Каналы связи

При рассмотрении радиоинтерфейса уже упоминались каналы трафика и управления, опреде­ляющие организацию информационого обмена в системе сотовой мобильной связи между MS и BSS. Еще раз необходимо подчеркнуть, что кроме собственно информации речи по каналу связи должна передаваться так называемая сигнальная (signalling) информация, включающая информацию управления и информацию контроля состояния аппаратуры. Ниже под сигналь­ной информацией будем понимать управляющую информацию. Каналы связи в стандарте GSM можно разделить на (рис. 2.38): частотные; физические; логические каналы [2.11].

При использовании метода TDMA, как отмечалось выше, в одном частотном канале размещается 8каналов связи, то есть 8 физических каналов. Это не противоречит приведенному определению частотного канала. Один частотный канал занимает полосу Д/= 200 кГц, так что всего в полном диапазоне с учетом защитных полос размещается (45/0,2 - 1) = 124 частотных канала.

Отметим, что один частотный канал, строго говоря, занимает две полосы А/ = 200 кГц, одну под канал MS =>BSS, а другую — под канал связи BSS=>MS. При использовании режима работы со скачками по частоте SFHдля передачи информа­ции одной и той же группы физических каналов последовательно во времени используются различные частотные каналы.

Физические каналы
Физический канал в системе TDMA— это временной слот с определенным номером в по­следовательности кадров радиоинтерфейса.
В стандарте GSM передается информация 8физических каналов при полноскоростном кодировании, но при полускоростном кодировании один физический канал содержит два канала трафика, информация которых передается по очереди, через кадр, то есть при этом реализуется временное уплотнения каналов в 8раз при полноскоростном кодировании и в 16 раз — при полускоростном.

В этом и состоит одно из основных преимуществ цифрового поколения сотовой мо­бильной связи по сравнению с аналоговым.
Итак, физический канал образуется путем комбинирования временного и частотного разделения сигналов и определяется как последовательность радиочастотных каналов (с возможностью скачков по частоте) и временных интервалов кадров TDMA.

Перейти в каталог, что бы ознакомится с ценами и купить GSM репитер

Каждая несущая содержит 8физических каналов, размещенных в 8-ми временных ин­тервалах в пределах кадра TDMA. Каждый физический канал использует один и тот же вре­менной интервал в каждом кадре TDMA. До формирования физического канала сообщения (речевой сигнал) и данные, представ­ленные в цифровом виде, группируются и объединяются в логические каналы.

Логические каналы различаются по виду информации, передаваемой в физическом канале. В принципе, в физическом канале может быть реализован один из двух видов логических каналов:
- трафика (канал связи) — для передачи кодированной речи и данных;
- управления (signalling) — для передачи сигналов управления и сигнализации, каждый из них, в свою очередь, может в общем случае существовать в одном из нескольких вариантов (типов).

Типы каналов трафика для передачи данных, не включенные в табл. 2.5, следующие: TCH/F9,6, TCH/F4,8, ТСН/Н4,8 и т.д.
Итак, канал передачи речевых сигналов с полной скоростью TCH/FS— 22,8 кбит/с, по- лускоростной TCH/HS— 11,4 кбит/с.

В число вещательных каналов управления ВССН входят:
-  канал коррекции частоты FCCH (Frequency Correction CHannel), необходимый для подстройки частоты мобильной станции MS под частоту базовой BTS;
-  канал синхронизации SCH (SynchronizationCHannel), используемый для кадровой синхронизации мобильных станций MS, а также канал общей информации, не имею­щий отдельного названия.
Общие каналы управления СССН включают:
-  канал вызова РСН (Paging CHannet),используемый для вызова мобильной станции MS;
-  канал разрешения доступа AGCH (Access Grant CHannet),необходимый для назначе­ния закрепленного канала управления, информация которого также передается от ба­зовой станции на мобильную MS;
-  канал случайного доступа RACH (Random Access CHannet), служащий для выхода с мобильной станции MS на базовую BTS с запросом о назначении выделенного канала управления. При передаче информации по каналам СССН прием информации не со­провождается подтверждением.

Выделенные закрепленные каналы управления SDCCH (используемые в двух вариан­тах, не отраженных в табл. 2.5) являются автономными каналами управления для передачи информации с BSSна MSи в обратном направлении.
Совмещенные каналы управления АССН, также используемые для передачи информа­ции в обоих направлениях (MS<=>BSS) и имеющие несколько вариантов (не отраженных в табл. 2.5), включают:
-  медленный совмещенный канал управления SACCH (Slow Associated Control CHan­net),который используется в прямом канале (BSS=>MS) для передачи команды на ус­тановку выходного уровня мощности передатчика мобильной станции MS, а в обрат­ном (MS=>BSS) — для передачи данных об уровне установленной мощности. Канал SACCHобъединяется с каналом трафика (кадр 13 из мультикадра канала трафика) или с каналом SDCCH);
-  быстрый совмещенный канал управления FACCH(Fast Associated Control CHannel), который используется для передачи команд при переходе мобильной станции из соты в соту, то есть при эстафетной передаче. Канал FACCH совмещается с каналом тра­фика, заменяя в соответствующем слоте информацию речи, причем эта замена поме­чается скрытым флажком (поле Sна рис. 2.32 и рис. 2.39).

В отличие от дуплексных каналов трафика и совмещенных каналов управления, разме­щаемых в канале трафика радиоинтерфейса, симплексные каналы управления ВССН и СССН размещаются в нулевом слоте кадров канала управления радиоинтерфейса на так на­зываемых несущих ВССН, имеющихся в ячейках.

Сообщения канала RACH могут быть переданы в нулевом слоте любого кадра в преде­лах 51-кадрового мультикадра канала управления (рис. 2.39), при этом сообщение канала RACHпередается мобильной станцией один раз в 235 мс, то есть только в одном из кадров мультикадра, при этом используется структура слота, соответствующая пачке доступа.
Мультикадр (235 мс, MS-> BSS)

Сообщения каналов ВССН и СССН, передаваемые от базовой станции к мобильным, размещаются в нулевых слотах 50 кадров мультикадра канала управления радиоинтерфейса (рис. 2.21) и кадров TDMA(рис. 2.32).
Последний 51 кадр мультикадра остается свободным I (Idle).

Сообщения логических каналов управления в большинстве случаев кодируются со зна­чительной избыточностью с целью защиты от ошибок при передаче информации.

2.11.  Сигнализация в сотовых мобильных сетях
В процессе развития телефонных сетей были разработаны различные международные и на­циональные варианты телефонных систем сигнализации, обеспечивающие передачу сигна­лов управления и взаимодействия между сетевыми узлами в процессе обслуживания вызо­вов. В последние годы на базе ресурсов телефонных сетей и для взаимодействия с ними реализуются новые сетевые технологии: для цифровых сетей с интеграцией услуг ISDN, со­товых сетей мобильной связи, интеллектуальных сетей.

Для реализации соответствующих услуг в этих сетях требуется быстрая и надежная пе­редача большого объема данных между сетевыми узлами. В этих условиях одним из главных направлений в развитии современных цифровых се­тей связи является применение общеканальной системы сигнализации SS№ 7, стандартизо­ванной для применения на международных и национальных сетях связи.

В сетях мобильной связи стандарта GSM для обмена информацией в процессе обслужи­вания вызовов между элементами сети, а также для взаимодействия с другими сетями элек­тросвязи приняты две основные системы сигнализации: SS№ 7 (SignallingSystem№ 7 [CCITT№ 7]) и LAPD (Link Access Procedureon the D-channel — протокол доступа в Ь-канале).

Использование этих двух систем сигнализации обусловлено тем, что для организации межстанционной сигнализации электронных АТС (РВХ, РАВХ) стационарных PSTN уже длительное время применяется система сигнализации SS№ 7, обеспечивающая сигнализа­цию в цифровых сетях ISDN.

Кроме того, в сети GSM необходимо осуществлять сигнализацию в конфигурации «точ­ка-многоточие». Протокол доступа в D-канале LAPD специально создан для этих целей, и он широко используется в сети ISDN.
Таким образом, использование SS№ 7 и LAPD в сети GSM делает сеть GSM совмести­мой с сетями PSTN, ISDN, а также с сетью аналоговой мобильной системы связи NMT.
Достаточно подробно функционирование общеканальной системы сигнализации SS№ 7 описано в работе [2.13].