Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Каналы доступа (двунаправленные) для установления соединения и назначения каналов.4. Каналы данных (двунаправленные) для передачи голоса, факса или данных.Для управления резервируется 21 канал. Они прошиваются в программируемомзапоминающем устройстве (ППЗУ) каждого телефона. Поскольку одни и те жечастоты не могут использоваться в соседних сотах, то число голосовых каналов,доступных в пределах одной ячейки, значительно меньше 832 — обычно около 45.193щий является клиентом оператора связи, которому принадлежит данный коммутатор (или одного из ее партнеров), тогда коммутатор ищет для него свободныйканал. Если такой канал находится, то номер этого канала посылается обратнопо управляющему каналу.
Затем мобильный телефон автоматически переключается на выбранный голосовой канал и ждет, пока тот, кому звонят, ответит.Входящие звонки обрабатываются иначе. Находящиеся в режиме ожидания телефоны постоянно прослушивают пейджинговый канал, ожидая адресованных имсообщений. Когда поступает звонок на мобильный телефон (с обычного или другого мобильного телефона), то пакет посылается на «домашний» коммутатор вызываемого, которому должно быть известно текущее местонахождение абонента.
Этотпакет пересылается на базовую станцию в его текущей ячейке, которая посылает попейджинговому каналу сообщение типа: «Элемент 14, вы здесь?». При этом телефон, которому звонят, по управляющему каналу отвечает: «Да». Тогда базовая станция ему сообщает: «Элемент 14, вам звонок по каналу 3». После этого сотовыйтелефон переключается на канал 3 и начинает издавать звуковые сигналы (или проигрывать мелодию, которую владельцу подарили на день рождения).Второе поколение мобильных телефонов:цифровая передача голосаПервое поколение сотовых телефонных систем было аналоговым.
Второе поколеNataHaus.RUние является цифровым. Как не было никаких четких стандартов в первом поко-Управление вызовомКаждый мобильный телефон в системе AMPS снабжается 32-разрядным порядковым номером и 10-значным телефонным номером, которые записываются вППЗУ телефона. Телефонный номер состоит из 3-значного кода области, занимающего 10 бит, и 7-значного номера абонента, занимающего 24 бита.
При включении телефон сканирует запрограммированный список из 21 управляющего канала, в котором он ищет наиболее сильный сигнал.Затем телефон передает в эфир свой 32-разрядный порядковый номер и34-разрядный телефонный номер. Как и вся управляющая информация в системе AMPS, этот пакет посылается в цифровой форме несколько раз с применением помехоустойчивого кодирования, хотя сами голосовые каналы являются аналоговыми.Когда базовая станция слышит этот сигнал, она передает сообщение коммутатору MTSO, который фиксирует появление нового пользователя, а также информирует «домашний» коммутатор абонента о его новом местоположении. Обычномобильный телефон регистрируется примерно каждые 15 минут.Чтобы позвонить с мобильного телефона, его владелец включает телефон, вводит номер и нажимает клавишу SEND.
При этом телефон посылает набранный телефонный номер вместе со своими идентификаторами по каналу доступа. Еслипри этом происходит коллизия, то телефон повторяет попытку позже. Когда базовая станция получает запрос, она информирует об этом коммутатор. Если звоня-лении мобильных телефонов, так не появились они и ко второму поколению.Сейчас используются четыре системы второго поколения: D-AMPS, GSM, CDMAи PDC. Далее мы обсудим первые три из них. PDC нашла применение только вЯпонии и является, на самом деле, модификацией D-AMPS, направленной на сохранение совместимости с японским аналоговым оборудованием первого поколеЩя.
Название PCS (Personal Communications Services — персональная службасвязи) иногда используется в литературе по маркетингу и означает систему второго поколения (цифровую, разумеется). Изначально так назывался телефон, работающий в диапазоне 1900 МГц, впрочем, сейчас различия почти стерлись.D-AMPS — цифровая усовершенствованнаямобильная связьВторым поколением AMPS является полностью цифровая система D-AMPS. Онаописывается международным стандартом IS-54 и его последователем — IS-136.Система D-AMPS была разработана таким образом, чтобы она могла успешно сосуществовать с AMPS и мобильные телефоны первого и второго поколения могли работать одновременно в одной и той же соте.В частности, D-AMPS использует те же 30-герцевые каналы, что и AMPS.
Онирасполагаются в том же диапазоне, то есть может получиться так, что какой-токанал будет аналоговым, а соседние с ним каналы — цифровыми. В зависимости•* конкретного набора телефонов в данной ячейке ее коммутатор определяет, каканалы цифровые, какие аналоговые, и может динамически менять их тип вимости от того, какие телефоны попадают или выходят из зоны действия•\ g4Мобильная телефонная системаГлава 2.
Физический уровеньбазовой станции ячейки. Когда D-AMPS была представлена как новая служба,для нее был выделен дополнительный диапазон, с расчетом на увеличение нагрузки. Исходящие каналы расположили на частотах 1850-1910 МГц, а соответствующие входящие каналы — на частотах 1930-1990 МГц. Как и в AMPS, каналыпарные. В этой полосе длина волн составляет 16 см, поэтому стандартная антенна размером в четверть длины волны будет размером всего лишь 4 см, что даетвозможность создать более компактные телефоны. Тем не менее многие телефоны D-AMPS могут использовать оба диапазона (как 850, так и 1900 МГц), чтопозволяет использовать увеличенный набор доступных каналов.В мобильном телефоне системы D-AMPS голосовой сигнал захватываетсямикрофоном, оцифровывается и сжимается.при помощи более сложной модели,чем дельта-модуляция и схема предсказания, которые мы изучали ранее.
Методкомпрессии в данном случае принимает в расчет особенности человеческого голоса, сжимая речь со стандартных 56 Кбит/с (РСМ-кодирование) до 8 Кбит/с идаже меньше. Сжатие производится специальной схемой, называемой вокодером (Bellamy, 2000), прямо в телефоне, а не на базовой или коммутационнойстанции. Это уменьшает размеры информации, которую необходимо передать вэфир. При использовании стационарной телефонии нет никакого смысла в сжатии данных в самом телефонном аппарате, поскольку уменьшение трафика в локальной линии никак не влияет на общую емкость системы.Когда же речь идет о мобильной связи, то в оцифровке и сжатии данных в самойтрубке есть значительная выгода: достаточно сказать, что три абонента D-AMPSмогут одновременно использовать одну и ту же пару частотных каналов за счетмультиплексирования с разделением времени.
Каждая пара частот поддерживает скорость 25 кадров/с (40 мс на кадр). Кадры состоят из шести временных интервалов по 6,67 мс, как показано на рис. 2.36 для самой низкочастотной канальной пары.195ла, синхронизации и функций управления. Таким образом, пользователю предоставляется 260 бит. Из них 101 используется для исправления ошибок при передаче по зашумленному эфиру, поэтому в чистом виде для полезных данных остается лишь 159 бит. При скорости 50 интервалов в секунду пропускнаяспособность, доступная для передачи сжатой речевой информации, составляетоколо 8 Кбит/с, то есть 1/7 стандартной пропускной способности РСМ.Использование улучшенных алгоритмов сжатия может позволить уложить речьв 4 Кбит/с, в этом случае один кадр может использоваться одновременно шестью абонентами, как показано на рис. 2.36, б.
С точки зрения операторов мобильной связи, возможность сжатия данных в 3-6 раз относительно AMPS — этобольшая победа. Этим объясняется популярность «персональных служб связи».Конечно, качество звука при 4 Кбит/с не сравнить с 56 Кбит/с, однако некоторые операторы, тем не менее, рекламируют высококачественный звук, которыйможно якобы сравнить со звуком Hi-Fi аппаратуры. Но должно быть очевидно,что канал 8 Кбит/с никогда не даст даже качества древнего модема на 9600 бит/с.Структура управления D-AMPS довольно сложна. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что группы из 16 кадров формируют суперкадр, и некотораячасть служебной информации появляется ограниченное количество раз в суперкадре. Используются шесть основных управляющих каналов: конфигурация системы, управление в реальном и модельном (не реальном) времени, пеиджинговыефункции, ответы на запросы доступа и короткие сообщения.
Но концептуальноработа D-AMPS не отличается от работы AMPS. Когда телефон включен, он находится в контакте с базовой станцией, сообщая о себе и прослушивая управляющий канал на предмет входящих звонков. Обнаружив новый телефон, коммутатор информирует домашнюю базу абонента о его местонахождении, благодарячему звонки могут быть корректно маршрутизированы.Системы AMPS и D-AMPS различаются методом передачи сигнала телефона содной базовой станции на другую.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
