1. Tổng quan

   Giao diện vô tuyến là tên chung của đấu nối giữa trạm di động (MS) và trạm phát thu gốc (BTS). Giao diện sử dụng khái niệm TDMA với một khung TDMA cho một tần số sóng mang. Mỗi khung gồm 8 khe thời gian (TS - Time Slot) hướng từ BTS đến MS được định nghĩa là đường xuống và hướng ngược lại là đường lên.

   Tổ chức đa thâm nhập bằng cách kết hợp giữa FDMA và TDMA :

   Truyền dẫn vô tuyến ở GSM được chia thành các cụm (BURST) chứa hàng trăm bit đã được điều chế. Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời gian có độ lâu là 15/26 ms (577ms) ở một trong kênh tần số có độ rộng 200 kHz. Sơ đồ mô tả cách kết hợp giữa FDMA và TDMA được cho ở hình sau:

   Mỗi một kênh tần số cho phép tổ chức các khung thâm nhập theo thời gian mỗi khung bao gồm 8 khe thời gian từ 0 đến 7 (TS0, TS1, ... TS7).

 Các kênh trên giao diện vô tuyến :

   Các kênh trên giao diện vô tuyến được chia làm 2 loại là : Kênh vật lý và kênh logic.

   Kênh vật lý : kênh vật lý được tổ chức theo quan điểm truyền dẫn. Đối với TDMA GSM , kênh vật lý là một khe thời gian ở một sóng mang vô tuyến được chỉ định.

   Dải tần số :       890 - 915 MHz cho đường lên (từ MS đến BTS)

                             935 - 960 MHz cho đường xuống (từ BTS đến MS)

   Dải thông tần một kênh vật lý là 200 kHz, dải tần bảo vệ ở biên cũng rộng 200 KHz. Vậy GSM 900 có 124 dải thông tần bắt đầu từ tần số 890,2 MHz. Mỗi dải thông tần là một khung TDMA có 8 khe thời gian. Vậy số kênh ở GSM là   124*8=992 kênh. Mỗi khe thời gian có độ lâu ms » 577 ms. Một khung TDMA có độ lâu 4,62 ms. Ở BTS các khung TDMA ở tất cả các kênh tần số được đồng bộ. Đồng bộ cũng được áp dụng như vậy ở đường lên. Tuy nhiên khởi đầu của khung đường lên trễ 3 khung so với khung đường xuống. Nhờ trễ này mà MS có thể sử dụng một khe thời gian có cùng số thứ tự ở cả đường lên lẫn đường xuống để truyền tin bán song công.

   Về mặt thời gian, các kênh vật lý ở một dải thông tần vô tuyến được đánh số khung (Frame Number) từ 0 đến 2715647 trong một siêu siêu khung (3h28ph53,76ms). Một siêu siêu khung có 2048 siêu khung (6,12s). Mỗi siêu khung được chia thành các đa khung :

   + Đa khung 26 khung (51 siêu khung trên một siêu siêu khung) có độ lâu 120ms và chứa 26 khung. Các đa khung này được sử dụng cho các kênh TCH, SACCH và FACCH.

   + Đa khung 51 khung (26 siêu khung trên một siêu siêu khung) có độ lâu 235,4ms và chứa 51 khung TDMA. Đa khung này sử dụng cho các kênh BCCH, CCCH và SACCH.

Kênh logic được tổ chức theo quan điểm nội dung tin tức, các kênh này được đặt vào các kênh vật lý.

2. Cấu trúc các cụm

   Người ta gọi khuôn mẫu tin tức ở một khe thời gian 577ms với độ lâu của 156,25 bit là nội dung vật lý của một cụm (burst). Có 4 cụm khác nhau :

    + Cụm bình thường NB (Normal Burst). NB mang các kênh logic lưu lượng và kiểm tra. Kênh logic lưu lượng TCH (Traffic Channel) có 144 bit tin và 2 bit cờ lấy lén trong một NB, 26 bit hướng dẫn và khoảng thời gian bảo vệ có độ lâu bằng 8,25 bit. NB được sử dụng cho TCH và các kênh điều khiển trừ RACH, SCH và FCCH.

    + Cụm hiệu chỉnh tần số FB (Frequency Correction Burst). FB dùng để hiệu chỉnh tần số cho MS theo chuẩn hệ thống. FB có 142 bit 0 để tạo ra dịch tần 67,7 KHz trên tần số danh định , ba bit đuôi (0,0,0) và khoảng bảo vệ 8,25 bit. FB được sử dụng cho kênh logic FCCH (Frequency Correction Channel - Kênh hiệu chỉnh tần số).

    + Cụm đồng bộ SB (Synchronization Burst). SB đồng bộ cho MS có 78 bit tin tức về FN (số khung) của TDMA và BSIC, ba bit đuôi đầu và cuối, chuỗi hướng dẫn kéo dài 64 bit và khoảng bảo vệ 8,25 bit. SB được dùng cho kênh logic SCH (Synchronization Channel - Kênh đồng bộ).

    + Cụm truy cập AB (Access Burst). AB phục vụ việc MS truy cập hệ thống (ngẫu nhiên hoặc chuyển giao) - AB có 36 bit tin, 41 bit đồng bộ (các bit hướng dẫn, 8 bit đuôi đầu, 3 bit đuôi cuối và khoảng bảo vệ dài 68,25 bit (tương ứng 252 ms dành cho sự trễ ngẫu nhiên 0 ¸ 35 km). AB dùng cho kênh logic TCH và RACH (Random Access Channel).

    + Cụm bù nhìn DB (Dumny Burst) được phát đi từ BTS trong một số trường hợp. DB không mang thông tin và có cấu trúc giống NB nhưng các bit mật mã được thay bằng các bit hỗn hợp.

 3. Các kênh logic

Có thể chia các kênh logic làm 2 loại : Kênh lưu thông và kênh báo hiệu điều khiển. 

+ Kênh lưu thông (TCH - Trafic channel)

Kênh lưu thông mang tiếng được mã hoá hoặc số liệu của người sử dụng. Kênh lưu thông gồm 2 loại được định nghĩa như sau :

Bm hay TCH toàn tốc (TCH/F), kênh này mang thông tin tiếng hoặc số liệu ở tốc độ khoảng 22,8 kbit/s.

Lm hay TCH bán tốc (TCH/H), kênh này mang thông tin ở tốc độ khoảng 11,4 kbit/s. Các kênh báo hiệu điều khiển được chia thành ba loại: các kênh điều khiển quảng bá, các kênh điều khiển chung và dành riêng.

+ Các kênh điều khiển

Các kênh điều khiển quảng bá :

Các kênh hiệu chỉnh tần số (FCCH- Frequency Correction Channel): mang thông tin hiệu chỉnh tần số cho các trạm MS. FCCH chỉ được sử dụng ở đường xuống.

Kênh đồng bộ (SCH- Synchronization Channel): mang thông tin để đồng bộ khung cho trạm di động MS và nhận dạng BTS. SCH chỉ sử dụng cho đường xuống.

Kênh điều khiển quảng bá (BCCH) : phát quảng bá các thông tin chung về ô. Các bản tin này gọi là thông tin hệ thống . BCCH chỉ sử dụng cho đường xuống.

Các kênh điều khiển chung (CCCH - Common Control Channel) :

Kênh tìm gọi (PCH- Paging Channel) :kênh này được sử dụng cho đường xuống để tìm trạm di động.

Kênh thâm nhập ngẫu nhiên (RACH- Random Access Channel) : kênh này được MS sử dụng để yêu cầu dành một kênh SDCCH.

Kênh cho phép thâm nhập (AGCH- Access Granted Channel) : kênh này chỉ được sử dụng ở đường xuống để chỉ định một kênh SDCCH cho MS.

Các kênh điều khiển dành riêng (DCCH - Dedicated Control Channel) :

Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình (SDCCH): kênh này chỉ được sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một MS. SDCCH được sử dụng cho các thủ tục cập nhật và trong quá trình thiết lập cuộc gọi trước khi ấn định kênh TCH. SDCCH sử dụng cho cả đường xuống lẫn đường lên.

Kênh điều khiển liên kết chậm (SACCH) : kênh này liên kết với một TCH hay một SDCCH. Đây là một kênh số liệu liên tục để mang các thông tin liên tục như: các bản tin báo cáo đo lường, định trước thời gian và điều khiển công suất. SACCH sử dụng cho cả đường lên lẫn đường xuống.

Kênh điều khiển liên kết nhanh (FACCH) : kênh này liên kết với một TCH. FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng hay số liệu bằng báo hiệu.

Kênh quảng bá tế bào (CBCH - Cell Broadcast Channel) :

   Kênh CBCH chỉ được sử dụng ở đường xuống để phát quảng bá các bản tin ngắn (SMSCB) cho các tế bào CBCH sử dụng cùng kênh vật lý như kênh SDCCH.