【正文】 的名字，TACH/F的周期由8個BP組成，時長為（15/26）。所有的時隙號可以分解成8整數(shù)＋n，n=0，1，2……7對應于8個BP。我們可以用模8描述一個信道的位置，8個BP組成的周期稱為TDMA幀 。因此，可以用TN定義8個不同類型的TACH/F，具有相同模8整數(shù)倍的兩個TACH/F共存于同一個TDMA幀中。在網絡一側不同TN的8個TACH/F可以由一個發(fā)信機激勵，也就每個TACH/F是時分激勵的，這是時分多路概念的核心所在。正因此，可以大大減少收發(fā)信機的數(shù)量。TACH/F（或TCH/F與SACCH組）在時間域上是以26個TDMA幀為周期的，時長268BP = 120ms。在26個TDMA中，24個用于TCH/F的發(fā)送，一個用于SACCH的發(fā)送，一個空閑。但它們并不是簡單地按TDMA幀號劃分，而是復雜地交織在一起，其結構如圖34所示。從TDMA0到TDMA11和TDMA13到TDMA24，總計24個TN0時隙構成它所承載的TCH0/F的周期，TDMA12的TN 0為該TCH 0/F對應的SACCH，TDMA25的TN 0為空閑，TN1較TN 0滯后8（ BP）12＋1個時隙。就是從圖34中TDMA13的TN1，以及下一個26TDMA幀的前12個TDMA幀的TN1，總計24個時隙構成它承載的TCH/F的周期，該TCH/F對應的SACCH占據TDMA25的TN1。以此類推，TN2的SACCH在TDMA12的TN2，TN3的SACCH在TDMA25的TN3……。按SACCH分布在TDMA12和TDMA25，又可以分為兩種TCH/F類型。按照上面的排列結構，SACCH的周期為4268（BP）= 480ms。這種安排的原因出于網絡側的負載考慮。如果SACCH安排在幾乎同時送出，BTS勢必要在480ms內同時接收來自全部MS的SACCH消息，這就產生了每480ms重復一次的瞬間高負載情況。為了避免這種情況，采用令TN n ＋1（n = 0，1，……，6）的TACH/F周期較之TNn的TACH/F周期偏移128（BP）＋1 = 97BP的安排。這種安排在時隙結構上產生了影響，BTS處理TN0，TN1，……TN7共8個TCH/F的SACCH消息是分布在8個不同的時刻，很好地均勻了負載。從基站的角度看，下行方向延時3個BP就可以得到上行方向的結構。3BP延時在GSM系統(tǒng)中是一個常數(shù)，也就是上行時隙號是其對應下行時隙號的3BP的偏移。這種安排使得可以在兩個方向上用一個信道的時隙承載相同的TN。從MS的角度看，這是由于傳播時延的影響。MS用一個時間值來補償傳播時延，調整其收發(fā)間隔，這個值稱為時間提前量（Timing Advance）。此時，從MS角度看，上下行之間準確偏移量是3BP減去TA，TA值由BTS計算并通過信令方式通知MS，MS延時結構如圖35。 與TDMA的時隙相同，F(xiàn)DMA的頻隙概念是GSM復路方式的另一方面。GSM在900MHz頻帶所占的基本帶寬是兩個25MHz，分別是890—915MHz和935—960MHz，用于承載上行和下行。任何一對載頻之間的距離是45MHz（上下行對），而兩個載頻的間隔距離是200kHz，就是與TDMA時隙對應的頻隙。頻隙的中心頻點以200kHz間隔分布，在25MHz上總計有124個頻隙，如圖36所示。在GSM帶的邊界保留200kHz間隔。一般0載頻保留不用，所以在25MHz上可以存在122個有用頻隙。由于調制頻譜有時會超過200kHz，產生同頻或鄰頻干擾，這時邊界載頻會對鄰帶的非GSM應用產生不希望出現(xiàn)的干擾，所以一般不用頻段兩端的頻隙。GSM還在無線接口上采用慢速跳頻技術（SFH），所謂跳頻就是規(guī)則地改變一個信道所使用的頻隙。GSM引入慢速跳頻基于兩個原因：頻率分集（Frequency Diversity）和干擾分集（Interference Diversity）。 GSM系統(tǒng)的信道編碼與調制解調無線發(fā)射經過若干處理才能把原始數(shù)據變成最終的發(fā)射信號，反之，接收端也要進行一系列這樣的逆處理直至恢復原始數(shù)據，有關語音的處理過程如圖37。 脈沖串Burst是GSM的傳輸單元，它占時長為（576+12/13）us，即（156+1/4）bit位。在這個時間間隔內，激勵的幅度由0值快速變到正常值，把信號相位調制成一個發(fā)送的bit包，然后幅度迅速回歸0值。根據這個時間窗口上的時間——幅度軌跡的不同定義了幾種Burst，如標準Burst和接入Burst。用于調制的比特包一般由有用信息，加上一個訓練序列 （Training Sequency）和兩端的各三個0 bit組成。理論上，我們可以在一個無限的bit串上應用調制方法得到信號相位。因此，由前面的Burst串與后面的無限1 bit組成這樣的無限bit串。加在兩端的0 bit用于Burst定義，以避免解調無用的信息而降低解調效率，因為從1 bit到Burst的第一個0 bit，以及Burst最后一個0 bit到1 bit的變化可在Burst幅度曲線的邊界產生較陡的變化。訓練序列是一個收端已知的 bit串，帶有這種序列的發(fā)信號可以使收端準確定位接受窗口中的有用信號，同時也是一種抗干擾的方法，它是獲得良好解調的重要信息之一。根據不同的用途，GSM中定義了幾種Burst格式：接入Burst：用于MS建立與BTS的首次連接，此時MS與BTS之間的時延尚未確定。這種情況出現(xiàn)在上行方向的RACH上，是一種短Burst。F Burst和S Burst：分別用于FCCH和SCH，用于描述小區(qū)同步信息，供MS接入使用。常規(guī)Burst：這是一種長Burst，用于除上述幾種情況之外的所有其他場合。① 常規(guī)Burst常規(guī)Burst由2個58 bit的包和一個26 bit的訓練序列組成，并在兩端加三個0 bit，如圖38所示。訓練序列插在Burst中間是為了減少它與有用bit之間的距離。這種安排要求接收器在解調Burst之前，先要記錄前半部分的內容（前面58 bit包）。注意，兩個具有同樣干擾的信號，幾乎同時到達一個接收器時，如果它們的訓練序列一樣，就沒有辦法從收到的信號中區(qū)分它們。所以GSM定義了8種訓練序列，用不同的序列分配給小區(qū)中使用相同頻率的不同信道，以克服它們之間產生的干擾。 這是一種較短的Burst，是BTS在上行方向上解調的第一個Burst，結構及曲線如圖39。它由41bit的訓練序列和36bit的信息內容，再加上7bit和3bit的分界標志組成，其中頭標志和訓練序列要長于標準Burst的相應部分。② S Burst僅用于下行SCH，與標準Burst長度相等，但結構不同，如圖310所示。S Burst是MS在下行方向上解調的第一個Burst。④ F Burst是一種很特殊的Burst，長達148bit，且全為0 bit。它主要用于使MS可以定位并解調同一小區(qū)中的S Burst。F Burst經過解調后是一個比載頻中心頻率高1625/24kHz的正弦波。⑤ 預占信令塊可以插入正在使用中的TCH中，以偷幀的形式與用戶數(shù)據共用一條TCH。雖然兩者都使用標準Burst，但卻有不同的信道編碼。收端可以在解碼之前區(qū)分出Burst中的內容是用戶數(shù)據還是信令。在Burst中使用了一種編址機制，收端在解調之后就可以得到這個信息，從而分別采取不同的解碼方式，這個用于區(qū)別的信息稱為偷幀標志（Stealing Flag）。結合以上有關GSM系統(tǒng)的時隙與幀的介紹，可以得出如圖311所示的GSM系統(tǒng)內數(shù)據傳輸?shù)膯挝恢g的關系。 交織交織就是把碼字順序重新排列，以改善實發(fā)持續(xù)誤碼狀況。它只是改變bit的位置，不加冗余bit，所以交織前后碼速率不變。 在實際傳輸中，比特差錯經常是成串發(fā)生的。持續(xù)較長的衰落谷點會影響到幾個相鄰的比特，而信道編碼僅能檢測和校正不太長的差錯串。交織技術就是把一條消息中的相繼比特隔開傳輸，以非相繼方式被傳送。 20ms語音段經信道編碼為456bit，它們的傳輸不是從序號1到456，而是將456bit分為8幀，每幀為57bit，序號為1，9，17，25，……，449為第一幀，如圖312所示。在沒交織前，若連續(xù)錯碼為100bit，假設從序號1到100，這樣就有一段消息都錯；交織后，還是連續(xù)100個錯碼，此時為第一幀的57bit加上第二幀的43bit，再恢復為原序列后，則只有序號為1，2，9，10，17，18，25，26，……非連續(xù)出錯，可通過信道編碼來糾正。 以上是GSM采用的第一次交織，它還采用了第二次交織，即在構成實發(fā)脈沖串burst時進行的交織。因為各信道是時分的，一個信道只在一個時隙中周期性地傳輸，將信息在一個時隙傳輸構成一個burst，時長為576μs，而20ms語音段是分8幀，每幀為57bit，即一個burst可以傳輸兩個幀，計114bit，再加上訓練比特26和8個首尾比特，共計為148bit，加上burst之間的間隔時間為156bit。在這種傳輸方式下，若一個burst出錯，則有114bit信息出錯，占20ms語音的25%。若進行交織，將一個burst中的兩個幀分別為兩個語音段的編碼，如圖313所示，此時一個burst出錯，對一個語音段來說只錯57bit，%。 信道編碼信道編碼用于改善傳輸質量，克服各種干擾因素對信號產生的不良影響；但它是以增加bit降低信息量為代價的。編碼的基本方法是在原始數(shù)據上附加一些冗余信息，增加的bit是通過某種約定從原始數(shù)據經計算產生的。GSM中使用的編碼方式有：塊卷積碼：主要用于糾錯。當解調器采用最大似然估計方法時，可以產生十分有效的糾錯結果。糾錯循環(huán)碼（Fire Code）：主要用于檢測和糾正成組出現(xiàn)的誤碼，通常與前一種方法混合使用，用于捕捉和糾正遺漏的組誤差。奇偶碼：這是一種普遍使用的最簡單的檢測誤碼方法。 調制和解調GSM使用的調制是BT = ，使用Viterbi算法進行解調。調制的功能就是按照一定的規(guī)則把某種特性強加到電磁波上，這個特性就是要發(fā)射的數(shù)據。GSM系統(tǒng)中承載信息的是電磁場的相位，即調相方式。解調的功能是接收信號，從一個受調的電磁波中還原發(fā)送的數(shù)據。從發(fā)收角度看，首先要完成二進制數(shù)據到一個低頻調制信號的變換，然后再把它進一步變到電磁波形式。而解調則是一個逆過程。GSM的基本頻帶是在900MHz上的兩個子頻段，分別用于收發(fā)方向，頻分多路（FDMA）技術把它們分成中心頻率相距200kHz的眾多頻隙，指定載頻上的調制信號頻譜決定相鄰信道上信號之間將產生多少干擾。典型的調制器包括兩個步驟：首先把GMSK信號調制到一個較低的固定頻率上，一般情況下是個中頻信號；然后再把這個已調信號上調到要求的Burst頻隙，也就是載頻上，同時調整好要求的功率電平。一般情況下，這個步驟稱為頻率搬移，它是把信號與一個正弦信號混頻，然后濾除不需要的成分，同時保持信號相位不變。GSM采用帶均衡的解調方法稱為Viterbi方法，其優(yōu)點之一是這種算法也可以適用于卷積碼的最大似然解碼處理，因此可以用一致的方法執(zhí)行解調和解碼。 24 / 24