7) Канальная структура в gsm.

7.1) Физические и логические каналы в GSM + 7.2) Общие и индивидуальные каналы управления. Функциональное назначение в процессах обслуживания вызовов + 7.3) Использование пакетов разных форматов.

Логические каналы GSMпредставлены на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 –Классификация логических каналов GSM и применяемые в них типы пакетов

Физические каналы можно рассматривать, как вагонетки. Перевозимая ими информация – логические каналы.

Для разных логических каналов при разных фазах и состояниях соединения применяются разные форматы пакетов.

Представим себе логический канал С₁, использующий лишь каждый четвертый интервал, и другой логический каналС₂, за которым закреплены все остальные интервалы. Оба логических канала могут использовать один и тот же физический канал по схемеС₁С₂хС₂С₁С₂хС₂С₁и т.д. (Здесь «x» означает, что в физическом канале остается неиспользованной некоторая пропускная способность).

В системе GSMопределены две основные группы логических каналов – каналы информационного обмена и каналы управления.

• Каналы информационного обмена (ТСН).Каналы ТСН используются системойGSMдля передачи пользовательских данных (например, речи и факсимильных сообщений). Они разделены на два основных класса –полноскоростные (TCH/F)иполускоростные (TCH/H)каналы. КаналыTCH/Fхарактеризуются пропускной способностью 22,8 Кбит/с, а для каналов ТСН/Н эта величина составляет лишь 11,4 Кбит/с. Для речевых кодеков, применявшихся на начальном этапе стандартизации системыGSM, требовалась скорость передачи 13 Кбит/с. Оставшаяся емкость каналовTCH/Fиспользовалась для коррекции ошибок(TCH/FS).Более новые коды обеспечивают лучшее кодирование речи. Появляется возможность применения каналов ТСН/Н. При этом производительность системыGSMв отношении передачи речи удваивается. Передача данных может характеризоваться различной пропускной способностью. Например, в каналахTCH/F4.8иTCH/F9.6скорость передачи составляет 4,8 Кбит/с и 9,6 Кбит/с соответственно, а в новой спецификацииTCH/F14.4она составляет 14,4 Кбит/с. Эти каналы отличаются схемами кодирования и возможностями коррекции ошибок.

• Каналы управления (ССН). В системе GSM для контроля доступа к среде, распределения каналов информационного обмена и управления мобильностью используется много различных каналов ССН. Определено три группы каналов управления, причем каждая из них, в свою очередь, тоже разделяется на подгруппы (можно понять, почему для спецификации потребовалось больше 5 000 страниц).

• Широковещательный канал управления (ВССН).СтанцияBTSиспользует этот канал для передачи данных всем мобильным станциям, находящимся в ячейке. Такими данными могут быть, например, идентификатор ячейки, ее опции (перескок частот) и частоты, доступные в данной и соседних ячейках. Информация о коррекции частоты и синхронизации во времени передается черезканал коррекции частоты(FCCH)иканал синхронизации (SCH),которые являются подканалами ВССН.

• Общий канал управления (СССН).Через канал СССН осуществляется обмен информацией при установке соединения между мобильной станцией и станциейBTS. Для поиска мобильной станции при звонках на нее станцияBTSиспользуетпоисковый канал (РСН).Если же соединение устанавливает мобильная станция, она посылает данные на станциюBTSчерезканал произвольного доступа (RACH).Для множественного доступа в каналеRACH(все мобильные станции, находящиеся внутри ячейки, имеют доступ к этому каналу) применятся схемаAlohaс выделением временных интервалов. На этом этапе могут возникать конфликты с другими мобильными станциями системыGSM. Черезканал предоставления доступа(AGCH)станцияBTSсообщает мобильной станции, что для дальнейшей установки соединения можно использовать канал ТСН илиSDCCH.

• Выделенный канал управления (DCCH).В то время, как все рассмотренные выше каналы были однонаправленными, следующие каналы являются двунаправленными. Если мобильной станции не удалось установить соединение ТСН со станциейBTS, она использует для передачи сигналовавтономный выделенный канал управления (SDCCH)с низкой пропускной способностью (782 бит/с). Сигналы могут включать аутентификацию, регистрацию или другие данные, необходимые для установки соединения ТСН. С каждым каналом ТСН иSDCCHсвязанмедленный ассоциированный выделенный канал управления (SACCH).Через него осуществляется обмен информацией о системе, в частности, передача данных о качестве канала и уровне мощности сигнала. Наконец, когда нужно передать большее количество сигнальной информацией, а канал ТСН уже существует, устанавливаетсябыстрый ассоциированныйвыделенный канал управления (FACCH).КаналFACCHиспользует временные интервалы, которые в ином случае относились бы к каналу ТСН. Он необходим, например, при переключениях, когда станцияBTSдолжна обмениваться с мобильной станцией большим количеством данных за меньший промежуток времени.

Стоит отметить, что перечисленные каналы не могут использовать временные интервалы произвольным образом. В системе GSMприменяется довольно сложная схема уплотнения, объединяющая несколько иерархий кадров. Пусть передача пользовательских данных проводится через простой каналTCH/F. С каждым таким каналом связан каналSACCHмедленной передачи сигналов.

Если же требуется быстрая передача сигналов, канал FACCHиспользует временные интервалы каналаTCH/F.