на 2024/08/23 20,018

Структура на рамката на GSM

В GSM (Глобална система за мобилни комуникации) времето се разделя на единици, наречени „периоди на спукване“, всеки от които продължава около 0,577 милисекунди.GSM рамка се състои от осем периода на спукване, на обща 4,615 милисекунди и организира различни видове канали, които обработват глас, данни и мрежов контрол.Всеки период на изблик съответства на физически канал, който носи информация за глас, данни или сигнализиране.Тези канали помагат на мрежата ефективно да управлява комуникацията между телефоните и мрежата.Сложната му структура на рамката, добра за управление на сигналите и данните, изпратени между телефони и мрежови кули.Тази статия разглежда детайлите на структурата на GSM Frame, като разрушава своите части като мултифрейм, суперфрейм, хиперфрейм и честотните ленти, които използва.Обяснявайки тези компоненти, ние се стремим да покажем как GSM прави комуникацията гладка, безопасна и надеждна.

Каталог

Фигура 1: Йерархия на GSM Frame

GSM Multiframe

В системата GSM кадрите са групирани в структури, наречени мултифрейри.Тези мултифрейми помагат да поддържат времето гладко, да разпределят добре ресурсите и да се уверят, че всичко остава в синхрон в цялата мрежа.Multiffames позволява на системата да обработва потребителския трафик и контролни сигнали, като гарантира добро качество на услугата, като същевременно управлява ограничената мрежа на мрежата.Има два основни типа мултифрейми в GSM: Multiframe Multiframes и Control Multiframes.

Фигура 2: GSM Multiframe

Трафик мултифрейм

Мултифреймът на трафика има 26 периода на спукване над 120 милисекунди.Тези изблици са единиците на времето, използвани за изпращане на глас и данни.Повечето от 26 -те изблици се използват за потребителски трафик (глас и данни), което позволява на системата да поддържа комуникацията без прекъсвания.Не всички изблици обаче са за потребителски данни.

Два от 26 -те изблици са запазени за мрежови задачи.Един спукване е за Бавен асоцииран контролен канал (SACCH), който изпраща важна информация за контрола, като силата на сигнала, корекциите на времето и контрола на мощността, от телефона до мрежата.Sacch е важен за поддържане на връзката стабилна и работа добре.

Вторият запазен срив е Период на празен ход, където не се изпращат данни.Това време на празен ход помага на мрежата да пребивава в синхрон и предотвратява задръстванията.Той също така действа като буфер за намаляване на шансовете за сигнални сблъсъци или смущения между различни предавания.

Тези запазени контролни изблици помагат за поддържане на GSM мрежата ефективна и надеждна.Без тях мрежата ще се бори да се справи с постоянните промени в силата на сигнала и други фактори.

Фигура 3: Multiframe

Контрол на мултифрейм

За разлика от Multiframe на трафика, Control Multiframe се използва най -вече за управление на мрежата, а не за потребителски трафик.Той има 51 периода на спукване над 235,4 милисекунди, което го прави по -дълъг от трафика.Тази структура помага на мрежата да работи безпроблемно и гарантира, че устройствата могат да комуникират правилно със системата.

Control Multiframe работи на честотата на Beacon, специална честота, използвана за изпращане на важна информация за мрежата.Той съдържа канали като спукване на честотна корекция (FCB) и канал за управление на излъчване (BCH).

The FCB Помага на мобилните устройства да останат в синхрон с времето и честотата на мрежата.Това е важно, за да се избегнат смущения или отпаднали обаждания.The Bch Изпраща система на системата до устройства, като кодове за местоположение и мрежови параметри, помага на телефоните да се свържат и да се движат между мрежовите области.

Заедно тези канали в Control Multiframe се уверете, че всички устройства остават в синхрон с мрежата и разполагат с необходимата информация за поддържане на силна връзка, дори когато условията се променят.Това позволява на потребителите да се движат между различни мрежови области, докато остават свързани.

Фигура 4: Контролен мултифрам

GSM Superframe

В мрежата GSM (Global System for Mobile Communications) Superframe помага да се организира и синхронизира комуникацията.Това е единица, която групира множество кадри, подобрявайки как работи мрежата.Суперфрейм включва или 51 трафик мултифрейм или 26 контролни многофрама, с продължителност 6,12 секунди.Тази структура гарантира, че информацията тече гладко и в ред.

Superframe помага да се координират както потребителски данни (като обаждания, съобщения и интернет), така и за контрол на сигнали (като настройка на повиквания и управление на мрежата).Организирайки ги в суперфрейм, системата GSM поддържа всичко в синхрон, което позволява ефективни данни и предаване на контролния сигнал.

Без него комуникацията може да стане неорганизирана, причинявайки отпаднали обаждания или закъснения.Суперфреймът гарантира, че всички функции на мрежата следват стабилен ритъм, предотвратявайки прекъсванията.Фиксираната продължителност 6,12 секунда също помага на мрежовите оператори да планират ресурсите ефективно и да поддържат гладко обслужване.

Фигура 5: GSM Superframe

GSM Hyperframe

В структурата на GSM (глобална система за мобилни комуникации) хиперфреймът е най -големият времеви единица.Той е съставен от 2 048 суперфрейми и продължава около 3 часа, 28 минути и 53,76 секунди.Hyperframe е основна част от това как GSM мрежата поддържа всичко да работи гладко, помагайки с важни задачи като честота скачане и криптиране, за да поддържа комуникацията сигурна и надеждна.

Честотно скачане

Хиперфреймът помага при честота скачане, метод, използван за подобряване на качеството на сигнала и намаляване на смущения.Тази техника включва редовно промяната на честотата на комуникацията, така че сигналите да не останат на една честота твърде дълго.Това намалява шансовете за намеса и прави комуникацията по -надеждна.Времето, осигурено от хиперфрейм, гарантира, че честотите се променят в редовен модел, а също така спомагат за предотвратяване на подслушване.

Криптиране и сигурност

Хиперфреймът играе важна роля в криптирането на GSM, което предпазва данните за комуникацията от достъп до неоторизирани хора.Хиперфреймът помага да се запази времето на криптираните данни в синхрон, така че криптирането да може да работи правилно при дълги разговори или сесии за данни.Ако времето се оттегли, това може да отслаби сигурността, така че стабилният момент на хиперфрейм е чудесен за поддържане на поверителността.

Фигура 6: GSM хиперфрейм

Фигура 7: GSM интерфейсни цикли

GSM честотни ленти

Система	Лента	Uplink (MHz)	Низходяща връзка (MHz)	Диапазон на номера на канала
GSM-850	Група 5	824 - 849	869 - 894	128 - 251
GSM-900	Група 8	890 - 915	935 - 960	1 - 124
DCS-1800	Група 3	1710 - 1785	1805 - 1880	512 - 885
PCS-1900	Група 2	1850 - 1910	1930 - 1990	512 - 810
GSM-400	Лента 14/15	450 - 480	450 - 480	259 - 293/306 - 340
GSM-480	Група 14	479 - 492	504 - 517	306 - 340
GSM-700	Лента 12/13/14	703 - 748	758 - 803	512 - 810
GSM-850 (вътр.)	Група 26	814 - 849	859 - 894	128 - 251
GSM-R	Лента 900	876 - 915	921 - 960	955 - 1023
Er-gsm	Band 900 Ext.	880 - 915	925 - 960	0 - 124

Приложения на структурата на рамката на GSM

Обработка на обаждания

GSM организира своите кадри за управление на множество гласови обаждания едновременно, като присвоява различни времеви слотове и честоти на всеки потребител.За всяко обаждане конкретни времеви слотове се разпределят в рамките на кадър, което позволява на няколко потребители да споделят един и същ честотен спектър без смущения.Този метод, известен като мултиплексиране на времето, помага на мрежата да се справи с голям обем от повиквания, като същевременно поддържа ясни и непрекъснати връзки.

SMS предаване

Текстовите съобщения или SMS се изпращат през GSM мрежата с помощта на Control Multiframes.Тези кадри отделят конкретни слотове за време за SMS, като се гарантира, че съобщенията се доставят незабавно, дори когато гласовият трафик е висок.Чрез резервиране на слотове за SMS в контролния канал, мрежата гарантира надеждно и ефективно предаване на съобщения, без да нарушава текущите обаждания.

Управление на мобилността

Характеристиката на GSM е способността му да управлява движението на потребителите, докато хората пътуват между различни кули на клетките.Когато потребителят се премести, мрежата използва контролни рамки, за да обработва прехода на текущи обаждания или сесии за данни към нова базова станция.Този процес, известен като предаване, е точно определен за предотвратяване на отпаднали обаждания, което позволява на потребителите да се движат в области на покритие без прекъсвания в обслужването.

Протоколи за сигурност

Сигурността в GSM е тясно обвързана със структурата на рамката му.Хиперфреймът играе важна роля за поддържането на сигурни комуникации чрез периодично нулиране на ключовете за криптиране и декриптиране.Чрез актуализиране на тези клавиши в синхрон с цикъла на хиперфрейм, мрежата гарантира, че гласовите разговори и данни остават защитени от неоторизиран достъп, като сведат до минимум риска от прихващане.

Заключение

Структурата на GSM Frame показва усъвършенстваното инженерство зад глобалната мобилна комуникация.Чрез организиране на рамки, мултифрейми, суперфрейми и хиперфрейми, GSM ефективно се справя и синхронизира както данни, така и глас в своята мрежа.Тази структура не само осигурява безпроблемна комуникация, но и засилва сигурността с методи като честота скачане и криптиране.Начинът, по който GSM управлява различни честотни ленти, показва своята гъвкавост да работи в различни среди по целия свят.Разбирането как работят тези компоненти помага да се обясни сложността на мобилните технологии и подчертава значението на GSM в съвременните телекомуникации.С увеличаването на технологията и нуждите на мрежата се увеличават, основните идеи в структурата на рамката на GSM ще продължат да оформят бъдещи системи за мобилна комуникация.

Често задавани въпроси [FAQ]

1. Каква е структурата на канала на GSM?

Глобалната система за мобилни комуникации (GSM) използва комбинация от честотен отдел с множествен достъп (FDMA) и времеви отдел с множествен достъп (TDMA) за структура на канала.В FDMA целият честотен спектър, наличен за GSM, е разделен на 124 носещи честоти, разположени на разстояние 200 kHz.След това всяка от тези честоти се разделя допълнително с помощта на TDMA, където всеки честотен канал е разделен на осем времеви слота.Всеки път слот представлява различен канал, използван от различен потребител.Тази структура позволява на множество потребители да споделят една и съща честота без смущения, като разпределят конкретни времеви слотове за своите сигнали.

2. Какви са разликите в GSM и LTE?

GSM (2G) и LTE (дългосрочна еволюция, наричани 4G) се различават в технологията, скоростта и функционалността:

Технология: GSM използва комбинация от FDMA и TDMA.LTE използва ортогонална честотна дивизия с множествен достъп (OFDMA) за спускане на връзката и единичната честота на честотата на честотата (SC-FDMA) за възходяща връзка.

Скорост: LTE предлага по -високи скорости на данни, с пикови скорости на изтегляне до 300 Mbps и скорост на качване от 75 Mbps, в сравнение с максималните скорости на данни на GSM от около 114 kbps.

Мрежова архитектура: GSM е система, превключена на веригата, която обработва гласа и данните отделно.LTE е изцяло превключен на пакети и способен да обработва гласа и данните през една и съща мрежа, базирана на Интернет (IP), повишава ефективността.

Латентност: LTE мрежите имат по-ниска латентност в сравнение с GSM, подобрявайки опита за приложения, изискващи предаване на данни в реално време, като онлайн игри или видеоконференции.

3. Какъв е формата на GSM?

GSM използва формат на данни, който капсулира гласа в пакети с данни за предаване през цифрови сигнали.Всяка GSM кадър се състои от 8 времеви слота и всеки слот съдържа избухване на данни.Стандартният формат на данни за GSM съобщение включва информация за синхронизация, кодиране на данни и потребителски данни, улесняване на комуникацията между мрежата и мобилното устройство.Този формат гарантира ефективно използване на спектъра и синхронизацията на достъпа с много потребители.

4. Използва ли 5G GSM?

Не, 5G технологията не използва GSM.5G е изграден на нови радиочестоти и нова мрежова архитектура, предназначена да подобри скоростта, капацитета и латентността спрямо предишните клетъчни поколения.Той използва технологии като масивни MIMO, формиране на лъчи и по-модерни технологии за достъп, които се различават от системата на базата на FDMA/TDMA на GSM.

5. GSM аналогов или цифров ли е?

GSM е цифрова клетъчна технология.Той цифровизира и компресира данните, след което го изпраща по канал с два други потока потребителски данни, всеки от собствения си времеви слот.GSM е проектиран да замени по-старите аналогови мрежи от първо поколение (1G), като по този начин осигурява по-добра сигурност на данните, по-висококачествени гласови предавания и поддръжка за текстови съобщения и услуги за данни.