Правила формирования сигналов стандарта GSM Стандарт GSM — Global System of Mobile communication — Глобальная совокупность сотовой связи (время от времени эту аббревиатуру расшифровывают как Groupe Special Mobile — несколько разработчиков стандарта GSM). Главные характеристики стандарта. Диапазон частот: 450,4…457,6/460,4…467,6 МГц (GSM-450); Диапазон частот: 478,8…486/488,8…496 МГц (GSM-480); Диапазон частот: 890…915/935…960МГц(GSM-900); Диапазон частот: 1710…1880/1805…1880 МГц (GSM-1800); Разнос между несущими — 200 кГц; Число речевых каналов на несущей — 8 (16 — для GSM-1800); Вид модуляции — 0,3 GMSK; Скорость преобразования речевого сигнала — 13 (6,5) кбит/с; Метод преобразования речевого сигнала RPE — LTP; Скорость передачи информации — 270 кбит/с; Радиус соты — 0,5…35 км.
Необходимо пояснить некоторые нюансы. GSM-400 — это обобщенное обозначение GSM-450 и GSM-480. В РФ его пока не используют, но в Европе он проходит испытания, и в этом году начнут выпускать трехдиапазонные мобильные телефоны стандартов GSM-400/900/1800. GSM-400 призван заменить стандарт NMT-450/NMT-450i. В технической литературе время от времени GSM-1800 обозначают как DCS 1800.
Эту совокупность сотовой связи создали и в первый раз применяли в Англии, где она взяла наименование Digital Cellular System — совокупность цифровой сотовой связи диапазона 1800 МГц. Она фактически не отличается от совокупности GSM, если не принимать к сведенью некоторые не столь значительные подробности. В Соединенных Штатах совокупность сотовой связи стандарта GSM трудится в диапазоне 1900 МГц и носит название или PCS 1900 (Personnel Communication Devices), или более привычное — GSM-1900. Кроме того, в отличие от европейских стандартов GSM, применяющих разработку TDMA (временное разделение каналов с множественным доступом), американский стандарт GSM-1900 функционирует по разработке CDMA (кодовое разделение каналов с множественным доступом). Полосы частот, указанные в чертях стандарта через дробную линии, означают диапазоны передачи: в числителе — от мобильного телефона к базисной станции, в знаменателе — от базисной станции к мобильному телефону.
В подборке материалов, посвященных сотовой связи стандарта GSM, будет изложено только то, что относится к самый распространенным стандартам — GSM-900 и GSM-1800. Как необходимо из черт стандарта, ширина каждой из частотных полос составляет 25 МГц, что обеспечивает 124 канала связи (124 пары частот) с разносом между несущими в 200 кГц. Разнос между частотами приёма и передачи каждого канала составляет 45 МГц.
Каждая базисная станция сотовой связи может обеспечить работу на одной либо нескольких несущих частотах, число которых зависит от плотности сети сотовой связи в зоне работы станции. При этом реализуется принцип множественного доступа с частотным разделением каналов — FDMA (Frequency Division Multiple Access). Применять же два соседних канала в одной ячейке нереально. Каждой базисной станции — BS (Base Station) назначают одну либо более несущих частот, применяя принцип множественного доступа с временным разделением каналов — TDMA (Time Division Multiple Access). Принцип TDMA предусматривает «расщепление» каждой полосы в 200 кГц на восемь временных промежутков (слотов), которые являются логические каналы связи.
При применении восьми слотов «оцифрованная обращение» в каждом канале передается маленькими пачками (пакетами) импульсов, а терминал GSM передает лишь 1/8 часть от каждого сообщения (рис. 1). Рис.1 Принцип каналообразования в совокупности GSM При применении восьмислотового кадра TDMA и 248 физических полудуплексных каналов (это 124 канала х 2) теоретически обеспечивается передача 8 x 248 = 1984 логических полу дуплексных каналов на каждую ячейку.
Каналы именуют полу дуплексными по причине того, что при со единении двух абонентов их диалог передается поочередно (один говорит, — второй слушает). В действительности обеспечивается передача лишь 283 (из расчета 1984/7) логических полудуплексных каналов на ячейку. Это обусловлено тем, что в каждой ячейке можно применять лишь семь пар из общего числа частот (рис. 2). Рис.2 Распределение частот физических каналов между ячейками: r-радиус ячейки; d-защитный промежуток Любой из частотных каналов разделен на 8 временных слотов длиной 0,577 мс (15/26 мс).
Работой узлов трактов передачи и приёма, и вдобавок устройством индикации руководит контроллер. Кроме того, он коммутирует периферийные устройства, которые могут быть подключены к трубке или особым соединительным кабелем, или при помощи инфракрасного либо другого (к примеру, BlueTooth) порта. С помощью клавиатуры набирают номер требуемого абонента, и вдобавок обеспечивают доступ к особым функциям мобильного телефона (телефонная книга, передача маленьких сообщений, функции ограничения доступа и пр.). Трубка имеет пару видов памяти — статическое ОЗУ (SRAM), ПЗУ, флэш-память.
Оно обеспечивает надежную сообщение при утратах не более 12,5% передаваемой информации, по большей части обусловленных спецификой распространения радиоволн диапазонов 900 и 1800 МГц. При про-слаивании планирует пакет, включающий, кроме «оцифрованной речи» (канала трафика), и сигналы управления (канал управления). Шифрование пакетов заключается в исполнении операции «Исключающее Либо» между обычными пакетами информации и псевдослучайной битовой последовательностью, параметры которой определяются номером кадра TDMA и так называемым цифровым ключом, формируемым при установлении связи. В ходе формирования пакета к цифровому потоку добавляется двоичная информация, что упрощает коррекцию и синхронизацию передаваемого сообщения.
При этом передатчик, управляемый входящим в кодек VAD (Voice Activated Detector) — детектором активности речи, излучает лишь с началом диалога, и отключается в паузах. VAD выделяет промежутки речи, даже в то время как уровень шума соизмерим с уровнем голоса абонента.