45303

Стандарт GSM: услуги, архитектура, назначение узлов MSC, кодирование и модуляция, интерфейсы, каналы сигнализации и трафика, хэндовер, протоколы, частотный план структура кадров трафика и управления, речевое кодирование

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Стандарт GSM: услуги архитектура назначение узлов MSC кодирование и модуляция интерфейсы каналы сигнализации и трафика хэндовер протоколы частотный план структура кадров трафика и управления речевое кодирование. Система сотовой связи стандарта GSM. Разработка GSM началась в 1982 году группой из 26 Европейских национальных телефонных компаний. В 1989 году Европейский Телекоммуникационный Институт Стандартов ETSI взял ответственность за дальнейшее развитие GSM.

Русский

2013-11-16

1.08 MB

11 чел.

7. Стандарт GSM: услуги, архитектура, назначение узлов MSC, кодирование и модуляция, интерфейсы, каналы сигнализации и трафика, хэндовер, протоколы, частотный план структура кадров трафика и управления, речевое кодирование.

Система сотовой связи стандарта GSM.

Разработка GSM началась в 1982 году группой из 26 Европейских национальных телефонных компаний. Европейская конференция почтовых и телекоммуникационных администраций (CEPT), стремилась построить единую для всех европейских стран сотовую систему диапазона 900 MГц. В 1989 году Европейский Телекоммуникационный Институт Стандартов (ETSI) взял ответственность за дальнейшее развитие GSM. В 1990 году были опубликованы первые рекомендации. Спецификация была опубликована в 1991 году. Коммерческие сети GSM начали действовать в Европейских странах в середине 1991 г.GSMотносится ко второму поколению сетей связи, т.е. это цифровая сотовая связь, которая создавалась позже аналоговой, а потому обладает в целом лучшими характеристиками.

Приемлемое качество принимаемых речевых сообщений в стандарте обеспечивается при С/Ш=9дБ. GSM позволяет шифровать сообщения, аутентифицироватьть абонов и ид-ть аб-ое оборудование,поддерживать службу коротких сообщений и автом.роуминг. Полоса: 890-915МГц-д/передачи сообщений с подвиж.ст-ции на БС, обратно-935-960МГц. В полосе 25МГц размещается 124 канала связи. В кач-ве речеобразующего устройства используется речевой кодек RPE-LTP. Обработка речи производится в рамках системы прерывистой передачи речи(DTX).Для защиты от ошибок – блочное и сверточное кодирование с перемежением. Для борьбы с интерф-ми замираниями-эквалайзеры, обеспеч-ие выравнивание имп-х сигналов. Д/модуляции р/сигнала прим-ся спектрально-эф-ая гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). В рамках GSM сущ-т 5 классов ПС, отличающихся по мощности на мобильном средстве:1-20Вт, 2-8Вт, 3-5, 4-2, 5-0,8. Подв.аб-т получает стандартный модуль подлинности аб-та(SIM-карта). Мех-мы без-ти в GSM:аут-ция, секретность ПД, Секретность аб-та, сектретность направления вызова. Защита сигнала управления и данных с помощью алг-ма шифр-я с ОК RSA. Максимальноетеоретическое удаление аб-та от БС 32.5 км (связано не только с затуханием сигнала, но и с особенностями защитного интервала кадра), на практике обычно не более 5-6 км.

Архитектура сети (всё на рисунке).

ОсобенностиGSM:

  1.  Приемлемое качество речи обеспечивается при отношении SNR порядка 9 дБ.
  2.  Для защиты от ошибок применяется блочное и свёрточное кодирование с перемежением.
  3.  Для борьбы с замираниями используются эквалайзеры, выравнивающие импульсные сигналы.
  4.  Для модуляции радиосигнала применяется спектрально эффективная гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом GMSK (благодаря ей обеспечивается низкий уровень внеполосного излучения). Последовательность бит после модулятора пропускается через ФНЧ с гауссовской АЧХ, за счёт чего снижается ширина полосы.
  5.  Транскодер преобразует скорость передачи речи в стандартный поток 64 кбит/с. Обычно он расположен вблизи коммутатора. Благодаря чему  расширяется полоса пропускания между коммутатором и контроллером, экономятся расходы на транспортную сеть.
  6.  VLRпозволяет обеспечить 3 вида роуминга: внутрисетевой, национальный и между народный. Ему строго соответствует географическая зона.
  7.  Центр коммутации отличается от систем коммутации сети ОП спецификой подвижной связи: назначением каналов, хэндовер, роуминг, регистр идентификации оборудования EIR. В телефона хранятся 15 цифр идентификатора IMEI или 16 цифрIMEISV. Различие в том, что в последней идентификаторе указывается номер ПО.

Услуги GSM:

  1.  Телефонная связь – основная
  2.  Телефонная связь, совмещённая с системами сигнализации
  3.  Передача коротких сообщений
  4.  Доступ к службам Teletext, Videotext
  5.  Служба Telefax

Для речи используется скорость 9,6 кбит/с и выше.

Мобильная станция и базовые соединяются по интерфейсу Um – воздушный радиоинтерфейс.

Базовые станции с контроллером – по Abis.

Хэндовер может быть 4 типов:

  1.  Смена каналов в пределах 1 БС
  2.  Смена канала одной БС на канал другой
  3.  Переключение каналов между БС разных контроллеров, управляемых одним коммутатором
  4.  Переключение каналов БС разных контроллеров и разных коммутаторов

Частотный план GSM

Нижняя пара частот для канала от абонента к станции, верхняя – для канала от станции к абоненту.

Канал трафика определяется номером несущей частоты и номером одного из временных положений.

Мультикадр содержит 26 кадров, каждый из которых состоит из 8 пакетов. Длительность мультикадра 120 мс. Длительность кадра 4,615 мс. Длительность слота 0,577 мс. Из 26 кадров – 24 для трафика, 12-й  - для управления, 25-й не используется.

Обучающая последовательность – для оценки эффективности радиоканала, полученная на основе анализа искажений этих битов.

Возможны следующие слоты:

1 – длясинхронизации частот;

2 – для синхронизации по времени базовой и мобильной станции;

3 – для оповещения работоспособности;

Суперкадр состоит из 26 или 51 мультикадра. Максимум 1326 кадров с длительностью 6,12 с.

Временные отсчёты осуществляются с интервалов в 20 мс, каждый отчёт закодирован 260 битами.

Тип 1a – 50 битов наиболее чувствительных к ошибкам.Тип 1b – 132 битов умеренно чувствительных.Тип 2 – 78 битов наименее чувствительных.

К классу 1aдобавлен избыточный циклический код 3 бита. Если ошибка обнаружена, кадр удаляется и заменяется предыдущим правильным кадром.

Использование скачков частоты (hopping)

Частота может меняться в пределах 1 кадра. Это позволяет бороться с межканальными помехами.

5 классов подвижных станций по мощности передатчика:

20 Вт, 8, 5, 2, 0.8.

Виды кодирования:Блочное – для быстрого обнаружения ошибок на приёме.

Свёрточное – для исправления одиночных ошибок.

Перемежение – для преобразования пакетов ошибок в одиночные.

На сегодняшний день в мире функционирует более 200 GSM-сетей в более чем 100 странах.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9910. Древнегреческий героический эпос и Илиада Гомера 168 KB
  А.И. Зайцев Древнегреческий героический эпос и Илиада Гомера Как мы узнали в результате многолетних раскопок, начатых в 1870 г. Генрихом Шлиманом и законченных перед второ...
9911. Драматургия Еврипида и конец античной героической трагедии 196.5 KB
  В. Н. Ярхо Драматургия Еврипида и конец античной героической трагедии   Трагичнейшим из поэтов назвал Еврипида Аристотель, и многовековая посмертная слава последнего из триады великих афинских трагиков, по-видимому, целиком...
9912. Миметическое начало поэтического искусства 139 KB
  Е. Алымова, к.ф.н., СПбГУ Миметическое начало поэтического искусства Представляется само собой разумеющимся, что аристотелевская Поэтика как первое сочинение по теории художественной словесности должна была неминуемо вставать на пути каждого, кто об...
9913. Авторство и авторитет 140 KB
  Аверинцев С. С. Авторство и авторитет Оба слова, вынесенные нами в заглавие, имеют схожий облик, и сходство их отнюдь не случайно. У них одно и то же - латинское - происхождение, единая этимологическая характеристика и если их словарные з...
9914. Криптографические методы защиты информации 70.5 KB
  Криптографические методы защиты информации Шифр системы классифицируются по различным признакам: по видам защищаемой информации (текст, речь, видеоинформация), по криптографической стойкости, по принципам обеспечения защиты информации (симметричные,...
9915. Понятие информационной безопасности. Основные составляю-щие. Важность проблемы 58.5 KB
  Понятие информационной безопасности. Основные составляющие. Важность проблемы Под информационной безопасностью (ИБ) следует понимать защиту интересов субъектов информационных отношений. Ниже описаны основные ее составляющие - конфиденциальность...
9916. Распространение объектно-ориентированного подхода на информационную безопасность 79 KB
  Распространение объектно-ориентированного подхода на информационную безопасность В этой лекции закладываются методические основы курса. Кратко формулируются необходимые понятия объектно-ориентированного подхода, в соответствии с ним выделяются уровн...
9917. Наиболее распространенные угрозы 92.5 KB
  Наиболее распространенные угрозы Знание возможных угроз, а также уязвимых мест защиты, которые эти угрозы обычно эксплуатируют, необходимо для того, чтобы выбирать наиболее экономичные средства обеспечения безопасности. Основные опреде...
9918. Законодательный уровень информационной безопасности 134.5 KB
  Законодательный уровень информационной безопасности Эта лекция посвящена российскому и зарубежному законодательству в области ИБ и проблемам, которые существуют в настоящее время в российском законодательстве. Что такое законодательный уровень инфор...