66.Структура каналов сети gsm.

Выделенный для GSM 900 диапазон частот состоит из двух поддиапазонов шириной по 25 МГц. Поддиапазон от 890 до 915 МГц используется для передачи сигналов от мобильного телефона к базовой станции, а поддиапазон от 935 до 960 МГц - от базовой станции к мобильным телефонам. Каждый из поддиапазонов разбивается на частотные каналы шириной по 200 кГц, т. е. всего GSM поддерживает 124 полнодуплексных частотных канала.

Для увеличения числа поддерживаемых соединений каждый частотный канал делится на восемь временных интервалов. Таким образом, GSM использует комбинацию частотного (Frequency Division Multiplexing, FDM) и временного (Time Division Multiplexing, TDM) уплотнения. В результате каждая сота теоретически может поддерживать 992 соединения. Однако, как правило, одной соте выделяется только часть каналов во избежание конфликтов с соседними сотами.

Благодаря TDM один частотный канал может использоваться для передачи несколькими станциями, в данном случае восемью. Длительность интервала передачи составляет 0,577 мс, или, точнее, 15/26 мс, при этом передача повторяется каждые 4,615 мс. Однако такая малая длительность ведет к проблемам при синхронизации передатчика и приемника. При расстоянии около 50 км задержка в оба конца становится сопоставима с длительностью интервала передачи, так что телефон может вообще пропустить момент передачи (отсюда ограничение на максимальный диаметр соты).

За отведенное ему время передатчик успевает отправить блок из 148 бит, что составляет около 33,8 Кбит/с (c учетом защитного интервала между блоками). Однако, вследствие значительных накладных расходов на синхронизацию, исправление ошибок и шифрование, полезная емкость оказывается равна 13 Кбит/с, в случае передачи речи и 9,6 в случае передачи данных.

Восемь блоков (burst period) объединяются в кадр (frame). В зависимости от назначения канала - для трафика или для управления, - кадры в свою очередь объединяются в составные кадры (multiframe), соответственно, из 26 и 51 кадра. Двенадцатый кадр используется для контроля, а 25 кадр пока не используется. Таким образом, для трафика доступно только 24 кадра.

Кодирование речи.

Каждый блок из 148 бит начинается и заканчивается тремя нулевыми ограничительными битами. Он состоит из двух информационных полей длиной 57 бит. Каждое информационное поле имеет один бит типа передаваемой информации (голос/данные). Между информационными полями находится синхронизирующая последовательность (training field). Блоки разделены защитным интервалом 8,25 бит (0,03 мс).

Такая структура блока с двумя информационными полями связана с принятым в GSM кодированием речи. Фрагмент речи длительностью 20 мс кодируется с помощью 260 бит. Чтобы передаваемые данные можно было восстановить при появлении в них ошибок вследствие электромагнитной интерференции, они защищаются посредством циклического избыточного кода (Cyclic Redundancy Code, CRC). Правда, ввиду разной важности данных код применяется не ко всем данным, а только к их части. В результате для кодирования фрагмента речи требуется 456 бит, или 22,8 Кбит/с. Эти 456 бит разбиваются на восемь частей по 57 бит в каждой. Каждый раз передатчик посылает по 57 бит из двух разных фрагментов речи. Чередование также служит цели снижения влияния пакетных ошибок.

Собственно кодирование речи производится в соответствии с одной из разновидностей алгоритма долгосрочного линейного прогнозирования (Regular Pulse Excited - Linear Predictive Coder, RPE-LPC). Суть его состоит в следующем: содержимое очередного фрагмента речи прогнозируется на основании предшествующих фрагментов, прогнозируемый и реальный фрагменты сравниваются, и сохраняется только разница между ними.