Физический уровень системы TETRA

В системе TETRA установлены следующие стандартизованные параметры физического уровня:

- ширина частотного канала - 25 кГц;

- реализация на каждой несущей частоте четырех каналов передачи речи/ данных в режиме TDMA с перемеженным каналом управления;

- прямые соединения между подвижными станциями возможны при ограниченном расстоянии между этими станциями и с некоторыми другими техническими ограничениями;

- выделение системе стандарта TETRA в странах Европы следующих частотных диапазонов:

- восходящая линия связи: 380...390 МГц, нисходящая: 390...400 МГц;

- восходящая линия связи: 410...420 МГц, нисходящая: 420...430 МГц;

- восходящая линия связи: 450...460 МГц, нисходящая: 460...470 МГц;

- восходящая линия связи: 870...888 МГц, нисходящая: 915...933 МГц;

- определение типов абонентских устройств: ручные, переносные, монтируемые в транспортные средства, а также стационарные установки с возможностью соединения с компьютером (модем для передачи данных со скоростью 4800 бит/с);

- определение типов абонентских устройств: ручные, переносные, монтируемые в транспортные средства, а также стационарные установки с возможностью соединения с компьютером (модем для передачи данных со скоростью 4800 бит/с);

- возможность использования более чем одного временного слота в частотном канале шириной 25 кГц для передачи данных со скоростями до 28800 бит/с.

Как ранее упоминалось, система работает в режиме TDMA с четырьмя физическими каналами на каждой несущей частоте, с разнесением несущих на 25 кГц. Основной единицей времени считается временной слот, равный 14,166 мс (85/6 мс). Скорость передачи двоичной последовательности в одном слоте составляет 36 кбит/с. Таким образом, в одном слоте передается 510 битов или, что то же самое, 255 четырехуровневых информационных символов. На рис. 5 изображена временная структура системы TETRA.

Рис. 5. Временная структура системы TETRA

Самый крупный элемент в иерархии - это гиперкадр. Он имеет длитель ность 61,2 с и состоит из 60 мультикадров. Каждый мультикадр длится 1,02 с i состоит из 18 кадров. Каждый восемнадцатый кадр - управляющий. Каждьн кадр имеет длительность 56,67 = 170/3 мс и состоит из четырех слотов. Временные слоты в восходящей линии связи могут быть разделены на два субслота каждый. Пакеты с информационными последовательностями передаются в границах одного временного слота. Существует несколько типов пакетов.

В системе TETRA определены три типа физических каналов:

- физический канал управления (англ. Control Physical Channel - СР). По этому каналу передаются исключительно управляющие сообщения. Один из физических каналов управления определен как основной канал управления (англ. Main Control Channel - MCCH), а остальные называются дополнительными каналами управления (англ. Secondary Control Channel - SCCH). Несущая, на которой передается основной канал управления, называется главной несущей. Канал МССН всегда передастся в первом временном интервале главной несущей;

- физический канал трафика (англ. Traffic Physical Channel - ТР). Предназначен для реализации логических каналов трафика;

- свободный физический канал (англ. Unallocated Physical Channel - UP). Предназначен для передачи вещательных или пустых сообщений.

В системе TETRA логические каналы организуются в соответствии с режимами работы:

при передаче данных:

- режим непрерывной нисходящей передачи (англ. Downlink Continuous Transmission Mode - D-CT);

- режим нисходящей передачи с разделением времени доступа к несущей (англ. Downlink Carrier Timesharing Mode - D-CTT);

- режим нисходящей передачи с разделением времени доступа к главном каналу управления (англ. Downlink Main Control Channel Timesharing Transmission Mode - D-MCCTT);

- многослотовый режим передачи (англ. Multiple Slot Transmission Mode - MTS);

в целях управления:

- нормальный режим управления (англ. Normal Control Mode- NCM)\

- минимальный режим управления (англ. Minimum Control Mode - МСМ).

Режим D-CT обязателен для подвижных станций. Это означает, что подвижная станция должна уметь взаимодействовать с базовой станцией, работающей в этом режиме. Режим NCM обязателен для всего оборудования системы TETRA. Все подвижные станции должны поддерживать работу в минимальном режиме управления,

В режиме D-CT базовые станции передают непрерывные пакеты данных внисходящем направлении (на рис. 4 изображена структура пакетов в системе TETRA). Передача на главной несущей - непрерывная, а на остальных же несущих допускается дискретная передача пакетов.

В режиме D-CCT несущая частота может использоваться в нескольких сотах. Каждый из физических каналов на этой несущей частоте (реализованных в четырех возможных временных интервалах) может быть выделен различным сотам. В этом случае базовая станция выполняет прерывистую передачу пакетов данных в нисходящем направлении.

В режиме D-MCCTT основной канал управления совместно используется несколькими сотами. Каждый кадр этого канала независимо выделен различным сотам.

В режиме MTS возможно выделение одному соединению от двух до четырех физических каналов. Это позволяет повысить скорость передачи или выполнить передачу смешанных двоичных потоков речи и данных.

Режим NCM требует выделения основного канала управления (МССН). При этом обеспечивается полный набор функций управления. В режиме МСМ услуги системы TETRA предоставляются в ограниченном виде. В этом режиме все физические каналы каждой несущей частоты системы содержат каналы передачи данных.

В отличие от системы GSM, в которой используется достаточно сложная GMSK-модуляция, в системе TETRA применяется так называемая 7 - модуляция - вариант дифференциальной квадратурной фазовой манипуляции. Скорость потока данных равна 36 кбит/с. Двоичный поток разбива­ется на дибиты, определяющие фазовый сдвиг относительно предыдущего периода модуляции. Возможные варианты фазового сдвига - либо .

Стандартом TETRA определен набор частотных каналов для передачи данных в восходящем и нисходящем направлениях

Стандарт TETRA определяет классы подвижных и базовых станций, уро­вень интермодуляционных искажений сигнала и нежелательного внеполосного излучения. Установлено десять классов мощностей передатчика базовой станции - от 40 до 0,6 Вт, что эквивалентно уровням мощности от 46 до 28 дБм на каждую несущую частоту. Для подвижных станций определено четыре класса мощности - 30, 10, 3 и 1 Вт, что эквивалентно номинальному уровню мощности 45,40, 35 и 30 дБм.

Как и в системе GSM, логический канал представляет собой логическое соединение между двумя или более пользователями. Рассмотрим типы и назначение логических каналов в системе TETRA.

Все логические каналы можно разделить на две категории:

- каналы трафика, предназначенные для передачи двоичных последовательностей речевого сигнала или данных в режиме коммутации каналов;

- каналы управления, предназначенные для передачи сигнальных сообщений и пакетов информации.

Существует несколько типов каналов передачи данных:

- трафик-канал для передачи речи (англ. Speech Traffic Channel - TCH/S);

- трафик-канал для передачи данных в режиме коммутации каналов со скоростью 7,2 (ТСН/7.2), 4,8 (ТСН/4.8) и 2,4 (ТСН/2.4) кбит/с.

При выделении одному соединению более одного временного интервала можно получить более высокие скорости передачи данных - 9,6; 19,2 или 28,8 кбит/с. Существует пять категорий каналов управления:

- циркулярный канал передачи параметров сети (англ. Broadcast Network Channel - BNCH), по которому информация о сети передается подвижным станциям;

- циркулярный канал передачи параметров цикловой и тактовой синхронизации (англ. Broadcast Synchronization Channel – BSCH) по которому передается информация, необходимая для временной синхронизации и синхронизации скремблирования подвижных станций;

- каналы линеаризации (англ. Linearization Channel - LCH) используются для линеаризации передатчиков базовых станций по каналу линеаризации базовой станции (англ. Base Station Linearization Channel - BLCH) и передатчиков подвижных станций по каналу линеаризации абонентских радиостанций (англ. Common Linearization Channel - CLCH);

- канал сигнализации (англ. Signaling Channel - SCH ) используется всеми подвижными станциями. Однако сообщения по этому каналу могут передаваться одной подвижной станции или группе. В каждой базовой станции реализован, по крайней мере, один канал сигнализации. Существуют следующие типы каналов сигнализации:

- полноформатный канал сигнализации (англ. Full Size Signaling Channel - SCH/F) - двунаправленный канал, по которому передаются полноразмерные сообщения;

- нисходящий канал сигнализации (англ. Halfsize Downlink Signaling Channel — SCH/HD) используется для передачи укороченных сообщений с базовой станции на подвижные;

- восходящий канал сигнализации (сообщения укороченного формата, направление «вниз») (англ. Half-size Uplink Signaling Channel -SCH/HU ) используется для передачи укороченных сообщений в восходящем направлении;

- канал предоставления доступа (англ. Access Assignment Channel -AACH ) - нисходящий канал, описывающий распределение временных интервалов для передачи данных в восходящем и нисходящем направлениях;

- канал управления на базе части ресурса трафик-канала (англ. Stealing Channel — STCH ) связан с каналом передачи данных и использует часть его емкости для быстрой передачи сигнальной информации.

Как уже упоминалось ранее, информация в системе TETRA передаегся пакетами данных, как и в системе GSM. Пакет данных представляет собой физическое содержимое одного временного слота или субслота. Существует шесть типов пакетов (рис. 4). Очевидно, что пакеты системы TETRA похожи на многие пакеты системы GSM. Как и в системе GSM, в середине пакета размещаются обучающие последовательности. Благодаря меньшему количеству временных слотов в кадре, пакеты данных имеют боль­шую длину и переносят большее количество битов, чем в GSM. В этих пакетах реализованы дополнительные функции, особенно связанные с циркулярной связью. Еще раз упомянем о линеаризации усилителя мощности и подстройке частоты, которые производятся с помощью пакетов синхронизации.

Рис. 5. Структура пакетов в системе TFTRA (V+D)

Дата добавления: 2014-01-04