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

68794. Расчёт трёхфазного силового масляного двухобмоточного трансформатора 2.79 MB
  Трансформатором называется статистическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или несколько систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.
68795. Анализ реализации продукции для улучшения деятельности предприятия (на примере ОАО «Новогрудский маслодельный комбинат») 335.5 KB
  Согласно Закону о предприятиях в Республике Беларусь предприятия самостоятельно планируют свою деятельность на основе договоров заключенных с потребителями продукции и поставщиками материально-технических ресурсов и определяют перспективы...
68796. Реконструкция зданий и сооружений 55.5 KB
  Единственной рациональной альтернативной сносу являются модернизация и реконструкция рассматриваемых зданий методами градостроительного преобразования и переустройства которые должны быть произведены с учётом экономических социально функциональных технических эстетических и экологических...
68797. Прибыль предприятия как цель его функционирования 188.5 KB
  Использование средств производства работниками материальной сферы обеспечивает выпуск промышленной продукции. Для выявления финансового результата необходимо сопоставить выручку с затратами на производство и реализацию которые принимают форму себестоимости продукции.
68798. Технология изготовления металлических деталей светильника и его сборка 204.5 KB
  Для изготовления настольной лампы необходимы листы трубки и провода. Холодная штамповка нашла широкое применение на светотехнических заводах и различают следующие ее виды: 1 вырубку когда из листовой заготовки вырезается деталь заданного контура; 2 пробивку когда в заготовке детали производится...
68800. Маркетинговое исследование рынка сахара в городе Омске 189.26 KB
  Целью данного маркетингового исследования является изучение рынка сахара в городе Омске, ассортимента и предпочтений потребителей. Для достижения этой цели, необходимо решить следующие задачи: Изучить сущность маркетинговых исследований; Разработать опросный лист и провести опрос...
68801. Расчет передающего устройства магистральной радиосвязи 6.62 MB
  Мощность сигнала в нагрузке – 18 кВт Диапазон рабочих частот – 3 – 9 МГц Нагрузка – несимметричная, широкополосная сопротивлением 50 Ом Модуляция – А3J – однополосная телефония с подавленной несущей. Передача одноканальная. В возбудителе содержится синтезатор с шагом рабочих частот – 60 Гц.
68802. Устройства генерирования и формирования сигналов 4.71 MB
  Мощность которую должен обеспечивать один модуль выходного каскада можно оценить по формуле: ; Вт где КПД выходной колебательной системы и КПД систем сложения мощностей; M число модулей в выходном каскаде. Каждый двухтактный ГВВ модуля выходного каскада должен выделять мощность 1235 4 = 30875 Вт.