GSM-Mobilfunk: Technische Informationen

 
Die technischen Eigenschaften sowohl der GSM-Mobilgeräte wie auch der Basisstationen sind in einer umfangreichen Serie von Spezifikationen, den sogenannten GSM-Recommendations bindend für alle Hersteller und unabhängig vom Netzbetreiber festgelegt.

Auf dieser Seite finden sich in komprimierter Form die wichtigsten Parameter aus der die hochfrequenten Eigenschaften beschreibenden Spezifikation (siehe ganz unten).
Die Angaben wurden reduziert auf die der grundlegenden und in Deutschland eingesetzten Betriebsmodi.

 
900 MHZ
1800 MHz
Mobilgerät
Basisstation
Mobilgerät
Basisstation
Sendefrequenz [MHz]
890 - 915
935 - 960
1710 - 1785
1805 - 1880
Anzahl Frequenzkanäle
125 (Abstand 200 KHz)
375 (Abstand 200 KHz)
Modulation
GMSK
Sendeleistung
max 2 Watt
Betreiberabhängig
max. 1 Watt
Betreiberabhängig
Dynamik der Leistungsregelung [dB]
max. 28
max. 30
max. 30
max. 30
Dynamik der Zeitschlitze [dB]:
max. 59
max. 30
max. 28
max. 30
Dauer der Zeitschlitze:
577 us
Empfängerempfindlichkeit [dBm]
-102
-104
-102
-104

Grundlegende Hochfrequenzparameter der GSM-Mobilfunksysteme

Erläuterungen zu den in der Tabelle genannten Begriffen

Sendefrequenz: Ein Mobilgerät kann nur gleichzeitig auf einer Sendefrequenz senden, dagegen kann eine Basisstation aus mehreren Sendern bestehen, die auf unterschiedlichen Frequenzen gleichzeitig senden.
Netzbelegung: D1 und D2 bei 900 MHz, E-plus und O2 bei 1800 MHz
Das erweiterte GSM-Band geht von 880 - 915 MHz bzw. von 925 - 960 MHz.
Modulation: GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) ist eine binäre digitale Frequenzmodulation mit vorheriger Gauss-Filterung und einem besonders schmalen Modulationsspektrum.
Sendeleistung: Es sind sowohl für das Mobilgerät als auch für die Basisstation unterschiedliche Leistungsklassen definiert. In der oberen Tabelle sind für die Mobilstation die Werte für "Handys" angegeben (Klasse 4 bei 900 MHz bzw. Klasse 1 bei 1800 MHz).
Die Ausgangsleistungen der Basisstationen sind abhängig vom Standort und Zellengröße, üblich sind Werte zwischen etwa 10 und 25 Watt (je Sendefrequenz).
Diese Sendeleistungen sind zu sehen am Antennenanschluß und sind Maximalwerte, die je nach Entfernung zur Gegenstelle noch reduziert werden (Leistungsregelung)
Leistungsregelung: Eine Leistungsregelung wird sowohl beim Mobilgerät als auch der Basisstation eingesetzt, um die Sendeleistung je nach den Übertragungsbedingungen (Entfernung, Bebauung usw.) zu reduzieren. Dies ist besonders bei dem Mobilgerät ein wichtiger Aspekt, um die Batterielaufzeit zu erhöhen.
Zeitschlitze: Durch das verwendete Übertragungsverfahren TDMA (Time Division Multiple Access) wird jeder Frequenzkanal in sog. Rahmen von acht zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitschlitze zerlegt, dessen jeder ein Gespräch bedient. Jeder Zeitschlitz ist inklusive einer kurzen Periode des Auf- und Zutastens 577us lang, daraus folgt eine Rahmenlänge von 4,615ms. Dies entspricht einer Wiederholfrequenz von ca. 217Hz.
Eine Mobilstation sendet immer nur auf einem Zeitschlitz (=1/8 der Zeit), während eine Basisstation je nach Verkehrslast bis zu alle 8 Zeitschlitze unterschiedlichen Teilnehmern zuordnet.
Mehr Information zum "Pulsen"
Empfängerempfindlichkeit: Die Empfänger der Basisstation sind empfindlicher, um trotz der geringeren Sendeleistung der Mobilgeräte in beiden Richtungen eine annähernd gleiche Übertragungsqualität zu erreichen.

 

Mehr Information:

Technische Grundlagen
Auf diesen Seiten des österreichischen Forums Mobilkommunikation (FMK) wird in mehreren Kapiteln eine allgemeine Einführung in die GSM-Mobilfunktechnik geboten.

GSM-Seiten auf UMTSlink.at
Umfangreiche Sammlung von Technikinformationen

Faktenblatt GSM
Gute 14-seitige Zusammenfassung der GSM-Technik, nur einige Passagen speziell für die Verhältnisse in der Schweiz (pdf, 78 KB).

Proseminar Rechnerkommunikation und Telefon: GSM - Global system for mobile communication
Eine kurzgefasste technische Beschreibung der Fakultät für Informatik an der Universität Karlsruhe

Ausführliche englischsprachige technische Beschreibungen auf privaten Homepages:
Von John Scourias oder von Henrik Kaare Poulsen

Third Generation Partnership Project Homepage
Diese Homepage hat u. a. einen Downloadbereich für technische Spezifikationen des GSM-Systems

3GPP TS 05.05 V8.10.0 (2001-06)
Aus dieser technischen Spezifikation sind die in der Tabelle oben angebenen Werte entnommen.

GSM-Mobilfunk: Gefährdungen & Sicherheitsmaßnahmen
Diese Broschüre des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) soll die Funktionsweise von Mobilfunksystemen nach dem GSM-Standard transparent machen, mögliche Gefährdungen der Abhörsicherheit bei der Nutzung von GSM-Mobilfunkdiensten beschreiben sowie geeignete Schutzmaßnahmen aufzeigen.

 


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Zuletzt geändert: 02.12.04