Mobilní sítě GSM – mobilní sítě 2. generace
Struktura a princip funkce mobilní stanice

V následujících dvou kapitolách se pokusíme názorně popsat strukturu a princip funkce mobilní stanice a její návaznost na základnovou stanici.

Mobilní stanice MS se skládá z vysílací a přijímací části, řídicího mikroprocesoru, SIM karty a dalšího příslušenství (mikrotelefon, klávesnice, displej, atp.).

Blokové schéma mobilní stanice

Analogový hovorový signál na výstupu mikrofonu je digitalizován A/D převodníkem, který pracuje na principu PCM modulace (vzorkovací frekvence 8 kHz, vzorek o 13 bitech, lineární kvantování, přenosová rychlost signálu vp = 8000×13 = 104 kbit/s).

Další blok (KOD-Z) provádí na principu vokodéru, tj. řečového syntetizátoru, tzv. zdrojové kódování, realizované metodou buzení RPE-LTP (Regular Pulse Excitation – Long Time Prediction), čímž dochází k redukci přenosové rychlosti na hodnotu vp = 13 kbit/s. Pro buzení filtru na přijímací straně je přenášen zakódovaný zbytkový rozdílový signál mezi původním signálem a signálem syntetizovaným. Dlouhodobá predikce spočívá ve využití korelací mezi sousedními periodami základního tónu hovorového signálu k predikci hodnoty signálu v následující periodě.

Principiální blokové schéma zdrojového kodéru RPE-LTP

V bloku (KOD-K) je pak realizováno tzv. kanálové kódování, které redukovaný digitální hovorový signál zabezpečuje proti chybám vzniklým při přenosu. Navíc dochází k prokládání (Interleaving), jehož účelem je zvýšit odolnost signálu proti shlukům chyb. Každý bitový blok o délce 456 bitů vytvořený při kanálovém kódování, je následně rozdělen na 8 skupin po 57 bitech. Ty jsou poté metodou diagonálního prokládání proloženy s posledními čtyřmi skupinami z předchozího bloku a prvními čtyřmi skupinami z bloku následujícího. V takto upraveném signálu již dvě sousední skupiny 57 bitů nenáleží jedinému, ale dvěma různým blokům. Na přijímací straně se pak podle inverzního předpisu přijímaná proložená posloupnost přemění na posloupnost původní. Dojde-li při přenosu ke znehodnocení několika za sebou následujících bitů (shluk chyb), budou tyto bity v původní posloupnosti od sebe vzdáleny, a tím mohou být pomocí uvedených zabezpečovacích procesů opraveny.

Princip formátování a prokládání burstů

Kromě toho je část signálu, která obsahuje uživatelskou informaci, ještě podrobena procesu šifrování, za účelem znemožnění odposlechu radiové komunikace. Po všech těchto úpravách činí přenosová rychlost v jednom kanálu vp = 22,8 kbit/s.

Do modulátoru GMSK (MOD GMSK) pak vstupuje takto zpracovaná posloupnost začleněná do TDMA rámce celkovou přenosovou rychlostí vp = 270,833 kbit/s (kanálový rámec o délce 156,25 bitu je přenesen za 0,577 ms).

Po zpracování v dalších obvodech rádiového vysílače (RV) je signál vyzářen anténou mobilní stanice. Z hlediska vysílacího výkonu se mobilní stanice dělí do pěti tříd v rozmezí 0,1 až 20 W.

V přijímacím směru probíhají transformace signálu opačně než ve směru vysílacím. Signál přichází z antény do bloku rádiového přijímače (RP), odtud do demodulátoru (DEM) a obou dekodérů (DEKOD-K, DEKOD-Z). V převodníku D/A je pak digitální signál přeměněn na analogový a zaveden do telefonního sluchátka.