Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое характеристики gsm , Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое характеристики gsm , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Основы сотовой связи стандарта GSM.
Цифровая система сотовой мобильной связи стандарта GSM представляет собой сотовую систему второго поколения (G2). Выбор цифровой технологии в последующих поколениях сотовых систем является фундаментальным и, вероятно, необратимым решением.
Одним из наиболее привлекательных аспектов цифровых методов передачи является то, что они более эффективны в условиях сильных радиопомех и обеспечивают более высокую емкость систем, по сравнению с аналоговыми методами первого поколения сотовых систем.
Преимущества цифровых методов, применяемых в сотовой системе мобильной связи стандарта GSM, сводятся к следующим.
Цифровые системы имеют более высокие характеристики по сравнению с аналоговыми в условиях сильных соканальных (или внутренних) помех (CCI, Co-Channel Interference) и помех по соседнему каналу (ACI, Adjacent Channel Interference). Это одна из решающих причин в пользу принятия цифровой технологии для второго и третьего поколений сотовых систем. Цифровые системы, вероятно, должны функционировать в условиях значительно более сильных соканальных помех, что дает возможность проектировщикам уменьшать размеры сот (например, организация микро/пикосот) и расстояния между сотами, повторно использующими одни и те же частоты, и даже упрощать структуру переиспользования частот.
Эти параметры и указанные геометрические изменения увеличивают общую емкость сотовых сетей мобильной связи.
- Снижение потерь емкости на сигнализацию.
- Повышенная эффективность управления доступом и передачей вызова. Для фиксированного распределения спектра частот большее увеличение емкости подразумевает соответствующее уменьшение размеров сот. Это значит, что нагрузка на каналы сигнализации возрастает, так как происходит более частая передача вызова. В каждой соте базовая станция должна обрабатывать большее количество запросов на доступ и регистрацию от всей совокупности движущихся абонентов. Эти функции могут выполняться просто и быстро с помощью цифровых методов.
В целом, система мобильной связи стандарта GSM рассчитана на ее использование в коммерческой сфере. Она представляет пользователям широкий спектр услуг и возможности применения разнообразного оборудования для передачи речевых сообщений и данных, сигналов вызова и аварийных сигналов, а также дает возможность подключения к телефонным сетям общего пользования, сетям передачи данных и цифровым сетям с интеграцией услуг.
По сравнению с другими широко распространенными стандартами цифровых сотовых мобильных систем связи стандарт GSM обеспечивает :
Достаточно высокое качество принимаемых речевых сигналов в стандарте GSM обеспечивается при отношении сигнал/шум на входе приемника C/N= 9 дБ (для стандарта D-AMPSC/N= 1 дБ), а энергетические затраты в реальных каналах связи (при замирании радиосигналов) на 6... 10 дБ ниже по сравнению со стандартом D-AMPS (США).
Стандарт GSM, кроме того, предоставляет своим пользователям ряд услуг, которые не реализованы (или реализованы не полностью) в других стандартах сотовой связи. К ним относятся следующие:
- использование SIM-карт для обеспечения доступа к каналу и услугам связи;
- шифрование передаваемых сообщений;
- аутентификация абонента и идентификация абонентского оборудования по криптографическим алгоритмам;
- закрытый от прослушивания радиоинтерфейс;
- использование служб коротких сообщений SMS(ShortMessageServices), передаваемым по каналам сигнализации;
- автоматический роуминг абонентов различных сетей GSM в национальном и международном масштабах;
- межсетевой роуминг абонентов GSM с абонентами сетей стандартов DCS1800, PCS1900, а также со спутниковыми сетями персональной связи (Globalstar, Inmarsat-P, Iridium).
В соответствии с рекомендациями СЕРТ стандарт GSM цифровой общеевропейской сотовой системы наземной мобильной связи предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот:
- полоса частот 890...915 МГц — для передачи сообщений с мобильной станции на базовую;
- полоса частот 935...960 МГц — для передачи сообщений с базовой станции на мобильную.
При переключении каналов во время сеанса связи разность между этими частотами постоянна и равна 45 МГц. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Разнос частот между соседними каналами связи составляет 200 кГц. Таким образом, в отведенной для приема/передачи полосе частот шириной 25 МГц размещаются 124 канала связи. В стандарте GSMиспользуется многостанционный доступ с временным разделением (уплотнением) каналов TDMA(Time Division Multiple Access), что позволяет на одной несущей частоте разместить 8 речевых каналов одновременно. В качестве речепреобразующего устройства (преобразование аналогового речевого сигнала в кодированный цифровой сигнал и обратно) используется речевой кодек (кодер/декодер) [RPE-LTP(Regular Pulse Excited-Long Term Predictor) — линейное предсказание с возбуждением регулярной последовательностью импульсов и долговременным предсказанием] с регулярным импульсным возбуждением и скоростью преобразования 13 кбит/с или 6,5 кбит/с. Обработка речи в стандарте GSM осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи DTX(DiscontinuesTransmission), которая обеспечивает включение передатчика только тогда, когда пользователь начинает разговор, и отключает его (передатчик) в паузах и в конце разговора.
Система DTX управляет детектором активности речи VAD(Voice Activity Detector), который обеспечивает обнаружение и выделение интервалов речи с шумом и шума без речи даже в тех случаях, когда уровень шума соизмерим с уровнем речевого сигнала. Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяется обычное и сверточное кодирование с перемежениями. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения мобильных станций достигается медленным переключением рабочих частот в процессе сеанса связи (со скоростью 277 скачков частоты в секунду).
Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых радиосигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание (equalizing) импульсых сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки сигналов до 16 мкс.
Система синхронизации оборудования стандарта GSMрассчитана на компенсацию (до 233 мкс) абсолютного времени задержки сигналов. Это соответствует максимальной дальности связи (максимальному радиусу соты), составляющему 35 км. Для модуляции радиосигнала применяется спектрально-эффективная гауссовская частотная манипуляция с минимальним частотным сдвигом — GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Манипуляция называется так потому, что последовательность информационных бит до модулятора проходит через фильтр нижних частот с гауссовской амплитудно-частотной характеристикой, что дает значительное уменьшение ширины полосы частот излучаемого сигнала, а значит, и взаимного влияния каналов.
В стандарте GSMиспользуется модуляция с величиной нормированной полосы ВТЬ= 0,3 (где В— ширина полосы фильтра по уровню (-3 дБ), Ть— длительность передачи одного бита).
Модуляцию GMSK характеризуют следующие положительные свойства:
- достаточно хорошая помехоустойчивость канала связи;
- узкий спектр частот на выходе усилителя мощности передатчика, обеспечивающий низкий уровень внеполосного излучения;
постоянная по уровню огибающая, позволяющая использовать в передатчиках усилители мощности, работающие в режиме класса А.
Архитектура GSM (глобальная система мобильной связи) состоит из нескольких основных компонентов, а архитектура GSM в мобильной связи выполняет определенные роли и функции, обеспечивающие мобильную связь.
Вот подробное описание этих ключевых компонентов:
Мобильная станция — это мобильное устройство пользователя, например мобильный телефон или планшет с поддержкой GSM.
Он состоит из двух основных элементов: мобильного оборудования (ME) и модуля идентификации абонента (SIM).
ME включает в себя физическое устройство, а SIM-карта хранит информацию, специфичную для абонента, такую как идентификационные данные пользователя и ключи аутентификации.
BSS отвечает за радиосвязь между мобильной станцией и сетью.
Он состоит из двух основных компонентов: а. Базовая приемопередающая станция (BTS): BTS отвечает за передачу и прием радиосигналов в пределах определенной географической области, известной как сота.
Он управляет радиоинтерфейсом с мобильными устройствами. б. Контроллер базовой станции (BSC): BSC контролирует и управляет несколькими BTS. Он управляет установкой вызова, передачей обслуживания и распределением ресурсов.
NSS отвечает за коммутацию и управление вызовами, включая маршрутизацию вызовов к месту назначения.
Он включает в себя несколько ключевых элементов: a. Центр коммутации мобильной связи (MSC). MSC — это центральный компонент, который управляет маршрутизацией вызовов и установлением соединения.
Он также управляет функциями мобильности, включая передачу обслуживания между ячейками. б. Регистр местоположения посетителей (VLR): VLR хранит временные данные подписчиков для пользователей, находящихся в настоящее время в пределах юрисдикции MSC, который он обслуживает.
в. Реестр домашнего местоположения (HLR): HLR хранит постоянные данные подписчика, включая профили подписчиков, текущие местоположения и ключи аутентификации. д.
Центр аутентификации (AUC): AUC предоставляет услуги аутентификации и шифрования для обеспечения безопасной связи между мобильной станцией и сетью.
OSS поддерживает управление сетью, мониторинг и обслуживание.
Он включает в себя различные компоненты для работы сети, включая системы управления элементами, инструменты мониторинга производительности и управления безопасностью.
GMSC служит шлюзом между сетью GSM и другими сетями, такими как коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN) или другие сети мобильной связи. Он направляет вызовы по назначению за пределами сети GSM.
EIR используется для отслеживания номеров международного идентификатора мобильного оборудования (IMEI) мобильных устройств. Это помогает идентифицировать украденные или несанкционированные устройства и может предотвратить их доступ к сети.
SMSC отвечает за хранение и пересылку сообщений SMS (служба коротких сообщений). Он играет решающую роль в SMS-коммуникациях в сети GSM.
Эти компоненты работают вместе, чтобы обеспечить бесперебойную мобильную связь для абонентов GSM. Мобильная станция подключается к подсистеме базовой станции, которая, в свою очередь, взаимодействует с подсистемой коммутации сети для маршрутизации вызовов и управления данными абонентов.
Подсистема эксплуатации и поддержки обеспечивает эффективную и безопасную работу сети, а другие элементы, такие как GMSC и EIR, облегчают подключение к внешним сетям и управление устройствами соответственно.
Рабочий диапазон частот:
- Частоты передачи мобильных станций (MS) и приема базовых (BTS) станций (от мобильной станции к базовой — Uplink):
■ GSM 900 —(890...915) МГц;
■ GSM 1800 (DCS 1800) —(1710... 1785) МГц.
- Частоты приема мобильных станций и передачи базовых станций (от базовой к мобильной станции — Downlink):
■ GSM 900 —(935...960) МГц;
■ GSM 1800 (DCS 1800) — (1805...1880) МГц.
- Дуплексный разнос частот приема и передачи:
■ GSM 900 — 45 МГц;
■ GSM 1800 —95 МГц.
- Эквивалентная полоса частот на один речевой канал:
■ GSM 900 — 25 кГц;
■ GSM 1800 — 12,5 кГц.
- Ширина полосы канала связи — 200 кГц.
- Максимальное каличество каналов связи — 124.
- Количество речевых каналов на несущую:
■ GSM 900 — 8;
■ GSM 1800 — 16.
- Максимальное количество каналов, организуемых в базовой станции:
■ GSM 900 — 16.. .20.
- Метод доступа — TDMA.
- Вид речевого кодека — RPE/LTP.
- Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра — 81,2 кГц.
- Скорость преобразования речевого кодека — 13 (6,5) кбит/с.
- Скорость передачи информации в радиоканале — 270,833 кбит/с.
- Вид модуляции — GMSK.
- Индекс модуляции ВТЬ— 0,3.
- Количество скачков по частоте в секунду — 277 с-1.
- Радиус соты — (0,5...35) км.
Информация, изложенная в данной статье про характеристики gsm , подчеркивают роль современных технологий в обеспечении масштабируемости и доступности. Надеюсь, что теперь ты понял что такое характеристики gsm и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Основы сотовой связи стандарта GSM
Комментарии
Оставить комментарий
Основы сотовой связи стандарта GSM
Термины: Основы сотовой связи стандарта GSM