GSM Frame

GSM 버스트는 0.577ms 동안 지속된다. 이 버스트 8개가 4.615ms(0.577ms * 8 = 4.616ms)의 시간 간격을 갖는 8-슬롯 프레임을 구성한다. 이 8-슬롯 프레임 26개를 합쳐 120ms(4.616ms * 26 = 120.016ms) 시간 간격을 갖는 멀티프레임(Multiframe)이 구성된다. GSM에서 채널 패턴은 약 3시간마다 주기적으로 반복된다.

 

 

한 타임슬롯은 156.25비트(3 + 57 + 1 + 26 + 1 + 57 + 3 + 8.25)로 구성되어 있으며 이 중 57비트의 정보 비트가 두 개 있다. 나머지는 다른 정보와 사용자 정보를 구별하기 위한 플래그(Flag), 등화(Equalization)를 위한 트레이닝 시퀀스, 타임슬롯의 시작과 끝을 알리는 Tail Bit 그리고 다른 단말기로부터 도달한 신호와 겹치는 것을 방지하기 위한 Guard Bit로 구성된다. 트레이닝 비트는 수신기가 버스트에 동기를 맞추게 하기 위해 버스트 중간에 놓인다. 이것은 다중 경로 페이딩을 보상하는데 사용된다. GSM은 신호가 거의 같은 시간에 수신기에 도달하므로 8가지의 트레이닝 시퀀스를 사용한다. 만약 같은 트레이닝 시퀀스를 사용한다면 수신기가 신호들을 구별하기 어렵게 되므로 GSM에서 트레이닝 시퀀스는 서로 관계가 없는, 구별되는 비트 구조를 가져야 한다.

 

 

GSM에서는 두 가지 종류의 멀티프레임이 쓰이는데 하나는 26 멀티프레임(26 프레임을 가지고 있으며 120ms 동안 유지된다.)이고 다른 하나는 51 멀티프레임(51 프레임을 가지고 있으며 235.4ms 동안 유지된다.)이다. 26 멀티프레임은 TCH와 관련된 SACCH와 FACCH를 운반하는데 쓰인다. 51 멀티프레임은 BCCH, CCCH, SDCCH를 운반하는데 쓰인다. 슈퍼 프레임은 6.12초 동안 유지되며 51개의 26 멀티프레임 혹은 26개의 51 멀티프레임과 상응한다. 무선 인터페이스에서 프레임에 번호를 부여할 경우 각각의 프레임은 하이퍼 프레임의 단위로 매겨진다. 다시 말하면 하나의 프레임은 0부터 2,715,467까지의 FN(Frame Number)을 가진다.

 

 

특정 RF 반송파에서 어떤 타임슬롯들은 통화 채널을 할당받고 어떤 채널들은 제어 채널을 할당받는다. 예를 들어 하나의 셀 내에 첫 번째 RF 반송파 내에 있는 0번 타임슬롯은 BCCH와 CCCH를 전송하는데 쓰인다. 흔히 이 셀 내에 첫 번째 RF 반송파 안에 있는 1번 타임슬롯이 8개의 SDCCH 채널들을 전송하기도 하며 나머지 타임슬롯들은 TCH를 할당받는다. 정확히 얼마만큼의 SDCCH 용량이 가능한지는 반송파의 개수와 셀에서 이루어지는 통화량에 의해서 결정된다.

 

앞서 언급한 바와 같이 26 멀티프레임은 TCH에 사용된다. 그 구조는 아래 그림에 나타나 있다. 이 그림에서는 한 프레임당 오직 하나의 타임슬롯들만 보여 준다. 하나의 특정 타임슬롯은 사용자 통화를 26개 중 24개의 프레임에서 운반한다. 26개의 프레임 중 하나는 유휴 상태(idle state)이며 다른 하나는 SACCH를 운반한다.

 

 

이러한 구조로 TCH는 총 22.8kbps의 비트율이 가능하게 된다. 물론 이 비트율은 사용자 데이터로 완전히 할당되지는 않는다. 반면 좀더 복잡한 코딩 기법이 적용된다. 이 코딩 기법은 오류 검색이나 정정에 많은 숫자의 비트를 첨가하는데 이는 사용자 데이터가 사용 가능한 대역폭을 감소시킨다. 사실상 표준 GSM의 full rate 음성 코딩에서 통화는 13kbps로 운반되며 EFR(Enhanced Full Rate) 음성 코딩에서의 통화는 12.2kbps로 운반된다.

 

제어 채널(FACCH와 SACCH를 제외한)은 TCH와는 다른 타임슬롯에서 운반되므로 다른 프레임 구조를 가진다. 51 멀티프레임 구조가 제어 채널을 전송하는데 사용되며 이 구조는 제어 채널에 할당된 다른 타임슬롯에도 적용된다.