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(Continuação do Capítulo 2) 

2.4. Interfaces e Protocolos da Rede GSM:

Entre cada elemento da rede existe uma interface própria com protocolos específicos para a integração dos elementos. Os protocolos são estruturados em camadas cada uma com funcionalidades específicas implementando diferentes funções nos sistemas. A figura abaixo ilustra os vários elementos da rede GSM com suas interfaces específicas:

Figura 2.4-1 – Interfaces da Rede GSM

2.4.1. Interface Rádio (Um):

A interface rádio é a conexão entre o terminal móvel e a rede, possui apenas as 3 primeiras camadas do modelo OSI/ISSO: a camada de rede (network layer), a camada de enlace (data link layer) e a camada física (physical layer).

Na interface rádio trafegam tanto informações dos usuários, quanto sinalização da rede para o terminal móvel, que é necessária para o funcionamento adequado do sistema. A descrição da interface rádio será concentrada na camada 1 (camada física). Nesta camada são mapeadas todas as mensagens provenientes das camadas superiores e os dados dos usuários. 

O sistema GSM possui como técnica de acesso do usuário à rede o NB-TDMA (1) híbrido com FDMA. Nesta técnica TDMA/FDMA [REF 1] cada portadora, pode transmitir (A) usuários em intervalos de tempo diferentes (2) , ou seja, a diferenciação de cada usuário é feita através da portadora e do intervalo de tempo permitido de transmissão.

No GSM, ao contrário do IS-136 [REF 6], cada terminal móvel possui seu próprio sincronismo com a base reduzindo a probabilidade de superposição.
Esse sincronismo individual é denominado de timing advance.

O TDMA provê um aumento de capacidade se comparado com a técnica de acesso tradicional FDMA dos sistemas analógicos de primeira geração. A figura abaixo mostra como o acesso é compartilhado pelos diversos usuários no sistema GSM. A largura de cada portadora é de 200 KHz tendo 8 canais físicos por portadora (8 time slots chamadas de burst ou rajadas).

Figura 2.4.1-1 - TDMA GSM

Essa técnica de acesso mais elaborada gera um maior overhead de informações de controle.

Para permitir a bi-direcionalidade do enlace, é utilizada a técnica de duplexação por freqüência (FDD), onde os canais direto e reverso (downlink e uplink) estão afastados de 45 MHz. No GSM os enlaces direto e reverso estão ainda defasados temporalmente por três time slots [REF 2]. Isso faz com que a transmissão e recepção não sejam simultâneas embora de forma transparente para o usuário devido aos curtos intervalos de tempo envolvidos. Pelo fato destas operações não ocorrem simultaneamente, os terminais móveis podem dispensar o uso de duplexadores, simplificando significativamente sua construção.

Figura 2.4.1-2 Defasagem entre Canal Direto e Reverso

No GSM é utilizada a modulação GSMK (Gaussian Minimum Shift Keying) com um produto BT = 0,3, correspondendo a uma eficiência espectral de 1,354 bits/Hz. Com esta modulação permite transmitir uma taxa bruta de 270,8 Kbps em um canal com 200 KHz de faixa.

Com relação à potência de transmissão, o sistema GSM é mais robusto que os demais sistemas analógicos e digitais. Têm-se abaixo os níveis de potência de transmissão das BTS e dos terminais móveis, tomando-se como exemplo equipamentos Ericsson [REF 2]:

Tabela 2.4.1-1 - Parâmetros de BTS GSM

Tabela 2.4.1-2 - Terminais GSM 900

Tabela 2.4.1-3 - Terminais GSM 1800

Tabela 2.4.1-4 - Terminais GSM 1900

O detalhamento sobre estruturação e funcionalidades da interface rádio estão descritas no Apêndice – Estrutura dos Canais Lógicos.

(Continua)

(1) NB vem de narrow band indicando que o canal é de faixa estreita.

(2) Esses intervalos de tempo são denominados time slots (TS)