Nachfolgend sehen Sie das Blockschaltbild des sendeseitigen GSM–Ãœbertragungssystems, das sowohl für digitalisierte Sprachsignale (Abtastrate: 8 kHz, Quantisierung: 13 Bit ⇒ Datenrate: 104 kbit/s) als auch für 9.6 kbit/s–Datensignale geeignet ist. Die Komponenten für die Sprachübertragung sind blau, die für Daten rot und gemeinsame Blöcke grün dargestellt.
Hier eine kurze Beschreibung der einzelnen Komponenten:
Sprachsignale werden durch die
Sprachcodierungvon 104 kbit/s auf 13 kbit/s – also um den Faktor 8 – komprimiert. Die in der Grafik angegebene Bitrate gilt für den Vollraten–Codec, der pro Sprachrahmen (Dauer TR = 20 ms) genau 260 Bit liefert.
Der AMR–Codec liefert im höchsten Modus 12.2 kbit/s (244 Bit pro Sprachrahmen). Dieser adaptive Sprachcodec muss aber auch Informationen hinsichtlich des aktuellen Modus übertragen, so dass die Datenrate vor der Kanalcodierung ebenfalls 13 kbit/s beträgt.
Aufgabe der gestrichelt eingezeichneten Voice Activity Detection ist es zu entscheiden, ob der aktuelle Sprachrahmen tatsächlich ein Sprachsignal enthält oder nur eine Sprachpause, während der die Leistung des Sendeverstärkers heruntergefahren wird.
Durch die Kanalcodierung wird wieder Redundanz hinzugefügt, um eine Fehlerkorrektur beim Empfänger zu ermöglichen. Pro Sprachrahmen gibt der Kanalcoder 456 Bit ab, woraus sich die Datenrate 22.8 kbit/s ergibt. Die wichtigeren Bits des Sprachcoders werden besonders geschützt.
Der Interleaver verwürfelt die Bitfolge des Kanalcoders, um den Einfluss von Bündelfehlern zu vermindern. Gleichzeitig werden die 456 Eingangsbit auf vier Zeitrahmen zu je 114 Bit aufgeteilt. Zwei aufeinander folgende Bits werden somit immer in zwei unterschiedlichen Bursts übertragen.
Der nächste Block des GSM-Ãœbertragungssystems dient – für Sprache und Daten gleichermaßen – der Verschlüsselung des zu übertragenden Bitstroms. Dadurch wird eine hohe Datensicherheit der GSM–Netze erreicht. Auch gegenüber ISDN gibt es eine diesbezügliche Verbesserung.
Als nächstes folgt die Burstbildung. Beim sog. „Normal Burst” werden die 114 codierten, verwürfelten und verschlüsselten Bits durch Hinzufügen von Signalisierungsbits, Guard Period, etc. auf 156.25 Bit abgebildet, die innerhalb eines Zeitschlitzes (TZ = 577 μs) übertragen werden.
Daraus ergibt sich die Brutto–Datenrate 270.833 kbit/s, die mittels des Modulationsverfahrens
GMSKübertragen wird. Beim Empfänger gibt es dann in umgekehrter Reihenfolge die Blöcke Demodulation, Burstzerlegung, Entschlüsselung, De–Interleaving, Kanal– und Sprachdecodierung.
Ein Datenkanal – im obigen Bild rot markiert – unterscheidet sich von einem Sprachkanal (blau gekennzeichnet) nur durch die unterschiedliche Eingangsrate (9.6 kbit/s statt 104 kbit/s) und die Verwendung eines zweiten, äußeren Kanalcoders anstelle des Sprachcodierers.
Auf den nächsten Seiten werden die Blöcke von obigem Übertragungsschema im Detail vorgestellt.
