【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 中國移動(dòng)公司： 905～ 909MHz（上行）， 950～ 954MHz（下行），共 4MHz帶寬， 20個(gè)頻道，頻道號(hào)為 76～ 95。 ? 中國聯(lián)通公司： 909～ 915MHz（上行）， 954～ 960MHz（下行），共 6MHz帶寬， 29個(gè)頻道，頻道號(hào)為 96～ 124。 ? 我國 DCS1800頻段的使用 ： ?中國移動(dòng)： 上行 1710－ 1720MHz，下行 1805～ 1815MHz 以及上行 1725－ 1735MHz，下行 1820～ 1830MHz 。 ?中國聯(lián)通： 上行 1740－ 1755MHz，下行 1835～ 1850MHz。 頻道號(hào)：中國移動(dòng)的 512～ 561以及 587～ 636 。中國聯(lián)通的 662～ 736。 GSM 多址方式與頻率復(fù)用 ? 多址方式和雙工方式： TDMA/FDMA/FDD ? 收發(fā)頻率間隔： GSM900:45MHz。DCS1800:95MHz ? 占有 25MHz帶寬，包含 124對(duì)頻道，頻道間隔 200kHz。 ? 每個(gè)載頻含 8個(gè)時(shí)隙 ，時(shí)隙從 07編碼 。這相同頻率的 8個(gè)時(shí)隙被稱為一個(gè) TDMA幀 。用戶在某一時(shí)隙發(fā)送被稱為 突發(fā)時(shí)隙 (burst)。一個(gè)突發(fā)時(shí)隙長度為 577?S，一幀為 。 ? 共 992個(gè)物理信道。 ? 區(qū)群由 347個(gè)小區(qū)組成，區(qū)群內(nèi)不使用相同頻道，每個(gè)小區(qū)含多個(gè)載頻。 GSM 頻率劃分 GSM TDMA/FDMA GSM 上下行鏈路的時(shí)隙同步 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7↓ ↓0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7↑ ↑0 10 1T D M A 幀號(hào)T D M A 幀號(hào)↓↑B T S 到 MSMS 到 B T S偏移下行 C04 5 M H z ( G S M 9 0 0 )9 5 M H z ( D C S 1 8 0 0 )上行 C0注：上行下行的時(shí)隙并不是出現(xiàn)在同一時(shí)刻。 時(shí)隙 0的上行 發(fā)射出現(xiàn)在接收下行時(shí)隙的三個(gè)時(shí)隙之后 。這樣的好處 是移動(dòng)臺(tái)不需要雙工器。但它需要同步發(fā)射和接收。 GSM 的調(diào)制 ? 調(diào)制方式： —— 高斯最小頻移鍵控 ? 原因：鄰信道干擾小于 60dB。 ? BT = (由標(biāo)準(zhǔn)定義 )= (BWFilter)(Bit 周期 ) 頻譜利用率 = ? 速率 = bps = Bit 周期 = us = BWFilter = kHz 語音編碼和信道編碼 GSM 話音信號(hào)處理 ? 話音編碼的目的： ? 壓縮 (具有質(zhì)量要求 )，以時(shí)隙方式發(fā)送 ? 不連續(xù)發(fā)送 (DTX) ? 具有這種功能的器件被稱為是 語音編解碼器 。 ? 每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)都有一個(gè)語音編解碼器。在網(wǎng)絡(luò)這一邊，語音編解碼器形成 TRAＵ。 TRAＵ在 BSS中存在， GSM支持各種語音編解碼器。 ? 在 GSM的第 1階段定義支持 全速語音編解碼 ，所謂全速編碼是指該編譯碼器在語音傳送時(shí)每幀均占有一個(gè)時(shí)隙。該編譯器使用 RPELTP—— 長期預(yù)測(cè)的規(guī)律脈沖激勵(lì)。全速編碼器輸出是 13kbps， EFR輸出也為 13kbps，但具有更高的語音質(zhì)量。 ? GSM的第二階段定義支持 半速編解碼 。半速編解碼器每隔二幀使用一個(gè) TDMA時(shí)隙。半速編碼輸出 ，采用半速編碼可以支持二倍的全速編碼用戶，在另一方面，半速的語音質(zhì)量差一些。 用戶 人的語音 語音的13kbps數(shù)據(jù)序列 語音的16kbps數(shù)據(jù)序列 語音的64kbps數(shù)據(jù)序列 語音的64kbps數(shù)據(jù)序列 人的語音 用戶 移動(dòng)臺(tái) BTS TRAU MSCamp。PSTN ISDN電話 不同 GSM接口的語音傳輸示意 BTS增加速率為 3kbs的信令，用于 BTS控制遠(yuǎn)端碼型變換器單元 TCU的工作，稱為 帶內(nèi)信息 ，包括同步和控制比特（包括壞幀指示、編碼器類型、 DTX指示等） GSM 信道編碼 ? 目標(biāo)：在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中選擇性地引入冗余，保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸不出差錯(cuò) (檢錯(cuò)和糾錯(cuò)編碼 )。 ? 話音和數(shù)據(jù)的編碼類型 : ? 分組編碼 ? 卷積碼 ? 從語音編解碼器來的 260bit數(shù)據(jù)塊按照重要性和作用被分成三類。重要的信息進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，非重要的進(jìn)行非重點(diǎn)保護(hù)。三類信息分別分為 Ⅰ a、 Ⅰ b和 Ⅱ 類。 Ⅰ a類是最重要的， Ⅰ b類第二重要， II類不重要（ 78bits）末受到任何保護(hù)。 ? 用戶數(shù)據(jù)速率 = 456 bits/20 ms = kbps (13kbps 原始數(shù)據(jù)+ kbps 奇偶校驗(yàn)和信道編碼 ) 語音編碼器（ 260bits） 3bit奇偶校驗(yàn) 半速卷積編碼器 8時(shí)隙交織 Ia類（ 50bit） Ib類（ 132bit） Ⅱ 類（ 78bit） 53bit 378編碼比特 456bit（ 8個(gè)子塊， 57bit/子塊） 4尾比特 語音編解碼的前向糾錯(cuò)（全速業(yè)務(wù)信道） GSM 話音編碼后的數(shù)據(jù)復(fù)接 ?456bits ＝ 4 114bits 在復(fù)接和交織之后安放在 4個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)域中。 交織器原理 GSM 系統(tǒng)中的交織 ? 交織 ：在信道編碼之前打亂源信息比特的時(shí)間順序，把一個(gè)較長的突發(fā)差錯(cuò)離散成隨機(jī)差錯(cuò)，再利用糾正隨機(jī)差錯(cuò)的編碼技術(shù)消除隨機(jī)誤差。 ? 交織的處理可以 抗端利衰落 。 ? 在空中接口中使用的交織深度有 4（多數(shù)據(jù)控制信道）、 8（全速語音）、 19（數(shù)字信道）。 ? GSM所采用的交織是一種 既有塊交織又有比特交織 的交織技術(shù)。全速語音的時(shí)塊被交織成 8個(gè)突發(fā)時(shí)隙，即，從語音編碼器來的 456bits輸出被分裂成 8個(gè)時(shí)塊，每個(gè)子塊 57個(gè)比特，再將每 57個(gè)比特進(jìn)行比特交織，然后再根據(jù)奇偶原則分配到不同的突發(fā)塊口，交織造成 65個(gè)突發(fā)周期或 。 ? 交織深度越大，離散度越大，抗突發(fā)差錯(cuò)能力越強(qiáng)。 ? 交織深度越大，交織編碼處理時(shí)間越長，抗差錯(cuò)能力是以時(shí)間為代價(jià)的。 ? 所有的交織器都有一個(gè)固定延時(shí)，實(shí)際中，所有的無線數(shù)據(jù)交織器的延時(shí)都不超過 40ms，這種延時(shí)是人們可以忍受的。 跳頻技術(shù) ? 采用 慢跳頻 技術(shù)，每幀跳頻一次，每秒 217跳，可確保通信的秘密性和抗干擾性。 跳頻技術(shù) ? 發(fā)射機(jī)發(fā)射的頻率不斷跳變，使包含字碼部分的所有突發(fā)脈沖在兩個(gè)完全獨(dú)立 (相距 1MHz)的頻率上傳輸。 ? 由于不同頻率的信號(hào)遭受衰落的影響不同，消除衰落對(duì)信號(hào)的影響，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 跳頻作用 ： 改善衰落。 多徑環(huán)境中的慢速移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)，通過采用跳頻技術(shù)，大大改善移動(dòng)臺(tái)的通信質(zhì)量，相當(dāng)于 頻率分集 。 ? GSM系統(tǒng)中的跳頻分為 基帶跳頻 和 射頻跳頻 兩種。 不連續(xù)發(fā)送和話音激活檢測(cè) ? GSM的話音編解碼器，當(dāng)它檢測(cè)到話音的間隙后，在間隙期不發(fā)送。這就是 GSM所謂的不連續(xù)發(fā)送（ DTX）。 ? DTX能在通話期對(duì)話音進(jìn)行 13kbps編碼，在停頓期用 500bps編碼。 ? 在停頓期要用 500bps發(fā)送， GSM稱之為發(fā)送舒適的噪聲。在講話停頓時(shí)，對(duì)講話者的背景噪聲進(jìn)行編碼。背景噪聲往往不同，由于同樣的背景噪聲在講話者實(shí)際講話中同樣部分編碼，在停頓時(shí)編碼對(duì)用戶可提供連續(xù)感。 ? 為了實(shí)現(xiàn) DTX，要使用 話音激活檢測(cè) （ VAD），一旦講話出現(xiàn)停頓能給出指示。 ? DTX的作用： 使用 DTX可以減小系統(tǒng)中的干擾等級(jí)，并提高系統(tǒng)有效性。 由于使用了 DTX發(fā)射機(jī)，發(fā)射總時(shí)間下降了，功率損耗降低的同時(shí)延長了 MS的電池壽命。 定時(shí)前置和功率控制 ? 如果在任何距離上所有移動(dòng)臺(tái)同時(shí)發(fā)送信息，這些信息到達(dá)的 BTS時(shí)間由于距離上的變化而有輕微的變化。 ? 如果所有移動(dòng)臺(tái)均用同樣的功率發(fā)射。接近 BTS的 MS要比在小區(qū)邊緣的 MS在 BTS上的接收要強(qiáng)。 ? 定時(shí)前置和功率控制的目的 ：在 GSM系統(tǒng)中，通過這些參數(shù)的控制使所有的發(fā)送時(shí)隙在時(shí)間和功率上在 BTS的接收端保持同步。 定時(shí)前置（ Timing advance） ? 如果考慮可能的最大傳輸時(shí)延。在每個(gè)時(shí)隙片的結(jié)尾要留有足夠的保護(hù)時(shí)間作補(bǔ)償。 MS在保護(hù)期內(nèi)不能發(fā)送用戶數(shù)據(jù)，即使兩個(gè)時(shí)間出現(xiàn)重疊只能在保護(hù)時(shí)間內(nèi)重疊。由于在該時(shí)間內(nèi)無用戶信息發(fā)送 ,就無數(shù)據(jù)丟失。這一方案雖然具有簡(jiǎn)單及信令要求最小的優(yōu)點(diǎn)，但降低了系統(tǒng)的頻譜的利用率。 ? GSM具有非常嚴(yán)格的時(shí)間同步系統(tǒng)， GSM選擇了小的保護(hù)周期和對(duì)各時(shí)隙的定時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的方案 。定時(shí)前置允許對(duì)每個(gè)時(shí)隙的 上行發(fā)送時(shí)間 獨(dú)立控制，遠(yuǎn)離 BTS的 MS要求比離 BTS近的 MS發(fā)射早。在 GSM中最大的定時(shí)前置限制小區(qū)尺寸在 35Km左右。 功率控制 ? 為了補(bǔ)償小區(qū)的不同距離造成的衰落。 BTS能夠指導(dǎo) MS改變它的發(fā)射功率，以使到達(dá) BTS接收機(jī)的功率在每個(gè)時(shí)隙相同。這樣可以減少整個(gè)系統(tǒng)的干擾電平，提高頻譜效率。 ? BTS能夠獨(dú)立控制每一條上行和下行鏈路時(shí)隙的功率電平，即在 GSM系統(tǒng)中，上行和下行鏈路的功率控制是彼此獨(dú)立的。功率電平控制方案由 BSC完成。 ? 在 GSM中，功率電平 每 60ms變化臺(tái)階為 2dB（步長）。上行功率控制范圍是 2030dB，步長 2 dB；下行功率控制范圍一般可達(dá) 30 dB，步長也是 2 dB。 BTS是功率控制的管理者，通過指令規(guī)定 BTS和 MS的功率。 GSM 的信道類型和組成 業(yè)務(wù)信道 ? 業(yè)務(wù)信道 TCH傳輸話音和數(shù)據(jù) ? 話音業(yè)務(wù)信道按速率的不同，可分為 全速率 話音業(yè)務(wù)信道TCH/FS和 半速率 話音業(yè)務(wù)信道 TCH/HS。 ? 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道按速率的不同，也分為全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道(TCH/， TCH/， TCH/)和半速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道(如 TCH/, TCH/)，這里的數(shù)字 、 速率，單位為 kb/s。 GSM 的控制信道 ? 控制信道（ CCH）傳輸各種信令信息 ? 廣播信道（ BCH） ? 頻率校正信道（ FCCH） ? 同步信道（ SCH） ? 廣播控制信道（ BCCH） ? 公共控制信道（ CCCH ） ? 呼叫信道（ PCH） ? 隨機(jī)接入信道（ RACH） ? 接入許可信道（ AGCH） ? 專用控制信道（ DCCH） ? 獨(dú)立專用控制信道（ SDCCH） ? 慢相關(guān)控制信道（ SACCH） ? 快相關(guān)控制信道（ FACCH） 廣播控制信道（ BCCH） ? 單向下行信道 ， 傳輸系統(tǒng)公用控制信息。 如網(wǎng)絡(luò)同步信息，建立在該信息上， MS能夠決定是否和如何通過現(xiàn)行小區(qū)接入系統(tǒng)，該信道的信息還可以使 MS識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，接入網(wǎng)絡(luò)等等。 ? 廣播信息可分成下面幾組： ① 給出網(wǎng)絡(luò)和相鄰小區(qū)的唯一識(shí)別信息，小區(qū)識(shí)別移動(dòng)網(wǎng)編碼（形成 IMSI的部分），位置地區(qū)識(shí)別（ LAI）和相鄰小區(qū)廣播控制信道的頻率信息等。 ② 描述當(dāng)前控制信道結(jié)構(gòu)的信息，用于小區(qū)的控制信道配置，周期位置更新計(jì)時(shí)器和類似信息。 ③定義小區(qū)所支持選擇信息，是否允許不連續(xù)發(fā)送（ DTX）；小區(qū)重新選擇的滯后， MS在接入控制信道時(shí)可使用的最大發(fā)射功率級(jí)， MS允許接入系統(tǒng)所需要的最小接收信號(hào)級(jí)別，是否支持半速編解碼或者支持?jǐn)U展的 GSM頻率。 ④控