Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice



Acasa » tehnologie » comunicatii
DECT

DECT



DECT

            Pentru uniformizarea modulatiei utilizate de echipament la transmisia unui pachet a fost standardizata si o modulatie PSK cu doua niveluri: π/2-DBPSK, cu avantajul ca un receptor GFSK poate demodula un semnal modulat π/2-DBPSK si, reciproc, un receptor π/2-DBPSK poate demodula un semnal GFSK. Astfel, cand se foloseste un tip de modulatie PSK pentru sirul de biti de date se utilizeaza o modulatie π/2-DBPSK pentru sirul de biti de sincronizare. In Tabelul nr. 1 se prezinta tranzitiile de faza asociate combinatiilor bitilor de informatie de intrare pentru cele trei tipuri de modulatie PSK acceptate de standardul DECT.

Starile modulatiei π/2-DBPSK se aleg dintre starile modulatiei π/4-DQPSK, iar cele ale modulatiei π/8-D8PSK - astfel incat sa includa starile modulatiei π/4-DQPSK.

Tabelul nr. 1 - Tranzitiile de faza pentru modulatiile utilizate in DECT


Tipul modulatiei

Biti de informatie

ΔΦ

π/2-D2BPSK

0

- π/2

1

+ π/2

π/4-DQPSK

1

1

-3π/4

0

1

+3π/4

0

0

+π/4

1

0

- π/4

π/8-D8PSK

0

0

0

+π/8

0

0

1

+3π/8

0

1

1

+5π/8

0

1

0

+7π/8

1

1

0

-7π/8

1

1

1

-3π/8

1

0

1

-5π/8

1

0

0

-π/8

            Organizarea ferestrelor

            Intervalul de timp de 10 milisecunde reprezinta unitatea de timp fundamentala intr-un sistem DECT si se numeste cadru. Un numar de 16 cadre succesive cu durata de 160 milisecunde formeaza un multicadru; in acest interval de timp se transmite un ciclu complet de informatii de control. Deci, multicadrul reprezinta durata de timp minima in care terminalul mobil trebuie sa monitorizeze transmisia unei statii de baza pe canalul pilot pentru a obtine informatiile despre organizarea retelei DECT in care lucreaza.

Un cadru este divizat in 24 de ferestre cu durata de aproximativ 416,7 microsecunde numerotate K0 - K23 (Figura 1). In fiecare fereastra exista 480 de perioade de bit numerotate f0 - f479. Unele ferestre se pot divide in doua jumatati numerotate in ordine L0 si L1, fiecare cu cate 240 perioade de bit numerotate f0 - f239 si, respectiv, f240 - f479. Doua ferestre succesive se pot grupa intr-una singura cu durata dubla ce contine 960 de durate de bit numerotate f0 - f959. O fereastra de lungime dubla poarta numarul primei ferestre standard din grup si este totdeauna par.

            Folosind un codor cu viteza normala semnalul vocal anlogic esantionat cu viteza de 32.000 de esantioane pe secunda pe durata unui cadru de 10 milisecunde este transformat intr-o secventa binara de 320 biti care este memorata intr-un registru tampon (buffer). Ei se transmit in fereastra de timp alocata, buffer-ul se goleste si se umple cu alti 320 de biti reprezentand un nou interval de 10 milisecunde din semnalul vocal si procesul continua.

            Tipuri de pachete

            Bitii de date impreuna cu cei de control ce se transmit intr-o fereastra formeaza  un pachet. Pachetele sunt de lungimi diferite in functie de durata de timp alocata transmisiei: o fractiune dintr-o fereastra, o jumatate de fereastra, o fereastra sau doua ferestre succesive (Figura 2). Prin alegerea lungimii pachetelor echipamentul DECT isi adapteaza viteza de transmisie la cea a sursei de informatie pentru cresterea eficientei spectrale.

            Un pachet scurt P00 are 96 de biti si ocupa prima parte a unei ferestre standard. Pachetele P00 se transmit pe canalele pilot R00 si contin informatii privind organizarea retelei DECT. In functie de traficul existent in retea restul ferestrei poate ramane liber sau poate contine date.

            Pachetele normale P32 au lungimea de 420 sau 424 de biti, ocupa in intregime o fereastra standard si sunt utilizate de canalele R32 ale sistemului pentru transmisii vocale si transmisii de date de viteza normala.

            Pachetele de lungime redusa P08j au lungimea de 180 +j sau 184 +j biti si sunt folosite de canalele R08j pentru transmisii vocale cu viteza redusa, atunci cand se utilizeaza un codor de viteza redusa. Un pachet P08j ocupa o jumatate dintr-o fereastra (L0 sau L1), astfel ca intr-o fereastra standard se pot transmite simultan informatiile provenind de la doi utilizatori, crescand capacitatea retelei si eficienta spectrala. Denumirea pachetului si a canalului care il foloseste provin de la faptul ca viteza neta de transmisie pe canal este de 8 Kb/s si aceasta poate fi crescuta in multipli (j) de 8 Kb/s. Cresterea vitezei de transmisie se face prin cresterea lungimii pachetului fata de valoarea minima de 180 (184) de biti, ceea ce reduce intervalul de garda dintre pachetele ce ocupa cele doua jumatati ale ferestrei si creste probabilitatea de suprapunere temporala a lor la receptie. Deocamdata, sunt acceptate de standard numai pachete P08j de lungime minima (j = 0).

Pachetele de lungime dubla P80 au lungimea de 900 sau 904 biti si sunt transmise pe durata unei ferestre duble (canalul R80) rezultand o viteza neta de transmisie de 80 Kb/s. Ele sunt folosite pentru transmisii de date de viteza mare (canale ISDN, de exemplu).

Diferenta de 4 biti in lungimea unui pachet este datorata repetarii sau nu a ultimului grup de patru biti de la sfarsitul pachetului, repetare care este lasata la optiunea operatorului.

Organizarea bitilor in pachet

Un. pachet contine biti START, biti de CONTROL asociati datelor transmise, biti de DATE si biti de STOP (Figura 3). Exceptie face pachetul P00 care contine numai biti de START si de CONTROL.

Bitii de START sunt, de fapt, biti de sincronizare ce includ un preambul H2 de 16 biti (1010101010101010 - pentru statia de baza si 0101010101010101 - pentru unitatile mobile) folosit pentru resetarea detectorului din receptor si un cuvant de sincronizare (1110100110001010 - pentru statia de baza si 0001011001110101 - pentru unitatile mobile), folosit pentru refacerea tactului la receptie si sincronizarea unitatilor mobile cu referinta de timp fixata de statia de baza. Prin aceasta se elimina necesitatea prezentei unui oscilator de inalta stabilitate in unitatile mobile si, deci, mentinerea unui pret de cost scazut al acestora.

            Optional, in primele 16 perioade de bit ale unei ferestre (f0 f15) se pot repeta bitii din preambulul H2 formand preambulul H1. Acest preambul de lungime dubla (H1 + H2) este utilizat in retelele DECT cu diversitate de antena: se estimeaza calitatea receptiei cu una din antene in prima treime a preambulului, in cea de-a doua treime - cu cea de-a doua antena, iar in ultima treime se face selectia antenei ce asigura cea mai buna receptie, selectie ce ramane valabila pentru toata durata receptiei pachetului. Se apreciaza ca prin diversitatea de antena se obtine o crestere cu 10 dB a nivelului de semnal.

In grupul bitilor de CONTROL este inclus un preambul H de 8 biti si un alt grup de 40 de biti (T - Tail bits) cu informatii de control privind organizarea transmisiilor si sincronizarii in reteaua DECT, precum si un grup de 16 biti (CRC) generati la emisie pe baza bitilor H + T si utilizati la receptie pentru detectia si corectia erorilor de transmisie.

Bitii de DATE reprezinta informatia utila transmisa de pachet si pot fi transmisi cu sau fara codare de canal. In prezenta codarii de canal bitii de DATE sunt organizati in grupe de cate 64 de biti urmati de alti 16 biti (cod CRC) generati pe baza acestora si utilizati la receptie pentru detectia si corectia erorilor de transmisie. Daca echipamentul DECT nu realizeaza codarea de canal, inseamna ca, potrivit protocolului de comunicatie adoptat, aceasta sarcina este lasata pe seama sursei de informatie care foloseste propria schema de codare de canal. Astfel se introduce o mare flexibilitate in conlucrarea echipamentelor DECT cu diverse surse de informatie si retele de comunicatii.

            Lungimea blocului de DATE depinde de tipul pachetului: 0 biti pentru P00, 84 +j biti pentru P08J, 324 de biti pentru P32 si, respectiv, 804 biti pentru P80. Ultimii patru biti (X) din sirul de biti de DATE nu reprezinta date propriu-zise ci sunt biti de control (cod CRC al intregului bloc de DATE). Ei sunt adaugati pentru controlul calitatii transmisiei si, in special, a detectiei suprapunerii la receptie a ferestrelor de timp succesive. La cresterea intarzierii de propagare apar suprapuneri incepand cu sfarsitul ferestrei si detectia lor pe baza bitilor X permite corectia sincronizarii la receptie inainte ca suprapunerile sa compromita integritatea sirului de biti de DATE. Prin adaugarea grupului X creste atat calitatea comunicatiilor vocale prin eliminarea la receptie a unui numar mai mic de pachete compromise datorita suprapunerii ferestrelor, cat si eficienta transmisiilor de date prin micsorarea numarului de pachete necesar a fi retransmise.

            Grupul de biti de STOP inseamna un numar de 44 de perioade de bit in care nu se transmite nimic (interval de timp de garda pentru evitarea suprapunerii la receptie a transmisiilor pe doua ferestre succesive). Optional, in primele patru perioade de bit se poate transmite un grup de patru biti (Z) ce este identic cu grupul ultimilor patru biti (X) de DATE. Aceasta repetitie permite receptorului detectarea mai din timp a suprapunerilor transmisiilor din ferestre succesive: daca grupurile de biti X si Z sunt identice inseamna ca nu exista suprapuneri, iar daca cele doua grupuri nu sunt identice atunci exista suprapuneri si trebuie refacuta sincronizarea.

            Evolutii preconizate

            Cercetarile desfasurate in prezent in vederea cresterii performantelor sistemelor DECT sunt concentrate asupra introducerii unor noi tipuri de modulatie mai eficiente spectral (16QAM, 32QAM si 64QAM - modulatie de amplitudine in cuadratura cu 16, 32 si, respectiv, 64 de stari) si a cresterii benzii unui canal FDMA prin gruparea a trei canale DECT standard. In acest fel se pot atinge viteze de transmisie de peste 20 Mb/s. In Tabelul nr. 2 sunt prezentate vitezele maxime de transmisie obtenabile pentru diverse combinatii de tipuri de modulatii si largimi de banda.

            Pentru viteze mari de transmisie dispersia intarzierii de propagare pe cai multiple devine comparabila cu perioada de bit si, ca urmare, trebuie introdusa egalizarea de canal la receptie. Aceasta se poate realiza si pe baza secventei de biti de sincronizare din grupul de START, insa pentru imbunatatirea performantelor se studiaza introducerea unei secvente de antrenare intre bitii de DATE care urmeaza sa fie separati in doua grupuri (similar cu organizarea din GSM).

Tabelul 2 - Viteze de transmisie pe canale DECT (Mb/s)

Modulatia

Banda normala

Banda larga

GFSK, DBPSK

1,152

3,456

DQPSK

2,304

6,912

D8PSK

3,456

10,368

16QAM

4,608

13,824

32QAM

5,760

17,280

64QAM

6,912

20,736

            SISTEME cdmaOne

            Sistemele celulare cdmaOne sunt primele sisteme mobile ce utilizeaza tehnica CDMA de acces multiplu. Standardul a fost elaborat de compania americana Qualcomm care a si realizat primele implementari demonstrand performantele deosebite ale tehnologiei CDMA in aplicatii celulare mobile. Dupa adoptarea standardului (IS-95) in 1995 sisteme CDMA au fost implementate si in afara SUA: Coreea, Japonia, Australia, China etc.

Datorita absentei interferentelor cu sistemele de radiocomunicatii de banda ingusta, sistemele cdmaOne folosesc aceeasi banda de frecvente ca si sistemele celulare FDMA/TDMA. Canalul de comunicatie este reprezentat de codul de imprastiere a datelor, iar caracterul duplex al comunicatiei este realizat prin divizare in frecventa (FDD). Viteza de chip este de 1,2288 Mc/s, motiv pentru care un sistem cdmaOne ocupa o banda de frecventa de 1,25 MHz.

Imprastierea se face prin multiplicare cu secventa directa (DS-CDMA), dar se realizeaza in mod diferit pe cele doua sensuri de comunicatie.

            Pe legatura directa (statie de baza catre mobile) bitii de date sunt codati convolutional cu viteza 1/2, intercalati si multiplicati, apoi, cu unul din cele 64 de coduri Walsh ortogonale. Fiecare utilizator primeste un cod Walsh unic pentru imprastiere, ceea ce asigura o separatie perfecta a comunicatiilor in absenta propagarii multicale. Pentru micsorarea interferentelor intercelulare intre utilizatori ce folosesc acelasi cod Walsh de imprastiere, statiile de baza utilizeaza coduri specifice de multiplicare (scrambling) dupa aplicarea codurilor Walsh. Codurile pentru scrambling sunt alese dintr-o familie de secvente de zgomot pseudoaleator cu lungimea de 215 chip-uri. Chiar si in aceste conditii ortogonalitatea comunicatiilor dintr-o celula se pastreaza deoarece multiplicarea cu secventele pseudoaleatoare se realizeaza sincron. Statiile de baza transmit si un semnal pilot cu o putere mai mare decat a canalelor de trafic, ceea ce permite unitatilor mobile estimarea canalului si detectia sincrona a datelor.



            Pe legatura inversa (unitati mobile catre statia de baza) se utilizeaza o strategie diferita de imprastiere datorita faptului ca semnalele receptionate de statia de baza parcurg lungimi de drum diferite si sosesc, deci, cu intarzieri diferite. Bitii de date sunt codati convolutional cu viteza 1/3, intercalati, iar, apoi, in locul fiecarui grup de cate sase biti se transmite functia Walsh de lungime 64 avand numarul de ordine egal cu valoarea zecimala a grupului de biti. Aceasta substituire este echivalenta cu o multiplicare cu un factor de imprastiere egal cu 1024. Secventele Walsh se multiplica succesiv cu o secventa pseuodaleatoare specifica utilizatorului de lungime 242-1 chip-uri si cu secventa specifica celulei de lungime 215. Viteza mai mare de codare convolutionala si utilizarea functiilor Walsh asigura o rezistenta sporita la fading a semnalului emis de mobile, necesitate rezultata din faptul ca, in absenta unui semnal pilot pe legatura inversa, statia de baza trebuie sa utilizeze o tehnica necoerenta de detectie a datelor.

            Pe legatura inversa se utilizeaza si un control eficient al puterii de emisie pentru diminuarea efectului de apropiere. Controlul se realizeaza atat in circuit deschis, cat si in circuit inchis. Bitii de control al puterii de emisie pentru bucla de control cu circuit inchis se transmit cu frecventa de 800 Hz prin inlocuirea unor biti de date cu biti de control (bit stealing). Bucla in circuit deschis este utila pentru compensarea variatiilor rapide de fading.

            Atat unitatile mobile, cat si statiile de baza utilizeaza receptoare tip Rake pentru combinarea constructiva a versiunilor multicale si combaterea efectelor fadingului.

Vocoderul cdmaOne prelucreaza esantioane ale semnalului vocal corespunzator unei durate de 20 milisecunde si are la iesire viteza normala de 9600 b/s. In perioadele de absenta a semnalului vocal viteza de iesire este redusa la 1200 b/s. Pe canalele de trafic se pot transmite si date cu viteza de 1200, 2400, 4880 sau 9600 b/s.

            Fata de varianta initiala a standardului au fost operate modificari in sensul cresterii vitezei nete de transmisie a datelor prin acceptarea transmisiilor in pachete. Se pot realiza transmisii in pachete cu viteza de 64 Kb/s.

            SISTEME 2,5G

Cresterea impresionanta a telefoniei celulare mobile precum si numarul crescut de utilizatori de Internet promit un potential extraordinar pentru o piata care combina ambele inovatii: transmisii de date si comunicatii celulare mobile. Din punctul de vedere al utilizatorilor, rata de transmisie a datelor este prea mica, stabilirea conexiunii dureaza prea mult timp si este destul de complicata. Mai mult, serviciul este prea costisitor pentru cei mai multi dintre utilizatori. Din punct de vedere tehnic, dezavantajul rezulta din faptul ca actualele retele de date mobile sunt bazate pe transmisii cu comutare de circuite, canalul de trafic fiind alocat unui utilizator pe intreaga perioada a transmisiei. In cazul unui trafic intermitent (precum cel din reteaua Internet) aceasta conduce la o utilizare ineficienta a resurselor. Este evident ca pentru un asemenea trafic, utilizarea serviciilor de transmisii in pachete ar conduce la o utilizare mult mai eficienta a canalelor de trafic. Aceasta din cauza ca un canal poate fi alocat doar cand este nevoie si poate fi eliberat imediat dupa transmiterea pachetelor. Folosind acest principiu, mai multi utilizatori pot folosi simultan acelasi canal fizic (multiplexare statistica). Pentru eliminarea acestei ineficiente s-au dezvoltat pana acum doua tehnologii: CDPD (Cellular Digital Packet Data) pentru sistemele AMPS si cdmaOne si GPRS (General Packet Radio Service - serviciul general de transmisii radio in pachete) dezvoltat initial pentru GSM, dar integrat si in ADC. Pentru sistemele GSM au fost elaborate inca doua tehnologii HSCSD (High Speed Circuit Switched Data - transmisii de

date cu mare viteza prin comutarea de circuite) si EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution - transmisii de date cu mare viteza pentru cresterea performantelor sistemelor GSM).

Toate formeaza asa numita familie de sisteme mobile de generatia 2,5 (2,5G). Ele au o viteza de transmisie a datelor net superioara sistemelor 2G (GSM, DAMPS, cdmaOne), insa insuficienta pentru preluarea transmisiilor multimedia (voce + fax + imagini statice + imagini in miscare). Acestea vor fi posibile prin implementarea sistemelor mobile din generatia a treia (3G) pentru care sunt preconizate viteze maxime de transmisie de cel putin 2 Mb/s si capabile sa suporte trafic asimetric (cu intensitati diferite pe cele doua sensuri de comunicatie).

            Tehnologia HSCSD

            Prin tehnologia HSCSD se adauga o facilitate suplimentara interfetei radio a GSM: alocarea a doua sau mai multe ferestre de timp dintr-un cadru pentru sustinerea unei comunicatii. Ca urmare, viteza maxima de transmisie a datelor este un multiplu al vitezei maxime de transmisie din sistemul GSM (9,6 Kb/s).

            In Figura 4 este prezentata noua arhitectura de retea a unui sistem GSM ce permite gruparea mai multor canale GSM pentru a forma un canal HSCSD.

La emisie unitatea mobila divizeaza sirul de date generat in n siruri independente egal cu numarul de canale GSM (ferestre de timp) ce i-au fost alocate, transmisiile pe fiecare din canale se desfasoara in aceleasi conditii ca si in sistemul GSM, iar la nivelul unitatii de control al statiilor de emisie-receptie cele n siruri de date sunt regrupate in sirul unic generat de unitatea mobila, sir ce este transmis in continuare prin MSC catre unitatea BSC in aria careia se afla unitatea mobila corespondenta. Unitatea BSC divide sirul de date receptionat intr-un numar de siruri egal cu numarul de canale GSM alocate acestei unitati mobile, transmite independent pe aceste canale GSM sirurile de date obtinute, iar unitatea mobila reface datele initiale prin concatenarea sirurilor de date receptionate.

Tabelul 3 - Clase si tipuri de unitati mobile HSCSD

Clasa MS

Numarul maxim de ferestre pe cadru (canale GSM)

Tipul MS

Emisie

Receptie

Total

1

1

1

2

1 (MS nu poate emite si receptiona simultan)

2

2

1

3

3

2

2

3

4

3

1

4

5

2

2

4

6

3

2

4

7

3

3

4

8

4

1

5

9

3

2

5

10

4

2

5

11

4

3

5

12

4

4

5

13

3

3

Nespecificat

2 (MS poate emite si receptiona simultan)

14

4

4

15

5

5

16

6

6

17

7

7

18

8

8

            Atat la nivelul unitatii mobile (MS), cat si la cel al subsistemului statiilor de baza (BSS) trebuie introdusa o functie suplimentara care sa permita divizarea sirului de date generat de statia mobila in n siruri de date (teoretic, n poate lua valori intre 1 si 8), transmisia acestora pe n canale GSM (ferestre de timp) si refacerea sirului de date la nivelul unitatii de control al statiilor de emisie/receptie (BSC). Transmisiile pe cele n canale sunt independente din punctul de vedere al controlului puterii de emisie si al erorilor de transmisie, insa ele trebuie coordonate din punctul de vedere al functiilor de retea (precum transferul si saltul de frecventa, de exemplu). Pe portiunea retelei fixe dintre unitatile BSC datele sunt transmise pe un canal ISDN unic, indiferent de numarul de canale GSM ce compun canalul HSCSD. Viteza de transmisie maxima obtenabila prin tehnologia HSCSD este, deci, de 64 Kb/s.

            Transmisiile HSCSD pot fi simetrice (numar egal de canale GSM pe cele doua sensuri) sau asimetrice (numar mai mare de canale GSM pe sensul dinspre BTS catre MS). La conectare unitatea mobila specifica numarul maxim de canale GSM pe care il solicita si daca aceasta limita este modificabila la cerere pe parcursul comunicatiei, iar reteaua aloca, daca are disponibile, acest numar de canale cel putin pe legatura directa (BTS catre MS), iar pe legatura inversa (MS catre BTS) - cel putin un canal GSM.

            Unitatile mobile capabile sa suporte transmisii HSCSD se impart in 18 clase dupa numarul maxim de canale GSM pe care pot sa lucreze simultan si in doua tipuri, dupa existenta sau nu a facilitatii de a emite si receptiona simultan (Tabelul 3).

            Sistemul GPRS

            GPRS ofera un serviciu suplimentar de comunicatie prin care se imbunatateste substantial si se simplifica accesul utilizatorilor mobili la retele de transmisii de date in pachete, precum reteaua Internet. El consta in aplicarea aceleiasi tehnici de transmisii de date in pachete si pe canalele radio GSM, motiv pentru care datele utilizatorilor mobili pot fi transmise direct catre retelele externe de date. Transmisiile in pachete pe calea radio faciliteaza intreteserea mai multor comunicatii pe acelasi canal radio si sporesc, astfel, eficienta de utilizare a spectrului. Timpul de acces si viteza de transmisie sporesc simtitor. Astfel, daca in sistemele GSM timpul de acces este de cateva secunde si viteza maxima este limitata la 9,6 Kb/s, in sistemele GPRS timpul de acces este mai mic de o secunda, iar viteza maxima de transmisie este de peste 150 Kb/s. In plus tarifarea comunicatiilor se face in functie de cantitatea de informatie vehiculata de utilizatorul mobil si nu in functie de timpul de ocupare a canalului radio. Acest tip de tarifare este avantajos pentru comunicatiile intermitente de genul accesului la reteaua Internet in care utilizatorul este conectat la retea o perioada mai mare de timp, dar transmite date in intervale de timp mici cu pauze lungi intre doua transmisii. In concluzie, serviciul GPRS creste eficienta de utilizare a resurselor radio, simplifica accesul utilizatorilor mobili la retelele fixe de transmisii date, asigura timp mic de acces si viteza mare de transmisie si permite utilizatorului sa achite costurile activitatii efective de comunicatie si nu pe cele mult mai mari asociate timpului de ocupare a canalului de comunicatie.

            Arhitectura unui sistem GPRS

Doua principii au stat la baza redefinirii arhitecturii de retea in vederea implementarii functiilor GPRS: separarea neta dintre entitatile GPRS si entitatile radio (BTS si BSC) ale GSM si neintroducerea de modificari in structura si functiile MSC. Primul principiu asigura independenta functionarii entitatilor GPRS in raport cu interfata radio a sistemului si, in acest fel, posibilitatea implementarii functiilor GPRS si in alte sisteme celulare in afara celor GSM. Al doilea principiu este rezultatul unor constrangeri economice, MSC fiind entitatea cea mai complexa si mai scumpa dintr-un sistem GSM. Nefiind necesare modificari in structura si functiile acestuia costul implementarii functiilor GPRS este mai mic.

            Pentru realizarea functiilor specifice GPRS in arhitectura clasica a unui sistem GSM a fost introdusa o noua clasa de noduri de retea numite noduri suport GPRS (GSN - GPRS Support Node). Aceste noduri sunt responsabile de preluarea pachetelor de date de la statiile mobile, rutarea acestora prin retea si livrarea catre retelele externe cu transmisii de date in pachete. Arhitectura standard a unui sistem GSM ce ofera si servicii GPRS (denumit, in continuare, sistem sau retea GPRS) este prezentata in Figura 5.

Un nod GSN server (SGSN - Server GSN) este responsabil de livrarea pachetelor de date de la si catre statiile mobile din interiorul ariei sale de responsabilitate. Sarcinile lui includ rutarea pachetelor si transferul comunicatiilor,  managementul  mobilitatii  (conectare/deconectare  si localizare) si functiile de taxare si de autentificare. Registrul de locatie al unui nod SGSN inmagazineaza informatii despre localizarea si profilul tuturor utilizatorilor GPRS inregistrati in respectivul SGSN.

Un nod GSN poarta (GGSN - Gateway GSN) este o interfata intre magistrala retelei GPRS si retelele de pachete de date externe. El converteste pachetele GPRS ce vin de la SGSN in formatul corespunzator protocolului retelei de date cu transmisii in pachete (PDN) si le transmite retelei corespunzatoare. Pe de alta parte, adresele PDN ale pachetelor de date ce sosesc sunt convertite in adrese GSM ale utilizatorilor destinatari. Pachetele readresate sunt transmise catre nodurile SGSN corespunzatoare. In acest scop, nodul GGSN inmagazineaza in propriul registru de locatie numarul nodului SGSN curent pentru toti utilizatorii din reteaua GPRS, precum si profilurile lor. De asemenea nodul GGSN realizeaza functiile de autentificare si taxare. In general, exista o relatie de 'mai multi la mai multi' (many-to-many) intre nodurile SGSN si nodurile GGSN: un nod GGSN este interfata cu retelele externe de date pentru mai multe noduri SGSN, iar un nod SGSN isi poate ruta pachetele sale spre diferite noduri GGSN pentru a putea ajunge la diferite retele externe de date.

            Figura 5 prezinta, de asemenea, interfetele dintre noile noduri ale retelei si reteaua GSM clasica. Astfel, interfata Gb conecteaza unitatile BSC cu nodul SGSN. Prin intermediul interfetelor Gp si Gn sunt transmise datele utilizatorilor si cele de semnalizare intre nodurile GSN. Daca nodurile SGSN si GGSN sunt localizate in aceeasi retea GPRS se foloseste interfata Gn, iar daca acestea se afla in retele GPRS diferite se foloseste interfata Gp. Toate nodurile GSN sunt interconectate prin intermediul unei magistrale GPRS bazate pe protocolul IP. In interiorul acestei magistrale, nodurile GSN incapsuleaza pachetele de date si le transmit folosind protocolul de tunelare GPRS (GTP - GPRS tunneling protocol). Exista doua tipuri de magistrale GPRS:

- magistrale intra-GPRS care conecteaza noduri GSN ale aceleiasi retele GPRS fiind retele IP private ale furnizorului de servicii GPRS.

- magistrale inter-GPRS care conecteaza noduri GSN din diferite retele GPRS, caz in care este necesar un contract de roaming intre cei doi furnizori de servicii GPRS.

            In Figura 6 se prezinta magistralele intra-GPRS ale doua retele GPRS diferite, conectate prin intermediul unei magistrale inter-GPRS.

            Portile dintre retelele GPRS si magistralele inter-GPRS externe se numesc porti de frontiera (BG - Border Gateways). Printre altele ele realizeaza functii de securitate pentru a proteja magistralele intra-GPRS private de atacuri si utilizare neautorizata. Interfetele Gn si Gp sunt definite si intre doua noduri SGSN. Aceasta permite nodurilor SGSN sa schimbe informatii privind profilul utilizatorilor, atunci cand o statie mobila se deplaseaza dintr-o zona in alta. Prin intermediul interfetei Gf nodul SGSN poate interoga o statie mobila, ce solicita sa se inregistreze in retea, asupra identitatii IMEI proprii. Interfata Gi conecteaza reteaua PLMN cu retelele externe PDN private sau publice, cum ar fi Internetul sau retelele intranet ale companiilor.



            Registrul HLR stocheaza profilul utilizatorilor, numarul nodului SGSN curent si adresa (adresele) PDN pentru fiecare utilizator GPRS din retea. Interfata Gr este folosita pentru schimbul de informatii dintre registrul HLR si nodurile SGSN. De exemplu, prin aceasta interfata un nod SGSN informeaza HLR despre locatia curenta a unei statii mobile (MS). Cand statia mobila se inregistreaza intr-un nou nod SGSN, registrul HLR ii poate transmite acestuia profilul utilizatorului. Calea de semnalizare intre un nod GGSN si registrul HLR (interfata Gc) poate fi folosita de GGSN pentru a solicita locatia utilizatorului si profilul acestuia cu scopul de a reactualiza informatia din propriul sau registru de locatie. In plus, centrul de control MSC poate fi extins cu functii si intrari de registri care sa permita o coordonare eficienta intre serviciile GPRS (cu comutare de pachete) si cele GSM (cu comutare de circuite). De exemplu, se poate realiza actualizarea combinata a localizarii GPRS cu cea non-GPRS, precum si procedeele combinate de conectare. Mai mult, cereri de paging pentru comunicatii GSM clasice (vocale) realizate cu comutare de circuite pot fi transmise prin intermediul nodurilor SGSN. In acest scop, interfata Gs conecteaza bazele de date ale nodurilor SGSN si cele din MSC. Pentru a schimba mesaje SMS prin intermediul GPRS, se defineste interfata Gd. Ea interconecteaza serverul pentru mesaje scurte al MSC (SMS-GMSC) cu nodurile SGSN.

            Clase de unitati mobile GPRS

            Comunicatiile vocale pot fi sustinute de orice unitate mobila capabila sa realizeze comunicatii GPRS, insa in functie de modul in care cele doua functii se pot combina se definesc trei clase de statii mobile:

- statii mobile de clasa A ce suporta comunicatii vocale simultan cu servicii GPRS;

- statii mobile de clasa B ce se pot inregistra in retea atat pentru servicii GPRS, cat si pentru servicii GSM, dar nu pot oferi decat un singur tip de comunicatie la un moment dat;

- statii mobile de clasa C ce se pot inregistra fie pentru servicii GPRS, fie pentru servicii GSM conventionale, dar nu simultan. O exceptie o constituie mesajele scurte SMS, care pot fi receptionate si transmise fie ca serviciu GSM, fie ca serviciu GPRS indiferent de tipul inregistrarii.

            Servicii de baza si servicii suplimentare

            Serviciile de baza oferite de GPRS constau in transmisii complete de pachete de date si exista doua tipuri diferite de astfel de servicii: serviciul punct-la-punct (PTP - point-to-point) si serviciul punct-multipunct (PTM -point-to-multipoint).

            Serviciul PTP ofera transfer de pachete de date intre doi utilizatori in ambele moduri: transparent (in timp real) si netransparent (in regim de datagrame).

            Serviciul PTM ofera transferul pachetelor de date de la un utilizator catre mai multi utilizatori. Exista doua tipuri de servicii PTM:

- prin difuzare multipla (multicast) PTM-M - cand pachetele de date sunt distribuite intr-o anumita zona geografica si un identificator de grup semnalizeaza daca ele sunt destinate tuturor utilizatorilor din acea arie sau numai unui anume grup de utilizatori;

- prin apelare de grup PTM-Gcand pachetele de date sunt adresate unui grup de utilizatori si sunt in transmise toate zonele geografice in care se afla membri ai grupului.

            Este de asemenea posibila transmiterea mesajelor SMS prin intermediul GPRS si sunt prevazute implementarea de servicii suplimentare de retea, precum redirectionarea neconditionata a apelului (CFU - Call Forwarding Unconditional), redirectionarea apelului in cazul in care mobilul utilizatorului nu poate fi contactat (CFNRc - Call Forwarding Non Reachable), grup restrans de utilizatori (CUG - Closed User Group). Mai mult, un furnizor de servicii GPRS poate oferi servicii aditionale nestandardizate, cum ar fi accesul la baze de date, servicii de mesaje (messaging) si servicii tele-action (de exemplu validari de carti de credit, tranzactii de loterie, sisteme de supraveghere si monitorizare electronica).

            Context PDP

            O unitate mobila poate efectua o transmisie de date in pachete numai dupa parcurgerea unei proceduri de activare a acestei functionalitati denumita activare context PDP (PDP - Packet Data Protocol). In mesajul de activare transmis de unitatea mobila trebuie sa specifice identitatea sa temporara, adresa nodului SGSN prin care comunica, tipul retelei externe de date cu care comunica, adresa nodului GGSN prin care se face accesul catre reteaua externa, calitatea dorita (QoS) a serviciului de comunicatie precum si unii parametri solicitati de protocolul de comunicatie utilizat de reteaua externa. Toate aceste date formeaza contextul PDP al unitatii mobile. In el se poate include si adresa unitatii mobile daca aceasta este alocata static. In cazul alocarii dinamice a adreselor, ea va primi o noua adresa la fiecare activare a contextului PDP. Din contextul PDP poate lipsi identitatea temporara a unitatii mobile daca acesta se refera la un serviciu nepersonalizat (acces anonim). In functie de drepturile pe care unitatea mobila le are in retea si de setarile retelei ea poate activa 0, 1 sau mai multe contexte PDP, cate unul pentru fiecare din retelele externe de date cu care comunica si tipul de serviciu pe care il solicita. Dupa autentificare si verificarea conformitatii solicitarii cu drepturile in retea ale unitatii mobile nodul SGSN confirma activarea contextului PDP, memoreaza aceasta stare si transmite informatia nodului GGSN corespunzator.

            Activarea unui context PDP se face numai la initiativa unitatii mobile, insa reteaua ii poate solicita parcurgerea acestei proceduri atunci cand unitatea mobila este apelata de catre o retea externa.

            Definirea starilor de management al mobilitatii

            Din punctul de vedere al managementului mobilitatii (MMMobility Management) unei unitati mobile GPRS aceasta se poate afla in trei stari distincte: IDLE (neconectata), STANDBY (conectata, dar inactiva) sau READY (conectata si activa). Fiecare stare este caracterizata prin nivelul de functionalitate si de informatie stocata in entitatile sistemului.

            Starea IDLE

            In starea IDLE, utilizatorul nu are parcursa procedura de conectare GPRS (adica functiile de transmisii de date in pachete nu sunt activate) si ca urmare functiile MM nu pot fi efectuate. Unitatea mobila si nodul SGSN nu detin informatii despre pozitia in retea a unitatii mobile sau calea de rutare a mesajelor catre ea. Ca urmare, transmiterea datelor la si de la utilizatorul mobil si nici apelarea lui nu sunt posibile. Reteaua GPRS considera utilizatorul mobil ca indisponibil.

            Starea STANDBY

            In starea STANDBY utilizatorul are parcursa procedura de conectare GPRS si functiile MM pot fi efectuate. Unitatea mobila si nodul SGSN detin informatii despre pozitia in retea a unitatii mobile si acesta poate primi apeluri pentru transmisii de date, precum si apeluri prin nodul SGSN pentru servicii cu circuite comutate. Nu este, insa, posibila receptia si nici transmisia de date in pachet. Din aceasta stare utilizatorul poate efectua procedura de activare context PDP si unitatea mobila trece in starea READY, sau procedura de deconectare GPRS si unitatea mobila trece in starea IDLE.

            Starea READY

            In starea READY unitatea mobila are parcurse procedura de conectare GPRS si cel putin o procedura de activare context PDP. Ca urmare functiile MM pot fi efectuate, unitatea mobila si nodul SGSN detin informatii despre pozitia in retea a unitatii mobile si acesta poate primi apeluri pentru transmisii de date, precum si apeluri prin nodul SGSN pentru servicii cu circuite comutate. In plus, utilizatorul poate transmite si primi pachete de date de la retelele externe pentru care contextele PDP au fost activate. Reteaua nu initiaza apelari GPRS pentru un utilizator in starea READY, dar prin nodul SGSN pot fi facute apelari pentru alte servicii. In starea READY utilizatorul mobil poate activa sau dezactiva contextele PDP. Din aceasta stare unitatea mobila poate trece in starea STANDBY daca toate contextele PDP sunt dezactivate sau daca un interval de timp prestabilit nu se efectueaza schimburi de pachete de date pentru nici unul din contextele PDP activate. Aceasta ultima functie poate fi dezactivata de catre operator. Din starea READY unitatea mobila poate trece direct in starea IDLE daca utilizatorul efectueaza procedura de deconectare GPRS.

            Accesul multiplu si principiile gestionarii resurselor radio

            Serviciul GPRS utilizeaza interfata radio a sistemului celular in care este implementat. In cazul GSM, de exemplu, se utilizeaza canalele radio de 200 KHz latime si diviziunea in timp pe fiecare din acestea cu ferestre de 15/26 ≈ 0,577 milisecunde, grupate in cadre de 8 cate ferestre. Insa alocarea canalelor pentru serviciile GPRS este diferita de cea pentru comunicatiile din sistemul GSM conventional. Sistemul GPRS permite unei statii mobile sa transmita pe mai multe intervale de timp ale aceluiasi cadru TDMA (functionare multislot). Aceasta conduce la o alocare mai flexibila a canalelor: una pana la 8 ferestre dintr-un cadru TDMA pot fi alocate unei singure statii mobile. Mai mult, sunt alocate separat canalele pentru legatura directa si, respectiv, legatura inversa, pentru preluarea eficienta a traficului de date asimetric (de exemplu, traficul Web).

            In sistemele GSM un canal este alocat permanent unui anume utilizator pe intreaga perioada a comunicatiei (chiar daca nu se transmit date). In sistemele GPRS canalele sunt alocate doar cand sunt transmise sau receptionate pachete de date si sunt eliberate imediat dupa incetarea transmisiei. Pentru un trafic intermitent aceasta conduce la o utilizare mult mai eficienta a resurselor radio. Pe baza acestui principiu, mai multi utilizatori pot folosi simultan un acelasi canal fizic.

 Canalul fizic GSM alocat pentru transmisii de date in pachete se numeste canal de pachete de date (PDCH - Packet Data Channel) si se alege dintre canalele disponibile in celula, resursele radio ale acesteia fiind folosite simultan de catre toate unitatile mobile GPRS si non-GPRS aflate in celula.

            Alocarea canalelor fizice fie catre servicii cu comutare de pachete (GPRS), fie catre servicii cu comutare de circuite (GSM) poate fi realizata dinamic in functie de incarcarea reala de trafic din celula, prioritatea serviciului si clasa multislot a unitatilor mobile. Numarul canalelor alocate PDCH poate fi modificat in functie de cerintele curente. Canalele fizice care nu sunt folosite in momentul respectiv de catre GSM pot fi alocate drept canale PDCH pentru a mari calitatea serviciilor GPRS. Cand se inregistreaza o cerere de alocare de resurse pentru servicii cu prioritate mai mare, canalele PDCH trebuie eliberate.

            Canale logice in GPRS

Tabelul 4 prezinta canalele logice GPRS, care, ca si in GSM se clasifica in doua categorii: canale de trafic si canale de semnalizare (control). Canalul de trafic pentru pachete de date (PDTCH) este dedicat transferului datelor utilizatorilor. El este alocat unei unitati mobile (sau in cazul PTM la mai multe unitati mobile). O unitate mobila poate folosi mai multe canale PDTCH simultan. Canalul de control de difuzare (PBCCH) este un canal de semnalizare unidirectional punct-multipunct de la subsistemul statiilor de baza (BSS) catre unitatile mobile. Este folosit de BSS pentru a transmite catre toate unitatile mobile GPRS din celula informatii specifice despre organizarea retelei radio GPRS. In afara de informatiile despre sistemul GPRS, canalul PBCCH trebuie sa transmita informatii importante despre serviciile GSM cu comutare de circuite, astfel incat o unitate mobila GSM/GPRS sa nu fie nevoita sa monitorizeze canalul de control BCCH al GSM. Canalul comun de control (PCCH) este un canal de semnalizare bidirectional de tip punct-multipunct care transporta informatii de semnalizare pentru managementul accesului la retea, cum ar fi alocarea resurselor radio si paging-ul. El consta din patru sub-canale:

- canalul de acces (PRACH) este folosit de mobil pentru a solicita unul sau mai multe canale de trafic PDTCH;

- canalul de acordare a accesului (PAGCH) este folosit pentru informarea unitatii mobile asupra canalelor PDTCH ce i-au fost alocate;

- canalul de paging (PPCH) este folosit pentru apelarea unitatilor mobile GPRS in vederea localizarii sau transmisiei de pachete de date;

- canalul de notificare (PNCH) este folosit pentru a informa o unitate mobila despre faptul ca au sosit mesaje PTM pe adresa ei (multicast sau apel de grup).

Tabelul 4 - Canale logice GPRS

Grup

Canal

Functie

Directie

Canale de trafic

PDTCH

Trafic de date

MS BSS

Canale de control al emisiei

PBCCH

Controlul emisiei

MS BSS

Canale comune de control (PCCCH)

PRACH

Acces

MSBSS

PAGCH

Permisia accesului

MSBSS

PPCH

Paging

MSBSS

PNCH

Notificare

MSBSS

Canale dedicate de control

PACCH

Control asociat

MSBSS

PTCCH

Controlul avansului de timp

MSBSS

            Canalele de control dedicate PACCH si PTCCH sunt canale bidirectionale de tipul punct-la-punct:

- canalul de control asociat (PACCH) este intotdeauna alocat in combinatie cu unul sau mai multe canale PDTCH care sunt alocate unei unitati mobile si transporta informatii de control specifice acesteia (de exemplu, informatii despre controlul puterii);

- canalul de control al avansului in timp (PTCCH) este folosit pentru sincronizarea adaptiva a cadrelor.

            Coordonarea dintre canalele logice pentru comunicatiile cu comutare de circuite si cele cu comutare de pachete este foarte importanta pentru cresterea eficientei de utilizare a canalelor radio. Astfel, atunci cand canalul PCCCH nu este disponibil intr-o celula, o unitate mobila GPRS poate folosi canalul de control comun BCCH pentru a primi informatii despre reteaua radio. De asemenea, daca o unitate mobila GPRS este inregistrata pentru transmisii de date in pachete, atunci ea primeste apelurile pentru toate tipurile de comunicatii (GSM sau GPRS) numai pe canalul PBCCH, iar cand este angajata intr-o comunicatie GPRS - numai pe unul din canalele PDCH ce i-au fost alocate. In felul acesta transmisiile GPRS folosesc minimul posibil de resurse radio.

            Definirea canalelor fizice pentru transmisii de date in pachete

            Pentru comunicatiile GPRS cadrele sunt grupate in blocuri (cate patru cadre TDMA succesive intr-un bloc), iar un multicadru complex contine 12 asemenea blocuri plus inca alte 4 cadre TDMA (in total - 52 de cadre - Figura 7).

            Doua cadre TDMA dintr-un multicadru complex sunt rezervate pentru transmisia canalelor PTCCH, iar alte doua cadre sunt lasate libere. Organizarea interna a blocurilor B0 B11 difera de la un bloc la altul si este controlata de parametrii care sunt transmisi prin intermediul PBCCH.

            Ocuparea ferestrelor de timp de catre un canal de comunicatie se face numai in ordinea stabilita de standard, (adica B0, B6, B9, B1, B7, B4, B10, B2, B8, B5, B11, B3) pentru ca in fiecare fereastra de timp sa existe un canal de control. In acest fel timpul de asteptare pentru transmisia informatiei de control este minim.

            Codarea de canal

            Codarea de canal este folosita pentru protectia la erori de transmisie a pachetelor de date. Tehnica de codare a canalului in GPRS este similara cu cea din GSM, adica o codare cu un cod sistematic ce adauga un numar de biti de paritate, intercalare de biti, o codare convolutionala cu viteza 1/2 si o intercalare de blocuri. Spre deosebire de sistemul GSM in transmisiile GPRS sunt definite patru scheme de codare (Tabelul 5) ce asigura grade de protectie diferite prin modificarea raportului dintre numarul bitilor de date si cel al bitilor de paritate introdusi de codul sistematic. Schema de codare este aleasa in functie de parametrii canalului de transmisie. Astfel, daca exista perturbatii puternice pe canal sau fading foarte sever trebuie aleasa o schema de codare cu grad mare de protectie la erori (de exemplu, CS-1), iar daca perturbarea canalului este nesemnificativa se poate alege o schema de codare mai simpla (de exemplu, CS-4) cu protectie scazuta la erori. Se observa ca o crestere a gradului de protectie la erori se obtine in detrimentul vitezei nete de transmisie a datelor.

Tabelul 5 - Scheme de codare de canal in sistemul GPRS

Schema de codare

Pre-codare USF

Biti de informatie

Biti de paritate

Biti de final

Biti la iesirea codorului convolutional

Biti eliminati (punctured)

Rata datelor KB/s

CS-1

3

181

40

4

456

-

9.05

CS-2

6

268

16

4

588

132

13.4

CS-3

6

312



16

4

676

220

15.6

CS-4

12

428

16

-

456

-

21.4

            De exemplu, in cazul schemei de codare CS-2, folosind un cod bloc sistematic, celor 3 biti indicatori de stare a legaturii inverse (USF - Up-link State Flag) li se adauga un numar de 3 biti de paritate, iar grupului de 268 de biti de informatie plus cei trei biti USF - un numar de 16 biti de paritate obtinandu-se in total 290 de biti. Sunt adaugati, apoi, 4 biti de 0 la sfarsitul intregului bloc, iar celor 294 de biti li se aplica un cod convolutional de intarziere 4 si viteza 1/2, rezultand 588 de biti. Deoarece pe interfata radio GSM lungimea de referinta a unui bloc de date este de 456 de biti, din cei 588 de biti rezultati in urma codarii CS-2 trebuie eliminati 132. Rezulta o viteza medie de transmisie pe canal de 13,4 Kb/s.

            Bitii USF se transmit unitatii mobile pentru a indica starea de liber sau ocupat a ferestrei de timp de pe legatura inversa corespunzatoare celei de pe legatura directa pe care o receptioneaza curent. Aceasta informatie este utila in transmisiile GPRS deoarece ele nu sunt totdeauna simetrice si alocarea unei ferestre de timp pe un sens de comunicatie nu inseamna in mod implicit si alocarea ferestrei cu acelasi numar de ordine pentru sensul opus de comunicatie (asa cum se intampla in sistemele GSM conventionale).

            Conlucrarea cu retelele IP

            GPRS suporta ambele sisteme de adresare din reteaua Internet (IPv4 si, respectiv, IPv6). Din punctul de vedere al retelelor IP externe, reteaua GPRS arata ca orice alta subretea IP, iar nodurile GGSN sunt echivalente unui router IP obisnuit. In Figura 8 se prezinta un exemplu de conectare a unei retele GPRS la Internet.

            Un utilizator GPRS inregistrat care vrea sa schimbe pachete de date cu retelele IP obtine o adresa IP din cele aflate in spatiul adreselor operatorului GPRS. Pentru a suporta un numar mai mare de utilizatori, este esentiala folosirea alocarii dinamice a adreselor IP. De aceea, este instalat un server DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Corespondenta dintre adresele IP si cele GPRS este realizata de nodul GGSN pe baza contextului PDP activat de utilizator. Poate fi folosit si un server al denumirii domeniilor (DNS - Domain Name Server) controlat de operatorul GPRS sau de catre reteaua IP pentru realizarea corespondentei dintre adresele IP externe si cele interne. Pentru mentinerea unei viteze mari de transmisie rutarea pachetelor IP se face prin tunelare prin magistrala intra-GPRS folosind un protocol specific. Tunelarea inseamna, n esenta, ca nodul GGSN ataseaza fiecarui pachet adresa de destinatie si calea de rutare, fara a verifica integritatea datelor incluse. Cu aceasta configuratie, reteaua GPRS poate fi privita ca o extensie radio a retelei Internet pana la o unitate mobila sau un computer mobil. Pentru a evidentia aspectele de baza asociate stabilirii unei transmisii de date cu comutare de pachete intre un utilizator mobil GPRS si un utilizator din reteaua Internet se considera exemplul practic in care utilizatorul MS aflat in reteaua GPRS1 din Figura 8 doreste sa transfere un volum de date din calculatorul PC aflat intr-o retea locala LAN conectata la Internet. Presupunem ca utilizatorul MS este inregistrat in reteaua GPRS2 si are drept de roaming in reteaua GPRS1.

            Pentru extragerea datelor utilizatorul MS isi activeaza contextul PDP ce ii permite accesarea retelei Internet prin transmiterea unui mesaj specific catre nodul SGSN2 in zona caruia se afla. Acesta verifica drepturile de roaming si de comunicatie ale MS prin schimb de informatii cu nodul poarta BG2 de interconectare cu reteaua GPRS1 si transmite nodului GGSN2 de interconectare cu reteaua Internet cererea de activare a contextului PDP de catre MS. Daca alocarea de adrese IP se face dinamic nodul GGSN2 aloca o adresa utilizatorului MS si memoreaza contextul PDP activat.

            Cererea de transmisii de date este adresata de catre utilizatorul MS nodului SGSN2, care o retransmite nodului GGSN2. Acesta retransmite cererea catre reteaua Internet dupa ce inlocuieste adresa interna a utilizatorului MS cu cea sub care el este recunoscut in reteaua Internet. Pe baza adresei de destinatie solicitarea ajunge la calculatorul PC care furnizeaza sirul de pachete de date solicitat. Deoarece utilizatorul MS este cunoscut in reteaua Internet ca facand parte din reteaua GPRS1, pachetele de date sunt dirijate catre aceasta prin nodul poarta GGSN1 si, pe baza informatiei privind locatia curenta a utilizatorului MS, sunt redirijate prin nodul poarta BG1, magistrala inter-GPRS si nodul poarta BG2 catre nodul SGSN2, iar, de aici, catre utilizatorul MS. De notat ca intre nodurile GGSN1 si SGSN2 transmisia se face prin tunelare, deci cu viteza maxima posibila.

            EDGE

            EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution - sistem cu viteza imbunatatita de date pentru cresterea performantelor sistemelor GSM) reprezinta o tehnologie pe baza careia sistemul GSM de generatia a doua poate oferi servicii specifice sistemelor din generatia a treia fara modificarea spectrului de frecventa alocat. Aceasta tehnologie prezinta avantajele ca se implementeaza rapid, utilizeaza resursele existente in sistemele GSM si introduce in mod treptat caracteristici 3G.

            EDGE utilizeaza canale radio de aceeasi latime ca si GSM si aceeasi structura de ferestre de timp si poate fi privita ca o interfata radio generica ce asigura viteze mari de transmisie, facilitand tranzitia gradata catre sisteme 3G.

Desi EDGE a fost proiectata pentru aplicatii in sistemul GSM ea poate fi implementata in oricare alt sistem ce foloseste diviziunea de timp (TDMA) pe interfata radio.

EDGE creste, in primul rand, performantele interfetei radio a GSM, dar poate fi privita si ca un concept ce permite sistemelor GSM sa ofere tipuri noi de servicii. EDGE permite cresterea raportului semnal/zgomot la receptie prin controlul asupra calitatii legaturii adaptand codarea de canal pentru protectia datelor la parametrii in permanenta schimbare ai canalului radiomobil si asigurand, astfel, cea mai mare viteza de transmisie a datelor permisa de calitatea curenta a canalului.

            La o aceeasi viteza de bit pe canal de 271 Kb/s, prin tehnologia EDGE se poate atinge o viteza de bit de 69,2 Kb/s pe fiecare fereastra de timp, fata de numai 22,8 Kb/s in sistemele GSM conventionale.

            Tehnologia EDGE, proiectata pentru a creste eficienta spectrala, consta in esenta in introducerea unei scheme de modulatie avansata: 8-PSK (comutarea fazei cu opt stari, trei biti/simbol) si se poate aplica peste ambele tehnologii prezentate anterior pentru cresterea vitezei de date: HSCSD (si se numeste ECSD - Enhanced Circuit Switched Data - transmisii imbunatatite de date cu comutare de circuite) sau GPRS (si se numeste EGPRS -Enhanced GPRS - transmisii GPRS imbunatatite si care sunt, evident, cu comutare de pachete).

            Pentru tehnologia EDGE s-a propus si o alta schema de modulatie cu o eficienta spectrala sporita: QOQAM - modulatie de amplitudine in cuadratura cu patru niveluri si offset. Prin utilizarea offset-ului se obtine o mai mica variatie a amplitudinii purtatoarei ceea ce conduce la conditii mai putin severe asupra liniaritatii etajului final de amplificare.

            In sistemele EGPRS tehnica de control al calitatii legaturii este mai complicata decat cea din sistemele GPRS in sensul ca pe langa schema de codare (CS-1 CS-4) se poate modifica si tipul modulatiei (GMSK sau 8-PSK.). Vitezele de transmisie obtinute sunt prezentate in Tabelul 6.

Tabelul 6 - Scheme de codare si viteze de transmisie pentru EGPRS

Schema de codare

Viteza de bit pe canal (Kb/s)

Tipul modulatiei

Viteza de bit pe fereastra (Kb/s)

Viteza de bit pe cadru (8 ferestre) (Kb/s)

CS-1

22,8

GMSK

11,2

89,6

CS-2

22,8

GMSK

14,5

116,0

CS-3

22,8

GMSK

16,7

133,6

CS-4

22,8

GMSK

22,8

182,4

PCS-1

69,2

8-PSK.

22,8

182,4

PCS-2

69,2

8-PSK

34,3

274,4

PCS-3

69,2

8-PSK

41,25

330,0

PCS-4

69,2

8-PSK

51,60

412,8

PCS-5

69,2

8-PSK

57,35

458,8

PCS-6

69,2

8-PSK

69,20

553,6

            O alta modalitate de adaptare la caracteristicile canalului o constituie variatia incrementala a redundantei: transmisia se face initial cu cea mai mica redundanta posibila (deci viteza mare de transmisie a datelor) si aceasta este crescuta pana cand decodarea informatiei la receptie se face fara erori. Cand canalul este neperturbat sau slab perturbat aceasta se intampla la valori mici ale redundantei, iar cand este puternic perturbat redundanta de transmisie atinge valori mari. Cresterea redundantei se face prin micsorarea numarului de biti eliminati (punctured), dintre cei introdusi prin codarea convolutionala.

            In tehnologia EDGE sunt definite doua tipuri de unitati mobile: un tip ce suporta modulatia 8-PSK pe ambele sensuri de comunicatie si un al doilea tip ce suporta modulatia 8-PSK numai pe legatura directa (de la BSS catre MS). In ultimul caz viteza maxima de transmisie pe legatura inversa este mai mica decat cea pe legatura directa, dar acesta nu este un dezavantaj

major, deoarece se estimeaza ca majoritatea transmisiilor in sistemele mobile viitoare vor fi asimetrice, cu fluxuri de date mai intense pe legatura directa, corespunzatoare navigarii pe Internet si transportului de fisiere catre unitatile mobile.

In Tabelul 7 sunt prezentate comparativ vitezele maxime de transmisie in sistemele GSM pentru diverse servicii de transmisii de date.

Tabelul 7 - Performantele serviciilor de transmisii de date in GSM

Tipul serviciului

Viteza maxima

Tehnologia

Resurse utilizate

Mesaje scurte (SMS)

9b/s

Circuite simplex

SDCCH sau SACCH

GSM

9.600 b/s

Circuite duplex

TCH

HSCSD

115Kb/s

Circuite duplex

1-8 TCH

GPRS

171 Kb/s

Circuite virtuale cu comutare de pachete

PDCH (1-8 TCH)

EDGE

384Kb/s

Circuite virtuale cu comutare de pachete

1-8 TCH









Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia




CLASIFICAREA ANTENELOR FOLOSITE IN RN
DECT
Servicii de baza in telecomunicatii
STRUCTURA BENZII DE FRECVENTA ALOCATA SERVICIULUI GSM
Conexiunea la internet pentru telefoane Nokia
Comunicatii cu acces multiplu
Piata de telecomunicatii din Romania
TRANSMISIA


Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu