MOBIL

Mobilní stanice se skládá z vysílací a přijímací části , řídícího mikroprocesoru , kódovacích a šifrovacích obvodů.

Zvukové vlny jsou v mikrofonu přeměněny na spojitý elektrický signál . V převodníku A/D je signál digitalizován , vzorkovací frekvence je 8 kHz , jeden vzorek obdrží 13 ti bitové (!) číslo tj. z převodníku jde signál s rychlostí 8 * 13 = 104 kb/s . Je použito lineární kvantování

Následuje blok KOD-Z tzv. kodér zdroje kde dochází odstranění zbytečné informace (kmitočtů) které jsou obsaženy v naší řeči, ale které už nejsou nezbytně důležité k tomu aby nám někdo rozuměl. Hlavním důvodem tohoto odstranění je snížení datového toku nesoucího informaci o naší řeči na minimum. Konkrétně je datový tok redukován na 13 kb/s.

Když signál ve zdraví přežije odtučňovací kůru v kodéru zdroje, čeká ho další kódování tentokrát s opačným účinkem signál nabude na velikosti. To se děje v bloku KOD-Z tzv. kanálové kódování :

Kvalitu přenosu elektromagnetického signálu ovlivňuje řada jevů, např. rozptyl a lom signálu, Dopplerův efekt, rušení jiným zdrojem signálu. Abychom těmto nežádoucím jevům co nejvíce zabránili, používá se tzv. kódování kanálu které v principu vypadá následovně : do části hovorového rámce jsou přidány bity, tj. určitá informace navíc, kterých je potom v dekodéru kanálu přijímače použito k odstranění nebo alespoň snížení výskytu chyb.(Původní posloupnost bitů je podle určitého algoritmu přeskupena a doplněna a na přijímací straně se podle inverzního algoritmu převede na posloupnost původní).

Dále dochází v bloku KOD-K k tzv. prokládání . posloupnost bitů je rozdělena na bloky (pakety), které jsou vzájemně časově „proházeny“ (prokládány) čímž se zabraňuje vzniku shluku chybových bitů. Jestliže totiž v nějakém okamžiku dojde např. k zarušení signálu a k vzniku více chybných bitů pohromadě, je potom tento shluk chyb proházením rozředěn .

Poslední operací v bloku KOD-K je šifrování . Šifrování je používáno k ochraně dat před nežádoucím odposlechem. Používá se tzv. proudové šifrování. Jakmile dojde k autentizaci mobilní stanice v síti, je vypočten na straně MS a sitě GSM tajný klíč Kc o délce 64b. Tento klíč Kc a číslo TDMA rámce o délce 22 bitů jsou vstupy pro pro algotimus A5 (obsažen v telefonu, ne na SIM kartě) který na výstupu generuje pseudonáhodnou posloupnost.

Pozn. : Je-li k dispozici potřebné technické vybavení dá se váš hovor rozšifrovat, postupy jsou už známé .

Po průchodu blokem KOD-K má signál již 280,833 kb/s a přichází do modulátoru .

Ve standardu GSM 900 je pro nosnou je pro uplink vyhrazeno pásmo o šířce 25 MHz od 890 do 915 Mhz . Vysílání je založeno na kombinaci FDMA a TDMA ( v rámci FDMA je pásmo rozděleno na 124 subpásem o šířce 200 kHz , v každém subpásmu je metodou TDMA vytvořeno 8 časových kanálů (T1-T8). Znamená to , že BTS má celkovou kapacitu 124 * 8 = 992 použitelných radiových okruhů.

Nosná vlna je modulována metodou GMSK – Gausovská modulace s minimálním zdvihem Základem je modulace označovaná FSK – frekvenční klíčování – dvoustavová frekvenční modulace. . U této modulace nastávají problémy se skokovou změnou fáze signálu při změně binárního stavu .

U GMSK se jedná se o 2 stavovou modulaci, jejíž základní podstatou je klíčování frekvenčním zdvihem , tedy změní-li se vstupní signál z 0 na 1 dojde ke změně kmitočtu nosné vlny. Na tomto kmitočtu nosná zůstane do doby než se znovu změní logické úrovně na vstupu modulátoru.

Ve skutečnosti jde o mnohem složitější proces, např. musí být zamezeno skokovým změnám fáze při změnách logických úrovní vstupního signálu, které způsobují nežádoucí zvýšení výkonové spektrální hustoty postraních laloků. To se dosahuje tím, že bity přicházejí na vstup modulátoru v okamžiku kdy nosná vlna prochází nulou a jsou navíc ještě v tzv. dolní propusti gaussovského typu zaobleny, tím se prodlouží jejich doba náběhu a nosná vlna se může mezitím plynule přelaďovat na danou frekvenci.

Dále je třeba zajistit duplexní přenos – pro každý směr přenosu se používá jiné frekvenční pásmo a metoda pro vytvoření duplexní komunikace se označuje FDD (Frequency Division Duplex) – Různopásmový duplexní přenos .

Pozn. Existuje též duplexní přenos s časovým dělením – TDD (Time Division Duplex ) – Stejnopásmový duplexní přenos s časovým dělením kdy tzv. dopřednému kanálu je přiřazen jeden interval v časovém rámci a zpětnému kanálu pak jiný časový interval.

Spojení MS – BTS

Spojovací proces začíná výměnou signalizačních údajů , jedním z nejdůležitějších úvodních procesů je kontrola oprávněnosti přístupu MS do sítě. MS vyšle své identifikační číslo IMSI (International Mobile Subscriber Identity) prostřednictvímk BTS a BSC až do MSC . Blok AuC v MSC vyšle směrem k MS náhodné číslo , tot je na základě algoritmu v kartě SIM přeměněno na jiné číslo , které je jako originální odezva zasláno zpět do MSC . V bloku VLR je pak toto číslo porovnáno s databázovými údaji účastníka a v případě shody povolen vstup do sítě. Pro zajištění anonymity účastníka je stanici přiděleno prozatimní identifikační číslo TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity ) pod kterým se MS identifikuje v oblasti příslušné MSC , při přechodu do jiné MSC dostane MS jiné TMSI.

BSS – subsystém základových stanic (Base Station Subsystem)

NSS – síťový spojovací subsystém (Network Switsching Subsystem)

OSS – operační subsystém (Operation Subsystem)

MSC – Mobile Switsching Centre – ústředna

AC – Authentity Centre – centrum autentičnosti

VLR – Visitor Location Register – návštěvnický registr