Capitolul 2 - Conceptul de comunicare wireless - o revizuire a sistemului GSM
2.1.1 frecvență
Stația mobilă comunică cu stațiile de bază prin transmiterea și primirea undelor radio care transmit energie electromagnetică. Frecvența - numărul de oscilații pe secundă. Frecvența este măsurată în hertzi. 1 Hz - una oscilație pe secundă. Undele radio sunt utilizate pe tot parcursul:
televizor
medicină
industria munițiilor
Spațiu, etc.
Fiecare operator de telefonie mobilă are un permis pentru un anumit număr de frecvențe într-o anumită regiune teritorială. Rezoluție a emis pe frecvența SCR (Comitetul de Stat pentru Frecvențe Radio). În America, de exemplu, frecvențele cumpărate la licitație.
Fig. 2.1 arată distribuția benzilor de frecvență utilizate pentru comunicații mobile.
Fig. 2.1 Alocarea benzilor de frecvență pentru standardele mobile
2.1.2. lungime de undă
Există mai multe tipuri de unde electromagnetice. Aceste unde electromagnetice pot fi descrise printr-o funcție sinusoidală care este caracterizată printr-o lungime de unda. Lungimea de undă - este lungimea o oscilație. măsurată în metri. Frecvența de oscilație și lungimea de undă sunt legate între ele prin viteza luminii în vid (m / sec.).
Lungimea de undă poate fi determinată cu ajutorul formulei 1.1.
Astfel, pentru lungimea de undă de banda GSM 900 este:
Formula 2.1 se poate observa că mai mare frecvență mai mică lungimea de undă. frecvențe mai mici cu lungimi de undă mai lungi este mai bine distribuite pe distanțe lungi decât valuri cu o frecvență ridicată. Acest lucru se datorează faptului că o astfel de undă se poate propaga, rotunjirea suprafața pământului ca urmare a propagării troposferic. Televiziunea și radiodifuziune FM este reprezentanți ai frecvențelor joase.
frecvență înaltă, cu o lungime de undă mică este mai bine distribuită pe distanțe scurte. Acest lucru se datorează sensibilitate ridicată la diferite tipuri de obstacole în calea undelor.
intervale de frecvență mari sunt utilizate fie pe linia de vedere, fie în zonele cu zona de acoperire redusă în cazul în care receptorul este situat relativ aproape de stația de bază.
2.1.3. banda de trecere
Lățimea Termenul introdus lățime de bandă pentru a determina intervalul de frecvențe utilizate, de exemplu, pentru transmiterea semnalelor în direcția uplink - de la MS la BTS. Lățimea de bandă depinde de numărul de frecvențe disponibile în spectrul de frecvențe. Lățimea de bandă este unul dintre parametrii care definesc de care depinde capacitatea sistemelor mobile, adică numărul de conexiuni care pot fi stabilite în mod simultan.
2.1.4. canale
Un alt parametru care determină capacitatea sistemului este canalul. Canal - această frecvență sau un set de frecvențe care pot fi utilizate pentru transmisia de voce / date.
Canalele de comunicare pot viața de diferite tipuri. Tabelul 2 furnizează date privind tipurile existente de canale.
Tipuri Tabelul 2 canale -Există
Posibila transmisie în ambele direcții simultan
simplex pe canal, de exemplu, cum ar fi muzica canal de radio FM utilizează o frecvență într-o singură direcție. canal duplex, de exemplu, cum ar fi în sistemele mobile, utilizează două frecvențe, unul este utilizat pentru stabilirea unei conexiuni către o stație mobilă, altul - spre stația de bază.
transmisie radio către stația de bază se numește legătură în sus. iar transferul către stația mobilă - legătură în jos.
Fig. 2.2 prezentat schematic direcția de transmisie radio.
Fig. 2.2 - Domenii de transmitere a semnalelor radio
2.1.5. spaţierea
Pentru transmiterea semnalelor în ambele direcții (legătura ascendentă, descendentă), necesită intervale de date Spațiere. Distanța dintre liniile de transmisie de semnal se numește duplex frecvența spațiere.
Fără spațiere frecvență duplex semnalelor transmise în ambele direcții ar amesteca între ele. Fig. 2.3, o reprezentare schematică a unei frecvențe spațierea duplex în sistem GSM 900.
Fig. 2.3 - spațierea frecvență duplex
^
2.1.6. separare a canalelor
În plus față de spațierea frecvență duplex, fiecare sistem mobil include, de asemenea, un canal de separare 3. Separarea canalului - este distanța dintre canalele dintr-o bandă de frecvență utilizată pentru a transmite semnale numai într-o singură direcție.
Canalul de separare este necesară pentru a evita impunerea de informații în răsfățați canalele adiacente.
distanța Interchannel între două canale depinde de cantitatea de informații transmise în cadrul canalului. Cu cât cantitatea de informații transmise, mai amplă trebuie să fie asigurată o separare interchannel. Fig. 2.4 prezintă un exemplu de separare a canalelor.
Fig. 2.4 - Separarea canalului
Fig. 2.4 se observă că frecvențele purtătoare ale formei 895.4 și 895.6 MHz modulate și un anumit spectru de frecvență. Pentru a evita spectrele de frecvență de suprapunere a acestor transportatori introduși spațierea între canale de 200 kHz. Spațierea interchannel ar putea conduce la mai înguste denaturare sau plumb crossfire la canalele zgomotoase.
2.1.7. Capacitatea de sistem și de reutilizare a frecvenței
Numărul de frecvențe utilizate într-o celulă determină capacitatea celulei. Fiecare operator are o licență pentru un anumit număr de frecvențe care pot fi utilizate în anumite zone. Aceste frecvențe în conformitate cu un plan de frecvență și permite Gossvyaznadzora utilizate în
operator de rețea de tip fagure. Celula poate utiliza una sau mai multe frecvențe, în funcție de volumul de trafic și frecvențele disponibile în conformitate cu un plan de frecvență.
Este important ca planul de frecvențe exclus posibilitatea de interferență care poate fi cauzată de mai mulți factori.
Factorul principal care influențează nivelul de interferență - proximitate repetată frecvență. Creșterea interferenței duce la o reducere a calității serviciului pentru clienți.
De exemplu, pentru a acoperi întreaga rețea celulară România, cu o capacitate suficientă necesară pentru frecvențe de reutilizare în diferite zone geografice. În plus, frecvența nu trebuie repetată în celulele vecine, pentru a evita interferențele.
Pentru frecvența de repetiție trebuie să utilizeze modelul de reutilizare a frecvenței existente. Fig. 2.5 prezintă un model simplificat al aplicării de reutilizare a frecvenței. Fig. 2.5 arată că reutilizarea frecvențelor trebuie să fie utilizate în celulele situate la o distanță suficientă unul față de celălalt. Datorită acestor introdus noțiunea de „distanță“ model de reutilizare a frecvenței care identifică frecvența de repetiție.
Fig. 2.5 - Re-utilizare a frecvențelor
2.1.8 Viteza de transmisie
Cantitatea de informații transmise prin intermediul unui canal radio pentru o anumită perioadă de timp, numit o rată de transmisie. Rata de transmisie este exprimată în unități, cum ar fi biți / sec. Viteza de voce / transmitere de date prin interfața de aer în sistemul GSM este de 270 kbit / s.
2.1.9 Modularea
După cum se știe, gama de frecvențe de 900 MHz utilizat în sistemul GSM. Aceste frecvențe nu sunt acele frecvențe, care este generat de informații, cu toate acestea, pentru transmiterea informațiilor cu ajutorul unui semnal purtător de modulare baseband (cum ar fi, de exemplu, un semnal de vorbire), semnalul de emisie în regiunea de înaltă frecvență, care sunt transmise prin aer.
După cum este bine cunoscut de modulare este:
Amplitudine.
frecvență
fază
Numele de tip modulare depinde de modul în care semnalul de intrare modulat: amplitudine, frecvență sau fază. În sistemul de modulație digitală se numește manipulare. Orice tip de modulare mărește spectrul de frecvență, care, la rândul său, limitează capacitatea benzii de frecvențe disponibile.
Regula de bază a tehnicilor de modulație: 1 bit / sec. Acesta poate fi transmis în cadrul benzii de 1 Hz. Folosind această metodă poate transmite informații cu o viteză de 200 Kbit / sec, 200 kHz banda de frecventa. Cu toate acestea, există tehnici avansate de modulare pentru a transmite mai mult de 1 bit / sec în termen de 1Hz. O astfel de metodă de modulare este utilizat în sistemul GSM și este denumit Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) - manipulare Gause cu schimbare de fază minimă, care permite canal de transmisie oragnizovat la o viteză de 270 kbit / s în banda de 200 kHz.
Capacitatea canalului în sistemul GSM poate fi comparat cu capacitatea de canal a sistemelor mobile ale altor standarde care trădează mai mulți biți / sec. prin canalul. În acest sens, capacitatea unor astfel de sisteme de mai sus.
Cu toate acestea, din cauza utilizării în modularea sistemului GMSK GSM pe valoarea de interferență este setată o mai mare toleranță. Acestea din urmă determină o utilizare mai eficientă a metodei de reutilizare a frecvenței, care corespunde posibilității de capacitate crescută în comparație cu sistemele mobile, alte standarde de sisteme (de exemplu, NMT-450).
2.1.10. Metoda de acces: multiplexarea cu diviziune (TDMA)
Cele mai multe sisteme mobile utilizează o tehnică de diviziune de timp de multiplexare (Time Division Multiple Access - TDMA) pentru primirea și transmiterea semnalelor vocale.
Prin folosirea unui canal TDMA este utilizat pentru a servi mai multe apeluri / stabili conexiuni multiple. Fiecare conexiune este instalat la unul și același canal, dar în diferite intervale de timp. Aceste intervale de timp sunt desemnate ca TS - intervale de timp. Fiecare SM din compusul ocupă un TS ca în direcția uplink conexiune și descendentă. Informațiile transmise prin cea TS, numit un pachet (spargere).
cadru TDMA în sistemul GSM este format din 8 sloturi de timp. Aceasta înseamnă că, compușii 8 pot fi efectuate în sistem GSM, un operator de transport. Fig. 2.6 prezintă o structură TDMA.
Fig. Structura 2.6 TDMA