25.Стандарт GSM. Технология смены частоты как метод улучшения качества связи
Скачкообразная настройка частоты обеспечивает частотное разнесение и разнесение источника помех. Скачкообразная настройка частоты усредняет эффекты замирания сигнала посредством использования для передачи одного канала в разные моменты времени разных частот. Препятствия, такие, как здания, производят замирание посредством отражения сигнала не в фазе с главным сигналом. На каждой частоте глубина замираний различна.
Скачкообразная перестройка частоты изменяет частоту временного интервала канала трафика (Traffic Channel – ТСН) от одного TDMA – кадра (Time Digital Multiplex Access) к другому в заранее заданной группе частот, называемой группой скачкообразной перестройки частоты. Каждый пакет данных передается на различной частоте внутри группы скачкообразной перестройки частоты, в соответствии с алгоритмом скачкообразной перестройки частоты (всего 217 скачков в секунду).
Алгоритм скачкообразной перестройки частоты может быть случайным или циклическим. Последовательность скачкообразной перестройки частоты является одинаковой для частот восходящей и нисходящей линий связи. Алгоритм смены частоты передается по каналу (Board Control Channel – BCCH), который не использует смену частоты и всегда передается на частоте базового канала.
Информация, передаваемая через воздушный интерфейс, подвергается помехоустойчивому кодированию, затем данные разбиваются на пакеты. В случае скачкообразной перестройки частоты радиосвязи, все временные интервалы блока кадра (FU) всегда посылаются на один и тот же блок несущей, который выполняет скачок по частотам. При этом BTS может производить скачки по большему количеству частот, чем количество блоков несущей (Carrier Unit – CU).
Эффект от скачкообразной перестройки частоты зависит от числа частот, по которым делается скачок. На рисунке 2.6, показана зависимость частоты ошибок по битам от отношения несущей к помехам (C/I) с числом частот в качестве параметра. Alcatel BSS реализует скачкообразную перестройку частоты согласно спецификациям 05.01 и 05.02 GSM. Микро Alcatel BTS реализует скачкообразную перестройку радиочастоты на основе технологии быстродействующего синтезатора, тогда как все другие G2 BTS реализуют широкополосную скачкообразную перестройку частоты.
В случае скачкообразной перестройки групповой частоты, блок кадров BTS, который обрабатывает часть полосы групповых частот из 8 временных интервалов TDMA, формирует групповой сигнал. Групповой сигнал затем коммутируется на основе временного интервала к блоку несущей (радиочастотная часть, выполняющая модуляцию и усиление), обрабатывающему используемую частоту для текущего номера кадра. Это означает, что BTS, оборудованная N блоками несущей, может делать скачки по N частотам.
Функция коммутации реализуется посредством централизованного блока скачкообразной перестройки частоты (Frequency Unit Hopping – FUH). FUH может быть связан с (вплоть до) 8 блоками несущей и 8 блоками обработки кадров. Несущие частоты, используемые для скачкообразной перестройки частоты, имеют минимальный разнос 600 кГц и могут размещаться внутри полной ширины полосы спектра. Это позволяет организовать резервирование. При скачкообразной перестройке частоты, резервная информация передается на различной частоте. Это позволяет исходным данным восстанавливаться из принимаемого потока, даже если имели место ошибки из-за замирания. Таким образом, скачкообразная перестройка частоты улучшает характеристику передачи и позволяет снизить требования к отношению сигнал/ шум с 11 дБ до 9 дБ. Скачкообразная перестройка частоты усредняет помехи одного канала между несколькими мобильными станциями MS. В зонах высокой нагрузки, пропускная способность сотовой системы ограничивается ее собственными помехами, то есть помехами, вызываемыми повторным использованием частоты.