【文章內(nèi)容簡介】 位無線區(qū)群彼此鄰接排布，覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)域，如圖所示。 972101081重復(fù)使用信道組序號(hào)1164116412531812359271146124510189279271146114610181235 4 3頻率復(fù)用 （一）、 GSM無線接口傳輸特性 ? 工作頻段的分配 ?GSM系統(tǒng)包括 900 MHz和 1800 MHz兩個(gè)頻段 。 ?早期使用的是 GSM900頻段 ， 隨著業(yè)務(wù)量的不斷增長 ， DCS1800頻段投入使用 。 ?目前 ， 在許多地方這兩個(gè)頻段的網(wǎng)絡(luò)同時(shí)存在 ，構(gòu)成 “ 雙頻 ” 網(wǎng)絡(luò) 。 ?GSM使用的 900 MHz、 1800 MHz頻段介紹如表所示。 GSM使用的 900 MHz、 1800 MHz頻段特性 特性 900 MHz頻段 1800 MHz頻段 頻率范圍 890～ 915 MHz(移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收 ) 935～ 960 MHz(移動(dòng)臺(tái)收，基站發(fā) ) 1710～ 1785 MHz(移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收 ) 1805～ 1880 MHz(移動(dòng)臺(tái)收，基站發(fā) ) 頻帶寬度 25 MHz 75 MHz 信道帶寬 200 kHz 200 kHz 頻道序號(hào) 1～ 124 512～ 885 中心頻率 fU=890+ MHz fD= fU+45 MHz N=1～ 124 fU=+(n512) MHz fD= fU+95 MHz N=512～ 885 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 ?1. GSM系統(tǒng)信道分類 ?1) 物理信道 ? GSM的無線接口采用 TDMA接入方式 ， 即在一個(gè)載頻上按時(shí)間劃分 8個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè) TDMA幀 ， 每個(gè)時(shí)隙稱為一個(gè)物理信道； ?每個(gè)用戶按指定載頻和時(shí)隙的物理信道接入系統(tǒng)并周期性地發(fā)送和接收脈沖突發(fā)序列 ， 完成無線接口上的信息交互 。 ?每個(gè)載頻的 8個(gè)物理信道記為信道 0～ 7(時(shí)隙 0～7)， 當(dāng)需要更多的物理信道時(shí) ， 就需要增加新的載波 ， 因而 GSM實(shí)質(zhì)上是一個(gè) FDMA與 TDMA的混合接入系統(tǒng) 。 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 ?2) 邏輯信道 ? 根據(jù) BTS與 MS之間傳遞的信息種類不同 ， GSM定義了多種邏輯信道傳遞這些信息 。 ?邏輯信道在傳輸過程中映射到某個(gè)物理信道上 ， 最終實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸 。 ? 邏輯信道可分為兩類，即 業(yè)務(wù)信道(TCH)和 控制信道 (CCH)。 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 ?(1) 業(yè)務(wù)信道 (TCH) ?業(yè)務(wù)信道主要傳送數(shù)字話音或用戶數(shù)據(jù)，在前向鏈路和反向鏈路上具有相同的功能和格式。 ? GSM業(yè)務(wù)信道又可以分為 全速率業(yè)務(wù)信道 (TCH/F)和 半速率業(yè)務(wù)信道 (TCH/H)。 ?當(dāng)以全速率傳送時(shí)，用戶數(shù)據(jù)包含在每幀的一個(gè)時(shí)隙內(nèi)；當(dāng)以半速率傳送時(shí)，用戶數(shù)據(jù)映射到相同的時(shí)隙上。 ?也就是說，兩個(gè)半速率信道用戶將共享相同的時(shí)隙，但是每隔一幀交替發(fā)送。 ?目前使用的是全速率業(yè)務(wù)信道，將來采用低比特率話音編碼器后可使用半速率業(yè)務(wù)信道，從而在信道傳輸速率不變的情況下，信道數(shù)目可加倍，也就是系統(tǒng)容量加倍。 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 ?(2) 控制信道 (CCH) ?控制信道用于傳送信令和同步信號(hào)。某些類型的控制信道只定義給前向鏈路或反向鏈路。 ?GSM系統(tǒng)中有三種主要的控制信道： 廣播信道(BCH)、 公共控制信道 (CCCH)和 專用控制信道(DCCH)，每個(gè)信道由幾個(gè)邏輯信道組成，這些邏輯信道按時(shí)間分布提供 GSM必要的控制功能。 ?下面以圖、表的形式對(duì)每個(gè)信道及其任務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 尋呼信道PCH頻率校正信道 FCCH( 下行 )( 下行 )( 下行 )( 下行 )( 下行 )( 上 / 下行 )( 上 / 下行 )( 上 / 下行 )同步信道SCH廣播控制信道BCCH隨機(jī)接入信道RACH允許接入信道AG CH廣播信道BCH公用控制信道CCCH專用控制信道DCCH獨(dú)立專用控制信道SDC CH慢速輔助控制信道SAC CH快速輔助控制信道FAC CH業(yè)務(wù)信道控制信道信道分類( 上行 )GSM系統(tǒng)的信道分類 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 信 道 名 稱 方向 功 能 與 任 務(wù) 頻率校正信道 (FCCH) 下行 給移動(dòng)臺(tái)提供 BTS頻率基準(zhǔn) 同步信道 (SCH) 下行 BTS的基站識(shí)別及同步信息 (TDMA幀號(hào) ) 廣播控制信道 (BCCH) 下行 廣播系統(tǒng)信息 尋呼信道 (PCH) 下行 發(fā)送尋呼消息 ， 尋呼移動(dòng)用戶 允許接入信道 (AGCH) 下行 SDCCH信道指配 CCH信道類型 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 CCH信道類型 隨機(jī)接入信道 (RACH) 上行 移動(dòng)臺(tái)向 BTS的通信接入請(qǐng)求 獨(dú)立專用控制信道(SDCCH) 上 /下行 TCH尚未激活時(shí)在 MS與 BTS間交換信令消息 慢速輔助控制信道(SACCH) 上 /下行 在連接期間傳輸信令數(shù)據(jù) ， 包括功率控制 、 測(cè)量數(shù)據(jù) 、 時(shí)間提前量及系統(tǒng)消息等 快速輔助控制信道(FACCH) 上 /下行 在連接期間傳輸信令數(shù)據(jù) (只在接入 TCH或切換等需要時(shí)才使用 ) （二）、 GSM系統(tǒng)信道 ?業(yè)務(wù)信道和各種控制信道是如何使用的？ ?以 GSM系統(tǒng)中 移動(dòng)臺(tái)發(fā)出呼叫 的情況為例。 ?首先，用戶在監(jiān)測(cè) BCH時(shí)，必須與相近的基站取得同步。通過接收 FCCH、 SCH和 BCCH信息，用戶將被鎖定到系統(tǒng)及適當(dāng)?shù)?BCH上。 ?為了發(fā)出呼叫，用戶首先要撥號(hào)，并按 GSM手機(jī)上的發(fā)射按鈕。移動(dòng)臺(tái)用它鎖定的基站的射頻載波(ARFCN)來發(fā)射 RACH數(shù)據(jù)突發(fā)序列。 ?然后，基站以 CCCH上的 AGCH信息來響應(yīng)， CCCH為移動(dòng)臺(tái)指定一個(gè)新的信道進(jìn)行 SDCCH連接。 （二）、 GSM系統(tǒng)信道 ?正在監(jiān)測(cè) BCH中時(shí)隙 0(TS0)的用戶，將從 AGCH接收到分配給它的載頻 (ARFCN)和時(shí)隙 (TS)，并立即轉(zhuǎn)到新的載頻 (ARFCN)和 TS上，這一新的載頻和 TS分配就是 SDCCH(不是 TCH)。 ? 一旦轉(zhuǎn)接到 SDCCH，用戶首先等待傳給它的SACCH幀 (等待最大持續(xù) 26幀或 120 ms)，該幀告知移動(dòng)臺(tái)要求的定時(shí)提前量和發(fā)射功率。 ?基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)以前的 RACH傳輸數(shù)據(jù)能夠決定出合適的定時(shí)提前量和功率等級(jí)，并且通過 SACCH發(fā)送適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)供移動(dòng)臺(tái)處理。 ?在接收和處理完 SACCH中的定時(shí)提前量信息后，用戶能夠發(fā)送正常的、話音業(yè)務(wù)所要求的突發(fā)序列消息。 信道的幀結(jié)構(gòu) 2047 0 1 2 0 1 2 48 49 50 0 1 2 3 24 25 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 48 49 50 24 25 0 11超高幀= 20 48 超幀=2 71 56 48 TD MA 幀1超幀= 13 26 TD MA 幀=5 1復(fù)幀( 26 幀) 或 2 6復(fù)幀( 51 幀)1( 26 幀)復(fù)幀= 26 TD MA 幀 1( 51 幀)復(fù)幀= 51 TD MA 幀1T DM A幀= 8時(shí)隙 時(shí)隙和突發(fā) 時(shí)隙：為 ，含 。 突發(fā)序列：在一個(gè)時(shí)隙中，被發(fā)送的無線載波所攜帶的信息比特串。 根據(jù)功能不同，共有 4種突發(fā)形式： 普通突發(fā)序列：攜帶業(yè)務(wù)信道和除 FCCH、 SCH、RACH外的控制信道信息。 頻率校正突發(fā)序列：用于移動(dòng)臺(tái)頻率同步。 同步突發(fā)序列：用于移動(dòng)臺(tái)定時(shí)同步。 接入突發(fā)序列：用于移動(dòng)臺(tái)隨機(jī)接入。 突發(fā)脈沖序列 3 加密比特58 訓(xùn)練序列26 加密比特58 3 保護(hù)時(shí)間 3 固定比特142 3 保護(hù)時(shí)間 3 訓(xùn)練序列41 加密比特36 3 保護(hù)時(shí)間 3 加密比特39 訓(xùn)練序列64 加密比特39 3 保護(hù)時(shí)間普通突發(fā)脈沖序列頻率校正突發(fā)脈沖序列接入突發(fā)脈沖序列 （三）、 話音編碼與信道編碼 ?GSM話音編碼器采用規(guī)則脈沖激勵(lì) —長期預(yù)測(cè)編碼 (RPELTP)。 ?其處理過程是先對(duì)模擬話音進(jìn)行 8 kHz抽樣 ， 調(diào)整每 20 ms為一幀 ， 然后進(jìn)行編碼 ， 編碼后的話音幀幀長 20 ms， 含 260 bit， 因而話音的純比特率為 13 kb/s。 ?在話音幀的 260 bit中根據(jù)這些比特對(duì)傳輸差錯(cuò)的敏感性可將其分成兩類： I類 (182 bit)和 II類(78 bit)。 ?GSM信道編碼器對(duì)這兩類數(shù)據(jù)根據(jù)其傳輸差錯(cuò)敏感性進(jìn)行不同的冗余處理。 （三）、 話音編碼與信道編碼 ?其中 ， I類數(shù)據(jù)比特對(duì)傳輸差錯(cuò)敏感性比較強(qiáng) ， 可考慮對(duì)其進(jìn)行信道編碼保護(hù)； ?對(duì)于 I類的 182 bit， 又可分成兩個(gè)子類： a類 (50 bit)和b類 (132 bit)。 ?其中 ， a類 50bit是非常重要的比特 ， 其重要性在于這 50 bit數(shù)據(jù)中任一比特的傳輸差錯(cuò)都會(huì)導(dǎo)致語音信號(hào)質(zhì)量的明顯下降 ， 致使該語音幀不可用 ， 直接影響到幀差錯(cuò)率 。 ?因此在信道編碼時(shí) ， 首先對(duì)這 50 bit進(jìn)行塊編碼 ， 加入循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 (CRC)， 再進(jìn)行信道編碼 。 ?對(duì)于 II類數(shù)據(jù)比特 ， 傳輸差錯(cuò)僅涉及到誤比特率的劣化 ，不影響幀差錯(cuò)率 ， 故無需對(duì)之進(jìn)行保護(hù) 。 （三）、 話音編碼與信道編碼 ?話音信號(hào)的信道編碼過程如圖所示。經(jīng)過信道編碼后，GSM一個(gè)話音幀的數(shù)據(jù)比特達(dá)到 456 bit，速率為 kb/s。 塊編碼器卷 積編碼器50 b it132 bit78 b it456 bit(53 ＋ 132 ＋ 4) 2＋ 3 （三）、 話音編碼與信道編碼 ?雖然信道編碼為話音信號(hào)傳輸提供了糾錯(cuò)功能，但它只能糾正一些隨機(jī)突發(fā)誤碼。 ?由于移動(dòng)傳播環(huán)境的惡劣和移動(dòng)用戶移動(dòng)的復(fù)雜性，常會(huì)遇到連續(xù)突發(fā)誤碼的情況，如 MS快速通過大樓的底部或快速穿過短隧道等，此時(shí)就無法充分發(fā)揮信道