Struktur bingkai GSM

Dalam GSM (Sistem Global untuk Komunikasi Mudah Alih), masa dibahagikan kepada unit yang disebut "tempoh pecah," masing -masing yang berlangsung sekitar 0.577 milisaat.Bingkai GSM terdiri daripada lapan tempoh pecah, berjumlah 4.615 milisaat, dan menganjurkan pelbagai jenis saluran yang mengendalikan suara, data, dan kawalan rangkaian.Setiap tempoh pecah sepadan dengan saluran fizikal yang membawa maklumat suara, data, atau isyarat.Saluran ini membantu rangkaian menguruskan komunikasi dengan cekap antara telefon dan rangkaian.Struktur bingkai kompleksnya, baik untuk menguruskan isyarat dan data yang dihantar antara telefon dan menara rangkaian.Artikel ini melihat butiran struktur bingkai GSM, memecahkan bahagiannya seperti multiframe, superframe, hyperframe, dan jalur frekuensi yang digunakannya.Dengan menjelaskan komponen ini, kami berhasrat untuk menunjukkan bagaimana GSM menjadikan komunikasi lancar, selamat, dan boleh dipercayai.

Katalog

Rajah 1: Hierarki bingkai GSM

GSM MULTIFRAME

Dalam sistem GSM, bingkai dikelompokkan ke dalam struktur yang dipanggil multiframes.Multiframes ini membantu mengekalkan masa yang lancar, memperuntukkan sumber dengan baik, dan pastikan semuanya tetap selaras di seluruh rangkaian.Multifames membiarkan sistem mengendalikan isyarat trafik dan kawalan pengguna, memastikan kualiti perkhidmatan yang baik semasa menguruskan jalur lebar rangkaian terhad.Terdapat dua jenis utama multiframe dalam GSM: Multiframe Traffic dan Multiframe Kawalan.

Rajah 2: Multiframe GSM

Multiframe lalu lintas

Multiframe trafik mempunyai 26 tempoh pecah lebih dari 120 milisaat.Pecahan ini adalah unit masa yang digunakan untuk menghantar suara dan data.Kebanyakan daripada 26 pecah digunakan untuk trafik pengguna (suara dan data), yang membolehkan sistem untuk memastikan komunikasi berjalan tanpa gangguan.Walau bagaimanapun, tidak semua pecah adalah untuk data pengguna.

Dua daripada 26 pecah dikhaskan untuk tugas rangkaian.Satu pecah adalah untuk Saluran Kawalan Berkaitan Lambat (SACCH), yang menghantar maklumat kawalan penting, seperti kekuatan isyarat, pelarasan masa, dan kawalan kuasa, dari telefon ke rangkaian.Sacch adalah penting untuk menjaga sambungan stabil dan berfungsi dengan baik.

Pecah terpelihara kedua adalah tempoh terbiar, di mana tiada data dihantar.Waktu terbiar ini membantu rangkaian tetap menyegerakkan dan menghalang kesesakan.Ia juga bertindak sebagai penampan untuk mengurangkan peluang benturan isyarat atau gangguan antara transmisi yang berbeza.

Pecutan kawalan terpelihara ini membantu mengekalkan rangkaian GSM yang cekap dan boleh dipercayai.Tanpa mereka, rangkaian akan berjuang untuk mengendalikan perubahan berterusan dalam kekuatan isyarat dan faktor lain.

Rajah 3: Multiframe

Kawalan multiframe

Tidak seperti Multiframe Trafik, Multiframe Kawalan kebanyakannya digunakan untuk pengurusan rangkaian, bukan trafik pengguna.Ia mempunyai 51 tempoh pecah melebihi 235.4 milisaat, menjadikannya lebih lama daripada multiframe lalu lintas.Struktur ini membantu rangkaian berjalan lancar dan memastikan peranti dapat berkomunikasi dengan sistem dengan betul.

Multiframe kawalan berfungsi pada kekerapan suar, kekerapan khas yang digunakan untuk menghantar maklumat rangkaian penting.Ia mengandungi saluran seperti pembetulan frekuensi pecah (FCB) dan saluran kawalan siaran (BCH).

The FCB Membantu peranti mudah alih kekal selaras dengan masa dan kekerapan rangkaian.Ini penting untuk mengelakkan gangguan atau panggilan yang jatuh.The BCH Menghantar maklumat sistem ke peranti, seperti kod lokasi dan parameter rangkaian, membantu telefon menyambung dan bergerak di antara kawasan rangkaian.

Bersama -sama, saluran -saluran ini dalam Multiframe Kawalan Pastikan semua peranti tetap selaras dengan rangkaian dan mempunyai maklumat yang diperlukan untuk mengekalkan sambungan yang kuat, walaupun keadaan berubah.Ini membolehkan pengguna bergerak di antara kawasan rangkaian yang berbeza sambil terus bersambung.

Rajah 4: Kawalan multiframe

GSM Superframe

Dalam rangkaian GSM (Sistem Global untuk Komunikasi Mudah Alih), superframe membantu mengatur dan menyegerakkan komunikasi.Ia adalah unit yang kumpulan bersama -sama berbilang bingkai, meningkatkan bagaimana rangkaian berjalan.A Superframe termasuk 51 MultiFrame Traffic atau 26 MultiFrame Control, yang berlangsung 6.12 saat.Struktur ini memastikan maklumat mengalir dengan lancar dan teratur.

Superframe membantu menyelaraskan kedua -dua data pengguna (seperti panggilan, mesej, dan internet) dan isyarat kawalan (seperti persediaan panggilan dan pengurusan rangkaian).Dengan menganjurkannya menjadi superframe, sistem GSM menyimpan segala -galanya selaras, yang membolehkan data yang cekap dan penghantaran isyarat kawalan.

Tanpa itu, komunikasi boleh menjadi tidak teratur, menyebabkan panggilan atau kelewatan yang diturunkan.Superframe memastikan bahawa semua fungsi rangkaian mengikuti irama mantap, mencegah gangguan.Tempoh 6.12 saat yang tetap juga membantu pengendali rangkaian merancang sumber secara berkesan dan mengekalkan perkhidmatan yang lancar.

Rajah 5: GSM Superframe

GSM Hyperframe

Dalam struktur GSM (Sistem Global untuk Komunikasi Mudah Alih), Hyperframe adalah unit masa terbesar.Ia terdiri daripada 2,048 superframes dan berlangsung sekitar 3 jam, 28 minit, dan 53.76 saat.Hyperframe adalah bahagian utama bagaimana rangkaian GSM mengekalkan segala -galanya berjalan lancar, membantu dengan tugas -tugas penting seperti melompat dan penyulitan frekuensi untuk memastikan komunikasi selamat dan boleh dipercayai.

Frekuensi melompat

Hyperframe membantu dengan melompat frekuensi, kaedah yang digunakan untuk meningkatkan kualiti isyarat dan mengurangkan gangguan.Teknik ini melibatkan perubahan kekerapan komunikasi secara berkala supaya isyarat tidak kekal pada satu kekerapan terlalu lama.Ini mengurangkan peluang campur tangan dan menjadikan komunikasi lebih dipercayai.Masa yang disediakan oleh hyperframe memastikan bahawa frekuensi berubah dalam corak biasa, dan juga membantu mencegah penyiaran.

Penyulitan dan keselamatan

Hyperframe memainkan peranan penting dalam penyulitan GSM, yang melindungi data komunikasi daripada diakses oleh orang yang tidak dibenarkan.Hyperframe membantu mengekalkan masa data yang disulitkan dalam penyegerakan, supaya penyulitan dapat berfungsi dengan baik dalam perbualan yang panjang atau sesi data.Sekiranya masa turun, ia dapat melemahkan keselamatan, jadi masa yang mantap Hyperframe sangat bagus untuk mengekalkan privasi.

Rajah 6: Hyperframe GSM

Rajah 7: Kitaran antara muka GSM

Band frekuensi GSM

Sistem	Band	Uplink (MHz)	Downlink (MHz)	Julat nombor saluran
GSM-850	Band 5	824 - 849	869 - 894	128 - 251
GSM-900	Band 8	890 - 915	935 - 960	1 - 124
DCS-1800	Band 3	1710 - 1785	1805 - 1880	512 - 885
PCS-1900	Band 2	1850 - 1910	1930 - 1990	512 - 810
GSM-400	Band 14/15	450 - 480	450 - 480	259 - 293/306 - 340
GSM-480	Band 14	479 - 492	504 - 517	306 - 340
GSM-700	Band 12/13/14	703 - 748	758 - 803	512 - 810
GSM-850 (ext.)	Band 26	814 - 849	859 - 894	128 - 251
GSM-R	Band 900	876 - 915	921 - 960	955 - 1023
ER-GSM	Band 900 ext.	880 - 915	925 - 960	0 - 124

Aplikasi struktur bingkai GSM

Pengendalian panggilan

GSM menganjurkan bingkai untuk menguruskan pelbagai panggilan suara pada masa yang sama dengan memberikan slot masa dan frekuensi yang berbeza kepada setiap pengguna.Untuk setiap panggilan, slot masa tertentu diperuntukkan dalam bingkai, membolehkan beberapa pengguna berkongsi spektrum frekuensi yang sama tanpa gangguan.Kaedah ini, yang dikenali sebagai multiplexing division, membantu rangkaian mengendalikan jumlah panggilan yang besar sambil mengekalkan sambungan yang jelas dan tidak terganggu.

Penghantaran SMS

Mesej teks, atau SMS, dihantar melalui rangkaian GSM menggunakan multiframe kawalan.Bingkai ini mengetepikan slot masa tertentu untuk SMS, memastikan mesej dihantar dengan segera walaupun trafik suara tinggi.Dengan menempah slot untuk SMS dalam saluran kawalan, rangkaian menjamin penghantaran mesej yang boleh dipercayai dan cekap tanpa mengganggu panggilan berterusan.

Pengurusan Mobiliti

Ciri GSM adalah keupayaannya untuk menguruskan pergerakan pengguna ketika orang bergerak di antara menara sel yang berbeza.Apabila pengguna bergerak, rangkaian menggunakan bingkai kawalan untuk mengendalikan peralihan panggilan berterusan atau sesi data ke stesen pangkalan baru.Proses ini, yang dikenali sebagai penyerahan, tepat pada masanya untuk mengelakkan panggilan yang jatuh, membolehkan pengguna bergerak merentasi kawasan liputan tanpa gangguan dalam perkhidmatan.

Protokol Keselamatan

Keselamatan di GSM berkait rapat dengan struktur bingkai.Hyperframe memainkan peranan penting dalam mengekalkan komunikasi yang selamat dengan menetapkan semula kunci penyulitan dan penyahsulitan secara berkala.Dengan mengemas kini kunci ini selaras dengan kitaran hyperframe, rangkaian memastikan panggilan suara dan data tetap dilindungi dari akses yang tidak dibenarkan, meminimumkan risiko pemintasan.

Kesimpulan

Struktur bingkai GSM menunjukkan kejuruteraan maju di belakang komunikasi mudah alih global.Dengan menganjurkan bingkai, multiframes, superframes, dan hyperframes, GSM dengan cekap mengendalikan dan menyegerakkan kedua -dua data dan suara di seluruh rangkaiannya.Struktur ini bukan sahaja memastikan komunikasi yang lancar tetapi juga menguatkan keselamatan dengan kaedah seperti melompat frekuensi dan penyulitan.Cara GSM menguruskan jalur frekuensi yang berbeza menunjukkan fleksibiliti untuk bekerja di pelbagai persekitaran di seluruh dunia.Memahami bagaimana komponen ini berfungsi membantu menjelaskan kerumitan teknologi mudah alih dan menyoroti kepentingan GSM dalam telekomunikasi moden.Apabila teknologi berkembang dan permintaan rangkaian meningkat, idea asas dalam struktur bingkai GSM akan terus membentuk sistem komunikasi mudah alih masa depan.

Soalan Lazim [Soalan Lazim]

1. Apakah struktur saluran GSM?

Sistem Global untuk Komunikasi Mudah Alih (GSM) menggunakan gabungan Bahagian Kekerapan Pelbagai Akses (FDMA) dan Bahagian Masa Berbilang Akses (TDMA) untuk struktur saluran.Dalam FDMA, spektrum kekerapan keseluruhan yang tersedia untuk GSM dibahagikan kepada 124 frekuensi pembawa jarak 200 kHz.Setiap frekuensi ini kemudian dibahagikan dengan menggunakan TDMA, di mana setiap saluran kekerapan dibahagikan kepada lapan slot masa.Setiap slot kali mewakili saluran yang berbeza yang digunakan oleh pengguna yang berbeza.Struktur ini membolehkan beberapa pengguna berkongsi kekerapan yang sama tanpa gangguan dengan memperuntukkan slot masa tertentu untuk isyarat mereka.

2. Apakah perbezaan GSM dan LTE?

GSM (2G) dan LTE (evolusi jangka panjang, dirujuk sebagai 4G) berbeza dalam teknologi, kelajuan, dan fungsi:

Teknologi: GSM menggunakan gabungan FDMA dan TDMA.LTE menggunakan akses berbilang bahagian frekuensi ortogonal (OFDMA) untuk bahagian bawah dan pembawa kekerapan pembawa tunggal Akses Multiple (SC-FDMA) untuk Uplink.

Kelajuan: LTE menawarkan kadar data yang lebih tinggi, dengan kadar muat turun puncak sehingga 300 Mbps dan memuat naik kadar 75 Mbps, berbanding dengan kelajuan data maksimum GSM kira -kira 114 kbps.

Seni Bina Rangkaian: GSM adalah sistem litar yang beralih yang mengendalikan suara dan data secara berasingan.LTE sepenuhnya paket-switched dan mampu mengendalikan suara dan data melalui rangkaian berasaskan protokol internet (IP) yang sama, meningkatkan kecekapan.

Latensi: Rangkaian LTE mempunyai latensi yang lebih rendah berbanding GSM, meningkatkan pengalaman untuk aplikasi yang memerlukan penghantaran data masa nyata, seperti persidangan permainan dalam talian atau video.

3. Apakah format GSM?

GSM menggunakan format data yang merangkumi suara ke dalam paket data untuk penghantaran melalui isyarat digital.Setiap bingkai GSM terdiri daripada 8 slot masa, dan setiap slot mengandungi pecah data.Format data standard untuk mesej GSM termasuk maklumat penyegerakan, data pengekodan, dan data pengguna, memudahkan komunikasi antara rangkaian dan peranti mudah alih.Format ini memastikan penggunaan spektrum dan penyegerakan akses pelbagai pengguna.

4. Adakah 5G menggunakan GSM?

Tidak, teknologi 5G tidak menggunakan GSM.5G dibina di atas frekuensi radio baru dan seni bina rangkaian baru yang direka untuk meningkatkan kelajuan, kapasiti, dan latensi berbanding generasi selular sebelumnya.Ia menggunakan teknologi seperti MIMO besar-besaran, beamforming, dan teknologi akses yang lebih maju yang berbeza daripada sistem berasaskan FDMA/TDMA GSM.

5. Adakah GSM analog atau digital?

GSM adalah teknologi selular digital.Ia mendigitalkan dan memampatkan data, kemudian menghantarnya ke saluran dengan dua aliran data pengguna lain, masing -masing dalam slot masa sendiri.GSM direka untuk menggantikan rangkaian generasi pertama analog (1G) yang lebih lama, dengan itu menyediakan keselamatan data yang lebih baik, penghantaran suara berkualiti tinggi, dan sokongan untuk mesej teks dan perkhidmatan data.