GSM

   O GSM (Global System for Mobile Communicatios) é um sistema celular, com arquitetura aberta, que utiliza transmissão digital baseado na banda de 900 MHz, especificada pelo ETSI (European Telecommunications Standards Institute), com método de acesso TDMA.

   A) Histórico

   A especificação básica do padrão digital europeu, GSM (Global System for Mobile Communications), foi aprovada em junho de 1987, porém seu desenvolvimento começou em 1982, quando na CEPT ( Conference of European Posts and Telegraphs) formou-se um grupo, inicialmente chamado Group Special Mobile. O grupo estudava e desenvolvia um sistema celular digital público europeu na faixa dos 900 MHz. Os critérios básicos eram:
- baixo custo nos terminais e serviços;
- uso eficiente da largura de banda;
- suporte para lidar com novos serviços e facilidades;
- suporte para roaming internacional, ou seja, habilidade de utilizar o mesmo telefone em vários países;
- habilidade para suportar terminais handheld;
- compatibilidade com ISDN (Integrated Services Data Network).
   Em 1989, a responsabilidade do GSM foi transferida para a ETSI (European Telecommunication Standards Institute).
Atualmente, o padrão GSM é adotado em toda a Europa, na Austrália e em diversos países asiáticos. A largura de faixa por portadora para este sistema é de 200 KHz.

   B) Arquitetura

   GSM consiste de muitos subsistemas, como o MS (Mobile Station), BSS (Base Station Subsystem), NSS (The Network and Switching Subsytem) e OSS (Operation Subsystem).

- MS (Mobile Station): O MS inclui equipamentos móveis e um SIM (Subscriber Identity Module). O SIM é um módulo dos assinantes que armazena todas as informações relacionadas ao assinante. Quando o SIM é inserido no equipamento móvel, a informação relevante é checada e a chamada é liberada para a estação móvel. O equipamento móvel não é associado com o número chamado - isso está contido no SIM, e conseqüentemente qualquer equipamento móvel pode ser usado por um assinante.

-BSS (Base Station Subsystem): O BBS é composto de duas partes, o BTS (Base Transceiver Station) e o BSC (Base Station Controller). Sua função é conectar o MS através da interface de rádio e também conectar para o NSS. O BTS abriga os transceiver de rádio que definem uma célula e lida com os protocolos de interface de rádio com a estação móvel. O BSC gerencia a pesquisa de uma ou mais BTS e gerencia o canal de interface de rádio, como um handover (setup, teardowm, freqüência, hopping, etc.).
-NSS (Network Subsystem): é composto pela MSC (Mobile Service Switching Center), HLR (Home Location Register), e pela VLR (Visitor Location Register). O MSC coordena as chamadas dos usuários. O HLR consiste de um banco de dados que contém informações dos usuários. O VLR contém informações administrativas temporariamente.
-OSS (Operation Subsystem): função de operação de rede, gerenciamento de assinantes e gerenciamento de equipamentos móveis.

   C) Aspectos da Transmissão

   O espectro de rádio tem banda de 890-915MHz para uplink (estação móvel para estação base) e 935-960 MHZ para
o downlink na Europa para redes móveis. Pelo menos 10 MHz em cada banda foi guardada para o GSM.
   Os canais mais comuns tem 51 frames (multiframes) incluindo:
- BCCH (Broadcast Control Channel) - Broadcast contínuas no downlink, informações incluindo identidade de estação base, alocação de freqüência, e seqüências de freqüência-hopping.
- FCCH (Frequency Correction Channel) e SCH (Synchronisation Channel) - Usado para sincronizar o módulo com a estrutura do slot de tempo da célula definindo o começo de um frame TDMA.
- RACH (Random Access Channel) - Canal do slot Aloha usado pelo módulo para requerer acesso na rede.
- PCH (Paging Channel) - Usado para alertar uma chamada para a estação móvel.
- AGCH (Access Grant Channel) - usado para alocar um SDCCH (Stand-alone Dedicate Control Channels) para sinalizar (para obter uma canal dedicado), seguindo um requerimento na RACH.
    O sistema celular TDMA (no modelo GSM) melhoram a qualidade de transmissão, aumento do tempo de vida da bateria, e melhoram a eficiencia do espectro.. Isso inclui transmissão descontínua, freqüência-hopping e recepção discontínua quando quando monitora um canal de paginação. Outra ferramenta usada pelo GSM é controle de poder, o qual tenta minimizar o poder da transmissão de rádio dos módulos, e minimizar a interferência gerada nos co-canais.

   D) Serviços Providos

   As redes GSM atuais são para transmissão de voz, mas oferecem melhor qualidade do sinal, maior segurança(com codificação e criptografia) e uso mais eficiêncte do espectro (resultando em maior capaciddae das redes). Padrões governamentais para ddaos estão sendo desenvolvidos e os serviços poderão ser comercializados (na Europa) dentro de um ano. Então serão oferecidadas taxas de transmissão de ddaos da ordem de 9,6 Kbps e conexões para as redes de dados públicas. Serão utilizados dois canais: Dm, para controle e implementação de serviços suplemetares similares ao de uma ISDN, e o Bm, para trafeger os dados do usuário e voz digitalizada. As unidades GSM serão providas de uma interface ISDN tipo S ou interfaces CCITT série X ou V.
   O GSM foi projetado de modo a ser compatível com a RDSI (Rede Digital de Serviçoes Integrados). Assim, o GSM oferece uma série de funções de chamada, tais como: espera, desvio de chamada, chamada com restrição, etc., e uma variedade de serviços de dados até 9600 Kbps, onde não requer o uso de modems específicos.
   DCS 1800 é um tipo de serviço de telefonia celular digital móvel do tipo PCN-Personal Communications Network, operando na banda de 1,800 MHz, que utiliza o padrão DCS 1800 desenvolvido pelo ETSI como uma extensão ao GSM. Ambos possuem facilidades similares, sendo que PCN está disponível apenas para terminais de assinantes portáveis manuais.GSM também está disponível para terminais de maior potência instalados em carros.

   E) Aspectos da Rede

   A transmissão rádio forma a mais baixa camada funcional no GSM. Em qualquer sistema de telecomunicação, isso é requerido para coordenar a distribuição de entidades funcionais na rede. A transferência de informação no GSM segue como as camadas do modelo OSI. No topo da camada física está a camada de enlace provendo transmissão entre camadas adjacentes, baseada no protocolo LAPS do ISDN para interfaces Um e Aabis, e o protocolo MTP (MessageTransfer Protocol) do SS7 para outras interfaces. A camada funcional (rede) acima da camada de enlace é responsável pelo RR (Radio Resorce Managent), MM (Mobility Management) e pela CM (Call Management).
   O RR é responsável pela ligação da estação móvel com o infaestrutura da rede. Isso inclui o estabelecimento e alocação de canis de rádio nas interfaces Um, e o estabelecimento da interface A ligada com MSC.
O MM assume a conexão RR, e é responsável pelo gerenciamento dos lugares (locais) e da segurança.Esse gerenciamento dos locais envolve o planejamento e procedimentos para atualizar os locais.
   O CM é subdivedido em 3 partes: o CC (Call Control) que gerencia a chamada, tal como seu estabelecimento, etc, a outra subparte é o Supplementary Services, o qual gerencia a implementação de vários serviços e acessa e modifica o serviço,
a a outra parte é o Short Message Service o qual lida com mensagens curtas, do e para o assinante móvel.