GSM-Kanäle (Global System for Mobile Communications) sind grundlegende Komponenten, die die Kommunikation innerhalb des GSM-Netzes erleichtern. Diese Kanäle sind sowohl für den Uplink (von der Mobilstation zur Basisstation) als auch für den Downlink (von der Basisstation zur Mobilstation) definiert. Hier sind die Grundlagen von GSM-Kanälen:
1. Frequenzmultiplex (FDMA):
- Prinzip:
- GSM verwendet FDMA, um das verfügbare Frequenzspektrum in mehrere Trägerfrequenzen aufzuteilen, die jeweils durch ein bestimmtes Frequenzintervall getrennt sind.
- Trägerfrequenzbänder:
- GSM arbeitet in verschiedenen Frequenzbändern, wobei GSM 900 (890–960 MHz) und GSM 1800/DCS (1710–1880 MHz) gängige Beispiele sind.
2. Zeitmultiplexzugriff (TDMA):
- Prinzip:
- Innerhalb jeder Trägerfrequenz wird TDMA verwendet, um die Zeit in Rahmen zu unterteilen, und jeder Rahmen wird weiter in Zeitschlitze unterteilt.
- Zeitfenster:
- Ein Frame in GSM besteht aus 8 Zeitschlitzen. Jeder Zeitschlitz hat eine Dauer von 577 Mikrosekunden.
3. Logische Kanäle:
- Definition:
- Logische Kanäle repräsentieren bestimmte Funktionen oder Arten von Informationen innerhalb des GSM-Netzes.
- Beispiele:
- Verkehrskanäle (TCH) übertragen Benutzerstimme oder -daten. Zu den Steuerkanälen gehören Broadcast Control Channel (BCCH) für Systeminformationen und Common Control Channels (CCCH) für den Anrufaufbau.
4. Physische Kanäle:
- Definition:
- Physikalische Kanäle stellen die eigentlichen Übertragungswege im Frequenz-Zeit-Bereich dar. Sie werden durch die Kombination logischer Kanäle mit einer bestimmten Frequenz und einem bestimmten Zeitschlitz gebildet.
- Beispiele:
- Verkehrskanäle (TCH/F) und Steuerkanäle (BCCH, CCCH) werden physischen Kanälen zugeordnet.
5. Frequenzsprung:
- Prinzip:
- Frequency Hopping ist eine Technik, mit der die Zuverlässigkeit der Kommunikation erhöht wird, indem während eines Anrufs zwischen verschiedenen Trägerfrequenzen gewechselt wird.
- Zweck:
- Reduziert die Auswirkungen von Störungen und verbessert die Gesamtqualität der Kommunikation.
6. Burst-Struktur:
- Definition:
- Ein Burst ist eine Übertragungseinheit in GSM, die aus Bits besteht, die während eines Zeitschlitzes übertragen werden.
- Typen:
- Normal Burst (NB) wird für die Datenübertragung verwendet, während Frequency Correction Burst (FB) für die Frequenzkorrektur verwendet wird.
7. Kanalkombination:
- Downlink-Kanäle:
- Zu den Downlink-Kanälen gehören BCCH, Frequency Correction Channel (FCCH) und Synchronization Channel (SCH).
- Uplink-Kanäle:
- Zu den Uplink-Kanälen gehören Random Access Channel (RACH) für den Erstzugriff und Access Grant Channel (AGCH) für die Zugriffsgewährung.
Das Verständnis dieser Grundlagen von GSM-Kanälen ist für den Entwurf und die Optimierung mobiler Kommunikationsnetze von entscheidender Bedeutung. Die Kombination von FDMA und TDMA ermöglicht GSM die effiziente Unterstützung mehrerer gleichzeitiger Sprach- und Datenverbindungen und bildet damit die Grundlage für den Erfolg von GSM als weit verbreiteter Mobilkommunikationsstandard.