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

73601. Економічна роль держави у ринковій економіці 59 KB
  Форми і методи державного регулювання економіки. Вивчення законів вільної гри економічних сил у чому й полягає найважливіший зміст політичної економії призвело до визнання необхідності регулювання цієї гри суспільною владою. Країнам з розвиненою ринковою економікою притаманна змішана система макроекономічного регулювання яка базується на плюралізмі різноманітності форм власності й органічно поєднує переваги ринкових і державних регуляторів. Виділяють два основні види регулювання економічний лібералізм та економічний дерижизм.
73605. Основи побудови комп’ютерних мереж 121 KB
  Основні поняття про комп’ютерні мережі, їх призначення, історія розвитку. Концепції побудови та класифікація комп’ютерних мереж. Архітектура комп’ютерних мереж: топологія, апаратне та програмне забезпечення. Базові топології локальних комп’ютерних мереж: шина, зірка, кільце. Призначення, коротка характеристика та принципи функціонування. Організація передачі даних.
73606. Програмне забезпечення комп’ютерних мереж 285 KB
  Поняття та призначення операційної системи. Концепції побудови програмного забезпечення комп’ютерних мереж. Використання вбудованих мережевих засобів Windows 9x. Характеристика та функції мережевих компонентів операційних систем.
73607. Системне програмне забезпечення 170.5 KB
  Основні поняття файлової системи Windows та сучасних операційних систем: логічні диски та їх імена; файли типи файлів імена файлів розширення імен файлів та їх призначення шаблони імен файлів; каталоги та дерево каталогів. Перевірка системних файлів дозволяє відслідковувати найбільш важливі файли що забезпечують роботу компютера. Якщо ці файли пошкоджені чи переміщені програма перевірки системних файлів їх відновлює. Файли з жорсткого диска можна резервувати на дискетах чи на іншому компютері в мережі.