GSM-Übertragungstechnik

Funkschnittstelle

GSM-Frequenzträger
Die Funkschnittstelle von GSM wird in den technischen Unterlagen als Um-Schnittstelle oder RadioPath bezeichnet. Innerhalb der Funkschnittstelle werden zwei Richtungen unterschieden. Einmal der Funkweg von Handy zur Basisstation. Man spricht von Uplink. Und die umgekehrte Richtung von Basisstation zum Handy. Man spricht von Downlink. Da für die Sprachverbindung zwei Kanäle benötigt werden (Up- und Downlink), werden die Kanalpaare mit dem Frequenzduplex-Verfahren (FDM, Frequency Division Multiplex) mit Zeitversatz gebildet. Jede Mobilfunkverbindung besteht aus einem Uplink- und Downlink-Kanal, die einen festen Frequenzabstand von 45 MHz hat. Dieser wird als Frequenz-Duplex-Abstand bezeichnet.

Modulationsverfahren

Im GSM-Standard ist als Phasenmodulation die GMSK-Modulation vorgesehen. Sie verwendet Trägerfrequenzen, die das GSM-Frequenzband aufteilt. Diese Unterteilung nennt man Frequenz-Multiplex (FDM, Frequency Division Multiplex). Der Uplink- und Downlink-Frequenzbereich unterteilen sich jeweils in 124 Trägerfrequenzen auch Funkkanäle genannt, die zueinander einen Abstand von 0,2 MHz oder 200 kHz haben. Jeder Frequenzträger ist wiederum in einem Zeitmultiplex-Verfahren (TDMA) in 8 Zeitschlitze (time slots) aufgeteilt. So lässt sich in jedem Frequenzträger 8 physikalische Verbindungen unterbringen. Diese 8 Verbindungen sind in einem TDMA-Rahmen mit einer Dauer von 4,615 ms verpackt. Jeder Zeitschlitz beträgt 0,577 ms, der sich immer wieder im folgenden TDMA-Rahmen wiederholt. Der Zeitintervall wird als Burst bezeichnet. Er beträgt 156,25 Bit. Wobei 1 Bit 3,692 µs entsprechen. Es gibt 5 Arten von Bursts. Der normale Burst ist für den eigentlichen Transport der Nutzdaten einer Verbindung gedacht. Er überträgt 114 Bit von echter Daten. Der Rest von 42,25 bit geht für den Verwaltung-Overhead drauf.
TDMA-Rahmen
Die 0,577 ms bzw. 114 Bit reichen allerdings nicht aus, um Sprache zu übertragen. Deshalb stehen auch nicht 124 Träger mit je 8 Sprachverbindungen zu Verfügung. Statt dessen gibt es ein Verfahren, das aus 124 Trägerfrequenzen 11 echte Verbindungen macht. Auf das Zusammenspiel zwischen den physikalischen und logischen Kanälen wird hier nicht weiter eingegangen. Nur noch absolute GSM-Spezialisten, z. B. Systemhersteller kennen sich damit aus.
Verbleibt man bei 11 logischen Kanälen teilen diese sich in den Traffic Channel (TCH) und spezielle Steuerkanäle. Die Traffic Channel stellen die Bandbreite für ein Telefongespräche oder eine Datenübertragung zur Verfügung.

GSM-Technik

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