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Esquemas de codificación GPRS y velocidades de datos

Esquemas de codificación GPRS y velocidades de datos

GPRS emplea cuatro niveles de corrección de errores en su codificación de datos.

El nivel de corrección de errores utilizado depende de una serie de variables y se define en cuatro niveles, CS1, CS2, CS3 y CS4.

Codificación GPRS

GPRS ofrece varios esquemas de codificación con diferentes niveles de detección y corrección de errores. Estos se utilizan dependiendo de las condiciones de la señal de radiofrecuencia y los requisitos para los datos que se envían. A estos se les asignan las etiquetas CS-1 a CS-4:

  • CS-1: - Este esquema de codificación GPRS aplica el nivel más alto de detección y corrección de errores. Se utiliza en escenarios en los que los niveles de interferencia son altos o los niveles de señal son bajos. Al aplicar altos niveles de detección y corrección, esto evita que los datos tengan que ser reenviados con demasiada frecuencia. Aunque es aceptable que muchos tipos de datos se retrasen, para otros hay un elemento de tiempo más crítico. Este nivel de detección y codificación da como resultado la mitad de la tasa de código, es decir, por cada 12 bits que ingresan al codificador, resultan 24 bits.
  • CS-2: - Este esquema de detección de errores y codificación GPRS es para mejores canales. Utiliza efectivamente un codificador 2/3 y da como resultado una velocidad de datos mejorada sobre CS-1.
  • CS-3: - Este esquema de codificación GPRS utiliza efectivamente un codificador 3/4.
  • CS-4: - Este esquema se utiliza cuando la señal es alta y los niveles de interferencia son bajos. No se aplica ninguna corrección a la señal, lo que permite un rendimiento máximo.
Algoritmos de codificación GPRS y velocidades de datos
Esquema de códigoVelocidad máxima de datos para una ranuraVelocidad máxima de datos para dos ranurasVelocidad máxima de datos para ocho ranuras
CS-18.016.064
CS-212.024.096
CS-314.428.8115.2
CS-420.040.0160

** Nota: Tasas de datos para los diferentes esquemas de codificación GPRS dadas en kbps.

Además de los esquemas de codificación y detección de errores, GPRS también emplea técnicas de entrelazado para garantizar que los efectos de la interferencia y el ruido espurio se reduzcan al mínimo. Permite que las técnicas de corrección de errores sean más efectivas ya que el entrelazado ayuda a reducir la corrupción total si se pierde una sección de datos.

Dado que los bloques de datos de 20 ms se transportan en cuatro ráfagas, con un total de 456 bits de información, se transporta un total de 181, 268, 312 o 428 bits de datos de carga útil dependiendo del esquema de codificación y detección de errores elegido, es decir de CS-1 a CS-4, respectivamente.

Tasas de datos GPRS

Las velocidades máximas de datos citadas en alguna literatura de marketing pueden diferir de las tarifas citadas anteriormente. Hay muchas razones para esto:

  • Sobrecarga de protocolo: El rendimiento máximo citado en algunas publicaciones proporciona una velocidad máxima de 171 kbps para la codificación CS-4 con ocho ranuras. Esto se refiere a la velocidad teórica máxima de la capa de protocolo más baja, es decir, los datos sin procesar. Con la adición de los protocolos necesarios, incluido TCP / IP, esto se reduce a 160 kbps o datos de usuario. Se aplican reducciones similares a los otros esquemas de codificación GPRS.
  • Número de franjas horarias disponibles: Aunque las velocidades máximas de datos de 160 kbps de datos de usuario, o 171 kbps de datos brutos se pueden cotizar como velocidades máximas, rara vez se alcanzan porque es muy poco probable que la red asigne todas las ranuras a un móvil. Dependiendo de la capacidad de la red, así como del número de usuarios activos en la celda, el número de intervalos de tiempo que se asignan puede variar entre 1 y 4.
  • Interferencia de canal: El nivel de interferencia y el nivel de la señal también juegan un papel importante en las velocidades de datos que se pueden lograr. Si los niveles de interferencia son bajos y los niveles de señal son altos, entonces la celda puede seleccionar el esquema de codificación GPRS CS-4 y esto proporcionará una alta tasa de datos. Sin embargo, si los niveles de señal son bajos y la interferencia es alta, entonces la red deberá seleccionar el esquema de codificación CS-1 y esto dará como resultado velocidades de datos más bajas.
  • Número de teléfonos que comparten franjas horarias: La velocidad de datos que se puede lograr también depende en gran medida del número de teléfonos que comparten las mismas franjas horarias. A medida que aumenta el número de usuarios, la capacidad disponible en esa ranura debe compartirse y la tasa para cada usuario disminuye.
  • Dirección del tráfico: La mayor parte del tráfico se produce en el enlace descendente, es decir, descargas al teléfono. Sin embargo, si se necesitan cargas desde el teléfono, es probable que estos datos se transmitan más rápidamente porque normalmente hay menos usuarios que utilizan este enlace y los datos que se transmiten en esta dirección son menos. Como la capacidad para GPRS es la misma en ambas direcciones, hay menos presión sobre el enlace ascendente.
  • Clase de teléfono de múltiples ranuras: La clase de teléfono también juega un papel en la determinación de la velocidad de datos que se puede lograr. La clase de ranuras múltiples para el teléfono define sus capacidades y puede limitar el rendimiento en cualquier dirección.

Las diferentes clases de GPRS permiten que las estaciones base comprendan las capacidades del teléfono y, de esta manera, proporcionen las capacidades necesarias para ello. La clase GPRS constituye un método sencillo para pasar los datos.

Capas GPRS

El software juega un papel muy importante en los sistemas de telefonía móvil y su desarrollo. Para poder dividirlo en áreas que se pueden abordar por separado, se ha desarrollado el concepto de capas. El sistema que se utiliza es la capa de datos OSI. El modelo de interconexión de sistemas abiertos, el modelo OSI es un modelo conceptual que caracteriza y estandariza las funciones de comunicación de un sistema de telecomunicaciones o de computación sin tener en cuenta su estructura y tecnología internas subyacentes. Su objetivo es la interoperabilidad de diversos sistemas de comunicación con protocolos estándar.

El modelo de datos OSI se utiliza en GSM y otros sistemas celulares, pero a medida que se centran más en los datos, la idea adquiere mayor importancia. A menudo, estos se denominan capas 1, 2 y 3.

La capa 1 se refiere al enlace físico entre el móvil y la estación base. Esto a menudo se subdivide en dos subcapas, a saber, la capa de RF física que incluye la modulación y demodulación, y la capa de enlace físico que gestiona las respuestas y los controles necesarios para el funcionamiento del enlace de RF. Estos incluyen elementos como corrección de errores, entrelazado y el correcto ensamblaje de los datos, control de potencia y similares.

Por encima de esto están las capas Radio Link Control (RLC) y Medium Access Control (MAC). Estos organizan los enlaces lógicos entre el móvil y la estación base. Controlan el acceso al enlace de radio y organizan los canales lógicos que enrutan los datos hacia y desde el móvil.

También existe la capa de enlace lógico (LLC) que formatea las tramas de datos y se utiliza para vincular los elementos de la red central al móvil.

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