Что такое технология TDMA?

В статье про частотный план GSM я упоминал о технологии временного разделения каналов TDMA. Она позволяет увеличить емкость полосы частот, которая в стандарте GSM сильно ограничена. Рассмотрим подробнее, как это происходит.

Суть метода TDMA

TDMA (Time Division Multiple Access) – множественный доступ с временным разделением. Суть метода в следующем. Каждая несущая частота разбивается на 8 физических каналов, информация по которым передается в последовательности кадров TDMA в циклически повторяющиеся отрезки времени, называемые таймслотами (Time Slot, TS). Физический смысл временного разделения на каналы в следующем: в каждом из 8 промежутков времени в пределах кадра несущая частота модулируется своим информационным сигналом. Передаваемая по TS информация называется пакетами (burst). Длительность таймслота составляет 576.9 мкс. Таким образом, мобильная станция получает доступ ко всей ширине канала, но только в конкретные промежутки времени (для каждой MS – свой таймслот). Из статьи про частоты нам известно, что в диапазоне GSM 900 существует 124 дуплексных канала для разговора либо передачи данных. При использовании технологии TDMA количество этих каналов увеличивается до 124 * 8 = 992.

Кадр TDMA

Мультикадр TDMA

Последовательность из 8 таймслотов составляет кадр TDMA, который является основным «кирпичиком» для мультикадров трафика и управления в стандарте GSM. Мультикадр — это основная единица организации логических каналов.

Мультикадр трафика состоит из 26 кадров TDMA по 8 таймслотов каждый и монтаж сетей проходит отдельным этапом. Длительность кадра временного разделения (TDMA) равна 8 * 576.9 мкс = 4.615 мс, а мультикадра трафика – 4.615 мс * 26 = 120 мс. Для передачи трафика используется 24 кадра, оставшиеся 2 – служебные, для организации логических каналов управления.
Информация передается пакетами в таймслотах и содержит:

• Два поля «Данные» по 57 бит. Поэтому в одном пакете – 114 бит данных
• 26-битное поле с обучающей последовательностью, которая используется для оценки характеристик радиоканала
• «хвостовые биты» TB, которые защищают информацию при сдвиге слота
• Контрольные однобитовые поля, которые указывают на тип передаваемой информации

Также в каждый временной слот добавляется защитный интервал GP по 8.25 бит, необходимый для нейтрализации ошибок при настройке времени, дисперсии и т.п.
Всего в мультикадре трафика 156.25 * 8 * 26 = 32500 бит. Зная это, можно рассчитать скорость передачи данных по каналу трафика:

32500 бит / 120 мс = 32.5 Кбит / 0.12 с = 270.833 Кбит/с

Мультикадр трафика TDMA

Для организации каналов управления в стандарте GSM применяются мультикадры управления. В состав такого мультикадра входит 51 кадр TDMA. Структуру мультикадра и виды слотов управления вы можете увидеть ниже на рисунке.

Мультикадр управления TDMA

Виды слотов управления в кадре TDMA

• Слот подстройки частоты – для синхронизации частот MS
• Слот доступа – разрешает доступ к BTS для мобильной станции
• Слот синхронизации – для временной синхронизации BTS и MS
• Пустой слот – указывает на рабочее состояние станции

Пожалуй на этом все. Мы рассмотрели с вами основные принципы технологии TDMA, которая позволяет увеличить емкость частотного канала без его расширения. В следующих постах я буду рассказывать, каким образом с помощью мультикадров TDMA организуются каналы передачи трафика и каналы управления, а также расскажу обо всех видах каналов, используемых в стандарте GSM. Кстати, на днях обещаю выложить видео по материалу в этой статье. Постараюсь сделать наглядно и понятно.
Если кому-то эта статья оказалась полезной — не стесняемся, комментируем. Высказываем свои пожелания и критику.

А пока предлагаю посмотреть видео не в тему. Этакое отступление лирическое, чтобы отвлечься. Героя видео зовут Дерек Редмонд. Человек с разорванным сухожилием добежал 400 м, со слезами от боли, при помощи отца — но добрался до финиша. К чему это я? А к тому, что давайте и мы всегда будем добиваться своих целей и не бросать начатое. Смотрим.

This movie requires Flash Player 9

Советую также прочитать статьи:

– Логические каналы в GSM

– Видео по технологии TDMA

– UMTS это что?

14 комментариев от “Что такое технология TDMA?

  1. Вы пишите что каждая несущая частота разбивается на 8 физических каналов, что значит физический канал. Я думал что физический канал это и есть несущая частота?

  2. В данном случае, несущая частота — это частотный канал. А каждая частота разбивается по технологии TDMA на временные слоты (таймслоты). Таймслот и есть физический канал, с помощью которого передаётся различная информация.
    Вы смотрели видео к этой статье? Может там подробней у меня вышло объяснить.

  3. Почему в слоте «произвольного доступа» сумма бит меньше 156,25, хотя в остальных слотах равна 156,25 ? может там ошибка?

    1. Кстати, да. Вы правы. В Access Burst первое поле TB=8 бит, а не 3 бита. Вы очень внимательны, спасибо. А я даже и не заметил.

  4. «При использовании технологии TDMA количество этих каналов увеличивается до 124 * 8 = 992.»

    Почему 124? (от 0 до 124), следовательно 125…125 * 8= 1000

  5. вообще весьма странно…я нахожу источники и со 124 каналами и со 125…кому верить?!

  6. Всё! разобралась…в GSM 900 — 124 (от 1 до 124) а в E-GSM 900 125 (от 0 до 124) вот только в литературе эту «E -> Extended» зачастую не пишут.

  7. На счет того, что 124, а не 125. Я хотел бы сказать, что 124 берется из-за какого-то принципа, не помню какого. Может это связано с дискретизацией?

  8. Пожалуйста скажите если 25мгагерц разделять на 200 килогерц то будеть 125 а здес 124 почему

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *