Die Struktur der Funksignale und der Ablauf des Datenaustausches in den GSM-Netzen (Global System for Mobile Communications) ist weltweit festgelegt. Die Einhaltung dieses Standards garantiert, dass Netztechnik und Mobiltelefone überall zusammenpassen und sich verstehen. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Kunde eines deutschen Netzanbieters mit seinem Handy problemlos auch vom Ausland aus nach Hause telefonieren kann.

Die GSM-Netze nutzen wie alle Mobilfunknetze der 2. und 3. Generation für die Übertragung ein digitales Übertragungsverfahren. Digital bedeutet, dass das Sprachsignal - ähnlich wie beim Computer - in eine logische Folge von Zahlen (Nullen und Einsen) umgewandelt wird. Dieses Verfahren besitzt große Vorteile gegenüber der analogen Mobilfunktechnik. Es bietet eine weitaus bessere Sprachqualität und ist weniger störanfällig. Zudem kann mit der digitalen Technik eine erheblich größere Zahl von Teilnehmern gleichzeitig telefonieren.

Übertragungsverfahren

Die aus der digitalen Sprachumwandlung hervorgegangenen Signale werden in eine hochfrequente elektromagnetische Welle „verpackt“, die als Transportmedium von Antenne zur Antenne dient. Diesen Vorgang nennt man auch „Modulation“.

Wegen der geringen Bandbreite und der teuren Frequenzressourcen wird beim GSM-Standard die Sprache auf viel weniger Bit in der Sekunde zusammengefasst, als dies bei der Übertragung im Festnetz der Fall ist. Während es dort 64 kbit/s sind, erfolgt die Sprachkodierung von GSM mit 13 kbit/s. Dennoch bleibt die Sprache gut verständlich. Das ist die besondere Leistung des GSM-Verfahrens, die nur durch hochentwickelte Codierungs- und Fehlerkorrekturverfahren möglich ist.

Der GSM-Signalverlauf

Die Datenpakete werden in einem festen zeitlichen Abstand 217-mal in der Sekunde gesendet. Diese Übertragungsverfahren wird daher auch als so genannte niederfrequent gepulste Hochfrequenz bezeichnet. Unterschiedlich beim Handy und bei der Mobilfunkbasisstation ist dagegen die Abfolge der Datenpakete. Das Handy sendet die Datenpakete der Sprachinformation immer im gleichen zeitlichen Abstand nacheinander. Die Beschaffenheit der von der Basisstation gesendeten Signale ist dagegen abhängig vom tatsächlichen Gesprächsaufkommen. Dabei sendet der so genannte Basiskanal mit gleichbleibender Leistung, wobei alle seine Zeitschlitze aufgefüllt werden. Die Zeitschlitze der Verkehrskanäle werden je nach Bedarf genutzt.

Frequenzen

In den GSM-900-Netzen findet die Funkübertragung im Frequenzbereich um 900 MHz statt – und zwar in den Teilbereichen 890-915 MHz und 935-960 MHz. Bei den GSM-1800-Netzen liegen die Frequenzen zwischen 1.710 MHz und 1.785 MHz und 1.805 MHz und 1.880 MHz. Dabei wird jeweils der untere Frequenzbereich für die Übertragung vom Mobiltelefon zur Basisstation genutzt (Uplink) und der obere für die Übertragung in der entgegen gesetzten Richtung.