Was sind physikalische GSM-Kanäle?
GSM (Global System for Mobile Communications) ist eine weit verbreitete digitale Mobilfunknetztechnologie, die verschiedene physische Kanäle nutzt, um die Kommunikation zwischen mobilen Geräten und der Netzwerkinfrastruktur zu erleichtern. Diese physischen Kanäle sind ein wesentlicher Bestandteil der GSM-Luftschnittstelle und spielen eine besondere Rolle bei der Sprach- und Datenübertragung. Schauen wir uns die Details der physischen GSM-Kanäle an:
1. Physischer Sendekanal (PBCH):
Der Physical Broadcast Channel (PBCH) wird verwendet, um wichtige Systeminformationen an alle mobilen Geräte innerhalb der Zelle zu senden. Zu den Hauptmerkmalen von PBCH gehören:
- Kontinuierliche Übertragung: PBCH sendet kontinuierlich Informationen über die Zelle, sodass neu eingetroffene oder eingeschaltete Mobilgeräte schnell auf notwendige Netzwerkdetails zugreifen können.
- Synchronisation: Es hilft mobilen Geräten bei der Synchronisierung mit den Timing- und Frequenzparametern des Netzwerks.
- Zellidentifizierung: PBCH enthält Informationen über die Identität der Zelle, die mobilen Geräten dabei helfen, die entsprechende Zelle zu identifizieren und auszuwählen.
2. Gemeinsame Steuerkanäle:
- Frequency Correction Channel (FCCH): Der FCCH wird verwendet, um Frequenzkorrekturinformationen für mobile Geräte bereitzustellen. Es hilft ihnen, ihre Empfänger auf die richtige Frequenz der Zelle einzustellen.
- Synchronisationskanal (SCH): Der SCH trägt Synchronisationsinformationen und ermöglicht es mobilen Geräten, ihr Timing an das des Netzwerks anzupassen.
- Broadcast Control Channel (BCCH): Der BCCH wird verwendet, um allgemeine Steuerinformationen, zellenspezifische Details und Systeminformationen an mobile Geräte innerhalb der Zelle zu senden. Für mobile Geräte ist es wichtig, auf Informationen über die Netzwerkkonfiguration und die verfügbaren Dienste zuzugreifen.
3. Verkehrskanäle:
GSM nutzt mehrere Verkehrskanäle für die Sprach- und Datenkommunikation:
- Full Rate (TCH/F): Dieser Kanal bietet einen Full-Rate-Sprachdienst und liefert Sprache in Originalqualität. Es wird häufig für Sprachanrufe verwendet.
- Half Rate (TCH/H): Der Half-Rate-Kanal wird verwendet, um Bandbreite zu sparen, indem die Datenrate reduziert und gleichzeitig eine akzeptable Sprachqualität aufrechterhalten wird. Es wird häufig in Zeiten hoher Netzwerküberlastung eingesetzt.
- Enhanced Full Rate (EFR): EFR ist eine erweiterte Version des Full-Rate-Kanals, die die Sprachqualität weiter verbessert.
- Adaptive Multi-Rate (AMR): AMR ist ein neuerer Sprachcodec, der variable Raten bietet und sich an die Qualität der Funkverbindung anpasst. Es bietet sowohl eine gute Sprachqualität als auch eine effiziente Bandbreitennutzung.
4. Steuerkanäle:
- Standalone Dedicated Control Channel (SDCCH): SDCCH wird für Signalisierungs- und Steuerungszwecke verwendet, wie z. B. Anrufaufbau, Standortaktualisierungen und SMS-Zustellung. Es stellt dedizierte Ressourcen für die Signalübertragung zwischen dem mobilen Gerät und dem Netzwerk bereit.
- Slow Associated Control Channel (SACCH): SACCH arbeitet parallel zu Verkehrskanälen (TCH) und überträgt Steuerinformationen im Zusammenhang mit dem laufenden Anruf, einschließlich Leistungspegelanpassungen und Übergabebefehlen.
- Fast Associated Control Channel (FACCH): FACCH wird zur Übertragung zeitkritischer Steuerinformationen während eines Sprachanrufs verwendet. Wenn es beispielsweise erforderlich ist, den Anruf an eine andere Zelle weiterzuleiten, werden die Steuerinformationen über FACCH gesendet, um Unterbrechungen zu minimieren.
5. Random Access Channel (RACH):
Der Random Access Channel (RACH) wird von mobilen Geräten verwendet, um für verschiedene Zwecke Kontakt mit dem Netzwerk aufzunehmen, beispielsweise zum Anrufaufbau, zur SMS-Übertragung oder zur Standortaktualisierung. Wenn ein mobiles Gerät Daten an das Netzwerk übertragen möchte, sendet es eine Anfrage an den RACH und das Netzwerk antwortet entsprechend.
6. Dedizierte Steuerkanäle (DCCH):
Dedicated Control Channels (DCCH) werden für die dedizierte Signalisierung und Steuerung eines bestimmten Mobilgeräts und seines aktiven Anrufs verwendet. Beispiele hierfür sind der Stand-alone Dedicated Control Channel (SDCCH) und FACCH.
7. Langsame und schnelle zugehörige Steuerkanäle (SACCH und FACCH):
SACCH und FACCH werden zur Übermittlung von Steuer- und Signalisierungsinformationen während eines laufenden Anrufs verwendet. SACCH arbeitet langsamer und wird für weniger zeitkritische Informationen verwendet, während FACCH schneller arbeitet und für dringende Steuernachrichten verwendet wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass GSM eine Kombination physikalischer Kanäle verwendet, um die Sprach- und Datenkommunikation zu erleichtern. Diese Kanäle dienen verschiedenen Zwecken, von der Übertragung wichtiger Informationen bis zum Aufbau und der Aufrechterhaltung von Verbindungen zwischen Mobilgeräten und dem Netzwerk. Jeder Kanal spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung des zuverlässigen und effizienten Betriebs des GSM-Mobilfunknetzes.