【文章內(nèi)容簡介】 用 4/12 頻率復(fù)用方式時，每小區(qū)可用頻道數(shù)最大僅 2個（ 16 個信道），有些只能用到 1個（ 8個信道）。為此，中國移動通信公司下發(fā)各省移動通信公司將 4MHZ 帶寬向下擴展 2MHZ，使 GSM 數(shù)字移動通信網(wǎng)從可用頻道 76~95（ 20）個擴展到 66~95（ 30 個）， 4/12 方式每個小區(qū)一般可用 3 個頻道（ 24 信道），最小也能 用到 2 個頻道（ 16 個信道）。 保護(hù)帶寬 400KHZ 當(dāng)一個地區(qū)數(shù)字移動通信系統(tǒng)與模擬移動系統(tǒng)共存時，兩系統(tǒng)之間（頻道中心頻率之間）應(yīng)有約 400KHZ 的保護(hù)帶寬，通常是模擬網(wǎng)預(yù)留。中國移動公司與中國聯(lián)通公司的數(shù)字移動通信系統(tǒng)之間也應(yīng)有 400KHZ 的保護(hù)帶寬，即它們之間用一個頻道，或由中國移動公司一方預(yù)留，或由中國聯(lián)通公司一方預(yù)留。 第四節(jié) 信道分類 控制信道與業(yè)務(wù)信道是邏輯信道的兩個大類。其信道如圖 。 信道分類 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道和話音業(yè)務(wù)信道是主要的業(yè)務(wù)信道 。業(yè)務(wù)信道 TCH 主要傳輸數(shù)字話音或數(shù)據(jù)，其次還有少量的隨路控制信令。 圖 GSM 信道系統(tǒng) 控制信道 控制信道（ CCH）用于傳送同步信號與信令。廣播信道（ BCH）、專用控制信道（ DCCH）與公共控制信道（ CCCH）是控制信道的三種。 第 五 節(jié) GSM 無線關(guān)鍵技術(shù) (1).交織技術(shù) 在陸地移動通信的無線接口中，比特差錯經(jīng)常是成串發(fā)生的。這是由于多徑衰落造成的持續(xù)較長的深衰落空洞會影響到一連串相關(guān)的比特。然而，信道編碼僅在檢測和校正單個差錯和不太長的差錯串時才有效。為了解決這一問 題，就要找到把一條消息中的相關(guān)比特分開傳播的方法，即一條消息中的相關(guān)比特以非相關(guān)方式被發(fā)送，以降低多徑衰落的影響。這樣，在傳輸過程中即使發(fā)生了成串差錯，恢復(fù)成一條相關(guān)比特串的消息時，差錯也就變成單個 (或長度很短 )的差錯，這時再用信道編碼糾錯功能糾正差錯，就能恢復(fù)原消息。這種方法就是交織技術(shù)。 交織技術(shù)的一般原理 : 如圖 。假定序列 A 由 4個 4比特組成的消息分組，如直接發(fā)送，在空中受到干擾，第二個比特分組全部丟失，則導(dǎo)致在接收端無法解出第二個比特分組的信息。 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 序列 A（發(fā)送） 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 序列 A（接收一） 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 序列 A（交織） 1 1 1 1 3 3 3 3 4 4 4 4 序列 A（接收二） 1 3 4 1 3 4 1 3 4 1 3 4 序列 A（去交織） 圖 交織技術(shù)原理 如果把序列 A 的 4個相關(guān)的比特分組中的第 1個比特取出來，并讓這 4個第 1比特組成一個新的 4比特分組，稱作第一幀， 4個消息分組中的比特 2～ 4，也作同樣處理，然后依次傳送第 1比特組成的幀，第 2比特組成的幀。在傳輸期間，幀 2丟失，如果沒有交織，那就會丟失整個消息組，但采用交織后，可見僅每個消息 組的第 2比特丟失，再利用信道編碼及去交織，全部分組中的消息仍能得以恢復(fù)，這就是交織技術(shù)的基本原理。概括地說，交織就是把碼字的 b 個比特分散到 n個幀中，以改變比特間的鄰近關(guān)系，因此 n 值越大，傳輸特性越好，但傳輸時延也越大，所以在實際使用中必須作折衷考慮。 (2)． GSM 系統(tǒng)采用的交織方式 在 GSM 系統(tǒng)中，信道編碼后進(jìn)行交織，交織分為兩次， 第一次交織為內(nèi)部交織，第二次交織為塊間交織。 話音編碼器和信道編碼器將每一 20ms 話音數(shù)字化并編碼，成為 456個比特的聲碼塊。首先對它進(jìn)行內(nèi)部交織，即將 456個比特分成 8幀，每幀 57比特 . 如果將同一組 20ms 話音的 2組 57比特插入到同一普通突發(fā)脈沖序列中，那么 圖 GSM 20ms 話音編碼交織 該突發(fā)脈沖串丟失則會導(dǎo)致該 20ms 的話音損失 25％的比特，顯然信道編碼難以恢復(fù)這么多丟失的比特。因此必須在兩個話音幀間進(jìn)行一次交織，即塊間交織。即把每 20ms 話音 456 比特分成的 8 幀為一個塊，假設(shè)有 A、 B、 C、 D四塊，在第一個普通突發(fā)脈沖串中，兩個 57 比特組分別插入 A塊和 D 塊的各 1幀，這樣一1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 映射到脈沖 ..... ..... 加入偷幀位 ..... 交織 ..... ..... ..... 2 x 57 bits Block n1 (456 bits) 57 bits Block n (456 bits) Block n+1 (456 bits) 1 2 3 4 5 6 7 0 1 time slot 114 bits 114 bits 114 bits 114 bits 114 bits 114 bits 114 bits 114 bits 116 bits 116 bits 116 bits 116 bits 116 bits 116 bits 116 bits 116 bits burst n3 burst n2 burst n1 burst n burst n+1 burst n+2 burst n+3 burst n+4 個 20ms 的話音 8幀分別插入 8 個不同普通突發(fā)脈沖序列中，然后一個一個突發(fā)脈沖序列發(fā)送，發(fā)送的突發(fā)脈沖序列首尾相接處不是同一話音塊，這樣即使在傳輸中丟失一個脈沖串，只影響每一話音比特數(shù)的 ％，而這能通過信道編碼加以校正。 此外，為了達(dá)到更好的效果，對于同一脈沖串內(nèi)的不同碼塊，再次進(jìn)行二次交織。如圖 ： 2 6 0 b i t sB04 5 6 b i t s 4 5 6 b i t s 4 5 6 b i t sB1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7C0 B4 C1 B5 C2 B6 C3 B7 D0 C4 D1 C5 D2 C6 D3 C7T a i l C3( 0 )B7( 0 )C3( 1 )B7( 1 )C3( 2 7 )B7( 2 7 )C3( 2 8 )SFB7( 2 9 )C3( 2 9 )B7( 2 8 )SFT r a i n i n gs e q u e n zT a i lB7( 5 6 )C3( 5 6 )B7( 5 5 )C3( 5 5 )2 6 b i t s 8 . 2 5 b i t sGP2 6 0 b i t s 2 6 0 b i t s語音編碼信道編碼交織塊內(nèi)交織物理時隙 圖 GSM 的二次交織 二 次交織進(jìn)一步打亂了信息的相關(guān)性，提高了系統(tǒng)抗多徑衰落的能力，但卻增加了系統(tǒng)時延。因此，在 GSM 系統(tǒng)中，移動臺和中繼電路上增加了回波抵消器，以改善由于時延而引起的通話回音。 (2). 跳頻技術(shù) 跳頻就是按照預(yù)先定義的跳頻序列（ FHS）隨機地改變正在進(jìn)行通信的信道所占用頻率的技術(shù)。在同一個頻道組內(nèi)，各跳頻序列應(yīng)是正交的，各信道在跳頻傳輸過程中不能被碰撞。 過去采用跳頻技術(shù)是為了確保通信的秘密性和抗干擾性，它首先被用于軍事通信，后來發(fā)現(xiàn)在移動通信中，電波傳播多徑效應(yīng)引起的瑞利衰落與傳輸?shù)陌l(fā)射頻率有關(guān)，衰 落空洞將因頻率的不同發(fā)生在不同地點，如果在通話期間載波頻率在幾個頻點上變化，則傳送信息僅在短時間內(nèi)受到衰落空洞的影響，尤其是處于多徑環(huán)境中的漫速移動的移動臺通過采用跳頻技術(shù)，能大大改善移動臺的通信質(zhì)量，可達(dá)到頻率分集的效果。此外，跳頻還具有干擾分集的作用。由于跳頻頻道間的不相關(guān)性，分離了來自許多小區(qū)的同頻干擾，可提高蜂房小區(qū)的容量。 跳頻系統(tǒng)分為快跳頻和慢跳頻兩種。慢跳頻的跳頻頻率低于或等于調(diào)制符號 速率，即在一個或幾個調(diào)制符號周期內(nèi)跳頻一次；快跳頻的跳頻頻率大于調(diào)制符號速率，即在一個調(diào)制符號周期內(nèi)跳 頻一次以上。 在 GSM 標(biāo)準(zhǔn)中采用慢跳頻技術(shù)。每秒 217跳，每跳周期為 1200比特。 GSM 系統(tǒng)中的跳頻分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種。 基帶跳頻的原理是將話音信號隨著時間的變換使用不同頻率發(fā)射機發(fā)射，其原理圖如圖 。 0 1 2 3 4 5 6 7 T RX 1 T RX 2 T RX 3 T RX 4 圖 由上圖可見，基帶跳頻中可供跳頻的頻率數(shù) N(hop)≦基站載頻數(shù) N(TRX)?；鶐l適用于合路器采用空腔耦合器的基站，由于這種空腔耦合器的諧振腔無法快速改變發(fā)射頻率，故基站無法靠改變載 頻頻率的方法實現(xiàn)跳頻。實施的方框圖如圖所示，其中，收發(fā)信機負(fù)責(zé)無線信號的接收與發(fā)送，基帶處理單元進(jìn)行信道的處理。 圖 基帶跳頻實施框圖 為了實現(xiàn)基帶跳頻，如圖 ，收發(fā)信機與基帶處理單元之間的連接由路由轉(zhuǎn)接器來控制，在用戶通信過程中，要求無論移動臺通信頻率如何變化，負(fù)責(zé)處理用戶鏈路的基帶處理單元要保持不變，而基帶跳頻中所有收發(fā)信機的頻率也不變。那么，怎樣才能確保跳頻實現(xiàn)呢？其實只要在路由轉(zhuǎn)接器中根據(jù)預(yù)先設(shè)定的跳頻方式來改變收發(fā)信機與基帶處理單元之間的連接，就能保證該基帶處理單元與用戶之間 的通信鏈路始終保持暢通。由此可見，由于頻率變換的范圍僅限于基站所擁有的收發(fā)信機的個數(shù)，故跳頻的頻率數(shù) N(hop) ≦基站載頻數(shù)N(TRX)。 基帶處理 2 路由轉(zhuǎn)接器 基帶處理 1 收發(fā)信機 1 收發(fā)信機 2 耦 合 器 射頻跳頻是將話音信號用固定的發(fā)射機，由跳頻序列控制，采用不同頻率發(fā)射，原理圖如圖 。射頻跳頻為每個時隙內(nèi)的用戶