Класифікація і типи телефонів з GPRS
Статус приналежності EDGE до мереж 2G або 3G залежить від конкретної реалізації. У той час як EDGE-телефони класу 3 і нижче не відповідають 3G, телефони класу 4 і вище теоретично можуть забезпечити більш високу пропускну здатність, ніж інші технології, заявлені як 3G (наприклад, 1xRTT). Телефони з максимальною пропускною спроможністю на прийом 236,8 кбіт/с у класі 10, EDGE відповідає як 2G-, так і 3G-специфікаціях.
У стандарті GSM прийнятий Багатостанційний доступ з тимчасовим поділом каналів (TDMA). Періодична послідовність у структурі TDMA отримала назву гіперкадра. Він ділиться на 2048 суперкадрів. У свою чергу суперкадри складаються з мультікадрів, які складаються власне з кадрів. TDMA-кадр ділиться на вісім тимчасових позицій, так званих тайм-слотів, або вікон. Який фізичний зміст тайм-слота? Це ніщо інше як час, протягом якого частота,на якій передаются дані, модулюється цифровим інформаційним потоком, відповідним переданої інформації - мови або даних.
У класичному GSM мобільний термінал має право зайняти в TDMA-кадрі один тайм-слот. Тому швидкість передачі даних у мережах GSM обмежена.
Інша справа при використанні технології GPRS. Ємність каналу надається на вимогу, при якому фізичні канали призначаються динамічно для використання в режимі комутації каналів і комутації пакетів.
Тут, в залежності від ситуації, для передачі даних базова станція виділяє мобільного терміналу в кадрі довільне число тайм-слотів: від 0 до 8. Причому допустимо асиметричне призначення ресурсів. Тобто під час пакетної передачі ресурси лінії зв'язку <вгору> та <вниз> задаються незалежно. Тут up <вгору> - від мобільного терміналу до базової станції, down <вниз> - від базової станції до мобільного терміналу. Наприклад, <вгору> - три тайм-слота, <вниз> - два.
Природньо, будь-який канал зв'язку працює у неідеальних умовах, тому в GSM використовують надлишкове кодування. Більш того, в технології GPRS можливі 4 схеми кодування даних: від CS1 (для роботи в умовах сильних перешкод) до CS4 (для роботи при мінімальних перешкодах). Таким чином, при постійній швидкості в каналі 22,8 кб/с кількість переданої корисної інформації залежить від умов роботи МТ і базової станції. Очевидно, що чим гірше середовище с перешкодами, тим менше корисної інформації можна передати за одиницю часу. Основні значення для схем кодування наведені в таблиці 1.
Так як, більш ніж один канал використовуються для закачування (down), мобільні телефони c GPRS мають великі швидкості передачі даних. Є кілька типів телефонів у відношенні числа каналів, які вони використовують для передачі даних:
Type 2+1 - два downlink каналу і один uplink канал передачі даних;
Type 3+1 - три downlink каналу і один uplink канал передачі даних;
Type 4+1 - чотири downlink каналу і один uplink канал передачі даних і т.д.
Мобільні телефони з GPRS можуть класифікуватися за трьома класами в можливості одночасних запитів (через GSM) та передачу даних (через GPRS).
Class A - термінал дозволяє одночасно здійснювати передачу мови і даних в режимі GPRS. Термінали одночасно виконують сигналізацію та управління для GSM і GPRS. У разі прийому інформації та при вхідному виклику телефону класу А підтримає одночасну роботу з голосом і даними.
Class B - термінал підтримує і голосове з'єднання, і передачу даних в пакетному режимі (GPRS), але ці режими використовуються не одночасно (під час передачі даних через GPRS абонент не може здійснювати і приймати голосові дзвінки і навпаки). У кожний момент часу може передаватися тільки трафік GSM або GPRS. Якщо під час завантаження інформації з інтернету (режим GPRS) телефон приймає виклик для голосового зв'язку, передача даних переривається. Як тільки голосове з'єднання завершується, завантаження даних поновлюється, оскільки логічний зв'язок між мережею GPRS і телефоном зберігається. Вибір режиму GPRS / мова здійснюється автоматично, з пріоритетом останнього.
Class C - термінал забезпечує тільки передачу даних в пакетному режимі або голос. Вибір типу (GPRS / мова) виконується вручну. Наприклад, якщо МТ обслуговує передачу даних, голосове з'єднання неможливо. Швидкість прийому та передачі інформації залежить від можливостей конкретної моделі мобільного терміналу, а саме від кількості каналів, що підтримують прийом і передачу даних. При цьому один канал підтримує передачу інформації з максимальною швидкістю 13.4 кб/с.
У GPRS мережі є чотири схеми кодування. Вибір кодування схеми залежить від стану каналу забезпеченого мережею (якістю зв'язку між телефоном і станцією). Якщо в каналі дуже багато перешкод, або він завантажений, мережа може використовувати CS-1, щоб гарантувати більш високу надійність в цьому випадку передача даних - лише 9.05 kbit/s в тайм-слот. Якщо канал забезпечує хороший стан, мережа могла б використовувати CS-3 або CS-4, щоб отримати оптимальну швидкість, і буде тоді мати до 21.4 kbit/s в тайм-слоті.
таблиця 1.
| Channel Coding Scheme | CS-1 | CS-2 | CS-3 | CS-4 |
| Pre-cod. USF | 3 | 6 | 6 | 12 |
| Infobits without USF | 181 | 268 | 312 | 428 |
| Parity bits BC | 40 | 16 | 16 | 16 |
| Tail bits | 4 | 4 | 4 | - |
| Output conv encoder | 456 | 588 | 676 | 456 |
| Punctured bits | 0 | 132 | 220 | - |
| Code rate | 1/2 | ~2/3 | ~3/4 | 1 |
| Data rate kbit/s | 9.05 | 13.4 | 15.6 | 21.4 |
| Maximum data speed with 8 time-slots | 72.4 kb/s | 107.2 kb/s | 124.8 kb/s | 171.2 kb/s |
Робота за схемами CS-4/CS-3 вимагає модернізації апаратури та ВО базової станції, в той час як для CS-2/CS-1 досить модернізувати тільки ПО базової станції. Наприклад, в Росії оператори використовують схему CS-2. Неважко знайти реальну максимальну швидкість передачі інформації. Вона становить 107,2 кб/с (8х13, 4).
У залежності від інтенсивності голосового трафіку і ресурсів базової станції (її пропускної спроможності) оператори виділяють під передачу даних 1 - 2 тайм-слота в <години пік>, і 2 - 4 тайм-слота в решту часу. Тому сьогодні швидкість 52 кб/с вважається граничною для GPRS-технології. Інакше оператори змушені збільшувати ресурси базових станції та інфраструктури, резервуючи частина тайм-слотів під передачу даних.
Оператор може закріпити за голосовим з'єднанням параметр <все можливе> (best effort), забезпечуючи автоматичне вивільнення тимчасових інтервалів, зарезервованих за GPRS, - як тільки ці ресурси будуть потрібні абонентам для голосового з'єднання. Очевидно, що при цьому відбудеться затримка у передачі даних.
Мобільні телефони, що випускаються сьогодні, в основному підтримують режими CS-2/CS-1.
Класи мультислотів:
Число тайм-слотів, що виділяються під передачу інформації, у TDMA-кадрі може змінюватися від 1 до 8. Причому значення має число тайм-слотів як для передачі <вгору>, так і для передачі <вниз>. Тому в GPRS-специфікаціях з'явився другий клас, що визначає, скільки тайм-слотів в кадрі є для передачі <вгору>, а скільки <вниз> (таблиця 2). У технічних характеристиках телефонів виробники вказують або клас, або конкретні значення, наприклад 4 / 1.
таблиця 2.
| Клас | Download БС -> телефон |
Upload телефон -> БС |
Максимальна кількість тайм-слотів |
| 1 | 1 | 1 | 2 |
| 2 | 2 | 1 | 3 |
| 3 | 2 | 2 | 3 |
| 4 | 3 | 1 | 4 |
| 5 | 2 | 2 | 4 |
| 6 | 3 | 2 | 4 |
| 7 | 3 | 3 | 5 |
| 8 | 4 | 1 | 5 |
| 9 | 3 | 2 | 5 |
| 10 | 4 | 2 | 5 |
| 11 | 4 | 3 | 5 |
| 12 | 4 | 4 | 5 |
| 13 | 3 | 3 | не обмежено |
| 14 | 4 | 4 | не обмежено |
| 15 | 5 | 5 | не обмежено |
| 16 | 6 | 6 | не обмежено |
| 17 | 7 | 7 | не обмежено |
| 18 | 8 | 8 | не обмежено |
| 19 | 6 | 2 | не обмежено |
| 20 | 6 | 3 | не обмежено |
| 21 | 6 | 4 | не обмежено |
| 22 | 6 | 4 | не обмежено |
| 23 | 6 | 6 | не обмежено |
| 24 | 8 | 2 | не обмежено |
| 25 | 8 | 3 | не обмежено |
| 26 | 8 | 4 | не обмежено |
| 27 | 8 | 4 | не обмежено |
| 28 | 8 | 6 | не обмежено |
| 29 | 8 | 8 | не обмежено |
Максимальне число виділяються тайм-слотів не завжди відповідає арифметичній сумі <вгору> <вниз>. Наприклад, клас 6 - це максимум 4 тайм-слота під пакетну передачу даних.
Технологія GPRS, поки залишається далекою від повноцінної реалізації. Сьогодні оператори пропонують так званий усічений GPRS - мова йде тільки про телефон класу В, та й то з можливістю роботи в режимі 4/1 або 4/2.
Повноцінний GPRS з 8 тайм-слотів для обміну інформацією в найближчиму часом буде недосяжний.
Помноживши кількість таймслотов на пропускну здатність використовуваної кодової схеми, отримуємо максимальну швидкість прийому / передачі даних.
Ті ж класи використовуються і для EGPRS (EDGE).
Швидкість передачі даних при роботі GPRS заздрості від декількох складових:
1.Швидкості передачі даних в одному часовому інтервалі (таймслот) у радіотракту, або схеми кодування. Їх чотири: CS1-CS4. Найбільша швидкість забезпечується при роботі з CS4 - 21,4 Кб/с. На більшості мереж використовуються перші дві схеми кодування: CS1 і CS2. Необхідно відзначити, що не всі базові станції підтримують схему кодування CS3-CS4, старе обладнання такою можливістю не володіє.
2.Кількість тимчасових інтервалів, які можуть бути виділені для одного абонента.Етот параметр залежить від обладнання, і наше обладнання дозволяє виділяти до 8 тимчасових інтервалів.
3.Кількість тимчасових інтервалів, які в даний момент доступні для використання. Цей параметр залежить від завантаження мережі, і його важко спрогнозувати.
