【文章內容簡介】 信系統(tǒng)能滿足上面所述的干擾保護比要求。如 GSM 900 MHz系統(tǒng)中，移動和聯(lián)通兩系統(tǒng)間應有約 400 kHz的保護帶寬； GSM 1800 MHz與其他無線電系統(tǒng)的頻率相鄰時，應考慮系統(tǒng)間的相互干擾情況，留出足夠的保護頻帶。 第 3章 GSM系統(tǒng) GSM系統(tǒng)的無線接口 接入方式 在 GSM中，無線路徑上是采用頻分多址 (FDMA)和時分多址 (TDMA)相結合的接入方式。在這種接入方式中， GSM共 25 MHz的頻段被分為 124個頻道，頻道間隔是 200 kHz。每一頻道 (或載頻 )可分成 8個時隙 (TS0～ TS7)，每一時隙為一個信道，每個信道占用帶寬 200 kHz/8?=?25 kHz。因此，一個載頻最多可有 8個移動客戶同時使用，如圖 36所示。 在圖 36中， (a)、 (b)都是一個方向的情況，在相反方向上必定有一組對應的頻率 (FDMA)或時隙 (TDMA)。 第 3章 GSM系統(tǒng) 圖 36 FDMA和 TDMA結合的接入方式 (a) ?FDMA； (b) ?TDMA 第 3章 GSM系統(tǒng) GSM的幀結構 在 TDMA中，每個載頻被定義為一個 TDMA幀，在信息傳輸中要有 TDMA 幀號 (FN)，這是因為 GSM的特性之一 —客戶保密性好是通過在發(fā)送信息前對信息進行加密實現(xiàn)的。而計算加密序列的算法要以 TDMA幀號為一個輸入參數，因此每一幀都必須賦予一個幀號。有了 TDMA幀號，移動臺就可判斷控制信道 TS0上傳送的是哪一類邏輯信道 (后續(xù) )。TDMA幀號是以 h(2 715 648個 TDMA幀 )為周期循環(huán)編號的。每 2 715 648個 TDMA幀為一個超高幀，每一個超高幀又可分為 2048個超幀，一個超幀持續(xù)時間為 s，每個超幀又是由復幀組成的。幀的編號 FN以超高幀為周期，從 0到 2 715 647。 GSM系統(tǒng)各種幀結構及時隙的格式如圖 37所示。 第 3章 GSM系統(tǒng) 從圖 37中可以看出復幀分為兩種類型： 26幀的復幀和51幀的復幀。 26幀的復幀包括 26個 TDMA幀，這種復幀持續(xù)時長為 120 ms，主要用于業(yè)務信息的傳輸，也稱做業(yè)務復幀。51幀的復幀包括 51個 TDMA幀，這種復幀持續(xù)時長為 ms，專用于傳輸控制信息，也稱做控制復幀。 第 3章 GSM系統(tǒng) 圖 37 GSM系統(tǒng)各種幀結構及時隙的格式 第 3章 GSM系統(tǒng) 時隙是構成物理信道的基本單元，在時隙內傳送的脈沖串叫做“突發(fā)” (burst)脈沖序列。每個突發(fā)脈沖序列共 bit，占時 ms。不同的突發(fā)信息格式攜帶不同的邏輯信道。突發(fā)脈沖序列的格式如圖 38所示。 第 3章 GSM系統(tǒng) 圖 38 突發(fā)脈沖序列的格式 第 3章 GSM系統(tǒng) 1. 常規(guī)突發(fā) (NB)脈沖序列 常規(guī)突發(fā)脈沖序列 也稱普通突發(fā)脈沖序列，用于攜帶業(yè)務信道及除接入信道、同步信道和頻率校正信道以外的控制信道上的信息 (關于信道的有關問題將在下面論述 )。“ 57個加密比特”是客戶數據或語音，另用“ 1”個比特作為借用標志。借用標志是表示此突發(fā)脈沖序列是否被某個信道借用?！?26位訓練序列”是一串已知比特，是用于供均衡器產生信道模型 (一種消除時間色散的方法 )的依據?！?TB”(尾比特 )總是 000，用于幫助均衡器判斷起始位和中止位?！?GP”(保護間隔 )占用 bit(約 30 ?s)，是一個空白空間。由于每載頻最多 8個客戶，因此必須保證各自時隙發(fā)射時不相互重疊。盡管使用了時間調整方案，但來自不同移動臺的突發(fā)脈沖序列彼此間仍會有小的滑動，因此 bit的保護可使發(fā)射機在 GSM建議許可范圍內上下波動。 第 3章 GSM系統(tǒng) 2. 頻率校正突發(fā) (FB)脈沖序列 頻率校正突發(fā)脈沖序列用于移動臺的頻率同步，它相當于一個帶頻移的未調載波，它的“固定比特”全部是 0，可使調制器發(fā)送一個未調載波?！?TB”和“ GP”同常規(guī)突發(fā)脈沖序列中的“ TB”和“ GP”。 第 3章 GSM系統(tǒng) 3. 同步突發(fā) (SB)脈沖序列 同步突發(fā)脈沖序列用于移動臺的時間同步。因為在語音編碼和信道編碼時沒有考慮同步問題，故數字傳輸中最重要的同步問題由突發(fā)傳輸解決。 SB是 BS到 MS的突發(fā)，包括一個易于被檢測的長同步序列 (64 bit)，兩段各 39 bit的加密比特和 bit的保護間隔 (見圖 38)。同步序列 (64 bit)用于攜帶TDMA幀號 (FN)和基站識別碼 (BSIC)，與頻率校正突發(fā)脈沖序列一起廣播。 SB的重復發(fā)送構成了同步信道 (SCH)。它是MS在下行方向上解調的第一個突發(fā)。只要有 TDMA幀號，MS就能判斷控制信道的時隙。 第 3章 GSM系統(tǒng) 4. 接入突發(fā) (AB)脈沖序列 接入突發(fā)脈沖序列用于 MS主呼或尋呼相應時隨即接入，它有一個較長的保護間隔 ( bit)。這是因為移動臺的首次接入或切換到一個新的基站后不知道時間提前量，移動臺可能遠離基站，這意味著初始突發(fā)脈沖序列會遲一些到達，由于第一個突發(fā)脈沖序列沒有時間提前，為了不與正常到達的下一個時隙中的突發(fā)脈沖序列重疊，此突發(fā)脈沖序列必須要短一些，保護間隔長一些 (見圖 38)。 第 3章 GSM系統(tǒng) 5. 空閑突發(fā) (DB)脈沖序列 空閑突發(fā)脈沖序列是指當用戶無信息傳輸時，用 DB代替 NB在 TDMA時隙中傳送。 DB不攜帶任何信息，也不發(fā)送給任何移動臺，格式與 NB相同，只是其中加密比特改為具有一定的比特模型的混合比特。 第 3章 GSM系統(tǒng) 信道的構成 GSM系統(tǒng)的信道構成如圖 39所示。 信道 ? 圖 39 GSM系統(tǒng)的信道構成 第 3章 GSM系統(tǒng) 1．信道的定義 物理信道 就是 TDMA幀中的一個時隙， 邏輯信道 是根據所傳輸信息的種類人為定義的一種信道，在傳輸過程中邏輯信道要被映射到某個物理信道上才能實現(xiàn)信息的傳輸。 2．邏輯信道的構成 ….. 邏輯信道分為兩類：業(yè)務信道 (TCH)和控制信道 (CCH)。 1) 業(yè)務信道 (TCH) 業(yè)務信道用于 傳送編碼后的語音或數據，在上行或下行信道上，采用點對點 (BTS對一個 MS，或反之 )方式傳播 。 第 3章 GSM系統(tǒng) 2) 控制信道 (CCH) 控制信道用于傳送信令或同步數據 。根據所需完成的功能，控制信道又分為廣播信道 (BCH)、公共控制信道(CCCH)和專用控制信道 (DCCH)三種。 (1) 廣播信道 (BCH)：是一種“一點對多點”的單方向控制信道，用于基站向移動臺廣播公用的信息。 傳輸的內容主要是移動臺入網和呼叫建立所需要的有關信息 。 BCH又分為以下三種信道： ① 頻率校正信道 (FCCH)：攜帶用于校正 MS頻率的消息，屬于下行信道，采用點對多點 (BTS對多個 MS)方式傳播。 第 3章 GSM系統(tǒng) ② 同步信道 (SCH)：攜帶 MS的幀同步 (TDMA幀號 )和BTS的識別碼 (BSIC)的信息，屬于下行信道，采用點對多點方式傳播。 ③ 廣播控制信道 (BCCH)：廣播每個 BTS的通用信息 (小區(qū)特定信息 )，屬于下行信道，采用點對多點方式傳播。 (2) 公用控制信道 (CCCH)：是一種雙向控制信道，用于呼叫持續(xù)階段傳輸鏈路連接所需要的控制信令。 CCCH又分為以下三種信道： ① 尋呼信道 (PCH)：用于尋呼 (搜索 )MS，屬于下行信道，采用點對多點方式傳播。 第 3章 GSM系統(tǒng) ② 隨機接入信道 (RACH)： MS通過此信道申請分配一個獨立專用控制信道 (SDCCH)，可作為對尋呼的響應或 MS主叫 /登記時的接入信道，屬于上行信道，采用點對點方式傳播。 ③ 準許接入信道 (AGCH)：用于為 MS分配一個獨立專用控制信道 (SDCCH)，屬于下行信道，采用點對點方式傳播。 (3) 專用控制信道 (DCCH)：是一種“點對點”的雙向控制信道，其用途是在呼叫接續(xù)階段以及在通信進行當中，在移動臺和基站之間傳輸必須的控制信息。 DCCH又分為以下三種信道： 第 3章 GSM系統(tǒng) ① 獨立專用控制信道 (SDCCH)：用在分配 TCH之前呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令 (例如登記和鑒權在此信道上進行 )，屬于上行或下行信道，采用點對點方式傳播。 ② 慢速輔助控制信道 (SACCH)：它與一個 TCH或一個SDCCH相關，是一個傳送周期性信息的數據信息的信道，如傳送移動臺接收到的關于服務及鄰近小區(qū)的信號強度的測試報告，這對實現(xiàn)移動臺參與切換功能是必要的；它還用于MS的功率管理和時間調整，屬于上行或下行信道，采用點對點方式傳播。 第 3章 GSM系統(tǒng) ③ 快速輔助控制信道 (FACCH)：它與一個 TCH相關，工作于借用模式，即在語音傳輸過程中如果突然需要以比SACCH所能處理的高得多的速度傳送信令信息，則借用 20 ms的語音 (數據 )來傳送，這一般在切換時發(fā)生。由于語音譯碼器會重復最后 20 ms的語音，因此這種中斷不被用戶察覺。 第 3章 GSM系統(tǒng) 邏輯信道到物理信道的映射 經過上面的討論可知： GSM系統(tǒng)的邏輯信道數已經超過了一個載頻所能提供的 8個物理信道，因此要想給每一個邏輯信道都配置一個物理信道是不可能的，解決這個問題的基本方法是將公共控制信道復用， 即在一個或兩個物理信道上承載所有的公共控制信道。這個過程就是邏輯信道到物理信道的映射。 GSM系統(tǒng)是按下面的方法建立物理信道和邏輯信道間的映射關系的。 第 3章 GSM系統(tǒng) 假設每個基站都有 n個載頻，分別用 C0， C1， … ， Cn－ 1表示，其中 C0稱為主載頻。每個載頻都有 8個時隙，分別用TS0， TS1， … ， TS7表示。 C0上的 TS0用于廣播信道和公共控制信道， C0上的 TS1用于專用控制信道， C0上的 TS2～ TS7用于業(yè)務信道。其余載頻 C1～ Cn－ 1上的 8個時隙均用于業(yè)務信道。因此，每增加一個載頻就會增加 8個業(yè)務信道。不過在小容量地區(qū)，基站僅有一套收 /發(fā)信機，這意味著只有 8個物理信道，這時 TS0既可用于公共控制信道又可用于專用控制信道。 第 3章 GSM系統(tǒng) 1．業(yè)務信道的映射 p48 業(yè)務信道的復幀含 26個 TDMA幀，其組成的格式和物理信道的映射關系如圖 310所示。圖中給出了時隙 2(即 TS2)構成一個業(yè)務信道的復幀， 共占 26個 TDMA幀，其中 24幀為T(即 TCH)，用于傳輸業(yè)務信息； 1幀為 A，代表隨路的慢速輔助控制信道 (SACCH)，傳輸慢速輔助信道的信息 (例如功率調整的信令 )；還有 1幀 I為空閑幀。若某 MS被分配到 TS2，每個 TDMA幀的每個 TS2包含了此移動臺的信息，直到該MS通信結束。 只有空閑幀是個例外，它不含有任何信息，移動臺以一定方式使用它，在空閑幀后序列從頭開始。 第 3章 GSM系統(tǒng) 上行鏈路與下行鏈路的業(yè)務信道具有相同的組合方式，唯一的差別是有一個時間偏移，即相對于下行幀，上行幀在時間上推后 3個時隙，這意味著移動臺的收 /發(fā)不必同時進行。 120mS 圖 310 業(yè)務信道的映射方式 第 3章 GSM系統(tǒng) 2．控制信道的映射 1)? BCCH和 CCCH在 C0的 TS0上的映射 由幀的分級結構可知， 51幀的復幀是用于攜帶控制信息的， 51幀的復幀中共有 51個 TS0，所映射的信道是廣播控制信道和公共控制信道 (BCCH、 CCCH、 FCCH、 SCH)，其排列的序列如圖 311所示。此序列在第 51個 TDMA幀上映射一個空閑幀之后開始重復下一個 51幀的復幀。 第 3章 GSM系統(tǒng) 圖 311 下行 BCCH與 CCCH在 TS0上的映射 第 3章 GSM系統(tǒng) F(FCCH)— 移動臺據此同步頻率，它的突發(fā)脈沖序列為 FB； S(SCH)— 移動臺據此讀 TDMA幀號和 BSIC碼，突發(fā)脈沖序列為 SB； B(BCCH)— 移動臺據此讀有關小區(qū)的通用信息，突發(fā)脈沖序列為 NB； I(IDEL)— 空閑幀，不包括任何信息，突發(fā)脈沖序列為 DB； C(CCCH)— 移動臺據此接收尋呼和接入，突發(fā)脈沖序列為NB。 即便沒有尋呼或接入進行， BTS也總在 C0的 TS0上發(fā)射上述信息，使移動臺能夠測試基站的信號強度，以確定使用哪個小區(qū)更合適。 C0的 TS1～ TS7以及其他載頻的時隙也一樣常發(fā)，如果沒有信息傳送，則用空閑突發(fā)脈沖序列代替。 第 3章 GSM系統(tǒng) 以上敘述了下行鏈路 C0上的 TS0的映射。對上行鏈路 C0上映射的 TS0是不包含上述各信道的，它只含有隨機接入信道 (RACH)，用于移動臺的接入，如圖 312所示，它給出了