Разделение по частоте и времени

Для каждого соединения выделяется отдельная несущая частота и конкретный временной интервал. Все разговорные каналы дуплексные, номера слотов в дуплексном канале совпадают, а несущие частоты разделены полосой в 45 МГц (режим FDD).

Виды временных интервалов

 

Для передачи информации по каналам связи используется 5 видов временных интервалов (слотов).

NB Normal Burst нормальный временной интервал (используется для передачи пользовательской информации и информации сигнализации)

FB Frequency Correction Burst временной интервал подстройки частоты

SB Synchronization Burst интервал временной синхронизации

DB Dummy Burst установочный интервал

AB Access Burst интервал доступа

 

Обработка речевого сигнала в GSM

Скорость передачи пользовательской информации 64 кбит/с по одному радиоканалу обеспечить практически невозможно, следовательно надо отказаться от посылки в канал цифровых последовательностей фрагментов речи, как это делается в ИКМ. Процесс формирования звуков человеческой речи можно представить как процесс генерации основных частот, которые затем с помощью различных фильтров (гортань, язык и др) преобразуются в уникальные звуки. Основная идея заключается в том, что бы по каналу передавать частоту и параметры фильтра, а на приемном конце воспроизводить исходные звуки на основе этих данных. Для это стандарт GSM использует гибридный вокодер, которому требуется 260 бит для кодирования интервала речи. Считается что за 20мс параметры речевого тракта практически не изменяются, это время определяет длину кадра. Таким образом, скорость на один канал будет составлять 260бит/20мс=13 кбит/с

 

26. Этапы канального кодирования и шифрования в GSM.

 

Речь

Речевой кодек

1 Блочное кодирование – выявление ошибок (речевой кадр 280бит/20мс

2 Переупорядочение – защита от потерь блоков 267 бит/кадр

3 Сверточное кодирование – обнаружение и исправление ошибок 456 бит/ кадр

4 Перемежение – минимизировать потери последовательно переданных битов (в блоков по 57 бит)

5 Шифрование – защита от несанкционированного доступа – EncriptedData

Формирование TDMA- кадра (1/8 TDMA кадра слот, 156,25 бит за 0,577мс

Модулятор

Радио канал

 

Блочное кодирование

 

 

260=50(1а)+132(1б)+78(2) + P0,1,2

Блочному кодированию подвергаются самые критичные к искажению биты класса 1а .

Добавляют три бита P0,1,2 проверки на четность, которые формируются следующим образом

P0=T1+T2, P1=P0+T1+T2, P2=P1, где T2 содержимое ячейки до прихода бита класса 1а. В начальный момент времени PO=P1=P2=0. + - логическое сложение (сложением по модулю 2).

 

Переупорядочение

В приемнике осуществляется обратная последовательность действий:

- удаляются четыре нулевых бита,

- восстанавливается последовательность битов класса 1,

- на основании первых 50 битов класса 1 формируются три бита проверки на четность и сравниваются с принятыми.

 

Сверточное кодирование

Биты первого класса кодируются сверточным кодом (2,1,5) один бит D на входе кодера обрабатывается пятью битами входящего сигнала и на выходе получаем два бита G

 

378– кодированных битов G, 78 – битов D второго класса Итого 456 бит

 

Перемежение

В случае попадания сигнала в зону замирания возникают ошибки, которые распространяются на весь сигнал попавший в эту зону, что может составлять сотни бит информации.

Для борьбы с ошибками используется помехустойчивое кодирование, однако оно эффективно только для ошибок малой кратности (одиночный, двойные, тройные).

Для перехода от пакетов ошибок к одиночным ошибкам используется перемежение.

Блок перемежителя делит кадр на 8 блоков

 

Шифрование

Шифрование осуществляется с использованием секретного ключа Kc, который каждый раз вычисляется в процессе аутентификаци пользователя в модуле SIM, на приемной стороне проводится подобная процедура в специальном оборудовании аутентификации. Шифрованию подвергается блок информации 57бит полученный в результате перемежения. Зашифрованный блок получил название EncriptedData

 

ФОРМИРОВАНИЕ КАДРА

Normal Burst – нормальный временной интервал для передачи пользовательской и сигнальной информации (0,577мс).

Временная структура

ED – зашифрованные биты (Encripted Data)

TS – обучающая последовательность (Training Sequence)

TB – защитный бланк (Tail bits – хвостовые биты)

S – контрольные биты (Stealing flag) – признак речь/управление

G – защитный интервал (Guard period)

 

Кадр состоит из 8 интервалов 26 кадров переносящих каналы трафика (TCH) и ассоциированные с ними каналы управления образуют мультикадр. 51 мультикадр образует суперкадр длительностью 6,12 с. 2048 суперкадров - гиперкадр, который длится 3ч.28 мин.53с.760мс. По истечении этого времени системные часы возвращаются к своему исходному состоянию. Если в соте используется по одной несущей в каждом направлении, то все каналы вещания и управления передаются в нулевом слоте.

 

 

27. Типы Логических каналов.