GSM系统的帧结构

1、GSM系统的帧结构GSM系统的帧结构GSM的无线帧结构有五个层次，即时隙、TDMA帧、复帧、超帧和超高帧。 1时隙是物理信道的基本单元。 2TDMA帧是由8个时隙组成的，是占据载频带宽的基本单元，即每个载频有8个时隙。 3复帧有以下两种类型： （1）由26个TDMA帧组成的复帧。这种复帧用于TCH、SACCH和FACCH。 （2）由51个TDMA帧组成的复帧。这种复帧用于BCCH、CCCH和SDCCH。 4超帧是一个连贯的5126的TDMA帧，由51个26帧的复帧或26个51帧的复帧构成。 5超高帧是由2048个超帧构成。0TDMA帧00011 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5

2、6 7020 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 422 23 24 250 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 447 48 49 50012347 48 49 5001252420422043 2044 2045 2046 204765432101（26帧）的复帧26TDMA帧（120ms）1（51帧）的复帧51TDMA帧（3036/13ms）1超帧1326TDMA帧（6.12s）(=51(26帧)的复帧或26（51帧）的复帧)1超高帧2048超帧2 715 648 TDMA帧GSM无线物理信道无线物理信道 在在G

3、SM中，无线路径上是采用时分多址（中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点）方式。每一频点（频道或叫载频（频道或叫载频TRX）上可分成）上可分成8个时隙，每一时隙为一个信道，因个时隙，每一时隙为一个信道，因此，一个此，一个TRX最多可有最多可有8个移动用户同时使用。个移动用户同时使用。频率频率200kHzBP15/26ms隙缝隙缝时间时间物理信道与逻辑信道 按信道性能分：按信道性能分：GSM中的信道中的信道分为分为物理信道和逻辑信道物理信道和逻辑信道物理信道物理信道物理信道:GSM:GSM的无线接口采用的无线接口采用TDMATDMA接入方式，接入方式，即在一个载频上按时间划分即在

4、一个载频上按时间划分8 8个时隙构成一个个时隙构成一个TDMATDMA帧，每个时隙称为一个物理信道帧，每个时隙称为一个物理信道。每个用每个用户按指定载频和时隙的物理信道接入系统并周户按指定载频和时隙的物理信道接入系统并周期性地发送和接收突发脉冲序列。完成无线接期性地发送和接收突发脉冲序列。完成无线接口上的信息交互。口上的信息交互。逻辑信道 逻辑信道逻辑信道是根据是根据BTSBTS与与MSMS之间传之间传递的信息种类的不同而定义的不递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道，这些逻辑信道同逻辑信道，这些逻辑信道映射映射到到物理信道上传送物理信道上传送逻辑信道逻辑信道又分为：逻辑信道又分为： 业务信道

5、（业务信道（TCHTCH）：）：用于传送编码后的话音或用于传送编码后的话音或用户数据用户数据 控制信道（控制信道（CCHCCH）：）：用于传送信令或同步数据。用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能，控制信道分为根据所需完成的功能，控制信道分为广播、公广播、公共及专用共及专用三种控制信道。三种控制信道。GSM的业务信道业务信道（业务信道（TCHTCH）传输数字话音或数据：）传输数字话音或数据： 语音语音业务信道业务信道 TCH/FSTCH/FS：全速率话音业务信道：全速率话音业务信道22.8kb/s22.8kb/s TCH/HS TCH/HS：半速率话音业务信道：半速率话音业务信道11.4k

6、b/s11.4kb/s 数据数据业务信道业务信道 TCH/F9.6TCH/F9.6：9.6kbit/s9.6kbit/s全速率数据业务信道全速率数据业务信道 TCH/F4.8 TCH/F4.8：4.8kbit/s4.8kbit/s全速率数据业务信道全速率数据业务信道 TCH/H4.8 TCH/H4.8：4.8kbit/s4.8kbit/s半速率数据业务信道半速率数据业务信道 TCH/F2.4 TCH/F2.4：2.4kbit/s2.4kbit/s全速率数据业务信道全速率数据业务信道 TCH/H2.4 TCH/H2.4：2.4kbit/s2.4kbit/s半速率数据业务信道半速率数据业务信道GS

7、M的控制信道 控制信道（控制信道（CCHCCH）：用于传送信令或同步）：用于传送信令或同步数据数据 控制信道的分类控制信道的分类 广播信道广播信道(BCH)(BCH) 公共控制信道公共控制信道(CCCH)(CCCH) 专用控制信道专用控制信道(DCCH)(DCCH)广播信道BCH 广播信道：广播信道：“一点对多点一点对多点”的单方向控制信道，用于基站的单方向控制信道，用于基站向移动台广播公用信息（下行）。传输的内容主要是向移动台广播公用信息（下行）。传输的内容主要是移动台移动台入网和呼叫建立入网和呼叫建立所需的有关信息所需的有关信息 频率校正信道（频率校正信道（FCCHFCCH）：）：传输供移

8、动台校正工作频传输供移动台校正工作频率的消息率的消息 同步信道（同步信道（SCHSCH）：携载：携载MSMS帧同步和对基站帧同步和对基站BTSBTS进行进行识别的信息（识别的信息（BSICBSIC） 广播控制信道（广播控制信道（BCCHBCCH）：该信道广播：该信道广播BTSBTS的一般信息。的一般信息。如如位置区的标志位置区的标志(CGI)(CGI) 、公共控制信道、公共控制信道CCCHCCCH号码以及是号码以及是否与独立专用信道（否与独立专用信道（SDCCH)SDCCH)相组合等信息，移动台依相组合等信息，移动台依此读有关此小区的通用信息。每个基站收发信台中总有此读有关此小区的通用信息。每

9、个基站收发信台中总有一个收发信机含有此信道，以向移动台广播系统信息一个收发信机含有此信道，以向移动台广播系统信息公共控制信道 公共控制信道（公共控制信道（CCCHCCCH）: : 双向控制信道，用于呼叫双向控制信道，用于呼叫接续接续阶段传输链路连接所需的控制信令，网络中移动台共用。阶段传输链路连接所需的控制信令，网络中移动台共用。 分为分为 寻呼信道（寻呼信道（PCHPCH）：用于基站寻呼移动台。下行，点：用于基站寻呼移动台。下行，点对多点方式传播。对多点方式传播。 随机接入信道（随机接入信道（RACHRACH）：）：移动台随机提出的入网申移动台随机提出的入网申请，即请求分配一个独立专用控制信

10、道（请，即请求分配一个独立专用控制信道（SDCCHSDCCH）。）。上上行信道，点对点方式传播。行信道，点对点方式传播。 允许接人信道（允许接人信道（AGCHAGCH）：）：基站对移动台的入网申请基站对移动台的入网申请作出应答，即分配一个独立专用控制信道或直接分配一作出应答，即分配一个独立专用控制信道或直接分配一个个TCHTCH。下行信道，。下行信道，点对点方式传播点对点方式传播。专用控制信道 专用控制信道专用控制信道(DCCH)： “点对点点对点”的双向控制的双向控制信道，其用途是在信道，其用途是在呼叫接续阶段以及在通信进行呼叫接续阶段以及在通信进行当中，在移动台和基站间传输必需的控制信息当

11、中，在移动台和基站间传输必需的控制信息。 独立专用控制信道（独立专用控制信道（SDCCHSDCCH）：用于在分配业：用于在分配业务信道前传送有关信令。例如：务信道前传送有关信令。例如：登记、鉴权等登记、鉴权等信令信令均在此信道上传输，经鉴权确认后，再分均在此信道上传输，经鉴权确认后，再分配业务信道（配业务信道（TCHTCH）。上行和下行信道，点对）。上行和下行信道，点对点方式传播。点方式传播。 SDCCH/8SDCCH/8：独立专用控制信道：独立专用控制信道 SDCCH/4SDCCH/4：与：与CCCHCCCH相组合的独立专用控制信道相组合的独立专用控制信道独立专用控制信道慢速辅助控制信道 慢

12、速辅助控制信道（慢速辅助控制信道（SACCHSACCH）：与一条业务信道或一条：与一条业务信道或一条独立专用控制信道联合使用，用来传送用户信息期间某些独立专用控制信道联合使用，用来传送用户信息期间某些特定信息，在移动台和基站间周期性地传输一些信息。如特定信息，在移动台和基站间周期性地传输一些信息。如移动台要不断地报告正在服务的基站和邻近基站的移动台要不断地报告正在服务的基站和邻近基站的信号强信号强度度，以实现，以实现“移动台辅助切换功能移动台辅助切换功能” ” 。它还用于基站对。它还用于基站对移动台的移动台的功率管理和时间调整。功率管理和时间调整。上行和下行信道，点对点上行和下行信道，点对点方

13、式传播。方式传播。SACCH/TFSACCH/TF：与：与TCH/FTCH/F随路的慢速随路控制信道随路的慢速随路控制信道SACCH/THSACCH/TH：与：与TCH/HTCH/H随路的慢速随路控制信道随路的慢速随路控制信道SACCH/C4SACCH/C4：与：与SDCCH/4SDCCH/4随路的慢速随路控制信道随路的慢速随路控制信道SACCH/C8SACCH/C8：与：与SDCCH/8SDCCH/8随路的慢速随路控制信道随路的慢速随路控制信道快速辅助控制信道 快速辅助控制信道（快速辅助控制信道（FACCHFACCH）：传输与）：传输与SDCCHSDCCH相同的信息，相同的信息，只有在没有分

14、配到只有在没有分配到SDCCHSDCCH时才使用。使用时要中断业务信时才使用。使用时要中断业务信息，把息，把FACCHFACCH插入业务信道，每次占用时间很短，约插入业务信道，每次占用时间很短，约18.5ms18.5ms，不被用户查觉。通过业务信道借取的帧来实现接，不被用户查觉。通过业务信道借取的帧来实现接续，续，传送如传送如“越区切换越区切换”等指令。等指令。FACCHFACCH可分为以下几种：可分为以下几种： FACCH/FFACCH/F：全速率快速随路控制信道：全速率快速随路控制信道 FACCH/HFACCH/H：半速率快速随路控制信道：半速率快速随路控制信道FCCHSCHBCCHPCH

15、AGCHBCCHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用专用信道信道下行逻辑信道下行逻辑信道逻辑信道分类RACHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用专用信道信道上行逻辑信道上行逻辑信道逻辑信道分类逻辑信道分类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FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHSDCCHTC

16、H 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与物理信道的映射业务信道的组合方式：TCH/F+SACCH/TF（全速率TCH）26帧复帧控制信道的组合方式：51控制信道复合复帧51控制信道非复合复帧 51帧复帧逻辑信道组合TCH信道信道26业务信道复帧上行链路与下行链路的业务信道具有相同的组合方式，惟一的差别是有上行链路与下行链路的业务信道具有相同的组合方式，惟一的差别是有一个时间偏移，即相对于下行帧，上行帧在时间上推后一个时间偏移，即相对于下行帧，上行帧在时间上推后3个时隙。个时隙。51控制信道非复合帧BCH和和CCCH在在TS0上的映射上的映射SFBCSFCCSFCCSFCCISFCCBCCH+CCCH下行链路0 17 0 1227 0 1 27 0 1 27TDMA帧RACH在在TS0上的映射上的映射R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R RR R R R R RRACH 上行链路0 17 0 1227 0 1 27 0 1 27TDM