GSMチュートリアルのGSMフレーム構造

GSMチュートリアルのこのページでは、スロット、フレーム、マルチフレーム、スーパーフレーム、ハイパーフレームの概念を含むGSMフレーム構造について説明します。 GSMの51フレームマルチフレームと26フレームマルチフレームの両方の構造をカバーしています。

#GSMフレーム構造またはフレーム階層
25 MHzのGSM周波数帯域では、200 KHzの小さな帯域に分割され、それぞれが125つのRFキャリアを運ぶため、124のキャリアが得られます.XNUMXつのキャリアがGSMと他の周波数帯域の間のガードチャネルとして使用されるため、XNUMXキャリアは有用なRFチャネルです。周波数プールのFDMAと呼ばれます。 これで、各RFキャリアにはXNUMXつのタイムスロットがあります。 この除算は時間的には TDMA。 ここで、各RFキャリア周波数は8人のユーザー間で共有されるため、GSMシステムでは、基本的な無線リソースは約577マイクロ秒の期間のタイムスロットです。 前述のように、各タイムスロットの持続時間は15/26または0.577msです。 このタイムスロットは156.25ビットを伝送するため、ビットレートは270.833 kbpsになります。 これについては、TDMA gsmフレーム構造で説明します。 E-GSMの場合、ARFCNの数は174であり、DCS1800の場合、RFCNCは374です。

GSMフレーム構造は、ハイパーフレーム、スーパーフレーム、マルチフレーム、およびフレームとして指定されます。 フレーム（またはTDMAフレーム）である最小単位は、8つのタイムスロットで構成されます。

●2048個のスーパーフレームで構成されるXNUMXつのGSMハイパーフレーム。
●各GSMスーパーフレームはマルチフレームで構成されます（下記のように26または51のいずれか）。
●フレームで構成される各GSMマルチフレーム（マルチフレームタイプに基づいて51または26）。
●各フレームは8つのタイムスロットで構成されています。

したがって、GSMで合計2715648のTDMAフレームが使用可能になり、同じサイクルが継続します。

図2 GSMフレーム構造

＃下の図2に示すように、マルチフレーム構造にはXNUMXつのバリエーションがあります。

1）26フレームマルチフレーム-26msの持続時間内の120バーストで構成される、呼び出されたトラフィックマルチフレーム。これらの24のうち、XNUMXつはSACCHに使用され、もうXNUMXつは使用されません。
2）51フレームマルチフレーム-制御マルチフレームと呼ばれ、持続時間51 msの235.4バーストで構成されます。
このタイプのマルチフレームは、論理チャネルに分割されます。 これらの論理チャネルは、BTSによって時間制限されます。 タイムスロット0のビーコン周波数で常に発生します。たとえば、システムで必要な場合は、2,4,6、XNUMX、XNUMXなど、他のタイムスロットを使用することもあります。

図3に示すように、GSMの各ARFCNまたは各チャネルには、8つのタイムスロットTS0〜TS7があります。 ネットワークエントリ中、各GSM携帯電話には、ダウンリンクにXNUMXつのスロットとアップリンクにXNUMXつのスロットが割り当てられます。 

この図では、GSM Mobileには、アップリンクで890.2 MHz、ダウンリンクで935.2 MHzが割り当てられています。 前述のように、0または51フレームのマルチフレーム構造に従うTS26が割り当てられます。 したがって、開始時に「F」が描かれ、4.615ミリ秒（7タイムスロット期間）後にFCCHになると、S（SCH）が表示され、さらに7スロット後にB（BCCH）が表示され、51フレームの終わりまでマルチフレーム構造になります。モバイルと基地局間の接続がアクティブである限り、サイクルが完了し、サイクルが継続します。 同様に、アップリンクでは、26フレームのマルチフレーム構造が続きます。ここで、TはTCH / FS（フルレート音声用のトラフィックチャネル）、SはSACCHです。 

gsmフレーム構造は、ダウンリンク（BTSからMS）およびアップリンク（MSからBTS）の方向に関して、以下の図に示すように最もよく理解できます。

図3 GSMの物理チャネルと論理チャネルの概念

●アップリンクの周波数= 890.2 + 0.2（N-1）MHz
●ダウンリンクの周波数= 935.2 + 0.2（N-1）MHz

ここで、NはARFCNと呼ばれる1〜124です。

送信と受信に同じアンテナが使用されるため、アップリンクのTS3とダウンリンク周波数のTSOの間に0つのタイムスロット遅延が導入されます。 これにより、GSM携帯電話による同時送受信の必要性を回避できます。 3スロット時間は、モバイル加入者がさまざまな機能（データの処理、隣接セルの信号品質の測定など）を実行するために使用されます。

GSMで作業するエンジニアは、ダウンリンクとアップリンクの両方のgsmフレーム構造を知っている必要があります。 また、これらのgsmフレーム構造のタイムスロットへのさまざまなチャネルのマ​​ッピングを理解する必要があります。

無線規格、技術のフレーム構造

さまざまな無線規格/技術のフレーム構造を以下に示します。 WiMAX、WLAN、Zigbee、GSM、GPRS、UMTS、LTE、TD-SCDMA、GPS、SDH、11ac WLAN、AMPS、イーサネット、VLANなどが含まれます。

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