384 кбит/с, что эквивалентно использованию выделенной проводной линии.

Доступ мобильных станций к ресурсам сети GSM осуществляется через BTS с помощью радиоинтерфейса Um.

Имеется четыре основных варианта конфигурации мобильных станций:

МТО – включает сетевой терминал и терминальную аппаратуру (мобильный телефон), позволяющие передавать речь и компьютерные данные.

МТ1- поддерживает терминальную аппаратуру ТЕ1, с интерфейсом сети ISDN.

МТ1- позволяет передавать данные из компьютерных сетей по интерфейсам ССITT серии V… или протоколам серии X… (например V.24,Х21, Х.25) через терминальный адаптер ТА (терминальную аппаратуру ТЕ2 подключают через терминальные адаптеры ТА к мобильному терминалу МТ1).

МТ2 – позволяет передавать данные из компьютерных сетей в сеть GSMчерез ТЕ2 без терминального адаптера ТА.

Терминальное (оконечное) оборудование – это внешние устройства, к которым может подключаться MS.

По спецификации в стандарте GSM в диапазоне 900 МГц приняты 5 классов мобильных станций:

Табл. 4

Класс модели MS	Максимальная выходная мощность		Допустимое отклонение Мощности, дБ
	Вт	дБм
1	20	43	1,5
2	8	39	1,5
3	5	37	1,5
4	2	33	1,5
5	0,8	29	1,5

В диапазоне 1800 МГц приняты 2 класса 1-й мощностью1 Вт, 2-й – 0,8 Вт

В стандарте GSM реализация SMS предполагает включение в сетевую архитектуру двух дополнительных элементов: SMSС центр обработки сообщений и Email GW – шлюз электронной почты. Кроме того, мобильная станция должна содержать SME (Short Message Entity) – модуль короткого сообщения (приложение программного обеспечения на MS).

Рис. 11 Общая схема организации службы SMS

Центр SMSC выполняет функции , связанные с получением, промежуточным хранением, контролем за доставкой сообщений. Состав оборудования и ПО у различных производителей может отличаться, но можно выделить типовые компоненты: сервер сообщений (обработка и контроль за доставкой), шлюзовое устройство, обеспечивающее взаимодействие сервера с сетевой инфраструктурой (контроллером МSC, регистром HLR, службами голосовой и электронной почты, с SMSC других сетей). Роль шлюза электронной почты состоит в преобразовании форматов сообщений SMS и электронной почты.

Реализация службы сообщений в сетях сотовой связи.

Cтандарт GSM позволяет реализовать 2 вида услуг SMS – индивидуального обмена информацией и вещания. Режим индивидуального обмена информацией по схеме точка – точка предполагает передачу между MS и SMSC блока данных не более 160 байт с подтверждением его получения принимающей стороной.

Ограниченный объем ин­формации позволяет осуществлять передачу непосредственно во время телефонного разгово­ра абонента, при этом не оказывается сколько-нибудь существенного влияния на речевой и служебный трафик. Режим вещания предназначен для односторонней передачи сведений общего характе­ра (сводки погоды, условия дорожного движения, биржевые новости и т. д.) мобильным пользователям.

Определение GPRS, базовая конфигурация.

В GSM передача данных организована следующим образом. Абоненту выделяется отдельный канал, используемый системой для передачи голоса, посредством модема, встроенного в мобильный терминал. При этом, канал занимается на всё время соединения, включая промежутки между передачей. Такой способ передачи данных имеет название коммутации каналов – CS (Channel Switching).

GPRS – это услуга пакетной передачи данных (PS – Packet Switching), обеспечивающая высокоскоростной обмен данными за счёт более эффективного использования полосы частот. При использовании системы GPRS информация собирается в пакеты и передаётся в эфир, они заполняют те «пустоты» (не использованные голосовые каналы), которые существуют в промежутках между разговорами абонентов. Использование сразу же нескольких каналов даёт высокие скорости передачи. Увеличение полосы частот достигается путём введения новых схем кодирования (CS 1-4) и группирования каналов (до 8 каналов в группе). GPRS может теоретически работать на скорости 7×CS2= 93,8 кбит/с и 8×CS4=171,2 кбит/с, занимая все каналы связи. Реальная скорость в сети 56 кбит/с – 107 кбит/с. В этом заключается основное отличие передачи информации с коммутацией пакетов от передачи с коммутацией каналов.

GSM регламентирует 2 категории услуг GPRS:

- точка - точка (РТР);

- точка – множество точек (РТМ).

Мобильная станция, используемая в GSM PLMN с коммутацией каналов отличается от подвижной станции GPRS PLMN с коммутацией пакетов. В соответствии с техническими возможностями по обеспечению параллельной работы с коммутацией каналов и в режиме пакетной передачи все подвижные станции подразделяются на три класса:

* Класс А. Обеспечивает независимую и одновременную передачу сигнализации и трафика в режиме коммутации каналов и пакетной передачи. Поэтому подвижные станции этого класса используют 2 автономных приёмно-передающих устройства. Подвижные станции класса А являются подвижными станциями высшего класса. Пользователь такого терминала, сможет не прерывая разговора получить электронную почту, зайти на интересующий сайт и.т.д. Эти устройства должны работать в дуплексном режиме, ранее не применявшемся в GSM.

* Класс В. Обеспечивает одновременную передачу сигнализации в режиме коммутации каналов и в режиме пакетной передачи. Трафик GPRS задерживается, если поступает (или ожидается) трафик с коммутацией каналов. Подвижные станции класса В являются универсальными подвижными станциями.

* Класс С. Обеспечиваю попеременную работу в режиме коммутации каналов и пакетной передачи. Подвижная станция этого класса может работать или только в режиме пакетной передачи, или как в режиме коммутации каналов, так и в режиме пакетной передачи. В последнем случае только один из этих двух режимов может быть установлен для использования, Установка производится по умолчании или вручную. Это означает, что в каждый момент времени подвижная станция класса С может работать либо в режиме пакетной передачи либо в режиме коммутации каналов.

Подвижная станция класса С используется со специальным оборудованием GPRS, поддерживающим конкретное приложение.

Следующим этапом развития сетей GSM после внедрения GPRS неизбежно становится технология EDGE. Преимущества технологии EDGE связано с её совместимостью как с GSM, так и с TDMA. Для операторов, не получивших лицензии на работу в сетях третьего поколения, EDGE может стать альтернативной технологией предоставления услуг 3-го поколения. Скорость передачи информации в сетях EDGE до 384 кбит/с.