Основные характеристики стандарта GSM

В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов. При мультидоступе с временным разделением каналом абоненты передают свои сообщения на одной и той же радиочастоте, но в разное время. Это позволяет увеличить объем речевого трафика и дает ряд других преимуществ, характерных для цифровых систем связи. В стандарте использованы следующие методы:

- FDD - частотное дуплексирование: полосы частот передачи и частот приема разнесены.

- FDMA - частотное разделение рабочего диапазона. В полосе 25 МГц организует 120 несущих частот.

- TDMA - временное разделение на 1 несущей частоте организуется 8 временных окон.

Рассмотри основные инженерные решения, реализованные в стандарте GSM:

1) Обработка речи в данном стандарте осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи DTX (Discontinuous Transmission), которая обеспечивает включение передатчика только тогда, когда пользователь начинает разговор и отключает его 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 без шума речи даже в тех случаях, когда уровень шума соизмерим с уровнем речи.

2) Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот сеанса связи (со скоростью 217 скачков в секунду). Главное назначение медленных скачков – обеспечение частотного разнесения в радиоканалах, функционирующих в условиях многолучевого распространения радиоволн. Принцип формирования медленных скачков по частоте состоит в том, что сообщение в каждом последующем кадре передается (принимается) на новой фиксированной частоте. Параметры последовательности переключений частот (частотно-временная матрица и начальная частота) назначаются для каждой подвижной станции в процессе установления канала связи.

3) Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванные многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используется эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс. Система синхронизации оборудования рассчитана на компенсацию (до 233 мкс) абсолютного времени задержки. Это соответствует максимальной дальности связи 35 км (максимальный радиус соты).

4) Для модуляции радиосигнала применяется спектрально-эффективная гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом. Гауссовская частотная манипуляция (GMSK) представляет собой двоичную ЧМ с двумя соответствующими сигналу частотами, выбранными таким образом, чтобы на одном тактовом интервале между двумя частотами имелся фазовый сдвиг на 90° (рис. 3.3).

Рисунок 5.2 – Формирование GMSK-сигнала

Модуляцию GMSK характеризуют следующие свойства:

- постоянная по уровню огибающая, позволяющая использовать передающие устройства с усилителями мощность класса С;

- узкий спектр на выходе усилителя мощности передающего устройства обеспечивающий низкий уровень внеполосного излучения;

- хорошая помехоустойчивость канала связи.

Основные характеристики стандарта GSM:

- частоты передачи мобильной (МС) и приема базовой станции (БС) 890-915 МГц;

- частоты приема мобильной и передачи БС 935-960 МГц;

- ширина полосы одного канала Df_k=200 кГц;

- ширина полосы системы 50 МГц;

- максимальное количество радиоканалов – 124;

- максимальное количество радиоканалов в БС - 16-20;

- количество речевых каналов на несущей - 8;

- алгоритм преобразований речи – RPE-LTP;

- скорость преобразования речи – 13 Кбит/с;

- скорость передачи информации – 270 Кбит/с;

- вид модуляции – 0,3 GMSK;

- требуемое соотношение сигнал/шум – 9 дБ;

- радиус соты –5-35 км;

- мощность передачи: БС – до 44 Вт (13 дБ*Вт), МС – 1 Вт (3 дБ*Вт).