Para proteger os canais lógicos contra erros de transmissão introduzidos pelo caminho de rádio, muitos esquemas de codificação diferentes são usados. O diagrama abaixo ilustra o processo de codificação para canais de voz, controle e dados; a sequência é muito complexa.
Os esquemas de codificação e intercalação dependem do tipo de canal lógico a ser codificado. Todos os canais lógicos requerem alguma forma de codificação convolucional, mas como as necessidades de proteção são diferentes, as taxas de código também podem ser diferentes.
Três esquemas de proteção de codificação:
Codificação de canal de fala
As informações de fala para um bloco de fala de 20 ms são divididas em oito rajadas GSM. Isso garante que, se as rajadas forem perdidas devido à interferência na interface aérea, a fala ainda poderá ser reproduzida com precisão.
Codificação de canal de controle comum
20 ms de informação no ar transportarão quatro rajadas de informações de controle, por exemplo BCCH. Isso permite que os bursts sejam inseridos em um multiframe TDMA.
Codificação de canal de dados
As informações dos dados são distribuídas em 22 rajadas. Isso ocorre porque cada informação de dados é muito importante. Portanto, quando os dados são reconstruídos no receptor, se uma rajada for perdida, apenas uma proporção muito pequena do bloco de dados de 20 ms será perdida. Os mecanismos de codificação de erros devem então permitir que os dados ausentes sejam reconstruídos.
Vamos entender cada um em detalhes.
Codificação de canal de fala
O BTS recebe fala transcodificada pela interface A-bis do BSC. Neste ponto, o discurso é organizado em seus canais lógicos individuais pelo BTS. Esses canais lógicos de informação são então codificados antes de serem transmitidos pela interface aérea.
As informações de fala transcodificadas são recebidas em quadros, cada um contendo 260 bits. Os bits de fala são agrupados em três classes de sensibilidade a erros, dependendo de sua importância para a inteligibilidade da fala.
- Classe 1a
Três bits de paridade são derivados dos 50 bits da classe 1a. Erros de transmissão dentro destes bits são catastróficos para a inteligibilidade da fala, portanto, o decodificador de fala é capaz de detectar erros incorrigíveis dentro dos bits da classe 1a. Se houver erros de bit de classe 1a, todo o bloco geralmente será ignorado.
- Classe 1b
Os 132 bits da classe 1b não são verificados quanto à paridade, mas são alimentados junto com a classe 1a e os bits de paridade para um codificador convolucional. São adicionados quatro bits finais que colocam os registradores no receptor em um estado conhecido para fins de decodificação.
- Aula 2
Os 78 bits menos sensíveis não são protegidos de forma alguma. O bloco de 456 bits resultante é então intercalado antes de ser enviado pela interface aérea.
Codificação do canal de controle
O diagrama abaixo mostra o princípio da proteção contra erros para os canais de controle. Este esquema é utilizado para todos os canais de sinalização lógica, o canal de sincronização (SCH) e o rajada de acesso aleatório (RACH). O diagrama se aplica a SCH e RACH, mas com números diferentes.
Quando as informações de controle são recebidas pelo BTS, elas são recebidas como um bloco de 184 bits. Esses bits são primeiro protegidos com um código de bloco cíclico de uma classe conhecida como Fire Code. Este é particularmente adequado para a detecção e correção de erros de rajada, pois utiliza 40 bits de paridade. Antes da codificação convolucional, são adicionados quatro bits finais que colocam os registradores no receptor em um estado conhecido para fins de decodificação.
A saída do processo de codificação para cada bloco de 184 bits de dados de sinalização é de 456 bits, exatamente o mesmo que para a fala. O bloco de 456 bits resultante é então intercalado antes de ser enviado pela interface aérea.
Codificação de canal de dados
O diagrama abaixo mostra o princípio da proteção contra erros para o canal de dados de 9,6 kbit/s. Os outros canais de dados com taxas de 4,8 kbit/s e 2,4 kbit/s são codificados de maneira um pouco diferente, mas o princípio é o mesmo.
Os canais de dados são codificados usando apenas um código convolucional. Com os dados de 9,6 kbit/s, alguns bits codificados precisam ser removidos (pontuados) antes da intercalação, de modo que, assim como os canais de voz e controle, eles contenham 456 bits a cada 20 ms.
Os canais de tráfego de dados exigem uma taxa líquida mais alta (‘taxa líquida’ significa a taxa de bits antes da adição dos bits de codificação) do que sua taxa de transmissão real . Por exemplo, o serviço de 9,6 kbit/s exigirá 12 kbit/s, porque os sinais de status (como o RS-232 DTR (Data Terminal Ready)) também devem ser transmitidos.
A saída do processo de codificação para cada bloco de 240 bits de tráfego de dados é de 456 bits, exatamente o mesmo que para fala e controle. O bloco de 456 bits resultante é então intercalado antes de ser enviado pela interface aérea.