Физические и логические каналы


Физический канал в GSM определяют два параметра: частота и временной интервал. В физических каналах размещают логические каналыпередачи трафика и сигнализации. Структура мультикадра полноскоростного канала трафика была приведена на рис. 3.4. Каналы трафика обозначают TCH (Traffic Channel). В одном временном интервале (TS) можно передать полноскоростной информационный канал телефонии TCH/FS со скоростью 12,2 (13) кбит/с или полноскоростной канал передачи данных со скоростью 9,6 (14,4) кбит/с: TCH/F9.6 или TCH/F14.4.

В сети GSM с коммутацией каналов работают 9 каналов управления, разделенные на 3 группы. По вещательным каналам управления (Broadcasting Control Channels) передают информацию, необходимую всем MS:

- FCCH − Frequency Correction Channel, канал частотной синхронизации,

- SCH − Synchronization Channel, канал временной синхронизации,

- BCCH − Broadcast Control Channel, информационный вещательный канал управления.

Вещательные каналы однонаправлены (BTSÞMS); их размещают в TS0 кадра на частоте маяка (beacon frequency)[1] и BTS передают их постоянно.

По общим каналам управления (CCCH - Common Control Channels) передают информацию для конкретных абонентов по общему канальному ресурсу на частоте маяка:

- AGCH − Access Grant Channel, канал разрешения на доступ к сети конкретной MS,

- PСH − Paging Channel, канал вызова абонента при входящем вызове,

- RACH − Random Access Channel, канал случайного доступа.

Общие каналы управления также однонаправлены: каналы AGCH и PCH следуют от BTS к MS, а каналы RACH от MS к BTS.

Общие каналы управления в каждой соте также передают на постоянной частоте маяка (beacon frequency), размещая их в TS0, а при большом трафике в TS2, TS4 и TS6.

Индивидуальные каналы управления выделяют для конкретных абонентов из общего числа каналов в соте. Это дуплексные каналы:

- SDCCH − Stand-alone Dedicated Control Channel, выделенный индивидуальный канал управления,

- SACCH − Slow Associated Control Channel, медленный присое-диненный канал управления,

- FACCH − Fast Associated Control Channel, быстрый присоединен-ный канал управления.

Мультикадр вещательных и общих каналов управления состоит из 51 кадра (рис.3.12) и для их передачи используют TS0 частоты маяка. Расположение логических каналов в TS0 определено спецификациями GSM. Так FCCH всегда передают в 0, 10, 20, 30, 40, а SCH – в 1, 11, 21, 31, 41 кадрах мультикадра. Пачки каналов FCCH и SCH показаны на рис.3.13б и 3.13в соответственно. Пачка канала FCCH состоит из 148 логических нулей, что обеспечивает излучение постоянной частоты, на 67,7 кГц превышающей несущую частоту маяка. Пачка канала SCH включает в себя расширенную обучающую последовательность и 78 закодированных бит, содержащих информацию о номере текущего кадра и «цветовом» коде соты BSIC (Base Station Identity Code). 50-й кадр мультикадра свободный.

При подсоединении к сети MS на частоте маяка ищет канал FCCH, отличающийся тем, что при его передаче частота остается постоянной. Ровно через 1 кадр следует передача канала SCH. Прием канала синхронизации SCH позволяет MS запустить 4 таймера: счетчик кадров, счетчик TS, счетчики бит и четвертей бита. Информационное поле канала SCH содержит 25 информационных бит (закодированы в 78 бит),

 

    Номера TS       Номера TS
Н            
о   F                     S2              
м   SH                     S2              
е   B                     S2              
р   B                     S2              
а   B                     F              
    B                     SH              
к   C                     S3              
а   C                     S3              
д   C                     S3              
р   C                     S3              
о   F                     S4              
в   SH                     S4              
    C                     S4              
в   C                     S4              
    C                     F              
м   C                     SH              
у   C                     A1              
л   C                     A1              
ь   C                     A1              
т   C                     A1              
и   F                     A2              
к   SH                     A2              
а   S1                     A2              
д   S1                     A2              
р   S1                     I              
е   S1                                      
                                                                     

F - FCCH B - BCCH I - Idle (свободно)

SH - SCH C - CCCH (PCH и AGCH)

S - SDCCH A - SACCH

 

Рис. 3.12. Размещение каналов управления в 51-кадровом мультикадре на линии

вниз

из которых 6 бит передают BSIC, а остальные 19 – номер текущего кадра FN (Frame Number). Один суперкадр каналов управления состоит из 26 кадров, так что номер текущего суперкадра для каналов трафика и каналов управления всегда одинаков. Напомним, что один гиперкадр содержит 2048 суперкадров.

 


Рис. 3.13. Типы пачек, передаваемых по радиоканалу

 

Номер кадра, в котором MS принимает канал SCH,

 

FN = 26·51·T1 + 51·T2 + 10·T3 + 1.

 

Для записи Т1 (числа суперкадров в передаваемом гиперкадре 0…2047) требуется 11 бит, для записи Т2 (числа мультикадров в передаваемом суперкадре 0…25) – 5 бит. Наконец, канал SCH может находиться только в 1, 11, 21, 31 или 41 кадрах мультикадра (рис.3.12), так что для записи Т3 достаточно 3 бит.

Оставшиеся 40 кадров разделяют на 10 блоков по 4 кадра в каждом. Каждый блок предназначен для передачи одного сообщения сигнальной информации. Блок, занимающий кадры со 2 по 5 в TS0, постоянно занят каналом BCCH. Остальные 9 блоков TS0 отводят для передачи общих каналов PCH и AGCH и, возможно, индивидуальных каналов управления SDCCH. PCH и AGCH всегда размещают в блоках, состоящих из кадров 6-9, 12-15, 16-19. Это соответствует минимальной конфигурации этих каналов. Одна пачка канала PCH может содержать до 4-х вызовов MS (4 разных TMSI).

Дальнейшее зависит от трафика. При низком трафике в соте в оставшихся 6 блоках TS0 (22-25, 26-29, 32-35, 36-39, 42-45, 46-49) размещают 4 канала SDCCH и присоединенные к ним каналы SACCH, как показано на рис.3.12. При высоком трафике в указанных блоках передают каналы AGCH и PCH. С дальнейшим ростом трафика для передачи PCH, AGCH и BCCH могут быть заняты на частоте маяка также TS2, TS4 и TS6. В каналах BCCH, AGCH и PCH используют нормальные пачки (рис.3.13а).

В каналах BCCH, PCH и AGCH, в индивидуальных каналах управления SDCCH и SACCH одно информационное сообщение составляет 184 бита. В результате блочного и сверточного кодирования 184 бита превращаются в 456 закодированных бита, которые после перемежения передают в четырех последовательных нормальных пачках (рис.3.13a), по 2х57 бит в каждой. Каналы SDCCH и FACCH имеют разную скорость: В наиболее скоростном канале FACCH скорость передачи информации составляет 9,05 кбит/с.

Канал SACCH обязательно присоединяют к каналам трафика, SDCCH и FACCH. По этому каналу в направлении BTSÞMS постоянно передают команды на регулировку мощности MS и времени упреждения (Timing Advance). Изменение времени упреждения позволяет MS передавать пакеты с опережением, так чтобы они поступали на приемник BTS строго в пределах временного интервала, выделенного данной MS. Таким образом избегают наложения пачек, передаваемых MS, находящихся на различном расстоянии от BTS.

В TS1, TS3, TS5 и TS7, а при низком трафике и в TS2, TS4, TS6 на частоте маяка размещают выделенные индивидуальные каналы управления или каналы трафика. Если эти TS свободны, а также во время пауз в каналах PCH, AGCH и каналах трафика на частоте маяка базовая станция передает «пустые» пачки (dummy burst) (рис. 3.13г) из случайного набора нулей и единиц. В результате в каждом TS на частоте маяка базовая станция обязательно излучает тот или иной сигнал. Это позволяет MS, находящимся в данной и соседних сотах, в любой момент времени провести оценку уровня сигнала базовой станции.

На рис.3.14 представлено размещение каналов управления на частоте маяка в TS0 вниз и вверх при минимальной конфигурации каналов СССН. Для каналов SDCCH эта конфигурация носит названия SDCCH/4, так как в TS0 размещено 4 дуплексных канала SDCCH/SACCH. Скорость передачи сигнальных данных в канале SDCCH составляет 782 бит/с, а в присоединенном канале SACCH
382 бит/с. Поэтому каналы SACCH, присоединенные к SDCCH, размещают по 2 канала в четных и нечетных мультикадрах управления соответственно. В направлении вверх на обратной частоте маяка определенные кадры резервированы для блоков каналов SDCCH и SACCH. В остальных кадрах в TS0 размещены каналы RACH.

 

Вниз

 

 

Вверх

 

КАНАЛЫ f = FCCH b = BCCH r = RACH

s = SCH/SACCH c = CCCH t = SDCCH/4

Рис. 3.14. Мультикадр CCCH/SDCCH/4

 

Канал RACH MS использует для передачи запроса на доступ к сети. Пачка канала RACH содержит всего 8 бит информации, закодированных в 36 бит (рис.3.13д). 3 бита сообщения определяют причину запроса:

ответ на пейджинг,

срочный вызов,

восстановление потерянного канала связи,

все прочие причины.

Остальные 5 бит – это случайное число, которое MS генерирует как свой код. Так как при этом MS не знает времени упреждения, то пачка канала RACH укорочена, что обеспечивает защиту от наложения сообщений MS, работающих в соседних TS.

Когда число блоков, занимаемых каналами PCH и AGCH в TS0 больше трех, то для каналов SDCCH выделяют отдельный TS на частоте маяка (рис. 3.15). Такую конфигурацию каналов SDCCH называют SDCCH/8, так как в одном TS можно организовать 8 каналов SDCCH с присоединенными каналами SACCH. В этом случае в TS0 каналы SDCCH отсутствуют и распределение каналов вверх и вниз в нем показано на рис. 3.16. На обратной частоте маяка все кадры 51-кадрового мультикадра в направлении вверх могут быть использованы для передачи сообщений канала RACH.

 

Вниз

 


Вверх

 

КАНАЛЫ t = SDCCH/8 s = SACCH/8

Рис. 3.15. Мультикадр SDCCH/8

 

Вниз

 

 


Вверх

 

 

КАНАЛЫ f = FCCH b = BCCH r = RACH

s = SCH c = CCCH = PCH/AGCH

Рис. 3.16. Мультикадр BCCH/CCCH

 

В сотах с очень низким трафиком (одна частота в соте) для каналов SDCCH применяют конфигурацию SDCCH/4. В сотах с большим числом частотных каналов используют комбинации SDCCH/4 и SDCCH/8.


1 Мощность в дБм связана с мощностью в милливаттах соотношением Р(дБм) = 10 lg Р(мВт).

[1] В каждой соте выделяют одну частоту: частоту маяка, которая в соте фиксирована и не изменяется при работе с прыгающей частотой.



Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 3514;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.022 сек.