GSM Channel and Frame Structure

GSM은 FDD 방식을 사용한 TDMA 시스템인데 변조 방식으로는 GMSK를 사용한다. TDMA는 여러 사용자가 시분할 방식으로 하나의 RF 채널을 서로 공유하여 사용하는 방식이다. FDD는 다운링크와 업링크에 쓰이는 주파수가 서로 다른 것을 의미한다.

 

GSM900용으로 업링크(Uplink)에는 890~915MHz, 다운링크(Downlink)에는 935~960MHz 대역이 할당되었다. 업링크란 단말기에서 기지국 방향으로의 전송 경로를 말하며, 다운링크는 반대로 기지국에서 단말기로의 전송 경로를 뜻한다. 업링크와 다운링크 각각에 25MHz가 할당되어 있으므로 GSM900용으로 모두 2 * 25MHz(총 50MHz)의 주파수 대역이 할당된 셈이다.

 

DCS1800은 업링크로 1710~1785MHz가 할당되었고 다운링크로 1805~1880MHz가 할당되었다. GSM900의 경우 듀플렉스 간격은 45MHz이며 DCS1800의 경우 듀플렉스 간격은 95MHz이다. 듀플렉스 간격이란 업링크와 다운링크 간의 주파수 이격폭을 의미한다. 북미에서 사용되는 PCS1900은 업링크로 1850~1910MHz, 다운링크로 1930~1990MHz 대역이 사용된다.

GSM에 할당된 25MHz의 대역은 125개의 200KHz 채널로 나누어진다. 125개의 채널들 중에서 첫 번째 것은 다른 시스템과의 간섭을 막기 위한 보호 채널(Guard Channel)로 남겨 두어 실제로는 사용하지 않고 124개만 사용한다. 최근에는 순방향과 역방향 각각에 10MHz씩을 더 할당하였으며 이 시스템을 Extended GSM이라고 한다. 하나의 주어진 채널에 대하여 업링크(Fu)와 다운링크(Fd) 주파수는 아래 수식으로 각각 얻을 수 있다.

 

Fu = 890.2 + 0.2(N - 1) MHz
Fd = 935.2 + 0.2(N - 1) MHz

 

 

단말기에 채널이 할당되어질 때는 무선 채널과 타임슬롯도 함께 할당되어진다. 무선 채널들은 주파수 쌍(pair)으로 할당되는데 하나는 업링크에 대한 것이고 다른 하나는 다운링크에 대한 것이다. 각각의 무선 채널은 동시에 발생하는 8개의 호(8개의 타일슬롯)를 지원한다. 예를 들어 GSM에서 하나의 대역은 업링크와 다운링크 각각에 200KHz의 여러 RF 채널을 가지므로 이동 단말이 특정 200KHz의 업링크에서 전송을 한다면 다운링크에서도 이에 상응하는 200KHz에서 수신을 한다. 업링크와 다운링크는 긴밀히 연결되어 있으므로 보통 반송파나 RF 채널을 말할 때는 업링크와 다운링크 모두를 일컫는다. 특정 셀은 여러 개의 RF 반송파를 갖는데 정상적인 시스템에서는 하나 혹은 세 개, 통화량이 많을 경우 그 이상의 반송파를 가질 수도 있다. 여기서 주의할 점은 셀이라는 것은 기지국의 섹터를 의미한다는 것이다. 즉 세 개의 섹터인 기지국이라 하면 세 개의 셀을 의미한다. Omni형 기지국의 경우는 섹터가 1개이다.