Назад

В начало

В стандарте GSM принят многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA). Периодическая последовательность в структуре TDMA получила название гиперкадра. Он делится на 2048 суперкадров. В свою очередь суперкадр состоит из мультикадров, которые состоят собственно из кадров. TDMA-кадр делится на восемь временных позиций, так называемых тайм-слотов, или окон. Каков физический смысл тайм-слота? Это ничто иное как время, в течение которого радионесущая частота модулируется цифровым информационным потоком, соответствующим передаваемой информации - речи или данным. В классическом GSM мобильный терминал имеет право занять в TDMA-кадре один тайм-слот. Поэтому скорость передачи данных в сетях GSM ограничена. Иначе обстоит дело при использовании технологии GPRS. Емкость канала предоставляется по требованию, при котором физические каналы соты назначаются динамически для использования в режиме коммутации каналов и коммутации пакетов. Здесь, в зависимости от ситуации, для передачи данных базовая станция выделяет мобильному терминалу в кадре произвольное число тайм-слотов: от 0 до 8. Причем допустимо асимметричное назначение ресурсов. То есть во время пакетной передачи ресурсы линии связи <вверх> и <вниз> задаются независимо. Здесь up <вверх> - от мобильного терминала к базовой станции, down <вниз> - от базовой станции к мобильному терминалу. Например, <вверх> - три тайм-слота, <вниз> - два. Естественно, любой канал связи работает в неидеальных условиях, поэтому в GSM используют избыточное кодирование. Более того, в технологии GPRS возможны 4 схемы кодирования данных: от CS1 (для работы в условиях сильных помех) до CS4 (для работы при минимальных помехах). Таким образом, при постоянной скорости в канале 22,8 кб/с количество передаваемой полезной информации зависит от условий работы МТ и базовой станции. Очевидно, что чем хуже помеховая обстановка, тем меньше полезной информации можно передать в единицу времени. Основные значения для схем кодирования приведены в таблице 1. Так как, более чем один канал используются для закачки (down), мобильные телефоны c GPRS имеют большие скорости передачи данных. Имеются несколько типов телефонов в отношении числа каналов, которые они используют для передачи данных Тип 2+1 - два downlink канала и один uplink канал передачи данных Тип 3+1 - три downlink канала и один uplink канал передачи данных Тип 4+1 - четыре downlink канала и один uplink канал передачи данных и т. д. Мобильные телефоны с GPRS могут классифицироваться по трем классам в возможности одновременных запросов (через GSM) и передачу данных (через GPRS). Класс A - терминал позволяет одновременно осуществлять передачу речи и данных в режиме GPRS. Терминалы одновременно выполняют сигнализацию и управление для GSM и GPRS. В случае приема информации и при входящем вызове телефона класса А поддержит одновременную работу с голосом и данными. Класс B - терминал поддерживает и голосовое соединение, и передачу данных в пакетном режиме (GPRS), но эти режимы используются не одновременно (во время передачи данных через GPRS абонент не может совершать и принимать голосовые звонки и наоборот). В каждый момент времени может передаваться только трафик GSM или GPRS. Если во время загрузки информации из интернета (режим GPRS) телефон принимает вызов для голосовой связи, передача данных прерывается. Как только голосовое соединение завершается, загрузка данных возобновляется, поскольку логическая связь между сетью GPRS и телефоном сохраняется. Выбор режима GPRS/речь осуществляется автоматически, с приоритетом последнего. Класс C - терминал обеспечивает только передачу данных в пакетном режиме или голос. Выбор типа (GPRS/речь) выполняется вручную. Например, если МТ обслуживает передачу данных, голосовое соединение невозможно. Скорость приёма и передачи информации зависит от возможностей конкретной модели мобильного терминала, а именно от количества каналов, поддерживающих приём и передачу данных. При этом один канал поддерживает передачу информации с максимальной скоростью 13.4 кб/с.

В GPRS-сети имеются четыре схемы кодирования. Выбор кодирования схемы зависит от состояния канала, обеспеченного сетью (качеством связи между телефоном и станцией ). Если в канале очень много помех, или он загружен, сеть может использовать CS-1, чтобы гарантировать более высокую надежность в этом случае передача данных - только 9.05 kbit/s в тайм-слот. Если канал обеспечивает хорошее состояние, сеть могла бы использовать CS-3 или CS-4, чтобы получить оптимальную скорость, и будет тогда иметь до 21.4 kbit/s в тайм-слоте.

Зависимость скорости передачи в GPRS от отношения сигнал/шум

таблица 1. Схема кодирования канала CS-1 CS-2 CS-3 CS-4 Pre-cod. USF 3 6 6 12 Infobits without USF 181 268 312 428 Parity bits BC 40 16 16 16 Tail bits 4 4 4 - Output conv encoder 456 588 676 456 Punctured bits 0 132 220 - Скорость кодека 1/2 ~2/3 ~3/4 1 Скорость передачи, Kбит/с 9,05 13,4 15,6 21,4 Максиммальная скорость на 8 тайм-слотов 72,4 Кб/сек 107,2 Кб/сек 124,8 Кб/сек 171,2 Кб/сек

Работа по схемам CS-4/CS-3 требует модернизации аппаратуры и ПО базовой станции, в то время как для CS-2/CS-1 достаточно модернизировать только ПО базовой станции. Например, в России операторы используют схему CS-2. Нетрудно найти реальную максимальную скорость передачи информации. Она составляет 107,2 кб/с (8х13,4). В зависимости от интенсивности голосового трафика и ресурсов базовой станции (ее пропускной способности) операторы выделяют под передачу данных 1 - 2 тайм-слота в <часы пик>, и 2 - 4 тайм-слота в остальное время. Поэтому сегодня скорость 52 кб/с считается предельной для GPRS-технологии. Иначе операторы вынуждены увеличивать ресурсы базовых станции и инфраструктуры, резервируя часть тайм-слотов под передачу данных. Оператор может закрепить за голосовым соединением параметр <все возможное> (best effort), обеспечивая автоматическое высвобождение временных интервалов, зарезервированных за GPRS, - как только эти ресурсы потребуются абонентам для голосового соединения. Очевидно, что при этом произойдет задержка в передаче данных. Мобильные телефоны, выпускаемые сегодня, в основном поддерживают режимы CS-2/CS-1.

Классы мультислотов Число тайм-слотов, выделяемых под передачу информации, в TDMA-кадре может изменяться от 1 до 8. Причем значение имеет число тайм-слотов как для передачи <вверх>, так и для передачи <вниз>. Поэтому в GPRS-спецификациях появился второй класс, определяющий, сколько тайм-слотов в кадре доступно для передачи <вверх>, а сколько <вниз> (таблица 2). В технических характеристиках телефонов производители указывают либо класс, либо конкретные значения, например 4/1.

таблица 2. Класс Скачивание БС -> телефон: Закачка телефон -> БС Максимальное количество тайм-слотов 1 1 1 2 2 2 1 3 3 2 2 3 4 3 1 4 5 2 2 4 6 3 2 4 7 3 3 5 8 4 1 5 9 3 2 5 10 4 2 5 11 4 3 5 12 4 4 5 13 3 3 не ограничено 14 4 4 не ограничено 15 5 5 не ограничено 16 6 6 не ограничено 17 7 7 не ограничено 18 8 8 не ограничено 19 6 2 не ограничено 20 6 3 не ограничено 21 6 4 не ограничено 22 6 4 не ограничено 23 6 6 не ограничено 24 8 2 не ограничено 25 8 3 не ограничено 26 8 4 не ограничено 27 8 4 не ограничено 28 8 6 не ограничено 29 8 8 не ограничено

Максимальное число выделяемых тайм-слотов не всегда соответствует арифметической сумме <вверх> + <вниз>. Например, класс 6 - это максимум 4 тайм-слота под пакетную передачу данных. Технология GPRS, пока остается далекой от полноценной реализации. Сегодня операторы предлагают так называемый усеченный GPRS - речь идет только о телефоне класса В, да и то с возможностью работы в режиме 4/1 либо 4/2. Полноценный GPRS с 8 тайм-слотов для обмена информацией в ближайшее время будет недосягаем.

Источник - Amobile.ru

Назад

В начало