Физические и логические каналы

Каждый временной интервал (time slot - TS) внутри кадра TDMA называется физическим каналом. В системе GSM используется 8 физических каналов на одной несущей частоте.

Физический канал предназначен для передачи речи, данных или сигнальной информации.

Рис 3.1. Организация каналов TDMA

По физическому каналу могут передаваться любые сообщения. Последнее зависит от информации, которую нужно передать. Информация по каналам передается в виде логических сообщений. В соответствии с типами сообщений каналы подразделяются на различные типы логических каналов, то есть в зависимости от типа передаваемого сообщения физическому каналу присваивается определенное наименование. Например, один из физических каналов используется для передачи трафика, то есть трафик передаётся по каналам TCH – Traffic Channel, в виде речевых сообщений - Traffic messages), в то время как хэндоверные команды передаются, используя сообщения канала управления с быстрым доступом Fast Associated Control Channel (FACCH).

Логические каналы

В системе GSM существует большое количество логических каналов, которые разработаны для передачи различной информации к/от MS.

Информация, передаваемая от и к MS должна всегда передаваться корректно, таким образом, чтобы принимающее устройство могло правильно разобрать, что означает каждый переданный бит информации. Как упоминалось выше, пакет передачи (burst), используемый для передачи трафика, помимо речи передаёт другие вспомогательные данные, такие как тестовая последовательность. Существует несколько типов пакетов (burst). Соотношения между пакетами и логическими каналами показано на рис 3.2.

Рис. 3.2 Логические каналы и пакеты

Каналы управления

Когда мобильная станция включается, она начинает искать BTS, чтобы соединиться с ней. MS сканирует весь частотный диапазон или, в качестве варианта, использует список частот, принадлежащих оператору. Когда MS находит несущую с самым большим уровнем сигнала, она должна определить канал управления. Первый из каналов, который MS должна найти – это широковещательный логический канал Broadcast Control Channel (BCCH) - канал управления с широковещательной передачей.

Несущая частота BCCH содержит важную информацию для MS, включающую, например, идентификатор зоны местоположения (LA), идентификатор сети, информацию о синхронизации. Без такой информации MS не может работать с сетью. Данная информация передается в определённом временном интервале и называется широковещательной информацией, так как предназначена всем MS, способным получить доступ к этой несущей. Именно поэтому канал Broadcast Channel (BCH) называется широковещательным.

После того, как MS закончит анализировать информацию на канале BCH, она будет располагать всей информацией, необходимой для нормального функционирования и работы с сетью. Однако, если MS переходит в другую соту (этот процесс называется роуминг - roaming), она должна повторить всю процедуру сканирования системы, читая информацию на каналах FCCH, SCH, BCCH.

Если абонент инициализирует вызов с помощью MS, то мобильная станция должна использовать общий канал управления Common Control CHannel (CCCH)

Таблица 3.1 – Информация о канале BCH.

Broadcast Channel (BCH) - Широковещательные каналы
Логический канал	Направление	BTS	MS
FCCH Канал коррекции частоты (Frequency Correction Channel)	Downlink – от BTS к MS, точка-многоточка	Передаёт несущую частоту.	Идентифицирует несущую BCCH посредством несущей частоты и позволяет осуществить синхронизацию с частотой.
SCH Канал синхронизации (Synchronization Channel)	Downlink – от BTS к MS, точка-многоточка	Передаёт информацию о структуре кадра TDMA в соте (номер кадра) и идентификатор BТS (Base Station Identity Code -BTSIC).	Позволяет осуществить синхронизацию со структурой кадра внутри конкретной соты для обеспечения гарантии того, что выбранная BTS принадлежит GSM – если BTS принадлежит сети GSM, то декодировать BTSIC может только MS.
BCCH Канал управления с широковещательной передачей (Broadcast Control Channel)	Downlink – от BTS к MS, точка-многоточка	Передаёт всю общую информацию о соте: - идентификатор зоны местоположения (LAI), - максимальную допустимую выходную мощность в соте, - идентификатор несущей BCCH для соседних сот.	Принимает LAI; в качестве части процедуры обновления местоположения уведомляет сеть о том, отличается ли LAI от того, который хранится в SIM; устанавливает выходную мощность на основе информации, принятой на BCCH. Кроме того, MS хранит список несущих BCCH, на которых были произведены измерения уровня приема для принятия решения о хэндовере.

Таблица 3.2 – Информация о канале CCCH.

Common Control Channel (CCCH)
Логический канал	Направление	BTS	MS
PCH Канал вызова MS (Paging Channel)	Downlink, от BTS к MS, точка - точка	Передаёт вызывное сообщение, чтобы оповестить MS о входящем вызове или поступлении сообщения SMS. Содержит идентификационный номер абонента, с которым система желает установить связь.	MS прослушивает PCH в определённые временные интервалы и, если обнаруживает собственный номер (номер идентификатора абонента), то она отвечает.
RACH Канал запроса доступа в сеть (Random Access Channel)	Uplink, от MS к BTS, точка - точка	Принимает запрос от MS для установления соединения, обновления информации о местоположении, передачи SMS.	Отвечает на пэйджинговые сообщения по каналу RACH путем запроса предоставления канала сигнализации.
AGCH - Канал уведомления о разрешении доступа (Access Grant Channel)	Downlink от BTS к MS, точка - точка	Назначение сигнального канала SDCCH для MS.	Приём команды назначения сигнальногоканала SDCCH.

На этой стадии MS и BSS готовы выполнить процедуры установления соединения. Для этого MS и BSS используют выделенные каналы управления - DCCH (Dedicated Control channel).

Таблица 3.3 – Информация о каналах DCCH.

Common Control Channel (CCCH)
Логический канал	Направление	BTS	MS
SDCCH Сигнальный канал (Stand alone Dedicated Control Channel)	Оба направления (Uplink, Downlink), точка - точка	BTS переключается на назначенный канал SDCCH, используемый для сигнализации при установлении соединения. С помощью этого канала BSC назначает канал TCH. SDCCH используется также для передачи в направлении MS текстовых сообщений SMS.	MS переключается на выделяемый канал SDCCH, осуществляется процедура установления соединения. MS получает информацию о назначении TCH (несущую и временной интервал)
CBCH Канал широковещательной передачи в соте (Cell Broadcast Channel)	Downlink, от BTS к MS, точка - многоточка	Использует данный канал для широковещательной передачи текстовых сообщений (SMS) всем MS, находящимся в определенной соте.	MS принимает широковещательные текстовые сообщения
SACCH Канал управления с медленным доступом (Slow Associated Control Channel)	Оба направления (Uplink, Downlink), точка - точка	Оповещает MS о том, на какой мощности осуществлять связь, а также передаёт информацию о временной задержке.	Отсылает отчеты об усредненных измерениях в обслуживающую её BTS (уровень сигнала, качество, временная задержка) и соседние BTS (уровень сигнала). MS в процессе разговора постоянно использует SDCCH.
FACCH Канал управления с быстрым доступом (Fast Associated Control Channel)	Оба направления (Uplink, Downlink), точка - точка	Передаёт информацию о хэндовере.	Передает необходимую информацию о хэндовере в пакете доступа.