на 2024/08/23 20,008

Структура рамки GSM

У GSM (Глобальна система мобільних комунікацій) час поділяється на одиниці під назвою "Періоди лопань", що триває близько 0,577 мілісекунд.Рамка GSM складається з восьми періодів вибуху, загальної кількості 4,615 мілісекунд, і організовує різні типи каналів, які обробляють голосові, дані та управління мережею.Кожен період вибуху відповідає фізичному каналу, який несе інформацію про голос, дані або сигналізацію.Ці канали допомагають мережі ефективно керувати зв'язком між телефонами та мережею.Його складна структура кадру, яка корисна для управління сигналами та даними, що надсилаються між телефонами та мережевими вежами.У цій статті розглядаються деталі структури кадру GSM, розбиваючи її частини, як багатофрам, Superframe, Hyperframe та діапазони частот, які він використовує.Пояснюючи ці компоненти, ми прагнемо показати, як GSM робить спілкування плавним, безпечним та надійним.

Каталог

Малюнок 1: Ієрархія кадрів GSM

GSM Multiframe

У системі GSM кадри згруповані в структури, які називаються мультифірами.Ці мультифрими допомагають постійно тримати час, розподіляти ресурси та переконатися, що все залишається синхронізованим у всій мережі.Багатофір дозволяє системі обробляти сигнали трафіку та керування користувачами, забезпечуючи хорошу якість послуг, керуючи обмеженою пропускною здатністю мережі.У GSM є два основних типів багатофірів: багатофірів для трафіку та керують багатофірами.

Малюнок 2: GSM Multiframe

Багатофрейм трафіку

Багатофункціональний трафік має 26 періодів вибуху понад 120 мілісекунд.Ці сплески - це одиниці часу, що використовуються для надсилання голосу та даних.Більшість з 26 вибухів використовуються для трафіку користувачів (голосу та даних), що дозволяє системі продовжувати спілкування без перебоїв.Однак не всі сплески призначені для даних користувачів.

Два з 26 сплесків зарезервовані для мережевих завдань.Один вибух - для Повільний пов'язаний канал управління (SACCH), який надсилає важливу інформацію про управління, як силу сигналу, коригування термінів та контроль потужності, від телефону до мережі.SACCH важливий для підтримки з'єднання стабільним і добре працює.

Другий зарезервований вибух - це Період, де не надсилаються дані.Цей холостий час допомагає мережі залишатися синхронізованою та запобігає заторам.Він також діє як буфер для зменшення шансів на сутички сигналу або перешкоди між різними передачами.

Ці зарезервовані вибухи контролю допомагають підтримувати мережу GSM ефективною та надійною.Без них мережа намагається впоратися з постійними змінами сили сигналу та іншими факторами.

Малюнок 3: Мультифрейм

Керувати мультимамою

На відміну від багатофірного трафіку, багатофабрика управління в основному використовується для управління мережею, а не трафіку користувачів.У ньому 51 розрив протягом 235,4 мілісекунд, що робить його довше, ніж багатофранда трафіку.Ця структура допомагає мережі плавно працювати і забезпечує пристрої, які можуть належним чином спілкуватися з системою.

Багатофункціональний контроль працює на частоті маяків, спеціальній частоті, що використовується для надсилання важливої ​​мережевої інформації.Він містить такі канали, як корекція частоти (FCB) та канал управління мовленням (BCH).

З FCB Допомагає мобільним пристроям залишатися синхронізований з термінами та частотою мережі.Це важливо, щоб уникнути втручання або відпущених дзвінків.З Бч Надсилає системну інформацію на пристрої, такі як коди місцезнаходження та параметри мережі, допомагає телефонам підключитися та рухатися між мережевими областями.

Разом ці канали в контрольній мультифреймі Переконайтеся, що всі пристрої залишаються синхронізовані з мережею та мають інформацію, необхідну для підтримки міцного з'єднання, навіть коли умови змінюються.Це дозволяє користувачам рухатися між різними мережевими областями, залишаючись на зв’язку.

Малюнок 4: Керування мультифреймом

GSM Superframe

У мережі GSM (Global System for Mobile Communications) Superframe допомагає організувати та синхронізувати спілкування.Це одиниця, яка об'єднає кілька кадрів, вдосконалюючи те, як працює мережа.Superframe включає або 51 багатофірний трафік, або 26 керуючих мультифреймів, триває 6,12 секунди.Ця структура гарантує, що інформація протікає безперебійно і в порядку.

Superframe допомагає координувати як дані користувачів (наприклад, дзвінки, повідомлення та Інтернет), так і сигнали управління (наприклад, налаштування дзвінків та управління мережею).Організувавши їх у суперфрейм, система GSM зберігає все синхронізовано, що дозволяє ефективно передати дані та передачу сигналу.

Без цього спілкування може стати дезорганізованим, спричиняючи відпущені дзвінки або затримки.Superframe гарантує, що всі мережеві функції дотримуються стійкого ритму, запобігаючи перебоям.Фіксована тривалість 6,12 секунди також допомагає операторам мережі ефективно планувати ресурси та підтримувати плавне обслуговування.

Малюнок 5: Superframe GSM

GSM Hyperframe

У структурі GSM (глобальна система мобільних комунікацій) гіперфрейм є найбільшою одиницею часу.Він складається з 2048 суперфреймів і триває близько 3 годин, 28 хвилин та 53,76 секунди.Hyperframe - це основна частина того, як мережа GSM зберігає все, що працює безперебійно, допомагаючи у важливих завданні, таких як частота, що стрибає та шифрування, щоб зберегти спілкування безпечним та надійним.

Частотне скакання

Гіперфрейм допомагає при частоті стрибків, методу, який використовується для поліпшення якості сигналу та зменшення перешкод.Ця методика передбачає регулярну зміну частоти зв'язку, щоб сигнали не залишалися на одній частоті занадто довго.Це зменшує шанси на втручання та робить спілкування більш надійним.Терміни, що надаються Hyperframe, гарантує, що частоти змінюються регулярною схемою, а також допомагають запобігти підслуховуванню.

Шифрування та безпека

Hyperframe відіграє важливу роль у шифруванні GSM, яке захищає дані комунікацій від доступу до несанкціонованих людей.Hyperframe допомагає зберегти терміни зашифрованих даних синхронізованою, щоб шифрування могло працювати належним чином протягом довгих розмов або сеансів даних.Якщо термін виходить, це може послабити безпеку, тому стійкий термін гіперфрейму чудово підходить для підтримки конфіденційності.

Малюнок 6: GSM Hyperframe

Малюнок 7: Цикли інтерфейсу GSM

Частотні смуги GSM

Система	Гурт	Висхід (МГц)	Нижня лінія (МГц)	Діапазон номерів каналів
GSM-850	Смуга 5	824 - 849	869 - 894	128 - 251
GSM-900	Гурт 8	890 - 915	935 - 960	1 - 124
DCS-1800	Гурт 3	1710 - 1785	1805 - 1880	512 - 885
PCS-1900	Смуга 2	1850 - 1910	1930 - 1990	512 - 810
GSM-400	Гурт 14/15	450 - 480	450 - 480	259 - 293/306 - 340
GSM-480	Гурт 14	479 - 492	504 - 517	306 - 340
GSM-700	Гурт 13.12.14	703 - 748	758 - 803	512 - 810
GSM-850 (дод.)	Гурт 26	814 - 849	859 - 894	128 - 251
GSM-R	Діапазон 900	876 - 915	921 - 960	955 - 1023
ER-GSM	Діапазон 900 доб.	880 - 915	925 - 960	0 - 124

Застосування структури кадрів GSM

Поводження з дзвінками

GSM організовує свої кадри для управління декількома голосовими дзвінками одночасно, призначивши кожному користувачеві різні часові проміжки та частоти.Для кожного дзвінка конкретні часові проміжки розподіляються в рамці, що дозволяє декільком користувачам поділяти один і той же частотний спектр без перешкод.Цей метод, відомий як мультиплексування часу часу, допомагає мережі обробляти великий об'єм дзвінків, зберігаючи чіткі та безперебійні з'єднання.

Передача SMS

Текстові повідомлення або SMS надсилаються через мережу GSM за допомогою Control Multiframes.Ці рамки виділяють конкретні часові слоти для SMS, забезпечуючи подання повідомлень негайно, навіть коли голосовий трафік високий.Забронюючи слоти для SMS в каналі управління, мережа гарантує надійну та ефективну передачу повідомлень, не порушуючи поточних дзвінків.

Управління мобільністю

Особливістю GSM є його здатність керувати рухом користувачів, коли люди подорожують між різними вежами мобільних пристроїв.Коли користувач рухається, мережа використовує кадри управління для обробки переходу поточних дзвінків або сеансів даних до нової базової станції.Цей процес, відомий як передача, точно приурочений для запобігання відпущених дзвінків, що дозволяє користувачам переміщатися по областях покриття без перебоїв у обслуговуванні.

Протоколи безпеки

Безпека в GSM тісно пов'язана зі своєю структурою кадру.Гіперфрейм відіграє важливу роль у підтримці безпечного зв'язку шляхом періодичного скидання ключів шифрування та дешифрування.Оновлюючи ці клавіші синхронізації з циклом гіперфрейму, мережа гарантує, що голосові дзвінки та дані залишаються захищеними від несанкціонованого доступу, мінімізуючи ризик перехоплення.

Висновок

Структура кадрів GSM показує розширену інженерію, що стоїть за глобальним мобільним зв'язком.Організовуючи кадри, багатофрейми, суперфрейми та гіперфрейми, GSM ефективно обробляє та синхронізує як дані, так і голос у його мережі.Ця структура не тільки забезпечує плавне спілкування, але й зміцнює безпеку за допомогою таких методів, як частотне скакання та шифрування.Те, як GSM керує різними діапазоном частот, показує свою гнучкість працювати в різних умовах у всьому світі.Розуміння того, як працюють ці компоненти, допомагає пояснити складність мобільних технологій та підкреслює важливість GSM у сучасних телекомунікаціях.У міру зростання технологій та вимог до мережі збільшуються, основні ідеї в структурі кадрів GSM продовжуватимуть формувати майбутні системи мобільного зв'язку.

Часті запитання [FAQ]

1. Яка структура каналу GSM?

Глобальна система мобільних комунікацій (GSM) використовує комбінацію частотного поділу багаторазового доступу (FDMA) та часового розподілу багаторазового доступу (TDMA) для структури каналів.У FDMA весь частотний спектр, доступний для GSM, поділяється на 124 частоти носія, розташованих на 200 кГц один від одного.Потім кожна з цих частот розділяється за допомогою TDMA, де кожен частотний канал розділений на вісім часових слотів.Кожен часовий слот являє собою інший канал, який використовує інший користувач.Ця структура дозволяє декільком користувачам ділитися однаковою частотою без перешкод, виділяючи конкретні часові проміжки для своїх сигналів.

2. Що таке відмінності GSM та LTE?

GSM (2G) та LTE (довгострокова еволюція, що називається 4G) відрізняються за технологіями, швидкістю та функціональністю:

Технологія: GSM використовує поєднання FDMA та TDMA.LTE використовує ортогональний частотний дивізіон багаторазового доступу (OFDMA) для низхідної лінії зв'язку та одноразового дивізіону частоти носія (SC-FDMA) для висхідної лінії зв'язку.

Швидкість: LTE пропонує більш високу швидкість передачі даних, зі швидкістю завантаження до 300 Мбіт / с та швидкістю завантаження 75 Мбіт / с, порівняно з максимальною швидкістю даних GSM близько 114 кбіт / с.

Мережева архітектура: GSM-це система, що перемикає схеми, яка займається голосом та даними окремо.LTE-це повністю переключений пакетами та здатний обробляти голосові та дані через ту саму мережу протоколу Інтернету (IP), підвищує ефективність.

Затримка: мережі LTE мають меншу затримку порівняно з GSM, покращуючи досвід додатків, що потребують передачі даних у режимі реального часу, як-от онлайн-ігри або відеоконференції.

3. Що таке формат GSM?

GSM використовує формат даних, який інкапсулює голос у пакети даних для передачі над цифровими сигналами.Кожен кадр GSM складається з 8 часових слотів, і кожен слот містить сплеск даних.Стандартний формат даних для повідомлення GSM включає інформацію про синхронізацію, кодування даних та дані користувачів, полегшення зв'язку між мережею та мобільним пристроєм.Цей формат забезпечує ефективне використання спектру та синхронізацію багатокористувацького доступу.

4. Чи використовує 5G GSM?

Ні, технологія 5G не використовує GSM.5G побудований на нових радіочастотах та новому мережевому архітектурі, розробленій для підвищення швидкості, ємності та затримки порівняно з попередніми стільниковими поколіннями.Він використовує такі технології, як MASIVE MIMO, формування променів та більш досконалі технології доступу, які відрізняються від системи FDMA/TDMA GSM.

5. Чи є GSM аналоговим чи цифровим?

GSM - це цифрова стільникова технологія.Він оцифровує та стискає дані, потім надсилає його вниз на канал з двома іншими потоками даних користувачів, кожен у власному часовому слоті.GSM був розроблений для заміни старих аналогових мереж першого покоління (1G), таким чином забезпечуючи кращу безпеку даних, голосові передачі більш високої якості та підтримку текстових повідомлень та служб даних.