Rámcová štruktúra GSM
GSM tutoriál obsahuje:
- GSM tutoriál/ úvod
- Sieťová architektúra
- Rozhrania
- Radio access network
- Frames
- Frekvenčné pásma a alokácie
- Energetická trieda, kontrola a zosilňovače
- Fyzikálne a logické kanály
- Codecs/ vocoders
- Handover/ handoff
GSM systém má definovanú GSM rámcovú štruktúru, ktorá umožňuje riadny prechod informácií.
Štruktúra rámca GSM vytvára rozvrh pre vopred určené použitie časových intervalov.
Vytvorením týchto rozvrhov použitím rámcovej štruktúry sú mobilná aj základňová stanica schopné spojovať nielen hlasové dáta, ale aj signalizačné informácie bez toho, aby sa rozličné typy dát premiešali a oba konce prenosu vedeli presne, aké typy informácií sa prenášajú.
Rámcová štruktúra GSM poskytuje základ pre rôzne fyzické kanály používané v rámci GSM, a preto je v centre celého systému.
Základná GSM rámcová štruktúra
Základným prvkom rámcovej GSM štruktúry je samotný rámec (frame).
Toto zahŕňa osem slotov, z ktorých každý je použitý pre rôznych používateľov v rámci systému TDMA.
Ako je uvedené v ďalšej stránke tutoriálu, sloty na vysielanie a príjem pre daný mobilný telefón sú časovo posunuté tak, aby mobil nevysielal a prijímal súčasne.
Osem slotov rámovej GSM štruktúry
Základný GSM rámec definuje štruktúru, na ktorej je založené všetko načasovanie a štruktúra správ GSM a signalizácie.
Základná časová jednotka sa nazýva obdobie trvania a trvá približne 0,577 ms (15/26 ms).
Osem z týchto období burstov je zoskupených do tzv. TDMA framov (rámcov).
Toto trvá približne 4,615 ms (t.j. 120/26 ms) a tvorí základnú jednotku na definovanie logických kanálov.
Jedným fyzickým kanálom je jedna perióda burstu alokovaná v každom rámci TDMA.
Zjednodušene povedané, základňová stanica prenáša dva typy kanálov, a to preprava a riadenie.
Podľa toho je štruktúra kanála usporiadaná do dvoch rôznych typov rámcov, jedna pre prevádzku na hlavnej nosnej frekvencii nosiča a druhá pre riadenie frekvencie svetelného signálu.
GSM multiframe
Rámce GSM sú zoskupené do viacerých rámov a týmto spôsobom je možné vytvoriť časový harmonogram ich prevádzky a sieť môže byť synchronizovaná.
Existuje niekoľko štruktúr GSM multiframov:
- Prepravné multiframy: Rámce prepravného kanála (Traffic Channel) sú usporiadané do viacnásobných rámov pozostávajúcich z 26 burstov a zaberajú 120 ms.
V multiframe preprave sa na premávku používa 24 burstov. Tieto sú očíslované 0 až 11 a 13 až 24.
Jeden z zostávajúcich burstov sa potom použije na umiestnenie SACCH, zostávajúci rámec zostáva voľný.
Aktuálna použitá pozícia sa strieda medzi pozíciami 12 a 25. - Riadiaci multiframe: Multiframy riadiaceho kanála (Control Channel) obsahujú 51 burstov a zaberajú 235,4 ms.
Tieto sa vždy vyskytujú na frekvencii svetelného signálu v časovom intervale 0 a môžu sa takisto vyskytovať v slotoch 2, 4 a 6 na frekvencii svetelného signálu.
Tento multiframe je rozdelený na logické kanály, ktoré sú časovo naplánované.
Medzi tieto logické kanály a funkcie patrí:
- Frekvenčná korekcia burstu
- Synchronizačný burstu
- Vysielací kanál (BCH- Broadcast channel )
- Stránkový a prístupový grantový kanál (PACCH- Paging and Access Grant Channel)
- Samostatný riadiaci kanál Stand alone (SDCCH- Stand Alone Dedicated Control Channel)
{googleads left}
GSM Superframe
Multiframy sú potom konštruované na superframy za 6,12 sekundy.
Tieto pozostávajú z 51 traffic (prepravných) multiframov alebo 26 control (kontrolných) multiframov.
Vzhľadom k tomu, že prepravné multiframy sú dlhé 26 bustov a riadiace multiframy sú dlhé 51 bustov, rozdielny počet multiframov kontroly a prepravy v rámci superframu ich vracia späť do riadku, zaberajúc presne rovnaký interval.
GSM Hyperframe
2048 superframov (t. j. 2 na výkon 11) je zoskupených tak, aby vytvorilo jeden hyperfram, ktorý sa opakuje každé 3 hodiny 28 minút 53,76 sekundy.
Je to najväčší časový interval v rámcovej GSM štruktúre.
V rámci GSM hyperframu je počítadlo a každý časový úsek má unikátne poradové číslo obsahujúce číslo rámca a časové číslo slotu.
To sa používa na udržanie synchronizácie rôznych plánovaných operácií s rámcovou GSM štruktúrou.
Medzi tieto funkcie patria:
- Frekvenčné skákanie (Frequency hopping): Frekvenčné skákanie je funkcia, ktorá je v systéme GSM voliteľná.
Môže pomôcť pri znižovaní problémov s rušením a slabnutím, ale na to, aby fungoval, musia byť vysielač a prijímač synchronizované, aby sa súčasne vyskytovali na rovnakej frekvencii. - Šifrovanie (Encryption): Proces šifrovania sa synchronizuje počas hyperframe GSM periódy, kde sa používa počítadlo a proces šifrovania sa opakuje s každým hyperframom.
Je však nepravdepodobné, že konverzácia s mobilom bude trvať viac ako 3 hodiny, a preto je nepravdepodobné, že dôjde k ohrozeniu bezpečnosti.
Rámcová GSM štruktúra
