Frequenze uplink e downlink in GSM
GSM (Global System for Mobile Communications) è lo standard europeo per i telefoni mobili e CDMA (Code Division Multiple Access) è lo standard nordamericano. Il GSM è digitale e, oltre alle comunicazioni vocali full duplex, offre SMS (Short Message Service), segreteria telefonica, fax e altre funzioni come ID chiamante e trasferimento di chiamata. Nello spettro RF (Radio Frequency), bande specifiche di frequenze sono state assegnate a usi specifici come televisione e telefono cellulare.
Bande di frequenza GSM
Diverse bande di frequenza, un intervallo specifico di frequenze, sono allocate all'uso GSM per telefoni mobili. Queste bande sono 450 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz e 1900 MHz. Sia la banda 450 MHz che la 900 MHz hanno una banda GSM estesa (EGSM) aggiunta. Questa banda aggiunta fornisce spettro aumentato. L'elenco completo delle bande di frequenza GSM è disponibile sul sito "RF Café" di riferimento.
Uplink e Downlink
Per abilitare il funzionamento full duplex GSM, ogni canale GSM contiene una coppia di frequenze. Una frequenza uplink (telefono mobile verso torre) e una downlink (torre verso telefono mobile). Questo permette all'utente di parlare (trasmettere) e ascoltare (ricevere) simultaneamente, proprio come un telefono fisso o una conversazione normale. Le frequenze uplink e downlink hanno ciascuna una larghezza di banda di 20 MHz. Le frequenze uplink e downlink sono separate da una banda di guardia chiamata offset. Questo offset varia per ogni banda GSM. Offset per le bande GSM più popolari: GSM 450 - offset 10 MHz, EGSM 450 - offset 10 MHz, GSM 850 - offset 45 MHz, GSM 900 - offset 45 MHz, EGSM 900 - offset 45 MHz, GSM 1800 - offset 95 MHz e infine GSM 1900 ha offset 80 MHz.
Accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA)
La rete cellulare GSM usa una tecnica chiamata FDMA. Questa tecnica di accesso multiplo a divisione di frequenza divide ogni banda dello spettro GSM in frequenze portanti individuali. Ogni portante è separata da 20 MHz. FDMA fa proprio quello che dice; divide le frequenze per permettere accesso multiplo. L'impiego di FDMA è il primo passo per permettere a ogni utente di avere un canale specifico che non confligga con un altro utente sulla stessa rete.
Numero assoluto di canale di frequenza radio (ARFCN)
Il passo successivo è prendere questa divisione di frequenza FDMA e assegnarla a canali individuali. Ogni canale ARFCN ha una coppia dedicata di frequenze. Una frequenza per l'uplink e una per il downlink.
Calcolo delle frequenze Uplink/Downlink
Per calcolare l'esatta frequenza uplink e downlink, si deve conoscere la banda di frequenza, l'ARFCN e l'offset. Ecco un esempio usando la banda GSM 900 MHz:
GSM 900: Up = 890,0 + (ARFCN * 0,2) e Down = Up + 45,0
Esempio:
Dato ARFCN 72, e sapendo che l'offset è 45 MHz per la banda GSM900:
Up = 890,0 + (72 * 0,2)
Up = 890,0 + (14,4)
Up = 904,40 MHz
Down = Up + Offset
Down = 904,40 + 45,0
Down = 949,40 MHz
La coppia uplink/downlink per GSM900 ARFCN72 è 904,40/949,40 (MHz)