2024/08/23 -en 20,016

GSM keretszerkezet

A GSM -ben (a mobil kommunikáció globális rendszere) az időt „Burst Periods” nevű egységekre osztják, amelyek mindegyike körülbelül 0,577 milliszekundumot tart.A GSM keret nyolc robbanási periódusból áll, összesen 4,615 milliszekundum, és különféle típusú csatornákat szervez, amelyek a hangot, az adatokat és a hálózati vezérlést kezelik.Minden egyes robbanási periódus egy fizikai csatornának felel meg, amely hangot, adatokat vagy jelzési információkat hordoz.Ezek a csatornák segítenek a hálózatnak a telefonok és a hálózat közötti kommunikáció hatékony kezelésében.Komplex keretszerkezete, amely jó a telefonok és a hálózati tornyok között elküldött jelek és adatok kezelésére.Ez a cikk a GSM keretszerkezetének részleteit vizsgálja, lebontva annak részeit, mint a multiframe, a szuperkeret, a HyperFrame és az általa használt frekvenciasávok.Ezen összetevők elmagyarázásával arra törekszünk, hogy megmutassuk, hogyan teszi a GSM a kommunikációt zökkenőmentes, biztonságos és megbízhatóvá.

Katalógus

1. ábra: GSM kerethierarchia

GSM Multiframe

A GSM rendszerben a kereteket multiframáknak nevezett struktúrákba csoportosítják.Ezek a multiframák segítenek az időzítés sima állapotában, az erőforrások jól elosztása és annak ellenőrzése érdekében, hogy minden szinkronban maradjon a hálózaton keresztül.A multifamák hagyja, hogy a rendszer kezelje a felhasználói forgalmat és a vezérlőjeleket, biztosítva a jó szolgáltatásminőséget, miközben kezelje a korlátozott hálózati sávszélességet.A GSM -ben a többfajta két fő típusa van: a forgalom többfajta és a vezérlő többfajta.

2. ábra: GSM multiframe

Forgalom többfajta

A forgalmi multiframe 26 robbantási periódussal rendelkezik, 120 milliszekundum felett.Ezek a sorozatok a hang és az adatok küldésére használt idő egysége.A 26 sorozat nagy részét a felhasználói forgalomhoz (hang és adatok) használják, lehetővé téve a rendszer számára, hogy a kommunikációt megszakítások nélkül folytassa.Ugyanakkor nem minden robbant a felhasználói adatokra.

A 26 sorozat közül kettő a hálózati feladatokhoz tartozik.Az egyik robbanás a Lassú társult vezérlőcsatorna (SACCH), amely fontos vezérlőinformációkat küld, például a jel erősségét, az időzítés beállítását és az energiavezérlést a telefonról a hálózatra.A SACCH fontos a kapcsolat stabil és jól történő működése érdekében.

A második fenntartott sorozat egy lendületes periódus, ahol nem küldnek adatokat.Ez a tétlen idő segít a hálózatnak szinkronban maradni, és megakadályozza a torlódást.Ezenkívül pufferként is működik, hogy csökkentse a jel összecsapásainak vagy a különböző átvitel közötti interferencia esélyét.

Ezek a fenntartott vezérlőkészek segítenek a GSM hálózat hatékonyságának és megbízhatóságának megőrzésében.Nélkül a hálózat küzdene a jel erősségének és más tényezők állandó változásainak kezelése érdekében.

3. ábra: Multiframe

Vezérlő többfajta vezérlése

A forgalmi többfajtával ellentétben a Control Multiframe -t leginkább a hálózati menedzsmenthez használják, nem pedig a felhasználói forgalmat.51 robbantási periódussal rendelkezik 235,4 milliszekundum felett, így hosszabb, mint a forgalom többfajta.Ez a struktúra segíti a hálózat zökkenőmentes működését, és biztosítja, hogy az eszközök megfelelően kommunikálhassanak a rendszerrel.

A Control MultiFrame a Beacon frekvencián működik, egy speciális frekvencia, amelyet a fontos hálózati információk küldésére használnak.Olyan csatornákat tartalmaz, mint a frekvencia -korrekciós robbanás (FCB) és a Broadcast Control Channel (BCH).

A FCB Segít a mobil eszközöknek, hogy szinkronban maradjanak a hálózat időzítésével és frekvenciájával.Ez fontos az interferencia vagy az eldobott hívások elkerülése érdekében.A Bch Rendszerinformációkat küld olyan eszközöknek, mint például a helykódok és a hálózati paraméterek, segít a telefonokhoz a hálózati területek összekapcsolását és mozgatását.

A Control Multiframe -ban ezek a csatornák együttesen ellenőrizze, hogy az összes eszköz szinkronban marad a hálózattal, és rendelkezzen az erős kapcsolat fenntartásához szükséges információkkal, még a feltételek megváltozásakor is.Ez lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy a különböző hálózati területek között mozogjanak, miközben kapcsolatban maradnak.

4. ábra: Vezérlő többfajta

GSM szuperkeret

A GSM (a mobil kommunikáció globális rendszere) hálózatában a SuperFrame segít a kommunikáció megszervezésében és szinkronizálásában.Ez egy olyan egység, amely több képkockát csoportosít, javítva a hálózat futását.A szuperkeret tartalmazza az 51 forgalmi multiframe -t vagy a 26 vezérlő multiframe -t, amely 6,12 másodpercig tart.Ez a struktúra biztosítja, hogy az információ zökkenőmentesen és sorrendben folyjon.

A SuperFrame segíti a felhasználói adatok (például a hívások, az üzenetek és az internet), mind a vezérlőjelek (például a hívás beállítása és a hálózatkezelés) összehangolását.Ha ezeket szuperkeretbe rendezi, a GSM rendszer mindent szinkronban tart, lehetővé téve a hatékony adatokat és a vezérlő jelátvitelt.

Enélkül a kommunikáció rendezetlenné válhat, eldobott hívásokat vagy késéseket okozhat.A SuperFrame biztosítja, hogy minden hálózati funkció állandó ritmust követjen, megakadályozva a zavarokat.A rögzített 6,12 másodperces időtartam szintén segíti a hálózatüzemeltetőket az erőforrások hatékony megtervezésében és a sima szolgáltatás fenntartásában.

5. ábra: GSM SuperFrame

GSM HyperFrame

A GSM (a mobil kommunikáció globális rendszere) felépítésében a hiperkeret a legnagyobb időegység.Ez 2 048 szuperkeretből áll, és kb. 3 óra, 28 percig és 53,76 másodpercig tart.A Hyperframe a fő része annak, hogy a GSM hálózat hogyan tartja mindent zökkenőmentesen, segítve olyan fontos feladatok elvégzését, mint a frekvencia ugrás és a titkosítás, hogy a kommunikáció biztonságos és megbízható maradjon.

Frekvenciaugrás

A HyperFrame segíti a frekvenciaprogramot, a jelminőség javítására és az interferencia csökkentésére szolgáló módszert.Ez a technika magában foglalja a kommunikációs frekvencia rendszeres megváltoztatását, hogy a jelek ne maradjanak túl sokáig.Ez csökkenti az interferencia esélyét, és megbízhatóbbá teszi a kommunikációt.A Hyperframe által biztosított időzítés biztosítja, hogy a frekvenciák rendszeres mintázatban változjanak, és segítik a lehallgatás megakadályozását is.

Titkosítás és biztonság

A Hyperframe fontos szerepet játszik a GSM titkosításában, amely megvédi a kommunikációs adatokat az illetéktelen emberek hozzáférésétől.A Hyperframe segít megőrizni a titkosított adatok szinkronban, hogy a titkosítás megfelelően működjön a hosszú beszélgetések vagy az adatok során.Ha az időzítés kiszáll, akkor gyengítheti a biztonságot, így a Hyperframe állandó időzítése nagyszerű a magánélet fenntartásához.

6. ábra: GSM HyperFrame

7. ábra: GSM interfész ciklusok

GSM frekvenciasávok

Rendszer	Zenekar	Uplink (MHz)	Downlink (MHz)	Csatornaszám -tartomány
GSM-850	5. zenekar	824 - 849	869 - 894	128 - 251
GSM-900	8. zenekar	890 - 915	935 - 960	1 - 124
DCS-1800	3. zenekar	1710 - 1785	1805 - 1880	512 - 885
PCS-1900	2. zenekar	1850 - 1910	1930 - 1990	512 - 810
GSM-400	Band 14/15	450 - 480	450 - 480	259 - 293/306 - 340
GSM-480	14. zenekar	479 - 492	504 - 517	306 - 340
GSM-700	Zenekar 12/13/14	703 - 748	758 - 803	512 - 810
GSM-850 (ext.)	26. zenekar	814 - 849	859 - 894	128 - 251
GSM-R	Band 900	876 - 915	921 - 960	955 - 1023
ER-GSM	Band 900 ext.	880 - 915	925 - 960	0 - 124

A GSM keretszerkezet alkalmazása

Híváskezelés

A GSM megszervezi a kereteit, hogy egyszerre több hanghívást kezeljen, különböző időréseket és frekvenciákat hozzárendelve az egyes felhasználókhoz.Minden hívás esetén a kereten belül meghatározott időréseket osztanak ki, lehetővé téve több felhasználó számára, hogy ugyanazt a frekvenciaspektrumot interferencia nélkül megosszák.Ez a módszer, az úgynevezett időosztály-multiplexelés, segít a hálózatnak a nagy mennyiségű hívás kezelésében, miközben megőrzi a tiszta és megszakítás nélküli kapcsolatokat.

SMS sebességváltó

A szöveges üzeneteket vagy az SMS -t a GSM hálózaton keresztül küldjük el a Control MultiFrames segítségével.Ezek a keretek az SMS -hez bizonyos időréseket helyeznek el, biztosítva az üzenetek azonnali kézbesítését, még akkor is, ha a hangforgalom magas.Azáltal, hogy résidőket foglal le az SMS -hez a vezérlőcsatornán, a hálózat megbízható és hatékony üzenet továbbítását garantálja anélkül, hogy megzavarná a folyamatban lévő hívásokat.

Mobilitáskezelés

A GSM tulajdonsága az, hogy képes kezelni a felhasználói mozgást, amikor az emberek a különböző cellatornyok között utaznak.Amikor a felhasználó mozog, a hálózat vezérlőkereteket használ a folyamatban lévő hívások vagy adatmeghatározások új bázisállomásra történő átmenetének kezelésére.Ez a folyamat, amelyet átadásnak neveznek, pontosan időzítve van, hogy megakadályozzák a lemondott hívásokat, lehetővé téve a felhasználók számára, hogy a lefedettségi területeken áthaladjanak a szolgáltatás megszakítása nélkül.

Biztonsági protokollok

A GSM biztonsága szorosan kapcsolódik a keretszerkezetéhez.A Hyperframe fontos szerepet játszik a biztonságos kommunikáció fenntartásában a titkosítási és a dekódolási kulcsok időszakos visszaállításával.Ha ezeket a kulcsokat a HyperFrame ciklussal szinkronban frissítik, a hálózat biztosítja, hogy a hanghívások és az adatok védjék az illetéktelen hozzáféréstől, minimalizálva az elhallgatás kockázatát.

Következtetés

A GSM keretszerkezete megmutatja a globális mobil kommunikáció mögött álló fejlett mérnököt.Keretek, multiframák, szuperkeretek és hiperkeretek szervezésével a GSM hatékonyan kezeli és szinkronizálja mind az adatokat, mind a hangot a hálózaton keresztül.Ez a struktúra nem csak a sima kommunikációt biztosítja, hanem a biztonságot is biztosítja olyan módszerekkel, mint a frekvenciaugrás és a titkosítás.Ahogyan a GSM kezeli a különböző frekvenciasávokat, azt mutatja, hogy rugalmasságát, hogy a világ különböző környezeteiben dolgozzon.Az alkatrészek működésének megértése segít megmagyarázni a mobil technológia összetettségét, és kiemeli a GSM fontosságát a modern telekommunikációban.A technológia növekedésével és a hálózati igények növekedésével a GSM keretszerkezetének alapvető ötletei továbbra is a jövőbeli mobil kommunikációs rendszereket alakítják ki.

Gyakran feltett kérdések [GYIK]

1. Mi a GSM csatornaszerkezete?

A mobil kommunikáció globális rendszere (GSM) a frekvenciaszülési többszörös hozzáférés (FDMA) és az időosztály többszörös hozzáférésének (TDMA) kombinációját alkalmazza a csatornaszerkezethez.Az FDMA -ban a GSM számára elérhető teljes frekvenciaspektrum 124 hordozófrekvenciára oszlik, amely 200 kHz távolságra van távol.Ezeket a frekvenciákat ezután tovább osztják a TDMA segítségével, ahol minden frekvenciamunkát nyolc időrésre osztanak.Minden alkalommal, amikor a slot egy másik felhasználó által használt másik csatornát képviseli.Ez a struktúra lehetővé teszi több felhasználó számára, hogy ugyanazt a frekvenciát az interferencia nélkül megosszák, ha konkrét időréseket allokálnak a jeleikhez.

2. Mik a GSM és az LTE különbségek?

A GSM (2G) és az LTE (hosszú távú evolúció, amelyet 4G-nek neveznek) a technológiában, a sebességben és a funkcionalitásban különböznek:

Technológia: A GSM az FDMA és a TDMA kombinációját használja.Az LTE ortogonális frekvenciaszorítást használ a többszörös hozzáférés (OFDMA) a downlink és az egy vivőfrekvenciás megosztás többszörös hozzáféréséhez (SC-FDMA).

Sebesség: Az LTE magasabb adatsebességeket kínál, a csúcs letöltési aránya akár 300 Mbps -ig, és a feltöltési arány 75 Mbps, szemben a GSM maximális adatsebességével, körülbelül 114 kbps.

Hálózati architektúra: A GSM egy áramköri kapcsoló rendszer, amely külön kezeli a hangot és az adatokat.Az LTE teljesen csomagkapcsolt, és képes a hang- és adatok kezelésére ugyanazon internetes protokoll (IP) alapú hálózaton keresztül, növeli a hatékonyságot.

Latencia: Az LTE hálózatok alacsonyabb késéssel bírnak a GSM-hez képest, javítva a valós idejű adatátvitelt igénylő alkalmazások tapasztalatát, például az online játék vagy a videokonferencia.

3. Mi a GSM formátuma?

A GSM olyan adatformátumot használ, amely a hangot az adatcsomagokba foglalja be a digitális jelek feletti átvitelhez.Minden GSM keret 8 időrésből áll, és minden nyílás tartalmaz egy adatcsomagot.A GSM üzenet standard adatformátuma tartalmaz szinkronizálási információkat, kódolási adatokat és felhasználói adatokat, megkönnyítve a hálózat és a mobil eszköz közötti kommunikációt.Ez a formátum biztosítja a spektrum hatékony felhasználását és a többfelhasználói hozzáférés szinkronizálását.

4. Az 5G használja a GSM -et?

Nem, az 5G technológia nem használja a GSM -et.Az 5G új rádiófrekvenciákra és egy új hálózati architektúrára épül, amelynek célja a sebesség, a kapacitás és a késleltetés javítása az előző mobil generációk során.Olyan technológiákat használ, mint a hatalmas MIMO, a BeamForming és a fejlettebb hozzáférési technológiák, amelyek különböznek a GSM FDMA/TDMA-alapú rendszerétől.

5. A GSM analóg vagy digitális?

A GSM egy digitális celluláris technológia.Digitalizálja és tömöríti az adatokat, majd elküldi egy csatornát két másik felhasználói adatfolyammal, mindegyik a saját időrésében.A GSM-et úgy tervezték, hogy helyettesítse a régebbi analóg első generációs (1G) hálózatokat, ezáltal jobb adatbiztonságot, magasabb színvonalú hangátadást biztosítva, valamint a szöveges üzenetek és adatszolgáltatások támogatását.