Про GPRS Блог о пакетной передаче данных в мобильных сетях

В этой заметке я хочу осветить вопрос выделения тайм-слотов (TS) при пакетной передаче данных в сетях GSM, а также показать, почему мы на практике не сможем достичь максимальной скорости GPRS передачи данных и что это все в конечном счете дает пользователю мобильного интернета.

Начнем с небольшой теории…

Стандарты для пакетной передачи определяют четыре основные схемы кодирования по «воздуху»: CS1, CS2, CS3, CS4. CS1 имеет наибольшие возможности по исправлению ошибок, но и наименьшую пропускную способность на интерфейс, в то время как CS4 вообще не имеет механизмов исправления ошибок и наибольшую пропускную способность (данные по всем четырем схемам приведены в таблице ниже). Выбор схемы кодирования происходит динамически на основании значения BLER (Block Error Rate) на базовой станции, но в основном операторы используют схему кодирования CS4, для увеличения пропускной способности.

Сравнительная характеристика всех четырех схем кодирования представлена в таблице ниже.

Рассмотрим распределения TS для передачи пакетных данных. Типичная структура тайм-слотов на одном трансивере BTS представлена на рисунке ниже.

Нулевой TS (возможно даже 2 первых TS – 0,1) выделяются для канала BCCH (Broadcast Common Control Channel – DL), по которому MS получает служебную информацию от BTS.

Итого имеет 7 TS которые, могут быть использованы как для пакетной передачи, так и для голосовых сервисов. Следую также помнить, что голосовые сервисы имеют безоговорочный приоритет перед пакетной передачей. Распределение слотов для GPRS передачи данных происходит динамически начиная с минимального количества, т.н. Dedicated TS для пакетной передачи данных.

Весь GPRS трафик обслуживается на стороне BSC (точнее с помощью специальных PCU плат), также осуществляется распределение ресурсов для CS данных. TS которые распределяются для пакетной передачи данных называются GPRS Territory. Различают следующие виды «территорий»:

• Default (используется только под пакетную передачу данных, голосовые сервисы не могут передаваться через эти TS);
• Dedicated (могут быть использованы как под пакетную передачу, так и под голосовые сервисы – при этом голосовые сервисы имеют приоритет и если нет свободных TS для голосовых сервисов, то «отбивается» один из TS, который используется под PS данные);
• Additional (обычно, это вся пропускная способность одной ячейки (cell) по TS и эти таймслоты могут быть использованы как для пакетной передачи, так и для голосовых сервисов).

Границы пакетных и голосовых территорий могут изменяться динамически, в зависимости от нагрузки по голосовому трафику, который имеет повышенный приоритет по сравнению с пакетными данными.

Также необходимо помнить, что должен быть обязательно один свободный TS между таймслотами, которые используются для пакетной передачи и тайм-слотами, которые используются для голосовых сервисов. TS под PS выделяются последовательно, начиная от последнего TS, в то время как CS territory может распределяться с пробелами между отдельными TS, и обычно начинает распределяться от первого (нулевого) TS.

Таким образом, мы видим, что максимальная скорость передачи (порядка 172 kbps), которую во всю афиширую операторы, предоставляющие возможность пакетной передачи данных возможна только в случае выделения всех 8 TS под пакетную передачу, что практически не возможно в реальной ситуации. На практике получается, что конкретному абоненту удается “ухватить” до 2-4 тайм-слотов, что соответствует скорости передачи данных до 40-80 кбит/с. Любознательный читатель может задаться вопросом, а как же при одинаковом количестве все тех же тайм-слотов для EDGE технологии абонентам рекламируют уже совсем другой порядок скоростей – 473,6 кбит/с. Я не буду здесь повторяться, а просто отправлю желающих ознакомиться с комментариями на хабре к своей же статье 🙂

Небольшой помощник:

BSC – Base Station Controller

BTS – Base Transceiver Station

CS – Coding Scheme

PCU – Packet Control Unit

PS – Packet Switched

TS – Time Slot