01.MF000001 无线接口和信道 ISSUE1.4

1、MF000001 无线接口与信道 ISSUE1.4 无线产品课程开发室无线产品课程开发室 引入引入 l空中接口是无线系统和移动台之间的接口，连 接移动台和基站，是GSM系统关键接口之一 l完整的空中接口是移动台漫游的基础 l针对网络的优化很多是对空中接口资源的重新 配置，对空中接口的透彻理解是优化的基础 学习目标学习目标 掌握无线接口分层结构和接入技术 掌握帧、突发脉冲、逻辑信道的组成 了解语音信号处理过程 学习完本课程，您将能够：学习完本课程，您将能够： 课程内容课程内容 第一章第一章 无线接口概述无线接口概述 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 第三章第三章 GSM系统技术介绍

2、系统技术介绍 第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道 第一章第一章 无线接口概述无线接口概述 其他其他MSC BTS HLR/AUC/LR SMC PSTN ISDN OMC MS Um MS Um Um A-bis接口接口 BSC MSC/VLR A接口接口 MAP接口接口 BTS BTS 通信管理（CM） 无线资源管理（RR） 移动和安全管理（MM） 综合处理 TCH0 TCH1 TCH2 。SACCH 。TCH25 IDL 复帧复帧 物理链路层物理链路层(L1) 数据链路层数据链路层(L2) 网络应用层网络应用层(L3) 第一章第一章 无线接口概述无线接口概述 RACHBCCHAGCH/

3、PCHSDCCHSACCHTCHFACCH 无线接口（Um口）分层结构 第一章第一章 无线接口概述无线接口概述 时间时间 FDMA 频率频率 TDMA 时间时间 频率频率 CDMA 频频 率率 时间时间 码码 无线接入技术 课程内容课程内容 第一章第一章 无线接口概述无线接口概述 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍 第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道 语音语音A/D 8KHz，13bit 语音编码语音编码分段分段 20ms 13kbit/s 信道编码信道编码 交织交织突发脉冲突发脉冲加密加密 22.8kbit/s 调制调制 33.8

4、kbit/s 发送发送 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 l编码方式称为规则脉冲激励长期预测编 码(RPE-LTP)，其处理过程是先进行8KHZ抽 样，调整每20ms为一帧，每帧分为4个子帧， 每个子帧长5ms，纯比特率为13kbit/s。 语音编码语音编码 块编码器块编码器 激励激励 编码器编码器 50bit +3 *2+4 132bit 78bit 456bit 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 信道编码信道编码 1 2 3 4 5 6 7 8 . . 452 453 454 455 456 8 16 . . .

5、456 2 10 . . . 450 6 14 . . . 454 1 9 . . . 449 4 12 . . . 452 7 15 . . . 455 3 11 . . . 451 5 13 . . . 453 . . B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 A4,B0 A5,B1 A6,B2 A7,B3 B4,C0 B5,C1 B6,C2 B7,C3 一次交织：一次交织： 二次交织：二次交织： 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 语音交织语音交织 3571261573 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 语音突发脉冲语音突发脉冲 课程内容课程内容 第一章第

6、一章 无线接口概述无线接口概述 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍 第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道 传播时延传播时延t 传播时延传播时延t TA 这样下去不行，得让手机提前这样下去不行，得让手机提前 一个一个TA值时间发给我！值时间发给我！ 第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍 定时提前（定时提前（TA） 频率频率 f 0 帧 f 1 f 2 f 3 f 4 时间时间 第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍 跳频跳频 延长电池寿命延长电池寿命 降低干扰降低干扰 lVAD: 语音激活检测 (Voice Activit

7、y Detection) 码变换器实现 第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍 lDTX: 不连续发射(Discontinuous Transmission ) 在语音间歇期关闭发射 仅发射静音指示帧 接收端码变换器产生舒适噪声 DTX l延长电池寿命 l降低网络干扰 l包括上行功控和下行功控 l功率控制基于电平和质量 lBSC、BTS是判决者 第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍 BCCH载频不参加载频不参加 功率控制功率控制 时间时间 信号信号 电平电平 目标电平值：目标电平值： e.g. -85 dBm 功率控制功率控制 课程内容课程内容 第一章第一章 无线接口概述无线接口

8、概述 第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程 第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍 第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道 第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道 l时隙和帧结构时隙和帧结构 l逻辑信道分类逻辑信道分类 l逻辑信道组合逻辑信道组合 l公共控制信道配置公共控制信道配置 频率频率 200kHz BP 15/26ms 隙缝隙缝 时间时间 4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构 帧和信道帧和信道 01232044204520462047 012348495047 012425 012425149500 01457623 TB 3 TB 3 GP 8.25 TB：尾比特 TB

9、3 TB 3 GP 8.25 GP：保护期 TB 3 TB 3 GP 8.25 TB 3 TB 3 GP 68.25 58信息比特26训练序列58信息比特 固定比特142 信息比特39扩展的训练序列64信息比特39 同步序列41信息比特36 常规突发序列（NB） 频率校正突发序列（FB） 同步突发序列（SB） 接入突发序列（AB） 1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧（3小时28分53秒760毫秒） 1超帧=1326TDMA帧（6.12秒） 1复帧=26TDMA帧（120ms）1复帧=51TDMA帧（3060/13ms） 1TDMA帧=8时隙（120/26=4.615ms） 1时隙

10、=156.25比特持续期（15/26=0.577ms） （1比特持续期：48/13=3.68us） BCCH CCCH SDCCH TCH SACCH/T FACCH 4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构 8bit41同步同步bit36加密加密bit3bit68.25bit 尾比特尾比特保护间隔数据 接入突发脉冲序列接入突发脉冲序列(AB)：用于：用于MS初始化接入初始化接入 3bit142bit3bit8.25bit 尾比特尾比特保护间隔数据 频率校正突发脉冲序列频率校正突发脉冲序列(FB)：用于：用于MS与与BTS之间的频率同步之间的频率同步 3bit39加密加密bit39加密加密bit3bi

11、t8.25bit 尾比特 尾比特保护间隔数据 数据 64同步同步bit 同步突发脉冲序列同步突发脉冲序列(SB)：用于：用于MS与与BTS之间的定时同步之间的定时同步 4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构 突发脉冲突发脉冲 3bit57加密加密bit57加密加密bit3bit8.25bit 尾比特尾比特保护间隔数据数据 26bit11 训练序列 偷帧标志 普通突发脉冲序列普通突发脉冲序列(NB)：用于携带业务信道和除：用于携带业务信道和除RACH之外的控制信道上的信息之外的控制信道上的信息 3bit142调制调制bit3bit8.25bit 尾比特尾比特保护间隔 虚拟突发脉冲序列虚拟突发脉冲序列(

12、DB)：用于：用于BTS在无信息下发的时隙发送填充帧在无信息下发的时隙发送填充帧 4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构 4.2 逻辑信道分类逻辑信道分类 GSM900 和和 GSM1800 的逻辑信道划分是一样的的逻辑信道划分是一样的 广播控制信道广播控制信道 (BCCH) 控制信道控制信道 通用控制信道通用控制信道 (CCCH) 话音信道话音信道 (TCH) FCCH SCHBCCH (系统消息系统消息) TCH/FAGCHRACH SDCCH FACCH SACCH TCH/H TCH/9.6F TCH/ 4.8F, H TCH/ 2.4F, H PCH 通用信道通用信道 (CCH) 专用信道

13、专用信道 (DCH) 逻辑信道逻辑信道 FCCH SCH BCCH PCH AGCH BCCH CCCH 通用通用 信道信道 SDCCH SACCH FACCH TCH/F TCH/H DCCH TCH 专用专用 信道信道 4.2 逻辑信道分类逻辑信道分类 下行逻辑信道下行逻辑信道 RACHCCCH 通用通用 信道信道 SDCCH SACCH FACCH TCH/F TCH/H DCCH TCH 专用专用 信道信道 4.2 逻辑信道分类逻辑信道分类 上行逻辑信道上行逻辑信道 搜寻频率校正脉冲搜寻频率校正脉冲 搜寻同步脉冲搜寻同步脉冲 解读系统消息解读系统消息 侦听寻呼消息侦听寻呼消息 发送接入

14、脉冲发送接入脉冲 信令信道分配信令信道分配 呼叫建立呼叫建立 话音信道分配话音信道分配 通话通话 呼叫释放呼叫释放 FCCH SCH BCCH PCH RACH AGCH SDCCH SDCCH TCH FACCH 4.2 逻辑信道分类逻辑信道分类 关机状态关机状态 空闲状态空闲状态 专用模式专用模式 空闲状态空闲状态 逻辑信道作用举例逻辑信道作用举例 TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF（全速率TCH） TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH（半速率TCH） 26帧复帧 FCCH+SCH+BCCH+CCCH（主BCCH） FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+S

15、ACCH/4(组合BCCH) BCCH+CCCH（扩展BCCH） SDCCH/8+SACCH/C8（主SDCCH）+FACCH/8 51帧复帧 4.3 逻辑信道组合逻辑信道组合 4.3 逻辑信道组合逻辑信道组合 主主BCCH 4.3 逻辑信道组合逻辑信道组合 组合组合BCCH 4.3 逻辑信道组合逻辑信道组合 独立独立SDCCH 4.3 逻辑信道组合逻辑信道组合 TCH信道信道 PCHRACHAGCH 下行下行CCCH上行上行CCCH 如何决定小区总的如何决定小区总的CCCH资源资源? 如何合理分配如何合理分配AGCH和和PCH? 4.4公共控制信道配置公共控制信道配置 4.4公共控制信道配置

16、公共控制信道配置 lGSM系统支持多种信道组合(不考虑GPRS)其中主 BCCH，扩展BCCH，组合BCCH，以及BCCH+CBCH 组合中都存在CCCH，也就是说都允许MS接入。系统就 据此对MS进行CCCH分组。 l系统规定，CCCH可以映射到0，2，4，6时隙，但扩展 BCCH组合因其不包含FCCH与SCH，仅能映射至2，4， 6时隙。因此所有的MS都在0时隙与基站取得同步，然后 在不同的CCCH登陆网络。 CCCH 分组分组 4.4公共控制信道配置公共控制信道配置 lGSM系统最多支持99共81个寻呼组，也就是说MS从寻呼 组角度最多被分成81个子组。由于无论哪种组合方式，每51 复帧可用于寻呼的块不超过9个，系统对51复帧进行了再一 轮循环，寻呼组号以“相同寻呼间帧数”个51复帧为周期循 环往复。 l假设相同寻呼间帧数为7，每51复帧用于寻呼的块(9or3-接入 允许保留块数)为4，那么寻呼组号就是027循环。 l系统术语中，将任何一个51复帧中的寻呼块称之为一个寻呼 超组，因此系统寻呼超组