Структура TDMA-кадрів

Передача інформації здійснюється кадрами тривалістю по 4,615 мс. Формат кадру стандарту GSM-900 наведений на рис. 3.2.

Кожен кадр складається з 8 слотів по 577 мкс. З TDMA-кадрів формуються мультикадри двох видів: мультикадри каналу трафіка тривалістю 120 мс (26 кадрів) і мультикадри каналів управління тривалістю 235 мс (51 кадр).

Для передачі інформації використовуються 24 кадри мультикадрів першого типу. Один з двох, що залишилися, використовується для управління передачею сигналів, а другий – поки не використовується.

У стандарті GSM-900 передбачена можливість формування інформаційних каналів з половинною швидкістю передачі, при цьому інформація кожного мовного каналу передається через кадр. При використанні напівшвидкісного режиму пропускна здатність системи подвоюється.

Мультикадри поєднуються в суперкадри. До складу одного суперкадру входять 51 мультикадр каналу трафіка, або 26 мультикадрів каналу управління. При цьому тривалість суперкадру дорівнює 6,12 с. Далі з 2048 суперкадрів (2 715 648 кадрів) формується гіперкадр тривалістю 3г. 28 хв. 53,760 с. Номер кадру в межах гіперкадру використовується як вхідний параметр при криптографічному захисті інформації, що передається.

Рисунок 3.2 – Формат кадру стандарту GSM-900

При передачі кожного чергового кадру (тобто через 4,615 мс) несуча частота змінюється за псевдовипадковим законом із збереженням дуплексного розносу 45 МГц. Активним абонентським станціям, що працюють в одній комірці, призначається та сама частотно-часова матриця, але з різним частотним зсувом для кожної з них. У суміжних комірках використовуються різні частотно-часові матриці.

Цифровий інформаційний потік являє собою послідовність пакетів, які розміщуються у відповідні часові слоти. Тривалість кожного з пакетів (0,546 мс) коротше тривалості слоту (0,577 мс), що забезпечує надійний прийом за наявності дисперсії в каналі. Слот містить 156,25 біт; тривалість одного біта дорівнює 3,69 мкс, при цьому швидкість передачі по радіоканалу становить 270,833 кбіт/с.

За структурою та інформаційним змістом розрізнюють 5 типів слотів:

NB – нормальний часовий інтервал;

FB – інтервал підстроювання частоти;

SB – інтервал кадрової синхронізації;

DB – настановний інтервал;

AB – інтервал доступу.

Структура слотів подана на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 – Структура слотів TDMA-кадрів

Слот NB використовується для передачі інформації каналу трафіка. Слот містить 114 біт зашифрованого повідомлення (ED), поділеного на два підблокa по 57 біт, 26 біт навчальної послідовності (TS), два покажчики (приховані прапорці) по 1 біту (SF), які вказують на ознаки переданої інформації (трафіка або сигналізації), два захисних блоки (TB) по 3 біта і захисний інтервал (GP) в 8,25 біт.

Наявність навчальної послідовності дозволяє:

– оцінювати якість зв'язку за частотою появи помилок, що визначаються шляхом порівняння прийнятої послідовності з раніше переданої;

– налагоджувати адаптивний еквалайзер.

Слот FB використовується для передачі немодульованої несучої. Слот містить 142 нульових біта. Повторювані часові інтервали FB утворюють канал встановлення частоти FCCH.

Слот SB використовується для кадрової синхронізації БС і АС. У складі слоту 64-розрядна синхронізуюча послідовність (ETS), дві групи (по 39 біт) зашифровані номер кадру та ідентифікаційний номер БС. Часові інтервали SB утворюють канал синхронізації (SCH) і завжди передаються в парі зі слотами FB.

Слот AB призначений для організації доступу АС до нової БС і складаються із 41 біт синхронізуючої послідовності (TS) та інформаційних 36-ти біт, які надходять від АС. У цьому слоті захисний інтервал збільшений до 68,25 біт. Тривалість захисного інтервалу за часом дорівнює подвійному значенню максимально можливої величині затримки сигналу в слоті, що відповідає максимальній дальності зв'язку, що дорівнює 35 км.

Слот DB призначений для встановлення і тестування каналу зв'язку.

Структура слоту DB збігається зі структурою слоту NB. Контрольні біти та інформація, у переданих бітах відсутні. Встановлюється лише режим роботи передавача.