В целом, система связи стандарта GSM рассчитана на использование в коммерческой сфере. Она предоставляет пользователям широкий спектр услуг и возможность применения разнообразного оборудования для передачи речевых сообщений и данных, сигналов вызова и аварийных сигналов, а также возможность подключения к телефонным сетям общего пользования, сетям передачи данных и цифровым сетям с интеграцией служб.

По сравнению с другими широко распространенными цифровыми стандартами GSM обеспечивает лучшие энергетические характеристики, более высокое качество связи, ее безопасность и конфиденциальность. Приемлемое качество принимаемых речевых сообщений в стандарте GSM обеспечивается при отношении сигнал/шум на входе приемника 9 дБ (для стандарта D-AMPS, например, это отношение составляет около 16 дБ), а энергетические затраты в реальных каналах связи (при замирании сигналов) на 6-10дБ ниже по сравнению со стандартом D-AMPS.

Стандарт GSM, кроме того, предоставляет своим пользователям ряд услуг, которые не реализованы (или реализованы не полностью) в других стандартах сотовой связи. К ним относятся:

Использование интеллектуальных SIM-карт для обеспечения доступа к каналу и услугам связи

Шифрование передаваемых сообщений

Закрытый от прослушивания радиоинтерфейс

Аутентификация абонента и идентификация абонентского оборудования по криптографическим алгоритмам

Использование служб коротких сообщений, передаваемых по каналам сигнализации

Автоматический роуминг абонентов различных сетей GSM в национальном и международном масштабах

Межсетевой роуминг абонентов GSM с абонентами сетей стандартов DCS1800, PCS1900, DECT, а также со спутниковыми сетями персональной радиосвязи (Globalstar, Inmarsat-P, Iridium)

В соответствии с Рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся использования частот подвижной связи в диапазоне 862 - 960 МГц, стандарт GSM цифровой общеевропейской сотовой системы наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот. Полоса частот 890 - 915 МГц используется для передачи сообщений с подвижной станции на базовую, а полоса частот 935 - 960 МГц - для передачи сообщений с базовой станции на подвижную (абоненту). Причем при переключении каналов во время сеанса связи, разность между этими частотами постоянна и равна 45 МГц.

Разнос частот между соседними каналами связи составляет 200 кГц. Таким образом, в отведенной для приема/передачи полосе частот шириной 25 МГц размещается 124 канала связи.

В стандарте GSM используется многостанционный доступ с временным разделением (уплотнением каналов - TDMA), что позволяет на одной несущей частоте разместить 8 речевых каналов одновременно. В качестве речепреобразующего устройства используется речевой кодек RPE - LTP с регулярным импульсным возбуждением и скоростью преобразования речи 13 Кбит/с.

Обработка речи в данном стандарте осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи DTX (Discontinuous Transmission), которая обеспечивает включение передатчика только тогда, когда пользователь начинает разговор и отключает его в паузах и в конце разговора (рис. 1). Система DTX управляет детектором активности речи VAD (Voice Activity Detector), который обеспечивает обнаружение и выделение интервалов речи с шумом и шума без речи даже в тех случаях, когда уровень шума соизмерим с уровнем речи.

Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот в процессе сеанса связи (со скоростью 217 скачков в секунду).

                                                                                .

Рис.1  Структурная схема процессов обработки речи встандарте GSM

Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс. Система синхронизации оборудования рассчитана на компенсацию (до 233 мкс) абсолютного времени задержки сигналов. Это соответствует максимальной дальности связи 35 км (максимальный радиус соты).

Для модуляции радиосигнала применяется спектрально-эффективная гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). Манипуляция называется так потому, что последовательность информационных бит до модулятора проходит через фильтр нижних частот с гауссовской амплитудно-частотной характеристикой, что дает значительное уменьшение ширины полосы частот излучаемого сигнала. Формирование GMSK-радиосигнала происходит таким образом, что на интервале, соответствующем одному биту фаза несущей изменяется на 90°. Это наименьшее изменение фазы, которое может быть обнаружено при данном типе манипуляции. Выходной сигнал с непрерывным изменением фазы аналогичен сигналу, полученному в результате частотной модуляции с дискретным изменением частоты. Принцип формирования GMSK сигнала представлен на рис. 2.

В стандарте GSM используется модуляция с величиной нормированной полосы ВТ=0,3, где В - ширина полосы фильтра по уровню - 3 дБ; Т - длительность передачи одного бита. Основой формирователя GMSK-сигнала является квадратурный (I/O) модулятор, который состоит из двух умножителей и одного сумматора.

Рис. 2.Принцип формирования GMSK-сигнала

Модуляцию GMSK характеризуют следующие свойства:

Постоянная по уровню огибающая, позволяющая использовать передающие устройства с усилителями мощности класса С 

Узкий спектр на выходе усилителя мощности передающего устройства, обеспечивающий низкий уровень внеполосного излучения

Хорошая помехоустойчивость канала связи.

Узнать больше можно кликнув на эту ссылку: http://afu.com.ua