В данной выпускной квалификционной работе исследованы вопросы внедрение gprs технологий в стандарте gsm

2.5. GSM standartida TDMA kadrlar tuzilishi va signallar shakllanishi

GSM standartida vaqt bo‘yicha taqsimlangan ruhsat (TDMA) qabul qilingan. Vaqt kadrlarining umumiy tuzilishi 4-rasmda ko‘rsatilgan.

TDMA da ketma-ketlikning davr uzunligi giperkadr deyiladi va u T_g = 3 soat 28 min. 53 s 760 ms (12533,76 s) ga teng.
Giperkadr davomiyligi T_s = 12533,76/2048 = 6,12 s 2048 ta superkadrga bo‘linadi.
Superkadr multikadrlarga bo‘linadi, ya’ni GSM standartida ikki xil turdagi multikadrlar qo‘llaniladi:

2.4-rasm. Vaqt kadrining umumiy tuzilishi.
1) multikadrni 26-pozisiyali TDMA kadr;
2) multikadrni 51-pozisiyali TDMA kadr.
Multikadrlar davomiyligi quyidagilarga teng:
1) T_m = 6120/26 = 235,385 ms;
2) T_m = 6120/51 = 120 ms.
Har bir TDMA kadrning davomiyligi quyidagiga teng:
T_k = 120/26 = 235,385 /51 = 4,615 (60/13 ms).
TDMA da har bir kadr 0 dan Nf_max gacha o‘zining tartib raqamiga ega, bunda Nf_max = (26512048) -1 = 2715647 kadr.

Giperkadr davomiyligini kattaligi (2715647 kadr) qo‘llanilayotgan jarayon, kadr raqami NF kirish parametri sifatida ishlatilayotgan kriptografik himoya talabi bilan tushuntiriladi.

O‘z navbatida har bir TDMA kadr 8 ta vaqt pozisiyalariga bo‘linadi, ularning davomiyligi quyidagiga teng:
To = 60/13 : 8 = 576,9 mks (15/26 ms).
Har bir vaqt pozisiyasi TN 0 dan 7 gacha raqam bilan belgilanadi. Bu vaqt pozisiyalari davomida nutq xabariga yoki ma’lumotga mos keladigan raqamli axborot oqimi bilan tashuvchining modulyatsiyasi amalga oshiriladi.
GSM standartida raqamli oqimi vaqt pozisiyalarida joylashtiriladigan paketlar ketma-ketliklaridan iborat. Paketlar davomiyligi 0,546 ms ga teng. Bu tarqalish kanalida vaqt dispersiyasi borligida xabarni qabul qilish uchun zarur.
Xabar radio kanal bo‘yicha 270,833 kbit/s tezlik bilan uzatiladi, ya’ni TDMA kadrini vaqt intervali axborot bitining davomiyligi 576,9 /156,25 mks = 3,69 mks teng bo‘lgan 156,25 bitdan iborat. Har bir bit BN 0 dan 155 gacha raqam bilan belgilanadi, davomiyligi 1/4 bitga teng bo‘lgan oxirgisiga 156 raqami berilgan.
Har xil turdagi axborotni aloqa kanali bo‘yicha uzatish va boshqarish uchun to‘rt turdagi vaqt intervallari mavjud:
1. NB (Normal Burst) - normal vaqt intervali;
2. FB (Frequency Correction Burst) - chastotani sozlash vaqt intervali;
3. SB (Synehronization Burst) - o‘rnatish intervali;
4. AB (Access Burst) – ruxsat intervali.
Normal vaqt intervali NB aloqa kanallari bo‘yicha axborot uzatish va boshqarish uchun xizmat qiladi. NB 114 bit shifrlangan axborot va 30,46 mks davomiylikka ega bo‘lgan 8,25 bitli himoya intervali (GP) dan iborat. 114 bitli blok mazkur vaqtda qabul qilgichning aloqa kanali xarakteristikalariga mos keluvchi ekvalayzerni o‘rnatish uchun qo‘llaniladigan 28 bitli o‘rganish ketma-ketligi bilan bo‘lingan. Bular 57 bitli ikkita axborot blokiga bo‘linadi. Bundan tashqari NB uzatilayotgan guruhda nutq axboroti yoki signalizatsiya axboroti mavjudligini aks etuvchi ikkita nazorat bitlarni o‘z ichiga oladi. Agar nazorat bitlari uzatilayotgan guruhda signalizatsiya axboroti uzatilayotganligi haqida xabar bersa, unda axborot kanali signalizatsiyani ta’minlash uchun olingan bo‘ladi.
Shifrlangan bitlarning ikki guruhi orasidagi qolgan 26 ta bit, qabul qilgich uchun ma’lum bo‘lgan o‘rganuvchi ketma-ketlik hisoblanadi. U quyidagilarni ta’minlaydi:
- qabul qilingan va etalon ketma-ketliklarni solishtirish bilan ikkilik razryadlarida xatolar paydo bo‘lish chastotasini baholaydi. Solishtirish jarayonida aloqa sifatini baholash uchun xizmat qiladigan parametr hisoblab chiqiladi. Bu parametr faqat kanal sifatini baholaydi, hamda «tezkor uzatish» jarayoni bajarilganda va radio aloqa bilan qoplangan hududni baholashda aloqaga kirish uchun qo‘llaniladi;
- qabul qilish traktida moslanuvchan (adaptiv) ekvalayzerni qo‘llash hisobiga signal qabul qilish traktini keyinchalik korreksiyalash uchun NB uzatish intervalida radio kanalning impuls xarakteristikasini baholaydi;
- tashkil qilinayotgan aloqa uzoqligini baholash uchun BS va AS orasidagi signal tarqalish vaqtini hisoblaydi. Bu o‘lchashlar natijasi BS ma’lumotlar qabul qilayotganda bir-biriga qo‘shilmasligi uchun har xil AS dan ma’lumotlar paketini mos ravishda uzatishni ta’minlaydi.
Chastotani sozlash vaqt intervali (FB) AS ni chastota bo‘yicha sinronlash uchun qo‘llaniladi. Bu vaqt intervalida 142 bit bor va ularning hammasi noldir, bu esa tashuvchi chastota nominal qiymatidan katta bo‘lgan 1625/24 kGs chastota siljishli modulyatsiyalanmagan tashuvchiga mos keladi. Bunday ketma-ketlik kanallari katta bo‘lmagan chastota siljishidagi (200 kGs) uzatgich va qabul qilgichlarini ishlashini tekshirish uchun zarur, bu esa 900 MGs chastota polasasini nominal qiymatini tahminan 0,022 % tashkil qiladi. FB da 8,25 bit davomiylikli himoya intervali mavjud. Takrorlanuvchi FB chastota o‘rnatish kanalini hosil qiladi.
Vaqt sinxronlash intervali (SB) BS va AS ni vaqt bo‘yicha sinxronlashtirish uchun qo‘llaniladi. SB 64 bitdan iborat bo‘lgan sinxron ketma-ketlikdan iborat, hamda TDMA kadr raqami haqida axborot va BS ni identifikasion kodini tashiydi. Takrorlanuvchi SB intervallar sinxronlash kanalini hosil qiladi.
O‘rnatish intervali DB aloqa kanalini o‘rnanatish va testlashni (tekshirishni) ta’minlaydi. DB intervali tuzilishi NB bilan mos keluvchi 26 bitli o‘rnatish ketma-ketligidan iborat. NB intervalida nazorat bitlari bo‘lmaydi va hech qanday ma’lumot uzatilmaydi, faqat uzatgich ishlayotgani haqida axborot berib turiladi.
Ruhsat intervali (AV) AS ni yangi BS ga ulanishga ruhsat berishni ta’minlaydi. Ruhsat so‘ralganda sinxronizatsiya kanalidan keluvchi bu vaqt intervali AS tomonidan ajratib olinadi. Signal uzatilish vaqti o‘lchanmaganligi sababli, boshida 8 bitdan iborat bo‘lgan tugallash kombinatsiyasi, keyin esa BS uchun 41 bitli sinxronlash ketma-ketligi uzatiladi. Bunday uzatilayotgan ketma-ketlikning tuzilishi BS ni 36 shifrlangan bitlarni to‘g‘ri qabul qilinishini ta’minlaydi. Bundan tashqari AV interval 68,25 bit davomiylikka ega bo‘lgan katta himoya intervaliga mavjud, bu (signal uzatilish vaqtidan qat’iy nazar) boshqa AS lar uzatish paketlaridan yetarlicha vaqt siljishini ta’minlaydi.
Himoya intervalini davomiyligi bitta sotada signali uncha katta bo‘lmagan ushlanib qolishni ikkilangan qiymatiga mos keladi va sotani maksimal ruhsat etilgan o‘lchamini aniqlaydi. GSM standartida sota radiusi tahminan 35 km ni tashkil qiladi, radio signalni to‘g‘ri va qaytish yo‘nalishidagi tarqalish vaqti 233,3 mks ni tashkil qiladi.
GSM standartida signalni shakllash xususiyatlaridan biri, aloqa seansi davomida signallarni chastotasini asta sakrashlari (SFH - Slow Frequency Hopping) qo‘llanishi hisoblanadi. Bunday sakrashlar radio to‘lqinlarni ko‘p nurli tarqalish sharoitida radio kanallarda chastota farqini ta’minlash uchun zarur. Chastota sakrashlari SFH hamma harakatdagi tarmoqlarda kodlash samaraligini oshirish qo‘llaniladi. SFH qo‘llanilganda xabarni TDMA kadrda abonent uchun ajratilgan vaqt intervalida (577 mks) uzatilganda, keyingi kadrlar belgilangan yangi chastotada uzatiladi (qabul qilinadi). Chastotani qayta sozlash uchun 1 ms vaqt ajratiladi. Bu chastota bo‘yicha sakrashlar jarayonida qabul qilish va uzatish kanallari orasidagi farq 45 MGs saqlanadi.
GSM standartida qabul qilingan TDMA kadr tuzilishi va signallarni shakllash prinsiplari kanaldagi kodlash usullari bilan birgalikda qabul qilish uchun zarur bo‘lgan signal-shovqin nisbatini 9 dB gacha kamaytirishga imkon berdi, analog sotali aloqa tizim standartlarida esa bu ko‘rsatgich 17-18 dB ni tashkil qiladi.