WirelessBR

Esta página contém 3 figuras grandes. Aguarde a carga se a conexão estiver lenta.

O Canal do GSM (sistema misto TDMA e FDMA)

O GSM usa o TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo) e o FDMA (Acesso Múltiplo por Divisão da Freqüência). 
As freqüências disponíveis são divididas em duas bandas. 
O uplink é utilizado para a transmissão da unidade móvel e o downlink é usado para a transmissão da estação base. 
Este slide mostra parte de uma destas bandas. 
Cada banda é dividida em slots de 200 kHz, denominados ARFCN (Número Absoluto de Canal de Radiofreqüência). Além de dividir em fatias a freqüência, nós também dividimos o tempo. 
Cada ARFCN é compartilhado por 8 unidades móveis, sendo usado por uma delas por vez. 
Cada unidade móvel usa o ARFCN por um TS (timeslot) e, em seguida, aguarda a sua vez de usá-lo novamente. As unidades móveis usam o ARFCN uma vez por quadro do TDMA. 
Este slide mostra 4 TCHs (Canais de Tráfego). 
Cada TCH usa um determinado ARFCN e um timeslot. 
Três dos TCH estão no mesmo ARFCN, usando timeslots diferentes. 
O quarto TCH está em um ARFCN diferente. 
O conjunto formado pelo número do TS e o ARFCN é denominado canal físico. 
Não há muito espaço entre os timeslots e os ARFCNs. 
É importante que a unidade móvel ou estação base transmitam seus bursts TDMA exatamente no momento certo e exatamente com a freqüência e amplitude corretas. 
Estando muito adiantado ou muito atrasado, um burst poderá colidir com um burst adjacente. 
A falta de controle no espectro ou espúrios de modulação podem provocar interferência no ARFCN adjacente.

No jargão de comunicações de dados, burst é uma seqüência de sinais, ruidos ou interferência, contados como uma unidade segundo algum critério ou medida.

O "burst" do GSM  TDMA/CDMA

Modulação 0.3 GMSK

O GSM usa um formato de modulação digital denominado 0.3 GMSK (Chaveamento por Deslocamento Mínimo Gaussiano). 
O 0.3 indica a relação da largura de banda do filtro gaussiano com a taxa de bit. 
O GMSK é um tipo especial de modulação digital FM. 
Os "1s" e "0s" são representados pelo deslocamento da portadora de RF em mais ou menos 67,708 kHz. 
As técnicas de modulação que usam duas freqüências para representar o "1" e o "0" são denominadas FSK (Chaveamento por Deslocamento de Freqüência). 
No caso do GSM a taxa de dados de 270,833 kbit/s foi escolhida por ser exatamente quatro vezes o deslocamento de freqüência de RF. 
Isto tem o efeito de minimizar o espectro de modulação e aumentar a eficiência do canal. 
A modulação FSK na qual a taxa de bit é exatamente quatro vezes o deslocamento de freqüência é chamada MSK (Chaveamento por Deslocamento Mínimo). 
O espectro de modulação é ainda mais reduzido com o uso de um filtro gaussiano de pré-modulação. 
Este filtro reduz a velocidade das rápidas transições de freqüência que, caso contrário, espalhariam a energia pelos canais adjacentes. 
O 0.3GMSK não é uma modulação em fase. 
As informações não são transportadas por estados de fase absolutos, como no QPSK, por exemplo. 
É o deslocamento em freqüência, ou alteração do estado de fase, que transporta as informações. 
Às vezes, entretanto, é útil tentar visualizar o GMSK em um diagrama I/Q. 
Sem o filtro gaussiano, se um feixe constante de "1s" estiver sendo transmitido, o MSK permanecerá efetivamente 67,708 kHz acima da freqüência central da portadora. 
Se a freqüência central da portadora for tomada como uma referência de fase estacionária, o sinal de +67,708 kHz causará um aumento estável de fase. 
A fase irá girar +360 graus a uma taxa de 67.708 revoluções por segundo. 
No período de um bit (1/270,833 kHz) a fase será deslocada em um quarto de círculo no diagrama I/Q, ou 90 graus. 
Os "1s" são vistos como um aumento de fase de 90 graus. Dois "1s" causam um aumento de fase de 180 graus, três "1s", de 270 graus, e assim por diante. 
Os "0s" causam a mesma mudança de fase, na direção oposta. 
A inclusão do filtro gaussiano não afeta esta transição média de 90 graus para "0s" e "1s". 
Como a taxa de bit e o deslocamento em freqüência estão relacionados por um fator de 4, a filtragem não afeta as relações de fase médias. 
Esta filtragem não reduz a taxa de mudança de velocidade de fase (a aceleração da fase). 
Quando a filtragem gaussiana é aplicada, a fase muda de direção mais lentamente, mas pode atingir velocidades de pico maiores para alcançar a fase. 
Sem a filtragem gaussiana, a fase muda de direção instantaneamente, mas se desloca a uma velocidade constante. 
A trajetória exata da fase é controlada com bastante rigor. 
Os rádios GSM precisam usar filtros digitais e moduladores I/Q ou FM digitais para gerar com precisão a trajetória correta. 
A especificação GSM permite não mais de 5 graus rms e 20 graus de desvio de pico da trajetória ideal.

(*)  Agradecimento
Esta matéria é uma cortesia especial da Agilent Technologies Brasil, que autorizou sua publicação com pequenas adaptações em relação ao documento original. Apresentamos nossos sinceros agradecimentos.
Helio Rosa - Coordenador do WirelessBR
(29/09/2002)