Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Технологии и средства связи

Рассылка закрыта

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Октябрь 2000   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Автор Гость

Статистика

68 подписчиков
за неделю
←   Все выпуски   →

Технологии и средства связи


Служба Рассылок Городского Кота

 

Технологии и средства связи

1 октября

Выпуск #007

Архив

Цифровые сотовые системы

Цели разработки аналоговых сотовых систем были одинаковыми, но их техническое воплощение оказалось разным, что создало трудности при организации международной связи. Поэтому в 1982 г. европейской организацией СЕРТ был создан специальный комитет «GroupSpecialMobile» (GSM) с целью определения и разработки технических условий для единой международной системы связи. В новой системе предполагалось полностью использовать выгоды от преобразований, происходящих в PSTN, т. е. введения цифровой сети с интеграцией служб ISDN (IntegratedServicesDigitalNetwork) и цифровых АТС, и распространить преимущества цифровой связи на обработку не только данных, но и речи. Новая система, известная как GSM, является цифровой для передачи как графика, так и сигнализации, а система TAGS является аналоговой для графика и цифровой для сигнализации.

Характеристики базовой системы:

Диапазон частот передачи базовой станции 

Диапазон частот передачи мобильного радиотелефона 

Разнос несущих частот 

Уплотнение каналов

Мощность мобильного радиотелефона

Вид модуляции

935-960 МГц \
                                двухчастотный дуплекс

890-915 МГц /

200 кГц

8 на несущую с временным уплотнением

20 мВт — 300 Вт

Манипуляция с минимальным частотным сдвигом и гауссовской фильтрацией GMSK

Диапазоны частот такие же, как в системе TACS, поэтому введение GSM в Великобритании включает программу постепенного замещения, а не развертывание параллельной работы этих систем.

Основные различия между системами TAGS и GSM заключаются в том, что передача каналов графика становится цифровой. Разнос несущих в 200 кГц позволяет иметь только 125 альтернативных несущих частот, но размещение каждого цифрового потока в восьми временных интервалах с временным уплотнением обеспечивает 8 каналов на несущую, поэтому общая канальная емкость становится равной емкости системы TAGS.

Каждый временной интервал длительностью 540 мкс вмещает пакет из 15625 битов и повторяется 216,68 раз в 1 с. Восемь интервалов, представляющих 8 каналов, составляют кадр, и, следовательно, каждый кадр повторяется также 216,68 раз в 1 с. В результате:

Скорость передачи данных во время передачи пакетов

Общее число битов в цифровом потоке

Интервал между пакетами

289 350 бит/с

270 850 в 1 с

37 мкс

Полоса частот, требуемая для ЧМ-передачи, определяется формулой 2 (¦m + ¦D), где ¦m и ¦D — частота модуляции и девиация частоты соответственно. При ЧМ в полосе частот должны размещаться боковые составляющие, удаленные от несущей на интервалы ¦m, 2¦m 3¦m,… и имеющие заметную амплитуду при значениях индекса модуляции  m > 0, 1, 2,... для каждой из них соответственно, как показано функциями Бесселя J1(m), J2(m), J3(m),.... Полоса частот действительно увеличивается ступенчатым образом, поэтому формула верна для больших значений m и применяется для аналоговой речевой модуляции, где более низкие частоты имеют значения m > 1 и, следовательно, несколько боковых полос. Однако для одночастотной модуляции при малом индексе, модуляции m (m < 1) формула перестает быть точной, частотная составляющая 2¦m будет несущественной вплоть до »0,5. Поэтому ширина полосы на самом деле равна 2¦m, а не 2(¦m + ¦D); для mвплоть до 0,5; это используется в модуляции GMSK.

Преобразование прямоугольной формы сигнала в колоколообразную (гауссову) уменьшает гармоники и сужает передаваемый частотный спектр до значения частоты, равного половине скорости передачи данных. Поэтому при сохранении индекса модуляции ниже 0,5 требуемая полоса частот (в герцах) равна скорости цифрового потока, а модуляция называется манипуляцией с минимальным частотным сдвигом и гауссовской фильтрацией (GMSK).

Спектр сигнала передачи данных при скорости 289350 бит/с превышает интервал 200 кГц между соседними несущими. Для надежного запаса требуется разнос несущих не менее 400 кГц, а это означает, что частоты соседних несущих нельзя использовать в соседних ячейках, и накладывает дополнительные ограничения на распределение несущих частот. К счастью, возникающие остаточные помехи обычно подавляются за счет эффекта захватывания частоты, присущего ЧМ.

Число битов цифрового потока из общего числа 270850 бит/с, которые разделяются между восемью каналами передачи графика, зависит от числа битов, требуемых для контроля четности, битов защиты, тактовой и кадровой синхронизации и кодов коррекции ошибок. Каждый канал, отведенный для графика, после соответствующей коррекции ошибок должен обеспечивать скорость передачи данных не более 12 кбит/с. Для более высоких скоростей передачи, возможно, потребуются дополнительные каналы.

Для преобразования речевого сигнала, передаваемого в системе GSM, в цифровую форму используется RPE-LTP-кодек с линейным предсказанием. Он обеспечивает высокое качество речи при скорости передачи данных 13 кбит/с без какой-либо коррекции ошибок для речевого сигнала. Однако при размещении двух речевых по­токов в одном канале может возникнуть необходимость такой коррекции.

Общие принципы, принятые в системе GSM для выполнения функций местоопределения, пейджинга и маршрутизации вызовов, а также для обеспечения вызовов от мобильного абонента и процедур передачи канала, подобны принципам, используемым в системе TAGS. Различия этих систем обусловлены цифровой передачей в каналах графика, управления и доступа, так как последние теперь не имеют частоты, специфичной для данного канала, а должны быть идентифицированы по несущей частоте и номеру временного интервала канала. Поскольку система GSM создавалась для организации связи между разными странами, в ней требуется дополнительный «регистр посетителей» для регистрации мобильных радиотелефонов иностранных граждан, прибывающих в ту или иную страну.

Более серьезную проблему, связанную с временным уплотнением, представляет синхронизация. Длительность бита составляет ~ 3,5 мкс, а скорость распространения радиоволн ~ 0,3 км/мкс. Следовательно, временное смещение синхронизации между передатчиком и приемником (в обоих направлениях) составляет ~ 1 бит на километр расстояния между ними. Это смещение влияет на следующие операции:

а) взаимную синхронизацию моментов переключения частоты между базовой станцией и мобильным радиотелефоном во время скачка частоты (см. ниже);

б) точное совмещение временных интервалов между базовой станцией и мобильным радиотелефоном при измерении уровня сигнала в канале;

в) правильное расположение временных интервалов нескольких мобильных радиотелефонов, находящихся в одной ячейке, для обеспечения точной синхронизации моментов прихода сигналов от них на базовую станцию.

Базовая станция поэтому должна проводить мониторинг каждого временного интервала и давать команды мобильным радиотелефонам на коррекцию положения их временных интервалов.

Временное уплотнение, принятое в GSM, позволяет изменять частоту во время передачи при условии, что эти изменения производятся в течение защитных интервалов между пакетами. Взаимная перемена несущих частот позволяет минимизировать влияние замираний огибающей амплитуды радиосигнала. Замирания могут представлять серьезную проблему и возникают из-за многочисленных отражений от зданий и препятствий, в особенности, в районах плотной застройки. Так как характер замираний зависит от частоты, то при ее изменениях уровень сигнала восстанавливается. Этот процесс известен как «скачкообразное изменение частоты». Система GSM содержит специальное оборудование, которое включается по результатам измерений уровня сигнала, проводимых на базовой станции. Команда на изменение частоты на мобильный радиотелефон подается с базовой станции, а переключение производится с частотой повторения кадра 217 раз в 1 с, гарантируя переключение каждого канала в периоды между поступлениями пакетов.

http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru
В избранное