Структура кадра, применяемого в системе мобильной связи gsm
Аморфный поток данных (без начала, конца и каких-либо опознавательных знаков) может представлять ограниченный интерес и используется разве что при отладке или поиске неисправностей системы на физическом уровне. При работе транспортных систем передаваемые данные объединяются в логически законченные структурные единицы: кадры, пакеты и проч. Мы уже ознакомились с форматом кадра, предусмотренным рекомендацией V.110 (см. рис.5.1). Здесь будет рассмотрен похожий кадр, применяемый в глобальной системе мобильной связи (Global System for Mobile Communication (GSM)), который показан на рис.5.6.
Кадр представляет собой матрицу из 20 строк и 16 столбцов. Полезные данные D (260 бит) обрамляются служебными (60 бит). Порядок следования битов во времени: слева – направо, сверху – вниз (первым передается бит, размещенный на пересечении первой строки и первого столбца, последним – бит, расположенный на пересечении 20-й строки и 16-го столбца.
Первым передается флаг начала кадра – уникальная комбинация из шестнадцати лог. 0 и последующей лог. 1, затем – служебные биты С (назначение битов С и Т сейчас не представляет для нас интереса). Чтобы флаговая комбинация битов повторно не встречалась в теле кадра, применен уже знакомый нам прием: все последующие биты первого столбца всегда должны быть установлены в состояние лог. 1. Все биты первого столбца называются битами синхронизации.
Рис.5.59. Структура кадра, применяемого в системе мобильной связи GSM
Основное назначение мобильной связи – передача речевых сообщений. Аналоговый сигнал с микрофона преобразуется в цифровую форму. Непрерывный поток цифровых отсчетов по определенным правилам “нарезается” на множество фрагментов, каждый из которых размещается в поле данных D кадра, приведенного на рис.5.6.
Кадры последовательно передаются в канал связи. При этом скорость передачи данных в канале должна быть достаточно высокой, так как к потоку полезных данных D добавляется поток служебных.
Получатель кадра распознаёт флаг начала и приступает к приему данных. Если ошибок нет, то полезные данные извлекаются из кадра, преобразуются в равномерный поток отсчетов, совпадающий с исходным, и поступают на вход цифро-аналогового преобразователя. И, наконец, аналоговый сигнал усиливается и передается на динамик.
Как было показано, в результате проскальзывания может появиться лишний бит или исчезнуть один из имевшихся битов, что искажает кадр не только по содержанию, но и по форме. Большинство подобных ошибок проявляется в том, что по крайней мере один из битов синхронизации приобретает неправильное значение (в этом мы сможем убедиться на последующих примерах). Обычно кадры с искаженными битами синхронизации отбрасываются. При этом теряется целая группа отсчетов аналогового сигнала, по крайней мере та, которая следует после обнаружения неправильного бита синхронизации.
Правомерен вопрос: нельзя ли восстановить искаженные данные, хотя бы не во всех случаях и не полностью? Ведь чем меньше потерянных отсчетов аналогового сигнала, тем выше качество получаемого абонентом речевого сигнала. Как показано в [10], задача частичной коррекции последствий проскальзывания имеет довольно простое решение.