ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ ПО СТАНДАРТУ GPRS ЧАСТЬ 2 ФИЗИЧЕСКИЙ

ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ ПО СТАНДАРТУ GPRS ЧАСТЬ 2: ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАЧЕЙ ВЫПОЛНИЛА: СТУДЕНТКА 698 ГРУППЫ МАКЛАКОВА МАРИЯ

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ GPRS • Физический уровень системы GPRS очень похож на физический уровень стандартной системы GSM. Тем не менее, пакетная передача и асимметрия трафика потребовали внесения в него некоторых изменений и дополнений. Прежде всего, система GPRS предусматривает работу в многослотовом режиме, в котором одной подвижной станции может быть выделено до восьми временных слотов в кадре. Асимметричность пакетного трафика приводит к тому, что восходящей и нисходящей линиям связи выделяются различные ресурсы. Выделение канала производится только на время передачи или приема пакета. В промежутках между передачей последовательных пакетов этот канал может использоваться другими подвижными станциями. Так реализуется правило емкость по требованию. Это означает, что количество выделенных физических каналов является функцией интенсивности трафика, приоритета услуг и класса многослотового режима работы. Физические каналы могут совместно использоваться системами GSM и GPRS.

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ GPRS • Основной физический канал GPRS называется каналом передачи пакетных данных (англ. Packet Data Channel - PDCH). В GPRS применяется несколько логических каналов, организация которых показана на рис. 9. 13.

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ GPRS Функции логических каналов: - канал трафика пакетных данных (англ. Packet Data Traffic Channel - PDTCH) используется для передачи пользовательских данных. Одному GPRS-терминалу может быть выделен один или несколько каналов PPDTCH; - широковещательный канал управления (англ. Packet Broadcast Control Channel - PBCCH) используется базовой станцией для извещения всех подвижных станций своей соты об организации GPRS и GSM; - общий пакетный канал управления (англ. Packet Common Control Channel- PCCCH) включает в себя следующие каналы: - пакетный канал случайного доступа (англ. Packet Random Access Channel - PRACH) используется подвижными станциями для запроса одного или более каналов PDTCH; - пакетный канал предоставления доступа (англ. Packet Access Grandet Channel - PAGCH) используется для передачи подтверждения о выделении подвижной станции одного или более каналов РРТСН; - пакетный вызывной канал (англ. Packet Paging Channel - PPCH) используется базовой станцией для вызова требуемой подвижной станции и определения соты, в которой она находится в текущий момент; -пакетный канал оповещения (англ. Packet Notification Channel - PNCH) предназначается для оповещения подвижной станции о наличии многоадресных (mttlticast) сообщений или групповых вызовов, - пакетный ассоциированный канал управления (англ. Packet Associated Control Channel - PPACCH) применяется для передачи управляющей информации, связанной с одним или более каналами PDTCH, используемых подвижной станцией. Это двунаправленный канал; - пакетный канал управления переключением резников прием/передача (англ. Packet Timing Advance Control Channel - PTCCH/U и PTCCH/D) используется в восходящей (U) и нисходящей (D) линиях связи для настройки временного сдвига кадра, обеспечивая тем самым кадровую синхронизацию.

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ GPRS Пытаясь зарегистрироваться в сети, подвижная станция ищет канал PBCCH, а затем - PCCCH. В случае их отсутствия, станция выполняет поиск каналов BCCH и CCCH обычной системы GSM, также имеющихся в соте. Используемые в GPRS логические пакетные каналы распределены по физическим каналам физического уровня системы GPRS аналогично тому, как это сделано в стандартной системе GSM. Все же следует отметить некоторые отличия. Как мы помним, в стандартной системе GSM мультикадр состоит из 26 кадров каналов трафика или 51 кадра каналов управления. В GPRS мультикадр состоит из 52 кадров (рис. 9. 14) Четыре последовательных кадра образуют блок. С точки зрения канального кодирования блок становится единым. Мультикадр содержит 12 блоков (В 0 - B 11). Два кадра не заняты, еще два используются для обновления временного сдвига. Как упоминалось ранее, в GSM один нормальный пакет переносит 114 битов пользовательских данных. Таким образом, состоящий из четырех кадров блок содержит 4 х114 = 456 битов, и каждая схема кодирования, используемая в GPRS, приводит к появлению 456 -битового блока.

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ GPRS В системе GPRS используется, как правило, двухуровневое канальное кодирование. Внешний код - блочный. К концу кодового слова обычно добавляются несколько конечных битов, после чего оно подвергается сверточному кодированию, а затем перфорированию, чтобы получить кодовое слово длиной 456 битов. В следующей таблице приведена основная информация о схемах кодирования, используемых в системе GPRS. Флаг USF (англ. Uplink State Flag - флаг состояния восходящей линии связи) используется в нисходящей линии связи для оповещения подвижной станции о свободном восходящем канале.

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ GPRS Схемы кодирования CS-1 - CS-4 соответствуют различным условиях. Все четыре схемы используются в пакетных каналах трафика, а схема CS-1 - еще и для защиты от ошибок каналов сигнализации (кроме PRACH). Выбор схемы кодирования зависит от состояния радиоканала и требований к услуге. CS-1 более строгая схема кодирования используется в каналах с плохими условиями и позволяет передавать данные со скоростью 9, 6 кбит/с на временной слот. CS-4, наоборот, применяется в каналах с очень хорошими условиями. В этом случае сверточное кодирование не используется вовсе, и скорость передачи данных возрастает до 21, 4 кбит/с на один слот, что позволяет достичь скорости 171, 2 кбит/с при выделении одному пользователю всех восьми временных интервалов. Графическое представление описанных схем кодирования приведено на рис. 9. 15

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ GPRS Различные схемы кодирования и скорости передачи данных позволяют предоставлять целый набор различных услуг, характеризуемых соответствующим качеством обслуживания (англ. Quality of Service - Qo. S). Требования к качеству обслуживания сильно зависят от конкретного применения. В системе GPRS профили Qo. S были сформированы на основании ряда параметров, таких, как приоритет услуги, надежность, задержка и пропускная способность. Параметр пропускная способность определяет максимальную и среднюю скорости передачи данных. В зависимости от типа услуги допускаются различные вероятности потери, повтора и повреждения пакета. Определены три класса надежности, которые характеризуются конкретными значениями указанных выше параметров. В табл. 9. 6 приведены требования к этим классам. Аналогично, установлены три класса допустимой задержки. (табл. 9. 7) Мобильный абонент может выбирать Qo. Sпрофиль, требуемый ему для проведения каждой новой сессии передачи данных в зависимости от требуемой услуги и доступных в текущий момент сетевых ресурсов.

УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАЧЕЙ В СИСТЕМЕ GPRS Перед началом передачи в системе GPRS необходимо выполнить некоторые специальные процедуры для подготовки подвижной станции и сети к обмену данными. Прежде всего, подвижная станция должна зарегистрироваться в узле SGSN который обслуживает район ее местонахождения. Эта процедура называется GPRS-подключение (англ. GPRS Attach). Сеть производит аутентификацию пользователя, пересылает информацию о пользователе из реестра HLR в SGSN и выделяет пользователю временный пакетный идентификационный номер мобильного абонента (англ. Packet Temporary Mobile Subscriber Identity - PTMSI). Для некоторых классов подвижных станций осуществляется совместная GSM/GPRS-регистрация. До начала процедуры GPRS-соединения подвижная станция не видна в сети GPRS и находится в состоянии бездействием (англ. idle), После соединения с сетью MS переходит в режим готовности (англ. ready), в котором она отправляет информацию в SGSN после каждого перемещения в новую соту. Таким образом, местонахождение подвижной станции в режиме готовности известно с точностью до конкретной соты. В состоянии готовности MS может передавать и принимать пакеты после соответствующего инициирования обмена данными. Если же подвижная станция не передает и не получает пакеты данных в течение некоторого времени, она переходит в режим ожидания (англ. standby). Местонахождение MS в состоянии ожидания отслеживается с точностью до группы сот, называемой областью маршрутизации (англ. Routing Area - RA). Для отправки пакета на подвижную станцию в режиме ожидания, выполняется вызов для определения соты, в которой она находится.

УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАЧЕЙ В СИСТЕМЕ GPRS Обмен пакетами производится с использованием протекала пакетных данных (англ. Packet Data Protocol - PDP). Для того чтобы начать обмен пакетами MS сеть с коммутацией пакетов (например, на базе протоколов IP или Х, 25), подвижная станция получает PDP-адрес в этой сети передачи данных, называемый адресом. Затем для каждой сессии создается PDP-контекст. Этот контекст содержит тип протокола PDP, PDP-адрес подвижной станции, требуемый Qo. S и адрес шлюзового GSN (GGSN), соединяющего систему GPRS с соответствующей сетью передачи данных. Контекст хранится в нескольких блоках - подвижной станции, SGSN и в соответствующем GGSN. Таким образом, MS становится видна во внешней сети передачи данных. Рассмотрим соединение подвижной станции с сетью IP. MS посылает пакеты на адрес назначения через сеть GPRS и внешние сети. Вначале она отправляет пакеты через подсистему базовых станций на соответствующий узел SGSN проверяет PDP-контекст подвижной станции, конвертирует приходящие с подвижной станции IP-пакеты и отправляет их через базовую IP-сеть на шлюзовый GSN (GGSN), соединяющий систему GPRS с требуемой сетью передачи данных. Узел GGSN выполняет распаковку (decapsulation) пакетов и шлет их далее в сеть передачи данных, которая доставляет их по адресу назначения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: • Весоловский, Кшиштоф «Системы подвижной радиосвязи » , Москва, 2006, 536 стр • http: //www. sbi-telecom. ru/gprs-paketnayaradioperedacha-dannyh. html