Перемежение (Interleaving) Первый уровень перемежения

Следует отметить, что канальный кодер осуществляет кодирование последовательностью из 456 бит для каждых 20 мс речи. После этого осуществляется интерливинг, в результате чего формируется 8 блоков по 57 бит каждый. В обычном пакете (normal burst) есть пространство для двух таких речевых блоков (по 57 бит). Назначение остальных бит будет рассматриваться ниже. Таким образом, если один из этих блоков теряется, это будет соответствовать 25 % BER внутри интервала речи продолжительностью 20 мс (2/8 = 25%)

Как было указано выше, при первом уровне интерливинга результирующие потери составляют 25%. Последнее слишком велико для осуществления корректировки в канальном кодере. Введение второго уровня интерливинга позволяет снизить BER

до12.5 %

Вместо передачи двух блоков по 57 бит речевого сообщения для интервала 20 мс внутри одного пакета, система передаёт один блок информации из одного 20 миллисекундного речевого сообщения и один блок информации из другого 20 миллисекундного речевого сообщения вместе.

Такая одновременная передача организует в системе задержку в 20 мс, вследствие чего MS должна ждать следующие 20 мс речи. Однако система при потере всего пакета (burst) теряет только 12.5% бит каждого временного цикла, что может быть исправлено канальным кодером.

Шифрование (Ciphering/Encryption)

Цель шифрования (Ciphering/Encryption) заключается в защите речевого пакета (burst) таким образом, чтобы никто другой не смог расшифровать данное сообщение при использовании различных внешних декодеров. Алгоритм шифрования не осуществляет добавления каких-либо дополнительных битов, следовательно, на выходе мы имеем те же 456 бит речевого сообщения для интервала 20 мс.

Формирование пакета (Burst Formatting)

Как указывалось выше, каждый пакет данных от MS/BTS содержит дополнительную служебную информацию (тестовую последовательность). Процесс формирования пакета заключается в добавлении этих бит (среди которых имеются еще и флаговые биты) к основной передаваемой информации, увеличивая тем самым объем информации, но в то же самое время решая проблемы, возникающие при передаче информации через радиоэфир.

В системе GSM входной информацией для формирования пакета является шифрованная информация объемом в 456 бит. Процедура формирования пакета добавляет ещё 136 бит на блок из 20 мс, в общем преобразуя исходное сообщение в результирующее сообщение объемом 592 бит.

Однако продолжительность каждого TDMA таймслота составляет 0.577 мс, следовательно, есть возможность передать 156.25 бит информации), передача каждого бита занимает 3.69 мкс), но пакет содержит только 148 бит,

Свободное пространство в 8.25 бит является пустым и называется защитным периодом (Guard Period – GP). Данный период времени дает время для MS/BTS выйти на искомую частоту, также проверить, что по данному таймслоту не идет передача от других MS/BTS.

После формирования пакет состоит из 156.25 бит (для одного пакета) или 625 бит (в четырех пакетах) для речевого отсчета продолжительностью 20 мс. Однако для того, чтобы настроить модулятор, с двух сторон пакета доступа используются несколько пустых бит. Это увеличивает объем сообщения до 676 бит для каждого речевого отсчета в 20 мс.

Для одного таймслота требуемая полоса пропускания составит 33,6 Кбит/с, а для 8-ми – 270.4 Кбит/с, таким образом, на одном частотном канале в GSM суммарная скорость передачи составляет ~270К6ит/с.

Модуляция и передача

После составления сообщения из 676 бит для каждого речевого отсчета в 20 мс, оно передаётся через радиоэфир, используя несущую частоту. В стандарте GSM используется метод модуляции GMSK. Биты модулируются на несущей частоте и передаются через эфир.

Вопросы самоконтроля

1. Почему при увеличении потерь и достижении критических значений отношений сигнал/шум, сигнал/помеха в сотовой связи не происходит разрыва соединения?

2.. Что такое глубина замирания сигнала? Чем обусловлены медленные и быстрые замирания? Почему замирания сигнала называются «релеевскими»?

3. Что такое временная дисперсия и межсимвольная интерференция?

4. Поясните суть метода «адаптивная подстройка», используемого для борьбы с временной дисперсией. Какое устройство, входящее в состав мобильной связи осуществляет адаптивную подстройку?

5. Чем вызвано «временное наложение» и введение выравнивания во времени – «временного упреждения»?

6. Что означает 30% BER, имеет ли этот показатель отношение к качеству переданного сигнала?

7. Перечислите методы, используемые для борьбы с ошибками в канале передачи.

8. Поясните суть пространственного разнесения антенн. Чем пространственное разнесение отличается от поляризационного?

9. Поясните цель введения перескоков по частоте. Сколько вариантов перескоков по частоте существует согласно стандарту GSM? Обязательна ли установка перескоков на базовой станции в сельской местности?

10. Если оператором введены перескоки по частоте, изменяется ли номер TS во время сеанса связи?

11. Чем определяется максимальный радиус соты в стандарте GSM размером 35 км?

12. За счёт каких преобразований обеспечивается передача для 8 абонентов после ИКМ преобразования в выделенной полосе одной несущей 200 КГц? Какой узел MS обеспечивает скорость 8х13 Кбит/с = 104 Кбит/с.

13. Каким образом обрабатываются биты информации в канальном кодере?

14. Поясните процесс перемежения и как результат - снижение потерь BER.