Введение

В стандарте GSM для сотовой мобильной связи значение временной коррекции (TA) соответствует времени, необходимому сигналу для достижения базовой станции от мобильного телефона. GSM использует технологию TDMA в радиоинтерфейсе для совместного использования одной частоты между несколькими пользователями, назначая последовательные временные слоты отдельным пользователям, совместно использующим частоту. Каждый пользователь периодически передает данные в течение времени, меньшего чем одна восьмая часть времени в одном из восьми временных слотов. Поскольку пользователи находятся на разных расстояниях от базовой станции, а радиоволны распространяются со скоростью света, точное время прибытия сигнала в слот может быть использовано базовой станцией для определения расстояния до мобильного телефона. Время, в течение которого телефон может передавать пакет данных в пределах временного слота, должно быть соответствующим образом скорректировано, чтобы избежать коллизий с соседними пользователями. Временная коррекция (TA) – это переменная, управляющая этой корректировкой. Технические спецификации 3GPP TS 05.10 и TS 45.010 описывают процедуры корректировки значения TA. Значение TA обычно находится в диапазоне от 0 до 63, при этом каждый шаг соответствует увеличению на один период бита (приблизительно 3,69 микросекунды). При скорости радиоволн около 300 000 000 метров в секунду (то есть 300 метров в микросекунду), один шаг TA соответствует изменению расстояния в обе стороны (двойное расстояние распространения) примерно на 1100 метров. Это означает, что значение TA изменяется при каждом изменении дальности между мобильным телефоном и базовой станцией на 550 метров. Этот предел в 63 × 550 метров представляет собой максимальное расстояние в 35 километров, на котором устройство может находиться от базовой станции, и является верхней границей расстояния между базовыми станциями. Постоянно корректируемое значение TA предотвращает интерференцию от других пользователей в соседних временных слотах, тем самым минимизируя потерю данных и обеспечивая качество обслуживания мобильной связи (Mobile QoS). Временная коррекция имеет важное значение для конфиденциальности и безопасности связи, поскольку ее комбинация с другими переменными может позволить определить местоположение GSM-устройства и отслеживать пользователя мобильного телефона. TA также используется для регулирования мощности передачи в системах множественного доступа с разделением по пространству. Это ограничивало первоначальную дальность действия сети GSM до 35 км, что обусловлено длительностью стандартных временных слотов, определенных в спецификации GSM. Максимальное расстояние определяется максимальным временем, необходимым сигналу от мобильного телефона/БС для достижения приемника мобильного телефона/БС вовремя, чтобы быть успешно принятым. На воздушном интерфейсе задержка между передачей нисходящего канала (БС) и восходящего канала (мобильного телефона) имеет смещение в 3 временных слота. До настоящего времени мобильная станция использовала временную коррекцию для компенсации задержки распространения по мере изменения расстояния до БС. Значения временной коррекции кодируются 6 битами, что дает теоретическую максимальную дистанцию между БС и мобильным телефоном в 35 км. Благодаря реализации функции расширенного диапазона, БС может принимать сигнал восходящего канала в двух соседних временных слотах вместо одного. Когда мобильная станция достигает максимального значения временной коррекции, то есть максимальной дальности, БС расширяет окно приема с помощью внутренней временной коррекции, которая обеспечивает необходимое время для приема сигнала от мобильного телефона даже с увеличенного расстояния. Это дополнительное увеличение соответствует длительности одного временного слота, периоду в 156 бит. Это обеспечивает радиус действия ячейки примерно 120 км и используется в малонаселенных районах, например, для охвата островов.