Глава 3 – Концепция построения каналов в системе gsm
3.1. Физические и логические каналы
Каждый временной интервал (time slot - TS) внутри TDMA фрейма называется физическим каналом. В системе GSM используется 8 физических каналов на одной частоте.
Физический канал предназначен для передачи речи, данных или сигнальной информации.
Рис 3.1. Организация каналов
По физическому каналу могут передаваться различные сообщения. Последнее зависит от информации, которую нужно передать. Информация, которая передается по физическим каналам, называется логическим каналом.
В соответствии с типами сообщений логические каналы подразделяются на различные типы, то есть в зависимости от типа передаваемого сообщения физическому каналу присваивается определенное наименование.
Например, один из физических каналов используется для передачи голоса, в этом случае физический канал занят логическим каналом TCH (Traffic CHannel).
В какой-то момент времени BSC принимает решение о хэндовере, информацию об этом она передает по тому же физическому каналу, но это будет уже логический канал FACCH (Fast Associated Control Channel).
3.1.1. Логические каналы
В системе GSM существует большое количество логических каналов, которые разработаны для передачи различной информации к/от MS.
Как было отмечено раньше, информация от MS к ней передается в виде пакетов (burst). Существует несколько типов берстов. Соотношения между пакетами и логическими каналами показано на рис 3.2.
Рис. 3.2 Логические каналы и пакеты
3.1.1.1 Каналы управления (Control Channels)
Как только на мобильной станции включено питание, она начинает сканировать частоты в поисках частоты с наибольшим уровнем сигнала. После этого она проверяет, является ли эта частота основной в соте (есть ли на этой частоте группы логических каналов BCH и CCCH). Основная частота в соте очень часто называется BCCH частотой.
На BCCH частоте передается очень важная для MS информация. Например, информация о фреймовой структуре в соте, идентификатор зоныместоположения (LA), идентификатор сети и т.д. Без такой информации MS не может работать с сетью. Данная информация передается в определённом временном интервале и называется широковещательной информацией, так как предназначена всем MS, способным получить доступ к этой несущей. Именно поэтому каналы Broadcast Channel (BCH) называется широковещательным.
После того, как MS закончит анализировать информацию на канале BCH, она будет располагать всей информацией, необходимой для нормального функционирования и работы с сетью. Однако, если MS переходит в другую соту (этот процесс называется роуминг - roaming), она должна повторить всю процедуру сканирования системы, читая информацию на каналах FCCH, SCH, BCCH.
Если абонент инициализирует вызов с помощью MS, то мобильная станция должна использовать общие каналы управления Common Control CHannels (CCCH)
Таблица 3.1 – Информация о группе каналов BCH.
Broadcast Channels (BCH) - Широковещательные каналы |
|||||
Логический канал |
Направление |
BTS |
MS |
||
FCCH Канал подстройки частоты (Frequency Correction Channel) |
Downlink – от BTS к MS, Point-to-multipoint |
Передаёт несущую частоту. |
Идентифицирует частоту BCCH при помощи передачи чистой, немодулированной несущей. |
||
SCH Канал синхронизации (Synchronization Channel) |
Downlink – от BTS к MS, Point-to-multipoint |
Передаёт информацию о структуре цикла TDMA в соте (номер цикла) и идентификатор BTS (Base Station Identity Code - BSIC). |
Позволяет осуществить синхронизацию со структурой цикла внутри конкретной соты для обеспечения гарантии того, что выбранная частота принадлежит GSM и является основной в соте, то декодировать BSIC может MS. |
||
BCCH Канал управления с широковещательной передачей (Broadcast Control Channel) |
Downlink – от BTS к MS, Point-to-multipoint |
Передаёт всю общую информацию о соте: - идентификатор зоны местоположения (LAI); - максимальную допустимую выходную мощность в соте; - минимальный уровень сигнала, необходимый для доступа в соту; - номера частот BCCH для соседних сот и т.д.
|
Принимает и анализирует всю информацию, выполняет действия в соответствии с процедурами, описанными в стандарте GSM для состояния IDLE.
|
||
Таблица 3.2 – Информация о канале CCCH.
Common Control Channel (CCCH) |
|||
Логический канал |
Направление |
BTS |
MS |
PCH Канал вызова MS (Paging Channel) |
Downlink, от BTS к MS, Point-to-point |
Передаёт вызывное сообщение, чтобы оповестить MS о входящем вызове или поступлении сообщения SMS. Содержит IMSI либо TMSI абонента, с которым система желает установить связь. |
MS прослушивает PCH в определённые временные интервалы и, если обнаруживает собственный номер (IMSI/TMSI), то она отвечает. |
RACH Канал запроса доступа в сеть (Random Access Channel) |
Uplink, от MS к BTS, Point-to-point |
Принимает запрос от MS для установления сигнального соединения |
Посылает запрос на предоставление сервиса (выделение сигнального канала, пакетная передача и т.д.) |
AGCH - Канал подтверждения разрешения доступа (Access Grant Channel) |
Downlink, от BTS к MS, Point-to-point |
Назначение сигнального канала SDCCH для MS. Передача первичного значения ТА. |
Принимает команду назначения сигнального канала SDCCH. Начинает передачу с заданным ТА. |
На этой стадии MS и BSS готовы выполнить процедуры установления соединения. Для этого MS и BSS используют выделенные каналы управления - DCCH (Dedicated Control channel).
Таблица 3.3 – Информация о каналах DCCH.
Dedicated Control Channel (DCCH) |
|||
Логический канал |
Направление |
BTS |
MS |
SDCCH Сигнальный канал (Stand alone Dedicated Control Channel) |
Оба направления (Uplink, Downlink), Point-to-point |
Использует SDCCH, для сигнализации при установлении соединения. С помощью этого канала BSC назначает канал TCH. SDCCH используется также для передачи SMS, когда MS находится в состоянии IDLE. |
Использует SDCCH, для сигнализации при установлении соединения. MS получает информацию о назначении TCH (частота и таймслот). SDCCH используется также для передачи SMS, когда MS находится в состоянии IDLE. |
CBCH Канал широковещательной передачи SMS в соте (Cell Broadcast Channel) |
Downlink, от BTS к MS, Point-to-multipoint |
Использует данный канал для широковещательной передачи текстовых сообщений (SMS) всем MS, находящимся в данной соте. |
MS принимает широковещательные текстовые сообщения и отображает их на дисплее (как правило автоматически). |
SACCH Канал управления с медленным доступом (Slow Associated Control Channel) |
Оба направления (Uplink, Downlink), Point-to-point |
Использует для сигнализации в режиме установленного соединения (трафикового или сигнального). BSC передает на MS корректировку величины TA, корректировку мощности, указания на измерения (номера частот, уровни сигналов на которых должна измерить MS), а также указания на организацию дополнительных услуг в режиме разговора (доставка SMS, Call Waiting и т.д.) |
Отсылает отчеты об измерениях уровней сигналов на частотах в обслуживающей и соседних сотах. MS использует этот канал для активации сервисов в режиме BUSY (отправка SMS, Hold и т.д.) |
FACCH Канал управления с быстрым доступом (Fast Associated Control Channel) |
Оба направления (Uplink, Downlink), Point-to-point |
Использует для организации хэндовера. |
Использует при организации хэндовера. |