Sustav GSM-a koristi kombinirane FDMA i TDMA tehnike za prijenos signala. FDMA uključuje podjelu frekvencije na propusni pojas od maksimalno 25MHz, koja se dijeli na 124 para frekvencija dupleks kanala širine 200kHz. Jedna ili više nosećih frekvencija dodijeljene su svakoj baznoj stanici. Svaka od tih nosećih frekvencija je vremenski podijeljena koristeći višestruki pristup s vremenskom raspodjelom da razdvoji 200 kHz kanal na 8 vremenskih raspora koji čine 8 logičkih kanala.

Logički kanal je definiran po frekvenciji i broju vremenskog raspora. Koristeći 8 vremenskih raspora svaki kanal emitira digitaliziran govor u kratkim serijama “burst” perioda. Osam vremenskih TDMA raspora zajedno čini 248 poludupleksnih kanala, što odgovara boju od 1984 logičkih poludupleksnih kanala.

Po jednoj ćeliji dolazi tada 1984/7=283 logičkih poludupleksnih kanala. To dolazi zbog toga jer ćelija može koristiti 1/7 totalnog broja frekvencija. Takva raspodjela frekvencija je dovoljna da pokrije vrlo veliko područje. Svaki kanal je podjeljen na 8 vremenskih raspora trajanja 0.577ms (15/26 ms), koji čine TDMA okvir duljine 4.615ms (120/26 ms). Ponavljanje svakog pojedinačnog vremenskog raspora je svakih 4.615ms, tako da tvori jedan osnovni kanal. Podaci se prenose “burst” periodima i smješteni su unutar vremenskih raspora. Brzina prijenosa digitalnog signala je 271 kb/s (trajanje 1 bita je 3.79ms) (Slika 13.).

Radi vremenskog usklađivanja, “burst” period kod slanja podataka je kraći od vremenskog raspora i traje 148 umjesto omogućenih 156.25 bit perioda. GSM može koistiti tehniku sporog preskakanja frekvencije gdje mobilna i bazna stanica predaju svaki TDMA okvir na različitoj nosećoj frekvenciji. Algoritam za skok frekvencije emitira se na BCC kanalu. Gušenje signala je ovisno o nosećoj frekvenciji, te se skakanje frekvencije upotrebljava da riješi taj problem.

Prometni kanali kod prijema i predaje su razdvojeni za 3 “burst” perioda, tako da mobilna jedinica nema potrebu za simultanom primopredajom, što pojednostavljuje elektroniku mobilne stanice.

Koriste se za prijenos informacija vezanih uz kontrolu i upravljanje radom mreže koriste se kontrolni kanali.

Kontrolne kanale dijelimo na:

• Broadcast Control Channel (BCCH), predaje potrebne informacije mobilnoj jedinici o baznoj stanici, dodjeljuje frekvencije i sljedove za frekvencijske skokove.
• Frequency Correction Channel (FCCH) i Synchronisation Channel (SCH), koriste se za sinhronizaciju mobilne jedinice sa strukturom vremenskog raspora ćelije definirajući granice “burst” perioda. Svaka ćelija u mreži emitira jedan FCCH i jedan SCH kanal.
• Random Access Channel (RACH), koristi ga mobilna jedinica kad daje zahtjev za pristup mreži.
• Paging Channel (PCH), koristi se da upozori mobilnu stanicu na nadolazeći poziv.
• Access Grant Channel (AGCH), služi za dodjeljivanje SDCCH kanala mobilnoj jedinici.

Razvojni tim GSM-a proučavao je nekoliko tipova algoritama za kodiranje govora, gdje se tražila dobra kvaliteta govora i što manja složenost potrebnih elektroničkih sklopova (time se snižava cijena proizvodnje, kašnjenje obrade i manja potrošnja energije za napajanje sklopova). Izbor je pao na RPE-LPC koder. Informacija sadržana u prethodnom uzorku, koja se brzo ne mijenja koristi se da predvidi sljedeći uzorak. Razlika između prijašnjeg i trenutnog uzorka predstavlja signal. Govor se dijeli na uzorke duljine 20ms, od kojih se svaki kodira sa 260 bitova, dajući tako brzinu digitalnog signala od 13kbps (full rate speech coding).

Zbog prirodnih i umjetnih elektromagnetskih smetnji, kodiran govor ili podaci koji se prenose moraju biti zaštićeni od greški. Prilikom testiranja utvrđeno je da od bloka 260 bitova (20ms govora) određeni blok bitova je važniji za razumijevanje nego ostali. Tako se blok od 260 bitova dijeli na tri klase osjetljivosti (Slika 15.):

• Klasa Ia 50 bita - najosjetljivija na greške
• Klasa Ib 132 bita - umjerena osjetljivost na greške
• Klasa II 78 bita - najmanje osjetljiva na greške

Klasa Ia ima tri paritetna bita CRC koda koji se dodaju za detekciju greške. Ukoliko se greška detektira okvir se proglašava neispravnim , odbacuje se i zamjenjuje prijašnjim ispravno primljenim prigušenim okvirom. Ta 53 bita zajedno sa 132 bita klase Ib i 4 bita završne sekvence (ukupno 189 bita) ulaze u koder. Svaki ulazni bit se kodira na dva izlazna bita bazirana na kombinaciji prijašnja 4 ulazna bita. Na izlazu kodera je 378 bita, kojima se dodaje okvir od 78 bita preostalih iz klase II. Tako se svakih 20ms govora kodira sa 456 bita, što daje brzinu digitalnog signala od 22.8kbps. Zbog daljnje zaštite od grešaka “burst” perioda, svaki uzorak se prepliće. Na izlazu kodera 456 bitova se dijeli na 8 podblokova po 57 bita. Blokovi se uzastopno šalju “burst” periodima s vremenskim rasporom (time-slot bursts), od kojih svaki može prenijeti dva 57 bitna bloka, tako da svaki “burst” period šalje dva različita uzorka govora (vremenska okvira). Okviri se međusobno miješaju, uzima se nekoliko bita prvog okvira, zatim drugog itd., zatim opet nešto iz prvog, drugog itd.

Dubina preplitanja razlikuje se za svaki tip kanala. Ideja i cilj preplitanja, miješanja je smanjivanje utjecaja smetnji kod prijenosa podataka. Greške, smetnje se tako raspoređuju na veći broj okvira, blokova tako da npr. ako je 500 bitova neispravno, raspoređivanjem na veći broj blokova greška će tada manje utjecati na prijenos (Slika 16.).

Moduliranje signala na analognu noseću frekvenciju vrši se GMSK modulacijom. GMSK modulacija je odabrana kao kompromis između spektralne djelotvornosti, složenosti elektronike i nepoželjne emisije (radio-frekvencijski izlaz izvan određenog frekventnog pojasa). Složenost elektronike je proporcinalna potrošnji mobilne stanice, koja mora biti reducirana na najmanju moguću vrijednost. Nepoželjna emisija izvan dozvoljenog frekventnog područja mora biti kontrolirana, tako da interferencija na okolne kanale bude minimalna.

Pri radnim frekvencijama GSM-a (900MHz), radio valovi odbijaju se praktički od svačeg: zgrada, planina, brežuljaka, automobila, zrakoplova itd. Tako se reflektirani signali koji imaju različit fazni pomak mogu primati s antenom mobilne stanice. Ekvalizacija se koristi da izvuče orginalni signal od neželjenih refleksija. To radi na principu da se prouči utjecaj fedinga na predani signal, konstruira se inverzni filtar da izdvoji ostatak željenog signala. Taj poznati signal je 26 bitna “training” sekvenca koja se emitira u sredini svakog “burst” perioda s vremenskim rasporom.

Mobilna i bazna stanica mogu mijenjati frekvenciju između predaje, prijema, te svaki TDMA okvir predaju na različitim nosećim frekvencijama. Algoritam za frekvencijski skok se emitira na BCC kanalu. Frekvencijski skok omogućuje prevladavanje problema koje zadaje feding.

Minimiziranje smetnji koje dolaze zbog raznih utjecaja unutar kanala je cilj projektanata celularnih sustava, pa se tako dobivaju kvalitetnije usluge od pojedine ćelije. Korištenjem manjih ćelija povećava se ukupni kapacitet sustava. Diskontinuirana ili prekidna predaja (DTX) je metoda kojom se postižu određene prednosti nad činjenicom da osoba koja razgovara, govori manje od 40% ukupnog vremena normalnog razgovora. Te prednosti se očituju u prekidanju rada predajnika za vrijeme perioda tišine, tako se štedi energija baterije mobilne stanice.

Najvažnija komponenta DTX-a je sustav za detekciju govora (VAD). Sustav mora razlikovati govor od okolnih zvukova. Ukoliko se glas krivo interpretira tj. VAD ga “proglasi” okolnim šumom dolazi do isključivanja predajnika što se manifestira rezanjem signala i tada se djelotvornost DTX-a značajno umanjuje. Kad je predajnik isključen kod prijemne strane nema šumova što je zapravo jedna od prednosti digitalne tehnologije GSM-a.

Druga metoda koja se koristi za štednju energije baterije mobilne stanice je diskontinuiran prijem signala. Kanal koji koristi bazna stanica (paging channel) da upozori na nadolazeći poziv se sastoji od podkanala, te svaka mobilna stanica “sluša” svoj podkanal, tako da trši vrlo malo energije.

Postoji pet klasa mobilnih stanica koje određujemo prema njihovim maksimalnim snagama koje emitira predajnik (Tablica 7). Mobilna stanica i bazna stanica rade tako da disipiraju najmanje snage u okviru prihvatljive kvalitete veze zbog minimiziranja interferencija unutar kanala i štednje baterije mobilne stanice. Nivoi disipirane snage mijenjaju se u koracima (više, niže) po 2dB od maksimalne snage definirane za pojedinu klasu do minimuma od 13dBm (20mW).

Mobilna stanica mjeri jačinu/kvalitetu signala te prosljeđuje informaciju kontroleru bazne stanice, koji odlučuje o promjeni nivoa disipacije.

Mobilni		Digitalci
Sony Ericsson W900i		Nikon D300
Samsung SGH X200		Nikon D200
Motorola RAZR V3i		Canon EOS 30D
Ostali testovi		Ostali testovi
Teme na FORUMU Could not connect