Перескоки по частоте (Frequency Hopping)

Как было указанно выше, Релеевские замирания частотно зависимы. Это означает, что глубина таких замираний различна в каждом из районов местности и на разных частотах. В связи с этим в системе GSM предусмотрена дополнительная функция Frequency Hopping - перескоки по частоте для MS и BTS в процессе установления соединения, что позволяет снижать интерференцию. Одновременный перескок по частоте MS и BTS требует точной взаимной синхронизации.

Согласно рекомендациям стандарта GSM существует 64 варианта последовательностей перескоков по частоте. Одна из этих последовательностей циклическая или последовательная, а 63 остальных - псевдослучайные, которые могут быть сконфигурированы самим оператором.

Временное упреждение (Timing Advance - ТА)

Применение механизма ТА связанно с проблемами временного выравнивания передачи (наложение информации в соседних таймслотах из-за разной удаленности мобильных станций от базовой). Данное упреждение позволяет передавать информацию в таймслот тем раньше, чем дальше от BTS находится MS. Информацию о величине времени упреждения высчитывает BSC и передает на MS по сигнальному каналу.

В системе GSM временная задержка измеряется во времени следования бита (3,69 мкс), и в обычной соте изменяется в диапазоне от 0 до 63.

Известно, что первый этап установления соединения от MS к BTS осуществляется в направлении от MS к BTS (Uplink). Данное соединение происходит в виде передачи пакета доступа (АВ - access burst) по логическому каналу доступа (RACH -random access channel).

Пакет доступа кроме первого этапа установления соединения используется при осуществлении хэндовера, обеспечивая разрешение доступа мобильной станции к новой базовой станции. При этом используется уже не канал RACH, а канал FACCH (Fast Associated Common Control Channel).

Примечание: В стандарте GSM используется 5 видов временных интервалов:

- NB (Normal Burst) нормальный временной интервал для передачи информации по каналам связи и управления;

- FB (Frequency correction Burst) временной интервал подстройки частоты;

- SB (Synchrotization Burst) интервал временной синхронизации;

- DB (Dummy Burst) установочный интервал

- AB (Access Burst) интервал доступа.

Основной характеристикой пакета доступа является то, что он имеет малую длину, в нем содержится только 49 бит синхропоследовательности и 39 информационных бит. Иначе говоря, данный вид пакета имеет большой защитный интервал (GB - guard period), размер которого составляет 68.25 бит, а длительность - 252 мкс. Этот защитный интервал позволяет вычислить величину задержки при передаче, а также избежать наложения информации соседних таймслотов на стадии установления соединения.

Графическая интерпретация вида временного интервала АВ канала доступа представлена на рисунке 16. Рис.16

АВ = 8+41+36+3+68,25 = 156, 25 бит

На этом рисунке концевая комбинация TB (tail bits) означает так называемые ограничивающие биты, которые обозначают начало (8 бит) и конец пакета (3 бита). При первом установлении соединения MS не знает, на каком расстоянии она находится от BTS и, следовательно, не знает о величине временной задержки. Пакет доступа, который мобильная станция посылает со значением временной задержки «0» по отношению к ее внутренней временной базе, является достаточно небольшим по своим размерам и умещается во временном интервале GP=68,25 бит(252) мкс, включая двойную максимальную задержку распространения сигнала по радиоканалу в пределах соты (вверх и вниз).

Использование временной задержки даёт возможность определять расстояние между мобильным абонентом и базовой станцией.

Максимальный радиус соты в стандарте GSM составляет 35 км. Это расстояние и определяется максимальной задержкой на распространение сигнала (63 бит). При этом максимальное время распространения сигнала в прямом и обратном составляет ~ 233,3 мкс.

Используя данные о значениях временной задержки, можно определить примерное расстояние между базовой станцией и мобильной станцией, которое может быть записано в виде произведения временного упреждения ТА и множителя расстояния:

где ТА - временная задержка для обычного радиуса сот R; D_RT - расстояние от мобильной станции до базовой станции, которое определяется как

D RT=V * t

где v - скорость света 3х10⁸[^м/с]; t = 1 бит= 48/13 [мкс].