на 2024/08/23 20,020

Структура кадра GSM

В GSM (Глобальная система для мобильной связи) время делится на единицы, называемые «периодами взрыва», каждый длится около 0,577 миллисекунд.Рамка GSM состоит из восьми периодов взрыва, всего 4,615 миллисекунд и организует различные типы каналов, которые обрабатывают голос, данные и управление сетью.Каждый период взрыва соответствует физическому каналу, который несет голос, данные или сигнальную информацию.Эти каналы помогают сети эффективно управлять связи между телефонами и сетью.Его сложная структура кадров, хороша для управления сигналами и данных, отправляемыми между телефонами и сетевыми башнями.В этой статье рассматриваются детали структуры кадров GSM, разбивая его части, как многократный, суперфрейм, гиперфрейм и частотные полосы, которые он использует.Объясняя эти компоненты, мы стремимся показать, как GSM делает общение гладким, безопасным и надежным.

Каталог

Рисунок 1: Иерархия кадров GSM

GSM Multiframe

В системе GSM кадры сгруппированы в структуры, называемые Multiframes.Эти мультифрамы помогают поддерживать плавное время, хорошо распределять ресурсы и убедиться, что все остается в синхронизации по всей сети.Multifames позволяет системе обрабатывать пользовательские трафики и сигналы управления, обеспечивая хорошее качество обслуживания при управлении ограниченной пропускной способностью сети.В GSM существует два основных типа мультифрамов: трафик Multiframes и Control Multiframes.

Рисунок 2: GSM Multiframe

Трафик многооруженного

Многократный трафик имеет 26 периодов взрыва более 120 миллисекунд.Эти всплески являются единицами времени, используемых для отправки голоса и данных.Большинство из 26 всплесков используются для пользовательского трафика (голоса и данных), что позволяет системе поддерживать связь без перерывов.Однако не все всплески для пользовательских данных.

Два из 26 всплесков зарезервированы для сетевых задач.Один взрыв для Медленно связанный канал управления (SACCH), который посылает важную информацию управления, такую ​​как прочность сигнала, настройки времени и управление мощностью, от телефона в сеть.SACCH важен для поддержания устойчивого соединения и хорошо работать.

Второй зарезервированный взрыв - это простальный период, где не отправлены данные.Это время простоя помогает сети оставаться синхронизацией и предотвращает заторы.Он также действует как буфер, чтобы уменьшить шансы на столкновения сигнала или помехи между различными передачами.

Эти зарезервированные контрольные всплески помогают поддерживать эффективную и надежную сеть GSM.Без них сеть будет изо всех сил пытаться справиться с постоянными изменениями в силе сигнала и других факторах.

Рисунок 3: Multiframe

Контроль многокамер

В отличие от трафика многокамерного, управление MultiFrame в основном используется для управления сетью, а не пользовательского трафика.Он имеет 51 период взрыва более 235,4 миллисекунд, что делает его длиннее, чем трафик.Эта структура помогает сети работать плавно и гарантирует, что устройства могут правильно общаться с системой.

Control Multiframe работает на частоте Beacon, специальной частоте, используемой для отправки важной сетевой информации.Он содержит каналы, такие как разрыв коррекции частоты (FCB) и канал управления вещанием (BCH).

А FCB Помогает мобильные устройства оставаться синхронизированными с временем и частотой сети.Это важно, чтобы избежать помех или вызовов.А BCH Отправляет системную информацию на устройства, такие как коды местоположения и сетевые параметры, помогает телефонам подключаться и перемещаться между областями сети.

Вместе эти каналы в Multiframe Control убедитесь, что все устройства остаются в синхронизации с сетью и имеют информацию, необходимую для поддержания прочного соединения, даже при изменении условий.Это позволяет пользователям перемещаться между различными сетевыми областями, оставаясь на подключении.

Рисунок 4: Управление мультифрамом

GSM Superframe

В сети GSM (Global System for Mobile Communication) суперфрейм помогает организовать и синхронизировать связь.Это устройство, которое объединяет несколько кадров, улучшая, как сеть работает.Суперфрейм включает в себя либо 51 многократный трафик, либо 26 управления Multiframes, продолжительностью 6,12 секунды.Эта структура гарантирует, что информация течет плавно и по порядку.

Superframe помогает координировать как пользовательские данные (например, вызовы, сообщения и интернет), так и контрольные сигналы (например, настройка вызовов и управление сетью).Организуя их в суперфрейм, система GSM сохраняет все синхронизировать, позволяя выполнять эффективные данные и передачу сигнала управления.

Без этого связь может стать дезорганизованной, вызывая отброшенные звонки или задержки.Суперфрейм гарантирует, что все сетевые функции следовали устойчивому ритму, предотвращая разрушения.Фиксированная продолжительность 6,12 секунды также помогает операторам сети эффективно планировать ресурсы и поддерживать плавное обслуживание.

Рисунок 5: GSM Superframe

GSM Hyperframe

В структуре GSM (Global System for Mobile Communications) гиперфрейм является самой большой временной единицы.Он состоит из 2048 суперфреймов и длится около 3 часов, 28 минут и 53,76 секунды.Гиперфрейм является основной частью того, как сеть GSM держит все, что работает гладко, помогая с важными задачами, такими как частота и шифрование, чтобы обеспечить безопасность и надежную связь.

Частотный прыжок

Гиперфрейм помогает с частотным прыжком, методом, используемым для улучшения качества сигнала и уменьшения помех.Этот метод регулярно включает изменение частоты связи, чтобы сигналы не оставались на одной частоте слишком долго.Это снижает шансы на вмешательство и делает общение более надежным.Время, обеспечиваемое гиперфреймом, гарантирует, что частоты изменяются в регулярной схеме, а также помогают предотвратить прослушивание.

Шифрование и безопасность

Гиперфрейм играет важную роль в шифровании GSM, что защищает данные об связи от доступных несанкционированных людей.Гиперфрейм помогает сохранить время синхронизации зашифрованных зашифрованных данных, так что шифрование может работать должным образом в течение длинных разговоров или сеансов данных.Если время выходит из строя, это может ослабить безопасность, поэтому устойчивое время гиперфрейма отлично подходит для поддержания конфиденциальности.

Рисунок 6: GSM Hyperframe

Рисунок 7: Циклы интерфейса GSM

GSM частотные полосы

Система	Группа	Восходящая линия (МГц)	Нисходящая линия (МГц)	Диапазон номеров канала
GSM-850	Полоса 5	824 - 849	869 - 894	128 - 251
GSM-900	Полоса 8	890 - 915	935 - 960	1 - 124
DCS-1800	Полоса 3	1710 - 1785	1805 - 1880	512 - 885
ПК-1900	Полоса 2	1850 - 1910	1930 - 1990	512 - 810
GSM-400	Полоса 14/15	450 - 480	450 - 480	259 - 293/306 - 340
GSM-480	Полоса 14	479 - 492	504 - 517	306 - 340
GSM-700	Полоса 13.12.14	703 - 748	758 - 803	512 - 810
GSM-850 (доб.)	Полоса 26	814 - 849	859 - 894	128 - 251
GSM-R	Полоса 900	876 - 915	921 - 960	955 - 1023
ER-GSM	Полоса 900 доб.	880 - 915	925 - 960	0 - 124

Применение структуры кадра GSM

Обработка вызова

GSM организует свои кадры для управления несколькими голосовыми вызовами одновременно, назначая различные временные интервалы и частоты каждому пользователю.Для каждого вызова конкретные временные интервалы выделяются в рамке, что позволяет нескольким пользователям делиться одним и тем же частотным спектром без помех.Этот метод, известный как мультиплексирование времени, помогает сети обрабатывать большой объем вызовов при сохранении четких и непрерывных соединений.

SMS -трансмиссия

Текстовые сообщения, или SMS, отправляются через сеть GSM с использованием Control Multiframes.Эти рамки откладывают определенные временные интервалы для SMS, обеспечивающие быстрого доставки сообщений, даже когда голосовой трафик высокий.Зарезервируя слоты для SMS в канале управления, сеть гарантирует надежную и эффективную передачу сообщений без нарушения текущих вызовов.

Управление мобильностью

Особенностью GSM является его способность управлять движением пользователя, когда люди путешествуют между различными башнями сотовой связи.Когда пользователь перемещается, сеть использует рамки управления для обработки перехода текущих вызовов или сеансов данных на новую базовую станцию.Этот процесс, известный как передача передачи, точно приурочен, чтобы предотвратить падение вызовов, что позволяет пользователям перемещаться по областям покрытия без перерывов в обслуживании.

Протоколы безопасности

Безопасность в GSM тесно связана со своей структурой кадра.Гиперфрейм играет важную роль в поддержании безопасной связи путем периодического сброса клавиш шифрования и дешифрования.Обновляя эти клавиши синхронизированной с циклом гиперфреймов, сеть гарантирует, что голосовые вызовы и данные остаются защищенными от несанкционированного доступа, сводя к минимуму риск перехвата.

Заключение

Структура кадров GSM показывает расширенную инженерию, стоящую за глобальной мобильной коммуникацией.Организуя рамки, мультифрамы, суперфреймы и гиперфреймы, GSM эффективно обрабатывает и синхронизирует как данные, так и голос в своей сети.Эта структура не только обеспечивает плавную связь, но и укрепляет безопасность с такими методами, как частота и шифрование.То, как GSM управляет различными частотными полосами, показывает свою гибкость для работы в различных средах по всему миру.Понимание того, как работают эти компоненты, помогает объяснить сложность мобильных технологий и подчеркивает важность GSM в современных телекоммуникациях.По мере роста технологии и потребности в сети увеличиваются, основные идеи в структуре кадра GSM будут продолжать формировать будущие системы мобильной связи.

Часто задаваемые вопросы [FAQ]

1. Какова структура канала GSM?

В глобальной системе мобильной связи (GSM) используется комбинация частотного разделения с множественным доступом (FDMA) и Time Division Maily Access (TDMA) для структуры канала.В FDMA весь частотный спектр, доступный для GSM, разделен на 124 частоты носителей, расположенные на расстоянии 200 кГц друг от друга.Затем каждая из этих частот дополнительно делится с использованием TDMA, где каждый частотный канал разделен на восемь временных слотов.Каждый раз, когда слот представляет собой другой канал, используемый различным пользователем.Эта структура позволяет нескольким пользователям делиться одинаковой частотой без помех, выделяя определенные временные интервалы для своих сигналов.

2. Каковы различия GSM и LTE?

GSM (2G) и LTE (долгосрочная эволюция, называемая 4G) различаются по технологиям, скорости и функциональности:

Технология: GSM использует комбинацию FDMA и TDMA.LTE использует множественное доступ к ортогональной частоте (OFDMA) для многочисленного доступа к частотному делению по нисходящей линии связи и отдельной передачи (SC-FDMA) для восходящей линии.

Скорость: LTE предлагает более высокие показатели передачи данных, с пиковыми скоростями загрузки до 300 Мбит / с и скоростью загрузки 75 Мбит / с по сравнению с максимальной скоростью данных GSM около 114 кбит / с.

Сетевая архитектура: GSM-это система, переключенная на схему, которая обрабатывает голосовые и данные отдельно.LTE является полностью переключенным пакетом и способен обрабатывать голосовые и данные по той же сети на основе интернет-протокола (IP), повышает эффективность.

Задержка: сети LTE имеют более низкую задержку по сравнению с GSM, улучшая опыт приложений, требующих передачи данных в реальном времени, таких как онлайн-игры или видеоконференции.

3. Каков формат GSM?

GSM использует формат данных, который инкапсулирует голос в пакеты данных для передачи по цифровым сигналам.Каждая рама GSM состоит из 8 временных слотов, и каждый слот содержит всплеск данных.Стандартный формат данных для сообщения GSM включает в себя информацию о синхронизации, данные кодирования и пользовательские данные, облегчающие связь между сетью и мобильным устройством.Этот формат обеспечивает эффективное использование спектра и синхронизацию многопользовательского доступа.

4. Использует ли 5G GSM?

Нет, технология 5G не использует GSM.5G построена на новых радиочастотах и ​​новой сетевой архитектуре, предназначенной для улучшения скорости, пропускной способности и задержки в предыдущих сотовых поколениях.Он использует такие технологии, как массовый MIMO, формирование луча и более продвинутые технологии доступа, которые отличаются от системы GSM FDMA/TDMA.

5. GSM -аналоговый или цифровой?

GSM - это цифровая сотовая технология.Он оцифровывает и сжимает данные, а затем отправляет его по каналу с двумя другими потоками пользовательских данных, каждый в своем собственном временном интервале.GSM была разработана для замены более старых аналоговых сетей первого поколения (1G), таким образом, обеспечивая лучшую безопасность данных, более качественную передачу голоса и поддержку текстовых сообщений и сервисов данных.