【正文】 傳送移動臺接收到的關(guān)于服務(wù)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(diào)整。上行和下行信道，點對點方式傳播。 快速隨路控制信道（ FACCH）：它與一個 TCH 相關(guān)。工作于借用模式，即在話音傳輸 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 20ms 的話音（數(shù)據(jù)）來傳送。這一般在切換時發(fā)生。由于語音譯碼器會重復(fù)最后 20ms 的話音，因此這種中斷不被用戶查覺。 控制信道的配置是依據(jù)每小區(qū)（ BTS）的載頻（ TRX）數(shù)而定的。當(dāng)某小區(qū)配置一個載頻時，僅需一個控制信道。 （ 2） TDMA 幀 在 TDMA 中，每個載頻被定義為一個 TDMA 幀，相當(dāng)于 FDMA 系統(tǒng)中的一個頻道，每幀包括 8 個時隙（ TS07），要有 TDMA 幀號，這是因為 GSM 的特性之一是客戶保密性好，是通過在發(fā)送 信息前對信息進行加密實現(xiàn)的。計算加密序列的算法是以 TDMA 幀號為一個輸入?yún)?shù)，因此每一幀都必須有一個幀號。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。 TDMA幀號是以 （ 2715648個 TDMA幀）為周期循環(huán)編號的。每 2715648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 ，每個超幀又是由復(fù)幀組成。復(fù)幀分為兩種類型。 圖 7 復(fù)幀結(jié)構(gòu)圖 26幀的復(fù)幀 它包括 26 個 TDMA 幀，持續(xù)時長 120ms， 51個這樣的復(fù)幀組成一個超幀。這種復(fù)幀用于攜帶 TCH（和 SACCH 加 FACCH）。 51幀的復(fù)幀 它包括 51 個 TDMA 幀，持續(xù)時長 3060／ 13ms。 26 個這樣的復(fù)幀組成一個超幀。這種復(fù)幀用于攜帶 BCH 和 CCCH。 （ 3）突發(fā)脈沖序列（ Burst） TDMA 信道上一個時隙中的信息格式稱為突發(fā)脈沖序列。共有五種類型。 ① 普通突發(fā)脈沖序列（ NB）：用于攜帶 TCH 及除 RACH， SCH 和 FCCH 以外的控制信道上的信息。 ② 頻率校正突發(fā)脈沖序列 （ FB）：用于移動臺的頻率同步，它 是一個純正弦波 。 ③ 同步突發(fā)脈沖序列（ SB）：用于移動臺的時間同步，它包括一個易被檢測的長同步序列并攜帶有 TDMA 幀號和基站識別碼（ BSIC）信息。 2047 2046 2 1 0 …… 1個超高幀＝ 2048個超幀 0 1 2 3 4 5 6 7 1個幀＝ 8個時隙 0 25 24 1 …… 0 50 49 1 …… 1個復(fù)幀＝ 26個幀 1個復(fù)幀＝ 51個幀 0 50 49 1 …… 0 25 24 1 …… 1個超幀＝ 51個復(fù)幀 1個超幀＝ 26個復(fù)幀 ④ 接入突發(fā)脈沖序列（ AB）：用于隨機接入，它有一個較長的保護間隔，這是為了適應(yīng)移動臺首次接入（或切換到另一個 BTS）后不知道時間提前量而設(shè)置的。 ⑤ 空閑突發(fā)脈沖序列（ DB）：此突發(fā)脈沖序列在某些情況下由 BTS 發(fā)出，不攜帶任何信息。它的格式與普通突發(fā)脈沖序列相同，其中加密比特改為具有一定比 特 模型的混合比特。 GSM 空中控制技術(shù) 1. 空間分集 多徑衰落和陰影衰落產(chǎn)生原因是不相同的。隨著移動臺的移動，瑞利衰落隨信號瞬時值快速變動，而對數(shù)正態(tài)衰落隨信號平均值（中值）變動。這兩者是構(gòu)成移動通信接收信號不穩(wěn)定的主要因素，使接收信號被大大地惡化，雖然通過增加發(fā)信功率、天線尺寸和高度等方法能取得改善，但采用這些方法在移動通信中比較昂貴，有時也顯得不切實際。而采用分集方法即在若干個支路上接收相互問相關(guān)性很小的載有同一消息的信號，然后通過合并技術(shù)再將各個支路信號合并輸出，那么便可在接收終端上大大降低深衰落的概率 。 分集的方法有空間分集、頻率分集、極化分集、時間分集和 多徑 分集等多種。在移動通信中，通常采用空間分集，因此這里也就此方法進行討論。 在移動通信中，空間略有變動就可能出現(xiàn)較大的場強變化。當(dāng)使用兩個接收信道時，它們受到的衰落影響是不相關(guān)的，且二者在同一時刻經(jīng)受深衰落谷點影響的可能性也很小，因此這一設(shè)想引出了利用兩副接收天線的方案，獨立地接收同一信號，再合并輸出，衰落的程度能被大大地減小，這就是空間分集。 根據(jù)實際經(jīng)驗，分集接收天線間隔在 3米以上效果較好。 2: 時間色散和均衡 數(shù)字傳 輸?shù)囊霂砹肆硪粏栴}是時間色散。這一問題也起源于反射，但與多徑衰落不同，其反射信號來自遠離接收天線的物體約在幾千米遠處，圖 10 為時間色散一例。由基站發(fā)送 “1” 、 “0” 序列，如果反射信號的達到時間剛好滯后直射信號一個比特的時間，那么接收機將在從直射信號中檢出“0” 的同時，還從反射信號中檢出 “1” ，于是導(dǎo)致符號 “1” 對符號 “0” 的干擾。 圖 10 時間色散 在 GSM系統(tǒng)中，比特速率為 270kbit／ s，則每一比特時間為 ?s。因此，一比特對應(yīng) 。假如反射點在移動臺之后 lkm，那么反射信號的傳輸路徑將比直射信號長 2km。這樣就會在有用信號中混有比它遲到兩比特時間的另一個信號，出現(xiàn)了碼間干擾。在 GSM 系統(tǒng)中采用了自適應(yīng)均衡技術(shù)，這一問題的得以緩解。 均衡有兩個基本途 徑：一為頻域均衡，它使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。二為時域均衡，就是直接從時間響應(yīng)考慮，使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間串?dāng)_的條件。 3： 基站與移動臺間的時間提前量 (TA) 由于在空中接口采用了 TDMA 技術(shù)，那么某一移動臺必須在指配給它的時隙內(nèi)發(fā)送，而在其余時間又必須保持寂靜，否則它會干擾使用同樣載頻上不同時隙的另一些移動客戶。 假如某移動臺占用了時隙 2（ TS2），可它在呼叫期間向遠離基站方向移動，因此從基站發(fā)出的信息，將會越來越遲地到達移動臺。與此同時移動 臺的應(yīng)答信息，也會越來越遲地到達基站。如果不采取措施，該時延長至使該移動臺在 TS2發(fā)送的信息與基站在 TS3接受到的另一個呼叫信息重迭起來。所以，在呼叫進行期間，必須監(jiān)視呼叫到達基站的時間，并由系統(tǒng)向移動臺發(fā)送指令，隨著移動臺離開基站的距離，逐步指示移動臺提前發(fā)送的時間，這就是時間的提前量 (TA)。 時間 提前量 是 0～ 63個比特之間的任意值。如 0個比特就表示不必調(diào)整，表明 MS 和 BTS 在一起。 63 個比特是調(diào)整的最大量，也就是 BTS 與 BS 之間最長距離。所以我們說， GSM 系統(tǒng)最大覆蓋范圍是： ?s ? 63 ? 3 ? 108m／ s = 70km ?s：每個比特的時長 。 63：時間 提前量 最大比特數(shù)。 3 *108m／ s ：電波速度。 其覆蓋半徑是 35km。 當(dāng)一個特定連接建立時， BTS 不斷測量自己脈沖時隙與收到的 MS 時隙之間的時間偏移量?；谶@個測量，它可以向 MS 提供要求的時間提前量，并在SACCH 上以每秒 2次的頻度通知 MS。 4:跳頻技術(shù) 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，后來在 GSM 標(biāo)準(zhǔn)中也被采 納。 跳頻功能主要是： (1) 改善衰落。 (2) 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)，大大改善移動臺的通信質(zhì)量，相當(dāng)于頻率分集。 (3) 跳頻相當(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。 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，實施的方框圖如圖 13所示。 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，實施框圖如圖 13 所示。需要說明的是，射頻跳頻必須有兩個發(fā)射機，一個固定發(fā)射載頻，因它 帶有控制信道 BCCH；另一發(fā)射機載波頻率可隨著跳頻序列的序列值的改變而改變。 圖 13 跳頻實施框圖 射頻跳頻比基帶跳頻具有更高的性能改善和抗同頻干擾能力，但其缺點是： (1) 射頻跳頻只有當(dāng)每小區(qū)擁有 4個頻率以上時效果比較明顯。 (2) 射頻跳頻必須使用 HIBRID 合成器，每小區(qū)如使用 4個載頻就需要配置 3 個 HIBRID，損耗約 6dB，比空腔合成器的損耗大 3dB 左右。對基站覆蓋范圍有一定影響。 (3) 合成器要求 網(wǎng)絡(luò) 中各基站必須同 步。 綜上原因，大多數(shù)廠家的 BTS 是采用基帶跳頻技術(shù)，采用射頻跳頻技術(shù)的較少。我們省地市分公司都采用基帶跳頻技術(shù)。 5:不連續(xù)發(fā)射 (DTX) 在一個通信過程中，其實移動用戶僅有 40％的時間用于通話，大部分時間都沒有傳遞話音消息。如果將這些信息全部傳送給網(wǎng)絡(luò)的話，這不但會對系統(tǒng)資源造成浪費而叢也將使系統(tǒng)內(nèi)的干擾加重。 針對這種情況， GSM 便引入了不連續(xù)發(fā)射 DTX 的機制，它通過禁止傳輸用戶認(rèn)為不需要的無線信號，從而使干擾電平降低來提高系統(tǒng)的效率。此外，該機制還能節(jié)省移動臺的電池，從而延長移動臺的持機時間。但 在傳送數(shù)據(jù)時，不應(yīng)使用該功能。 GSM 系統(tǒng)有兩種傳輸模式，一種是正常的模式，在這種情況下噪聲將與話音具有同樣的傳輸質(zhì)量；另一種便是不連續(xù)發(fā)射 (DTX)的模式，在這種情況下移動臺將僅傳送被編碼的背景噪音，這種噪聲可被稱為“舒適噪聲”。由于“舒適噪聲”是人為制造的，因而是有規(guī)律的、周期性的產(chǎn)生，當(dāng)它被解碼時不會讓聽者感到厭煩。使用它的主要目的是在不需傳送話音的情況下，一方面用來滿足系統(tǒng)測量的需要，另一方面用來使聽著不會誤認(rèn)為掉話。 DTX 傳輸模式僅需要很低的速率就能解決，在該模式下的話音流每 480ms 才傳送 260bit 的編碼。而正常模式下的話音流每 20ms 將產(chǎn)生 260bit 的編碼。 DTX 模式和正常的模式是可選的，因為在 DTX 模式下會使傳輸質(zhì)量稍有下降。特別是當(dāng)通信雙方都是 GSM的移動用戶時，由于 DTX將會在同一條路徑上使用兩次，這就會對通信質(zhì)量帶來比較嚴(yán)重的影響，因此在這種情況下時，一般不允許使用 DTX 模式傳輸。 6:功率控制 功率控制是指在一定范圍內(nèi)，用無線方式來改變移動臺或基站 (或兩者 )的發(fā)射功率，它的目的與不連續(xù)發(fā)射 (DTX)的目的相同，是為了減少整個系統(tǒng)的干擾，提高頻譜利用率，并可延長移動臺的電池的壽 命。當(dāng)接收端的接收電平和質(zhì)量很好時，可以適當(dāng)?shù)慕档蛯Χ说陌l(fā)射功率，使通信保持在一定的水平上，這樣就能減少對周圍地區(qū)其它呼叫的干擾。 在 GSM 中，對上行鏈路和下行鏈路都可分別使用功率控制，而且可對每個處在專用模式下的移動臺獨立進行。規(guī)范中，規(guī)定上行鏈路的移動臺功率控制的范圍為 20 一 30dB，根據(jù)移動臺的功率級別 (目前 GSM900 手機的功率大部分都屬 CLASS 4，即最大發(fā)射功率為 33dBm)，每一步可改變 2dB。下行鏈路的功率控制范圍由設(shè)備制造商來決定。 BSS 管理兩個方向上的功率控制，在專用模式 下移動臺的發(fā)射功率是由BSS來決定的，它通過基站 BTS對上行鏈路進行的接收電平和接收質(zhì)量的測量并考慮移動臺的最大發(fā)射功率來計算出移動臺所需的發(fā)射功率，改變移動臺功率的命令和改變時間提前量值的命令在每一個下行的 SACCH 信息塊所帶的第一層的報頭傳送給移動臺。移動臺將在上行的 SACCH 第一層報頭設(shè)置上現(xiàn)在所使用的功率電平并隨測量報告發(fā)送給基站。在下行鏈路上，將由移動臺來測量它對基站的接收電平，再由基站來決定它所需的傳輸功率并自行調(diào)節(jié)。 在移動臺和基站的連接開始時，由 BSC 來選擇移動臺和 BTS 的初始傳輸功率。 第四節(jié) GSM 的通信事件 移動通信系統(tǒng)和固定電話系統(tǒng)有一個很大的區(qū)別，就是移動通信系統(tǒng)中的終端 MS的位置是不斷進行變化的，因此為了和系統(tǒng)保持聯(lián)系， MS就需要不停的和系統(tǒng)進行信息交換。 因此 GSM移動通信系統(tǒng)中的通信事件主要和 MS有關(guān)，首先介紹一下 MS的狀態(tài)。 終端狀態(tài)一般是處于 MS(客戶 )開機 (空閑狀態(tài) )、 MS關(guān)機和 MS通話三種狀態(tài)之一，因此 網(wǎng)絡(luò) 需要對這三種狀態(tài)做相應(yīng)處理。 (1) MS 開機， 網(wǎng)絡(luò) 對它作空閑狀態(tài)。 當(dāng)移動臺開機 (打開電源 )后，它首先要在空中接口上搜索以找到正確的頻點，并依靠搜索到的 正確頻點校正和同步頻率，并將此頻點鎖定。該頻點載有廣播信息和可能的尋呼信息。 (2)MS 關(guān)機，從網(wǎng)絡(luò)中“分離”。 前面已經(jīng)提到，一個激活狀態(tài)的 MS 在 VLR 中標(biāo)有“附著”標(biāo)記。當(dāng) MS電源關(guān)機時， MS 即向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送最后一條消息，其中包括分離處理請求， MSC 接收到后，即通知 VLR 對該 MS 對應(yīng)的 IMSI 上作“分離”標(biāo)記，而歸屬位置寄存器(HLR)并沒有得到該客戶已脫離網(wǎng)絡(luò)的通知。當(dāng)該客戶被尋呼， HLR 向拜訪 MSC／ VLR要漫游號碼 (MSRN)時， MSC／ VLR通知 HLR該客戶已分離 網(wǎng)絡(luò) ，不再需要發(fā)送尋找該客戶的尋呼 消息。