【正文】 的定義中定義了兩個頻率組，一個稱為小區(qū)分配表（CELL ALLOCATION）用來定義該小區(qū)所用到的所有頻點，另一個被稱為移動分配表（MOBILE ALLOCATION）用來定義參與跳頻的所有頻點。在此值得注意的是，攜帶有BCCH的載頻，不能用于跳頻，因為它攜帶有FCCH、SCH及BCCH信道，需要不停的向該小區(qū)的所有手機廣播同步消息及系統(tǒng)消息。在GSM規(guī)范中有兩個參數(shù)用來定義跳頻序列，分別是MAIO（移動分配指針偏移）和HSN（跳頻序列號）。 MAIO因需描述跳頻重復(fù)功能的起點，所以偏移的可能值與參與跳頻的頻率數(shù)一樣多。MA的頻點數(shù)應(yīng)在1到64之間，產(chǎn)生跳頻序列要經(jīng)過一個十分復(fù)雜的算法過程時，參與計算的參數(shù)有FN（當(dāng)前的幀號及獲得的描述幀號的TTT3值）、MAIO、HSN。 HSN值有64個不同的值，通常一個小區(qū)的信道應(yīng)有相同的HSN值，不同的MAIO值，因為這是要避免同一小區(qū)信道之間的干擾，當(dāng)同一小區(qū)出現(xiàn)相同的MAIO后將導(dǎo)致嚴(yán)重的指派失敗率。兩個擁有相同HSN不同MAIO的信道，不會在同一突發(fā)脈沖使用相同的頻率。相反，當(dāng)兩個使用同一跳頻組，MAIO也相同的但HSN不同的信道，它只會對突發(fā)脈沖的1/n干擾。MS可以由系統(tǒng)廣播消息中提供的小區(qū)參數(shù)來根據(jù)算法導(dǎo)出跳頻序列和小區(qū)的跳頻序列號。 在使用同一跳頻組的相鄰小區(qū)中，應(yīng)注意使用不同的HSN，該做法可獲得干擾源分集增益。但注意應(yīng)盡量避開使用HSN=0的情況（它是循環(huán)跳頻），因為它會導(dǎo)致低質(zhì)量的干擾源分集。第六節(jié) 語音的傳輸過程一、語音編碼由于GSM系統(tǒng)是一種全數(shù)字系統(tǒng)，話音和其它信號都要進行數(shù)字化處理，因此移動臺首先要將語音信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，以及其反變換，移動臺再把這模擬電信號轉(zhuǎn)換成13Kbit/s的數(shù)字信號，用于無線傳輸。下面我們主要講一下TCH全速率信道的編碼過程。目前GSM采用的編碼方案是13 Kbit/s的RPELTP(Regular Pulse ExcitationLong Term Prediction)（規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測），其目的是在不增加誤碼的情況下，以較小的速率優(yōu)化頻譜占用，同時到達與固定電話盡量相接近的語音質(zhì)量。它首先將語音分成20ms為單位的語音塊，再將每個塊用8 KHZ抽樣，因而每個塊就得到了160個樣本。每個樣本在經(jīng)過A率13比特（μ率14比特）的量化，因為為了處理A率和μ率的壓縮率不同，因而將該量化值又分別加上了3個或2個的“0”比特，最后每個樣本就得到了16比特的量化值。因而在數(shù)字化之后，進入編碼器之前，就得到了128 Kbit/s的數(shù)據(jù)流。這一數(shù)據(jù)流的速率太高了以至于無法在無線路徑下傳播，因而我們需要讓它通過編碼器的來進行編碼壓縮。如果用全速率的譯碼器的話，每個語音塊將被編碼為260比特，最后形成了13 Kbit/s的源編碼速率。此后將完成信道的編碼。在BTS側(cè)將能夠恢復(fù)13 Kbit/s的源速率，但為了形成16 Kbit/s的TRAU幀以便于在ABIS和ATER接口上傳送，因而需再增加3 Kbit/s的信令，它可用于BTS來控制遠端TCU的工作，因而被稱為帶內(nèi)信息。這3 Kbit/s將包括同步和控制比特（包括壞幀指示、編碼器類型、DTX指示等）。總之，帶內(nèi)信息將能使TCH，知道信息的種類（全速率語音、半速率語音、數(shù)據(jù)），以及采用何種適用的方法用于上行和下行的傳輸。在TCU側(cè)，通過為了適應(yīng)PSTN網(wǎng)絡(luò)64Kbit/s的傳輸，因而在它其中的碼型速率轉(zhuǎn)換板將完成將速率由13Kbit/s轉(zhuǎn)換為64Kbit/s的工作，二、信道編碼信道編碼用于改善傳輸質(zhì)量，克服各種干擾因素對信號產(chǎn)生的不良影響，但它是以增加比特降低信息量為代價的。編碼的基本原理是在原始數(shù)據(jù)上附加一些冗余比特信息，增加的這些比特是通過某種約定從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)計算產(chǎn)生的，接收端的解碼過程利用這些冗余的比特來檢測誤碼并盡可能的糾正誤碼。如果收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過同樣的計算所得的冗余比特同收到不一樣時，我們就可以確定傳輸有誤。根據(jù)傳輸模式不同，在無線傳輸中使用了不同的碼型。GSM使用的編碼方式主要有塊卷積碼、糾錯循環(huán)碼（FIRE CODE）、奇偶碼（PARITY CODE）。塊卷積碼主要用于糾錯，當(dāng)解調(diào)器采用最大似然估計方法時，可以產(chǎn)生十分有效的糾錯結(jié)果。糾錯循環(huán)碼主要用于檢測和糾正成組出現(xiàn)的誤碼，通常和塊卷積碼混合使用，用于捕捉和糾正遺漏的組誤差。奇偶碼是一種普遍使用的最簡單的檢測誤碼的方法。無論如何處理，全速率TCH編碼都將在信道編碼后,在每20ms內(nèi)將形成456比特的編碼序列。全速率TCH信道編碼在對全速率語音編碼時，首先將對語音編碼形成的260個比特流分成三類，分別為50個最重要的比特，132個重要比特以及78個不重要的比特。然后對上述50個比特添加上3個奇偶校驗比特（分組編碼），這53個比特連同132個重要比特與4個尾比特一起被卷積編碼，速率為1：2，因而得到378個比特，另外78個比特不予保護。于是最后將得到456比特。 BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH信道的編碼LAPDm是數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議（第二層），在連接模式下被用于傳送信令。它被應(yīng)用在邏輯信道BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH上，一個LAPDm幀共有23個字節(jié)（184個比特）。為了獲得456比特的保護字段，便可通過對LAPDm幀的編碼來得到。首先給184比特增加40比特的糾錯循環(huán)碼，這樣就可以來檢測是否物理層的差錯校正碼能正確的校正傳輸差錯。通過這種碼型來監(jiān)測無線鏈路，來確認是否SACCH消息塊是否被正確的接收到。為了實現(xiàn)卷積編碼，還應(yīng)加上4個比特的尾位。我們將得到的這228個比特通過1：2卷積編碼速率，最后也會得到456比特的數(shù)據(jù)。 SCH信道的編碼SCH信令信道不能用LAPDm協(xié)議。在每個SCH信道有25比特的消息字段，其中19比特是幀號，6比特用于BSCI號。由于每個單獨的SCH時隙都攜帶著一個完整的同步消息，而且SCH的突發(fā)脈沖的消息位的字段是78個比特。因而我們需要將這25比特的數(shù)據(jù)編碼成78個比特。我們將這25個比特的數(shù)據(jù)再加上10個奇偶校驗比特和4個比特的尾位，這就得到了39個比特。再將這39個比特按照1：2的卷積編碼速率，便得到了78個比特的消息。 RACH信道的編碼隨機接入信道RACH的消息是由8個消息比特組成，包括3個比特的建立原因和5個比特的隋機鑒別符。由于RACH的突發(fā)脈沖的消息位的字段是36個比特。因而我們需要將這8比特的數(shù)據(jù)編碼成36個比特。首先，我們給它加上6個比特的色碼，這六個比特的色碼是通過將6個比特的BSIC和6個比特的奇偶校驗碼取模2而獲得的。然后再加上4個比特的尾位。這樣就得到了18個比特，我們再將這18個比特按照1：2的卷積編碼速率，最后將得到RACH突發(fā)脈沖上的36比特的消息位。三、交織技術(shù)在移動通信中這種變參的信道上，比特差錯經(jīng)常是成串發(fā)生的。這是由于持續(xù)較長的深衰落谷點會影響到相繼一串的比特。但是，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，希望找到把一條消息中的相繼比特分開的辦法，即一條消息的相繼比特以非相繼的方式被發(fā)送，使突發(fā)差錯信道變?yōu)殡x散信道。這樣，即使出現(xiàn)差錯，也僅是單個或者很短的比特出現(xiàn)錯誤，也不會導(dǎo)致整個突發(fā)脈沖甚至消息塊都無法被解碼，這時可再用信道編碼的糾錯功能來糾正差錯，恢復(fù)原來的消息。這種方法就是交織技術(shù)。在GSM系統(tǒng)中，在信道編碼后進行交織，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。在上一節(jié)我們提到了，通過話音編碼和信道編碼將每一20ms的話音塊數(shù)字化并編碼，最后形成了456比特。我們首先將它進行內(nèi)部交織，將456比特按（0，8…448）、(1,9…449)…...（7，15…455）的排列方法，分為8組，每組57個比特，通過這一手段，可使在一組內(nèi)的消息相繼較遠。但是如果將同一20ms話音塊的2組57比特插入到同一普通突發(fā)脈沖序列中，那么，該突發(fā)脈沖丟失則會使該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再進行一次交織，即塊間交織。設(shè)進行完內(nèi)部交織后，將一語音塊B的456比特分為八組，再將它的前四組（B0、BBB3）與上一個語音塊的A的后四組（AAAA6）進行塊間交織，最后由（BO，A4）、（B1，A5）、（B2，A6）、（B3，A7）形成了4個突發(fā)脈沖，為了打破相連比特的相鄰關(guān)系，使塊A的比特占用突發(fā)脈沖的偶數(shù)位置，塊B的比特占用奇數(shù)位置，即B0占奇數(shù)位，A4占偶數(shù)位。同理，將B的后四組同它的下一語音塊C的前四組來進行塊間交織。這樣，一個20ms的語音幀經(jīng)過二次交織后分別插入了8個不同的普通突發(fā)脈沖序列中，然后一個個的進行發(fā)送，這樣即使在傳輸過程中丟掉了一個脈沖串，%，而且它們不互相關(guān)聯(lián)，這能就通過信道編碼進行校正。應(yīng)注意的是，對控制信道（SACCH、FACCH、SDCCH、BCCH、PCH和AGCH）的二次交織有所不同。我們不象話音交織一樣，要用到3個話音塊。在這里我們這一456比特的消息塊在經(jīng)歷過內(nèi)部交織并分為8組后（這一過程同話音的內(nèi)部交織一樣），將把它的前四組與后四組進行交織（交織方法也與話音的交織一樣），最后獲得了4個整突發(fā)脈沖。由上可知，交織對于抗干擾具有很重要的意義，但是它的缺點是時延長，在傳輸20ms 語音塊中，從接收第一個比特開始到最后一個比特結(jié)束并考慮到SACCH占一個突發(fā)脈沖的話，那么時延周期是（9*8）7=65個突發(fā)脈沖的周期， 的延時。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。四、加密在數(shù)字傳輸系統(tǒng)的各種優(yōu)點中，能提供良好的保密性是很重要的特性之一。GSM通過傳輸加密提供保密措施。這種加密可以用于語音，用戶數(shù)據(jù)和信令，與數(shù)據(jù)類型無關(guān)，只限于用在常規(guī)的突發(fā)脈沖之上。加密是通過一個泊松隨機序列（由加密鑰Kc與幀號通過A5算法產(chǎn)生）和常規(guī)突發(fā)脈沖之中114個信息比特進行異或操作而得到的。在接收端再產(chǎn)生相同的泊松隨機序列，與所收到的加密序列進行同或操作便可得到所需要的數(shù)據(jù)了。五、調(diào)制和解調(diào)調(diào)制和解調(diào)是信號處理的最后一步。簡單的說GSM所使用的調(diào)制是BT=，使用的是Viterbi（維特比）算法進行的解調(diào)。調(diào)制的功能就是按照一定的規(guī)則把某種特性強加到的電磁波上，這個特性就是我們要發(fā)射的數(shù)據(jù)。GSM系統(tǒng)中承載信息的是電磁場的相位，即調(diào)相方式。解調(diào)的功能是接收信號，從一個受調(diào)的電磁波中還原發(fā)送的數(shù)據(jù)。從發(fā)送角度來看，首先要完成二進制數(shù)據(jù)到一個低頻調(diào)制信號的變換，然后再進一步把它變到電磁波的形式。解調(diào)過程是一個調(diào)制的逆過程。第四章 呼叫處理過程 在這一章中，我們重點來研究一下，當(dāng)移動臺處于空閑狀態(tài)時的工作情況及移動臺與網(wǎng)絡(luò)之間的信令處理過程。第一節(jié) 小區(qū)的選擇與重選一、 小區(qū)選擇過程當(dāng)移動臺開機后，它會試圖與SIM卡允許的GSM PLMN取得聯(lián)系，因此移動臺將選擇一個合適的小區(qū)，并從中提取控制信道的參數(shù)和其它系統(tǒng)信息，這種選擇過程被稱為“小區(qū)選擇”。如果移動臺并無存儲的BCCH消息，它將首先搜索完所有的124個RF信道（如果為雙頻手機還應(yīng)搜索374個GSM1800的RF信道），并在每個RF信道上讀取接收的信號強度，計算出平均電平，整個測量過程將持續(xù)3~5s，在這段時間內(nèi)將至少分別從不同的RF信道上抽取5個測量樣點。MS將調(diào)諧到接收電平最大的載波上，判斷該載波是否為BCCH載波（通過搜尋FCCH突發(fā)脈沖），若是，移動臺將嘗試解碼SCH信道來與該載波同步并讀取BCCH上的系統(tǒng)廣播消息。若MS可正確解碼BCCH的數(shù)據(jù)，并當(dāng)數(shù)據(jù)表明該小區(qū)屬于所選的PLMN、參數(shù)C1值大于0、該小區(qū)并未被禁止接入、移動臺的接入等級并未被該小區(qū)禁止時，移動臺方可選擇該小區(qū)。否則，MS將調(diào)諧到次高的載波上直到找到可用的小區(qū)。如MS在上次關(guān)機時，存儲了BCCH載波的消息，它將首先搜索已存儲的BCCH載波，若未找到則執(zhí)行以上過程。參數(shù)C1為供小區(qū)選擇的路徑損耗準(zhǔn)則，服務(wù)小區(qū)的C1必須大于0，其公式如下：C1=RXLEVRXLEV_ACCESS_MIN MAX ((MS_TXPWR_MAX_CCH P), 0) 單位：dBm其中RXLEV為移動臺接收的平均電平。 RXLEV_ACCESS_MIN 為允許移動臺接入的最小接收電平。 MS_TXPWR_MAX_CCH為移動臺接入系統(tǒng)時可使用的最大發(fā)射功率電平。P為移動臺的最大輸出功率。問題研究：允許接入的最小接入電平RXLEV_ACCESS_MIN為了避免移動臺在接收電平很低的情況下接入系統(tǒng)（此時接入后的通信質(zhì)量往往很差，以至于無法保證正常的通信過程），而無法提供用戶滿意的通信質(zhì)量而無謂的浪費無線資源，因而GSM規(guī)范規(guī)定移動臺在接入網(wǎng)絡(luò)時其接收電平必須大于參數(shù)RXLEV_ACCESS_MIN所定義的值。當(dāng)減小該值時，將擴大小區(qū)允許接入的范圍（其下限是移動臺接收靈敏度），但在邊緣地帶的通話質(zhì)量會很惡劣易引起掉話，而且此時由于上下行信號很弱，會導(dǎo)致在功率控制下移動臺以最大功率發(fā)射，從而增加上行信號干擾。但該值設(shè)置過大時會使小區(qū)的有效覆蓋范圍隨之縮小，在小區(qū)交接處人為的造成盲區(qū)。二、小區(qū)重選過程當(dāng)移動臺選擇某小區(qū)為當(dāng)前服務(wù)小區(qū)后，在各種條件變化不大的情況下，移動臺將駐留在所選的小區(qū)中，并根據(jù)服務(wù)小區(qū)的BCCH系統(tǒng)消息所指示的小區(qū)重選鄰小區(qū)頻點配置表，開始監(jiān)測該表中所有BCCH載波的接收電平和同步消息，并記錄下接收電平最高的6個鄰小區(qū)，并從中提取每個鄰小區(qū)的的各類系統(tǒng)消息和控制消息，當(dāng)滿足一定條件時移動臺將重新選擇其中一個鄰小區(qū)作為服務(wù)小區(qū)，這個過程被稱為小區(qū)重選。所謂一定的條件包含多方面的因素，如小區(qū)的限制（由cell_bar和cell_bar_qualify來決定）、小區(qū)是否被禁止接入等。小區(qū)重選采用的算法為C2算法，計算公式如下：當(dāng)PENALTY_TIME不等于11111時：C2=C1+CELL_RESELECT_OFFSET–TEMPORARY_OFF