Transmisja danych w sieciach

komórkowych 2 i 3G,

protokoły GPRS, EDGE HSPA

Transmisja danych w sieciach

komórkowych 2G

W systemie GSM wyróżnia się następujące elementy:



Stacje ruchome (ang. Mobile stations MS) – użytkownicy mobilni i bezprzewodowi
przebywający w zasięgu stacji bazowych i komunikujący się za ich pośrednictwem z
systemem GSM.



Zespół stacji bazowych (ang. Base Stations Subsystem BSS) - stanowiący interfejs
pomiędzy użytkownikami przebywającymi w terenie a systemem, zapewniające im
bezprzewodowy dostęp do zasobów.



Część komutacyjno-sieciowa (ang. Network and Switching Subsystem NSS) – centrale,
centrale tranzytowe, rejestry systemu



Zespół eksploatacji i utrzymania (ang. Operation and Maintenance Subsystem OMS)

Bloki funkcjonalne systemu GSM

Struktura przestrzenna

System GSM podzielony jest geograficznie na obszary centralowe, obsługiwane przez centrale
MSC. Te z kolei dzieli się na obszary przywołań oznaczone unikalnymi identyfikatorami LAI. W
ramach obszaru przywoła funkcjonują komórki, których może by od kilkudziesięciu do
kilkuset. Z centralą MSC skojarzony jest rejestr stacji obcych VLR. Każdy aparat znajdujący się
w tym obszarze centralowym posiada w VLR własny rekord. Zawiera on dane o wszystkich
stacjach ruchomych, które aktualnie znajdują się w obszarze centralowym skojarzonym z
MSC. Są to między innymi parametry dotyczące szyfrowania i identyfikacji abonenta oraz stan
jego terminala (wyłączony, włączony, rozmowa). Jeżeli chodzi o pozycjonowanie
użytkowników, przechowywany jest identyfikator obszaru przywoła LAI związany z bieżącą
lokalizacją stacji oraz adres rejestru HLR.

Każda ze stacji bazowych dysponuje wiązką kanałów częstotliwościowych, z których każda

jest podzielona na 8 szczelin czasowych. Wybrana szczelina czasowa lub pół szczeliny
czasowej na określonym kanale częstotliwościowym stanowi kanał rozmowny. Podczas
rozmowy wysyłane są do sieci raporty o mocy sygnału z pobliskich stacji bazowych.
Analizując te pomiary, sterownik stacji bazowych może:



przełączyć na inną stację bazową – roaming,



przyznać inną częstotliwość w ramach tej samej stacji bazowej – rescue handover.

Budowa ramki GSM (148 bitów)



3 bity dopełnienia



57 bitów danych



1 bit flagi



26 bitów uczcych



1 bit flagi



57 bitów danych



3 bity dopełnienia

Dwa główne bloki:

• Część transmisyjna – stacje bazowe
• Część sterująca – sterowniki stacji bazowych:
– Sterowanie infrastruktur
– Kanały rozmowne:

• Zarządzanie
• Komutacja łącz

W ramach zespołu stacji bazowych wyróżniamy dwie podstawowe części.
Stacje bazowe stanowią część transmisyjną i służą do komunikacji z
użytkownikami w terenie. Z drugiej strony połączone są ze sterownikiem
stacji bazowych. Ich podstawową funkcja jest obróbka sygnału w obu
kanałach.

Podobnie

jak

przypadku

telefonów

skakanie

częstotliwościach

umożliwia

działanie

różnych

kanałach

częstotliwościowych w ramach współpracy z aparatem telefonicznym.
Ważną funkcją jest również szyfrowanie i rozszyfrowywanie sygnałów w obu
kierunkach.
Sterowniki stacji bazowych są połączone ze stacjami bazowymi z jednej
strony a częścią komutacyjno-sieciową z drugiej. Są odpowiedzialne za
sterowanie podległymi mu stacjami bazowymi oraz znajdującymi się w ich
zasięgu telefonami (chociażby sterowanie mocą). Zarządzają kanałami
rozmownymi i sygnalizacyjnymi, kontrolują błędy. Zarządzaj skakaniem po
częstotliwościach przez terminale i stacje bazowe. Pełnią równie ważną rolę
w przywoływaniu stacji ruchomych, poszukiwanych w momencie połączenia
z abonentem.

Stacje bazowe

Rodzaje połączeń pomiędzy stacjami:
– Radiowe
– Przewodowe

• Różne topologie połączeń
• Redundancja

Stacje bazowe mogą być połączone w sposób bezprzewodowy, za pomocą łącz
kierunkowych wysokiej częstotliwości. Występują również połączenia przewodowe,
które mogą mieć następującą
topologię:
• gwiazda – w jej centrum jest sterownik BSC, na ramionach stacje bazowe BTS
• szeregowe - klasyczna topologia magistrali
• szeregowe z pętlą – topologia magistrali, z redundantnym połączeniem przydatnym
w razie awarii
podstawowego.

Stacje bazowe

Centrala MSC

• Funkcje centrali MSC
• Budowa centrali
– Pole komutacyjne
– Inne moduły
• Pojęcie centrali tranzytowej
– Samodzielne urządzenie
– Moduły IWF

Podstawowym elementem części komutacyjno-sieciowej jest centrala systemu
ruchomego (ang.
Mobile Switching Centre). Odpowiedzialna jest za zestawianie połączeń
pomiędzy dwoma abonentami systemu GSM. Połączona jest ze sterownikami
stacji bazowych BSC i z innymi
centralami MSC. Ważnym elementem jest centrala tranzytowa GMSC, która
łączy z abonentami
innego systemu telekomunikacyjnego. Najczęściej implementuje się ją w postaci
modułów IWF do
istniejących central MSC albo samodzielne urządzenie. Poza kluczowym polem
komutacji i sterowania ruchem, centrala odpowiada za taryfikację prowadzonych
przez nią połączeń

Identyfikatory stosowane w systemie GSM

Numery związane z abonentem:



MSISDN - międzynarodowy numer abonenta, który w rejestrze HLR jest
zamieniany na wewnętrzny numer IMSI. W przypadku wybrania numeru poza
systemem abonenta umożliwia odnalezienie najbliższej centrali GMSC właściwej
dla odbiorcy



IMSI – międzynarodowy, używany wyłącznie wewnątrz systemu GSM, numer
abonenta ruchomego, zapisany na karcie SIM, w HLR, VLR (czasowo) i AuC.



MSRN – przechowywany jest w VLR chwilowy adres stacji ruchomej.



TMSI – zakodowana z przyczyn bezpieczeństwa wersja numeru IMSI
przyznawana dynamicznie po zgłoszeniu w danym obszarze przywołań.

Numery związane z aparatem:



IMEI – międzynarodowy numer identyfikacji terminala, znajduje się w telefonie i
w rejestrze EIR.

Numery związane z infrastruktur systemu:



LAI – numer obszaru przywołań.



CGI – globalny numer komórki.



BSIC – numer stacji bazowej.

Sieci komórkowe

Transmisja danych

Podstawowe informacje

Technologie trzeciej generacji to głównie standardy
UMTS (ang. Universal Mobile Telecommunications
System) i HSPA (High Speed Packet Access), które
stanową trzon funkcjonujących dziś sieci 3G.

Były one projektowane by połączyć dotychczasowe
systemy telekomunikacyjne , zwiększyć szybkość
przesyłu danych oraz zapewnić równorzędność
różnych usług t.j. transmisja dźwięku, wideo i
danych (w sieciach GSM równoczesny przesył
danych i rozmowa nie były możliwe) .

Główne zalety sieci 3G:



podwyższenie prędkości transmisji danych

(odbiór teoretyczny do 21,6 Mbit/s, wysył 5,76
Mbit/s, najpowszechniej jednak do 7 Mbit/s) ,



poprawa pojemności sieci, czyli zachowanie

większej prędkości połączenia przy dużej liczbie
użytkowników korzystających jednocześnie z
usługi dostępu do Internetu,



poprawa bezpieczeństwa,



pełna współpraca z sieciami GSM ,



zaawansowane systemy nawigacyjne i

lokalizacyjne,



rozbudowane usługi multimedialne

(wideorozmowy, wideokonferencje, telewizja
mobilna i na żądanie).

Podział sieci 3G

Najbardziej ogólny podział wyróżnia cztery klasy usług 3G:
konwersacyjne, strumieniowe, interakcyjne i podstawowe.

Usługi klasy konwersacyjnej 3G dotyczą przesyłania sygnałów

mowy oraz realizacji usługi wideotelefonicznej w trybie komutacji
kanałów.

W usługach głosowych o jednakowym natężeniu ruchu w obydwu
kierunkach przesyłania, średnie standardowe opóźnienie głosu nie
powinno przekraczać 150 ms. Rozszerzeniem tej klasy usług jest
komunikacja głosowa VoIP przez Internet, która korzysta z trybu
komutacji pakietów. W systemach 3G jako podstawowy sposób
kodowania głosu przyjęto koder źródłowy z predykcją AMR ACELP
(Adaptive Multi-Rate Algebraic Code Excited Linear Predoction
Coder), pobudzany wzorcowym ciągiem sygnałów binarnych.

Podział sieci 3G c.d.

Usługi klasy strumieniowej wiążą się z aplikacjami
multimedialnymi, dla których przesyłany przez sieć strumień
informacji jest porowaty (czyli nieciągły).
W klasie strumieniowej wyróżnia się dwa rodzaje usług:
informacyjne i dedykowane.

Usługi strumieniowe o ogólnym charakterze informacyjnym

są przeznaczone do odbioru przez liczne grono
przypadkowych użytkowników. Przekaz takich informacji
dokonuje się w trybie rozsiewczym z wydajnego serwera i ze
zmienną szybkością przez kanały o ograniczonych
przepływnościach (33-56 kb/s).
Z usług strumieniowych dedykowanych korzystają
najczęściej duże firmy, które odbierają audio- i wideoklipy
oraz multimedialne materiały szkoleniowe. Realizacja tych
usług wymaga szybkich kanałów transmisji o
przepływnościach od 100 kb/s do kilku Mb/s.

Podział sieci 3G c.d.

Usługi klasy interakcyjnej dotyczą realizacji usług
zdalnego pobierania danych z odległego serwera w
trybie pracy pytanie-odpowiedź.
Do najbardziej już znanych usług tej klasy należą:
przeglądanie stron webowych, tematyczna eksploracja
serwerów bazodanowych, określanie położenia terminalu
użytkownika oraz zdalny odczyt pomiarów (telemetria).
Dostęp do stron webowych rozszerza zastosowania
telefonii 3G o wiele ukierunkowanych czasowo aplikacji,
wśród których na poczesnym miejscu znajdują się:
handel elektroniczny, usługi bankowe, dostęp do gazet,
periodyków i wiadomości elektronicznych, a także
dostarczanie użytkownikowi informacji lokalnych z
uwzględnieniem własnej lokalizacji terminalu.

Podział sieci 3G c.d.

Usługi klasy podstawowej obejmują najstarszą,
bezprzewodową usługę transmisji danych oferowaną
w czasie nierzeczywistym, obligatoryjnie dostępną w
systemach komórkowych 2G.
Ich wspólną cechą jest przekazywanie informacji bez
określenia terminu dostawy przesyłki do
użytkownika. Realizacja usług klasy podstawowej
umożliwia optymalne wykorzystanie przepustowości
kanałów radiowych 3G: usługa jest realizowana
jedynie wtedy, gdy istnieją wolne zasoby
telekomunikacyjne.
Do usług klasy podstawowej 3G należą: poczta
elektroniczna, przekaz wiadomości SMS, przekaz
wiadomości EMS oraz MMS. Coraz częściej z tej
klasy usług korzystają aplikacje automatycznych
systemów pomiarowych i stacjonarne lub mobilne
systemy alarmowe.

Protokół GPRS

Podstawowe informacje

General Packet Radio Service (GPRS) – technika
związana
z pakietowym przesyłaniem danych w sieciach GSM.

•Oferowana w praktyce prędkość transmisji rzędu 30-80 kb/s

umożliwia korzystanie z Internetu lub z transmisji strumieniowej
audio/wideo. Użytkownik płaci w niej za faktycznie wysłaną lub
odebraną ilość bajtów,
a nie za czas, w którym połączenie było aktywne.

•GPRS nazywane jest często "technologią" 2.5G, ponieważ stanowi

element ewolucji GSM (jako telefonii komórkowej drugiej generacji) do
sieci
w standardzie 3G.

•Istnieje też pojęcie "Sieć GPRS". Mówi się o niej w kontekście

infrastruktury telekomunikacyjnej, która umożliwia transmisję
pakietową. Składa się ona ze stacji bazowych używanych w klasycznej
sieci GSM do transmisji głosu
i z niezależnie rozbudowywanej sieci szkieletowej, która łączy sieć
radiową
z zewnętrznymi sieciami IP oraz z innymi sieciami komórkowymi.

•Specyfikacja GPRS jest rozwijana jako część standardu GSM przez

konsorcjum standaryzacyjne 3GPP.

Architektura GPRS

Elementy sieci GPRS

Elementy istniejące w klasycznej sieci GSM:

•Stacja bazowa – do transmisji GPRS używane są stacje bazowe wykorzystywane w

klasycznej sieci GSM. Należy tylko dokonać aktualizacji oprogramowania stacji
bazowej (zwykle robi się to zdalnie z poziomu Kontrolera Stacji Bazowych), co
umożliwi jej obsługę nowych rodzajów kanałów radiowych oraz nowego sposobu
kodowania sygnału.

•BSC – Base Station Controller (Kontroler Stacji Bazowych) to element sieci GSM

kontrolujący zazwyczaj od kilkudziesięciu do kilkuset stacji bazowych. Obecnie BSC
dostarczane są
z oprogramowaniem obsługującym zarówno klasyczną transmisję głosu w GSM jak i
transmisję danych GPRS. Podczas uruchamiania usług GPRS, dokonuje się
konfiguracji samych kontrolerów
i obsługujących ten rodzaj transmisji stacji bazowych, dodatkowo w BSC
umieszczany jest specjalny sprzęt komputerowy Packet Control Unit (PCU), który
odpowiedzialny jest za obsługę ruchu pakietowego. Niektórzy dostawcy oferują
Package Control Unit jako osobny element sieci, może on być podłączony wtedy do
kilku BSC.

•MSC/VLR – Mobile Switching Centre to centrale telefoniczne biorące udział w

zestawianiu połączeń głosowych w GSM. Z każdym MSC związany jest Visitor
Location Register, baza danych, która przechowuje między innymi położenie
abonenta w postaci Location Area (LA, zobacz tabelkę obok). Sieć GSM może być
skonfigurowana tak, aby pomiędzy MSC a siecią szkieletową GPRS był ustanowiony
interfejs wykorzystywany do powiadamiania abonenta o nadchodzących
rozmowach, w momencie, gdy dokonuje transmisji pakietowej.

•HLR – Home Location Register to baza danych przechowująca informacje o

abonentach mających subskrypcję w danej sieci.

•SCP – Service Control Point to główny element platformy związanej z sieciami

inteligentnymi.
Może być na nim umieszczony na przykład serwis, który zarządza naliczaniem opłat
za korzystanie z transmisji GPRS użytkownikom rozliczającym się w systemie
Prepaid.

Elementy sieci GPRS

Elementy dodane podczas implementacji GPRS:

•SGSN- Serving GPRS Support Node jest elementem sieci GPRS odpowiedzialnym za

zarządzanie terminalami znajdującymi się na kontrolowanym przez siebie terenie.
Teren ten podzielony jest na Routing Area (zobacz tabelkę obok). Jeśli terminal
zmieni położenie i znajdzie się w innym Routing Area, fakt ten zostanie odnotowany
w SGSN. Element ten jest też odpowiedzialny za uwierzytelnianie terminala
włączającego się do sieci. Podczas transmisji uczestniczy w przesyłaniu pakietów (w
obie strony) pomiędzy terminalem a siecią GPRS. Liczba SGSN w sieci zależy od
ruchu pakietowego generowanego przez abonentów.

•GGSN – Gateway GPRS Support Node jest elementem sieci działającym jak router

łączący sieć GPRS i zewnętrzną sieć (np. Internet lub sieć LAN użytkownika). Gdy
użytkownik terminala chce skorzystać z zasobów zewnętrznej sieci, GGSN
przydziela mu numer IP (z własnej puli numerów lub dostarczony przez serwer z
zewnętrznej sieci), dodatkowo na czas sesji aktywuje tzw. PDP context, który
zawiera numer IMSI terminala, przydzielony mu numer IP oraz adres IP SGSN, które
kontroluje obszar, na którym znajduje się użytkownik. PDP context będzie
przydatny podczas trasowania pakietów przychodzących z zewnętrznej sieci.

•PCU – Packet Control Unit jest odpowiedzialny za prawidłową obsługę ruchu

pakietowego
w radiowej części sieci. Przydziela terminalom GPRS kanały radiowe (zobacz
rozdział Interfejs radiowy), buforuje dane przesłane przez SGSN, forwarduje je do
odpowiedniej stacji bazowej dodając informację, która umożliwi terminalowi
zidentyfikowanie 'swoich' danych. PCU może być
(w zależności od dostawcy) zaimplementowany jako dodatkowy sprzęt w BSC bądź
jako niezależny element sieci obsługujący jedno lub więcej BSC.

Kanały logiczne GPRS

Schemat kanałów logicznych GPRS (strzałki określają kierunek
transmisji)

Kanały logiczne GPRS

Podstawowy kanał fizyczny (PDCH) systemu GPRS
nazywany jest pakietowym kanałem danych. Kanał ten
dzieli się na szereg kanałów logicznych:

•PDTCH - pakietowy kanał ruchowy danych, stosowany do

przenoszenie danych użytkownika, możliwość przypisania kilku
kanałów PDTCH do jednego terminala GPRS

•PACCH - pakietowy stowarzyszony kanał sterujący, stosowany do

przesyłania informacji sygnalizacyjnej stowarzyszonej z jednym
lub kilkoma kanałami PDTCH używanymi przez stację ruchomą

•PTCCH/D i PTCCH/U - pakietowy kanał sterowania aktualizacją

taktu ramki, stosowany w celu zapewnienia synchronizacji
ramkowej

•PBCCH - pakietowy rozsiewczy kanał sterujący, stosowany przez

BTS do informowania wszystkich stacji ruchomych
zlokalizowanych w danej
komórce o organizacji systemów GPRS i GSM

Kanały logiczne GPRS

PCCCH - pakietowy wspólny kanał sterujący w skład którego
wchodzą:

•PRACH - pakietowy kanał dostępu losowego, stosowany przez stację

ruchomą do zgłoszenia żądania kanału/-ów PDTCH

•PAGCH - pakietowy kanał przydziału dostępu, stosowany do

potwierdzenia przydziału PDTCH stacji ruchomej

•PPCH - pakietowy kanał wywoławczy, stosowany przez BTS w celu

wywołania pożądanej stacji ruchomej i znalezienia komórki, w której
lokalizacji jest ta stacja ruchoma

•

•PNCH - pakietowy kanał powiadamiania, stosowany w celu

informowania stacji ruchomej o wiadomościach w połączeniach
group service lub multicast service.

Kodowanie

Do celów transmisji GPRS zdefiniowano 4 schematy kodowania (ang.
Coding Schema): CS-1, CS-2, CS-3 i CS-4.

Poszczególne schematy charakteryzują się różnymi szybkościami
transmisji i warunkami, w których mogą być użyte. Tzn. kodowanie
według CS-1 umożliwia najwolniejszy transfer, ale umożliwia najlepszą
korekcje błędów i w konsekwencji może być stosowane praktycznie
wszędzie gdzie istnieje zasięg GSM. Kodowanie CS-4 umożliwia
najszybszy transfer, ale jego stosowanie jest ograniczone do obszarów,
gdzie siła i jakość sygnału jest najlepsza.

Warstwy protokołu

GPRS

Warstwy protokołu GPRS

Podstawowe warstwy sieci GSM/GPRS:

•GSM RF - warstwa fizyczna łącza radiowego, zajmuje się

pomiarami parametrów łącza, kontrolą mocy, wyborem komórek,
itp.

• RLC (Radio Link Control) - definiuje procedury retransmisji

niepoprawnie dostarczonych bloków danych RLC oraz procedury
segmentacji danych;

•MAC (Medium Access Control) - definiuje procedury dostępu do

wspólnych zasobów radiowych;

• LLC (Logical Link Control) - jest to warstwa kanałów logicznych,

niezależnych od protokołów interfejsu radiowego;

•SNDPC (SubNetwork Dependent Convergence Protocol) -

protokół mapujący warstwy niższe;

Warstwy protokołu GPRS

•BSSGP (Base Station Subsystem GPRS Protocol) - ta warstwa

przekazuje parametry routingu i parametry związane z QoS,
pomiędzy systemem radiowym BSS, a węzłem SGSN;

•NS (Network Service) - warstwa transportowa BSS <=>

SGSN, bazująca na Frame Relay;

•GTP (GPRS Tunneling Protocol) - protokół tunelujący dane

użyteczne i sygnalizację pomiędzy węzłami GSN, w sieci
szkieletowej GPRS.W wewnętrznej sieci szkieletowej GPRS,
ruch IP i sygnalizacja GPRS są tunelowane protokołem GTP,
natomiast na wyjściu z sieci GPRS, węzeł GGSN dostosowuje
strumień danych do typowego protokołu pakietowego,
takiego jak np.: IP.

Protokół EDGE

Podstawowe

informacje



EDGE (skrót od ang. Enhanced Data rates for GSM
Evolution) – technologia używana w sieciach GSM do
przesyłania danych.



Jest ona rozszerzeniem dla technologii GPRS (oprócz
nazwy EDGE używa się też terminu EGPRS - Enhanced
GPRS), poprawiony został w niej interfejs radiowy,
dzięki czemu uzyskano około trzykrotne polepszenie
przepływności (w większości obecnych systemów
teoretycznie do 236.8 kbit/s) oraz możliwość
dynamicznej zmiany szybkości nadawania pakietów w
zależności od warunków transmisji.



Specyfikacja technologii EDGE jest rozwijana przez
konsorcjum standaryzacyjne 3GPP, które
odpowiedzialne jest za rozwój standardów GSM i UMTS.
EDGE nazywana jest czasami technologią 2.75G.

Zmiany względem GPRS



wprowadzenie modulacji 8-PSK dla trybów działania z
wyższymi szybkościami transmisji. Przy niższych
szybkościach jest nadal używana modulacja GMSK.
Utrzymując szybkość modulacji wynoszącą 270,833
ksymb/s i 200-kilohercowy odstęp pomiędzy
częstotliwościami nośnymi jak w zwykłym systemie GSM,
w przypadku zastosowania modulacji 8-PSK uzyskuje się
trzykrotnie wyższą liczbę bitów przypadających na jeden
symbol danych,



stosowanie przeskoków częstotliwości nośnych
(Frequency Hopping),



sterowanie jakością łącza

Budowa sieci wspomagającej transmisję w technologii EDGE



Technologia EDGE bazuje na infrastrukturze
telekomunikacyjnej używanej w sieci GSM/GPRS. Do obsługi
ruchu pakietowego wewnątrz sieci używana jest sieć
szkieletowa (ang. Core Network) zbudowana dla potrzeb
transmisji GPRS.

Budowa sieci wspomagającej

transmisję w technologii EDGE



Stacja bazowa - do transmisji EDGE używane są stacje bazowe
wykorzystywane w klasycznej sieci GSM/GPRS, należy tylko
dokonać aktualizacji oprogramowania stacji bazowej.



BSC - Base Station Controller (Kontroler Stacji Bazowych) to
element sieci GSM kontrolujący zazwyczaj od kilkudziesięciu do
kilkuset stacji bazowych.



PCU - Packet Control Unit jest odpowiedzialny za prawidłową
obsługę ruchu pakietowego w radiowej części sieci. Przydziela
terminalom EDGE kanały radiowe, buforuje dane przesłane przez
SGSN, przekazuje je do odpowiedniej stacji bazowej dodając
informację, która umożliwi terminalowi zidentyfikowanie 'swoich'
danych.



SGSN- Serving GPRS Support Node jest elementem sieci
GPRS/EDGE odpowiedzialnym za zarządzanie terminalami
będącymi na kontrolowanym przez siebie terenie. Podczas
transmisji uczestniczy w przesyłaniu pakietów (w obie strony)
pomiędzy terminalem a siecią GPRS/EDGE. Liczba SGSN w sieci
zależy od ruchu pakietowego generowanego przez abonentów.



GGSN - GPRS Gateway Support Node jest elementem sieci
działającym jak router łączący sieć GPRS/EDGE i zewnętrzną sieć
(np. Internet lub sieć LAN użytkownika).

Transmisja radiowa za pomocą

technologii EDGE

Transmisja w technologii EDGE pomiędzy stacją bazową a

terminalem, może być przedstawiona na podstawie trzech
warstw :



Radio Link Control (RLC) - warstwa, w której sprawdzana jest
poprawność transmisji oraz inicjowana retransmisja w
przypadku błędów w analizowanych blokach danych.



Media Access Control (MAC) - z tą warstwą związane są
procedury synchronizujące korzystanie wielu terminali z tych
samych kanałów radiowych, oraz umożliwiające terminalowi
nadawanie i odbieranie w kilku kanałach.



warstwy fizycznej



dane kodowane są przed wysłaniem, metoda kodowania zależy
od wyboru jednego z dziewięciu schematów modulacji i
kodowania (MCS-1 - MCS-9).



dane przesyłane są dzięki modulacji fali nośnej.

Szybkość transferu danych

w technologii EDGE

Obecnie większość sieci radiowych GSM umożliwia wykorzystanie

maksymalnie 4 szczelin czasowych do transmisji w stronę terminala lub
stacji bazowej.

W idealnych warunkach:



terminalowi zostają przydzielone do transmisji 4 szczeliny czasowe



brak innych terminali wysyłających/odbierających pakiety na tych kanałach



bardzo dobra jakość transferu umożliwiająca wykorzystanie schematu MCS-
9



przepływność danych może osiągnąć 4*59.2 kbit/s = 236.8 kbit/s.
Najnowsze rozwiązania oferują 5 szczelin czasowych dla transmisji w stronę
terminala, z czego wynika maksymalna teoretyczna przepływność 296
kbit/s (5*59.2).

W rzeczywistych warunkach, szczeliny czasowe mogą być współdzielone z

innymi użytkownikami, dodatkowo jakość transmisji (a w konsekwencji
wybór metody kodowania i związana z nią szybkość transmisji) ograniczana
jest przez warunki propagacji sygnału (warunki atmosferyczne,
ukształtowanie terenu, zakłócenia związane z wysoką zabudową, odległość
od stacji bazowej, a nawet szybkość poruszania się abonenta - np.
korzystanie z EDGE w szybko poruszającym się pociągu).

Przyszłość technologii EDGE

3GPP w swoich najnowszych specyfikacjach (Release 7)

uwzględnia nowe sposoby wykorzystania interfejsu
radiowego (EDGE Evolution).



Do transmisji w każdą ze stron (do stacji bazowej i do
terminala) mogą być użyte dwie częstotliwości, na każdej z
nich maksymalnie 5 szczelin czasowych (razem 10 szczelin
w każdą ze stron).



Wprowadzone zostały nowe rodzaje modulacji - 16QAM i
32QAM, oraz bazujące na nich nowe schematy modulacji i
kodowania MCS10 - MCS12. Maksymalny transfer w jednej
szczelinie czasowej wzrósł do 81 kbit/s.



W urządzeniach końcowych zostały wprowadzone
podwojone układy odbiorcze (ang. dual-antena terminals),
na wzór rozwiązań stosowanych w stacjach bazowych.
Sygnał kombinowany, odebrany przez dwie anteny
charakteryzuje się lepszą jakością w związku z
wytłumieniem niektórych niekorzystnych czynników, takich
jak interferencje z innymi transmisjami.

Te rozwiązania teoretycznie zwiększają szybkość transferu

danych do ok. 1 Mbit/s.

Protokół HSPA

HSPA (High-Speed Packet Access) –

pakietowy dostęp dużej prędkości.
Technologia dostępu do Internetu w
sieciach komórkowych trzeciej
generacji (3G). W jej skład wchodzą
standardy HSDPA i HSUPA.

Podstawowe informacje

HSPA=HSDPA+HSUPA

Standard HSUPA



HSUPA (High Speed Uplink Packet

Access) – funkcjonalność sieci
komórkowych budowanych w
standardzie UMTS umożliwiająca
przesyłanie danych z terminala do
sieci z przepływnością 5,76 Mbit/s.

Standard HSDPA



HSDPA (High Speed Downlink

Packet Access) – dostęp do
szybkiego pobierania pakietowego.
Standard będący częścią
technologii HSPA. Wczesne
wdrożenia osiągają prędkość 1,8
Mb / s, a nowesze do 3.6Mbps.

Standard HSPA+



HSPA+ : jest ewolucją standardu HSPA,

technologia zapewnia mobilny dostęp do
internetu z szybkością dosyłową do 42
Mb/s oraz wysyłanie do 11 Mb/s (wersja
Dual-Cell HSPA+ wspiera odpowiednio
56Mb/s oraz 22Mb/s).

Osiągnięcie większych prędkości

transmisji danych było możliwe dzięki
zastosowaniu technologii MIMO (Multiple
Input/Multiple Output) oraz nowych
modulacji sygnału: 16QAM dla danych
przesyłanych od klienta (Uplink) oraz
64QAM dla danych przesyłanych do
klienta (Downlink).