GSM无线通信基础2

第3部分GSM无线通信基础3.1无线电波传播3.2GSM频率资源3.3蜂窝技术3.4多址技术3.5信道概念3.6逻辑信道与物理信道的映射3.7空中控制技术在分析移动通信的信道时，主要考虑主要以空间波方式传播典型的移动通信系统的主要的传播路径有：直射波反射波散射波——直线传播。直射波和反射波的影响绕射波3.1无线电波传播(1)直射波（可按自由空间的传播来考虑）★传播模型接收机和发射机无任何阻挡的视距路径接收功率：Pt

：发射功率；Pr：接收功率；Gt

：发射天线增益；Gr：接收天线增益d:发送与接收天线之间距离；

为信号波长dB、dBm、dBW的含义dBm、dBW：是一个表示功率的值。例1：功率为10W，折算为多少dBm，多少dBW?dB：是一个表示相对的值。功率相比(dB)例2：甲功率比乙功率大一倍，那么换句话说，甲功率比乙功率大3dB自由空间传播损耗：f单位：MHz;d单位：Km例：若某发射机发射功率为100W（瓦）,请将其换算成dBm和dBW。如果发射机载波频率为900MHz，且，求在自由空间中距离天线100m处的接收功率为多少dBm?Lbs=32.45+20lgf+20lgd（dB)反射波：电磁波在传播过程中，从不同建筑物或其它物体反射后到达接收点的传播信号。(2)反射波反射波与直射波的周期相同，但相位可能不同，导致接收到的信号与原信号增强或者减弱。反射波对直射波的影响绕射：无线电波在传播过程中与尖锐的边缘碰撞，信号能量绕过障碍物传播(3)绕射损耗绕射损耗：电波遇到各种障碍物发生绕射所引起的损耗。3.2GSM频率资源上行频率：手机到基站下行频率：基站到手机双工间隔:45MHz935960890915GSM900:基站收：f上（n）＝890.2＋(n-1）×0.2MHz基站发：f下（n）＝f上（n）＋45MHz

n:1～124GSM1800基站收：

f上（n）＝1710.2＋(n-512）×0.2MHz基站发：

f下（n）＝f上（n）＋95MHzn:512～885双工间隔95MHz1805188017101785上行下行3.3蜂窝技术小区的覆盖形状★采用六边形★基站发射机位置

◆

中心激励小区

◆

顶点激励小区★实际形状

◆

不规则形状

什么是频率复用（频率再用）

------不同地理区域用相同的载波频率进行覆盖D:频率复用距离

R:小区半径频率复用Cell1f1RRDCell2f1频率复用距离D与N的关系其中i,j为0，1，2，3…令同频相邻小区找法

沿着任何一个六边形的边垂直移动i个小区逆时针旋转60度再移动j个小区N越大，则D越大，这样同频干扰越小，但是频率利用率越低N越小，则D越小，这样同频干扰越大，但是频率利用率越高频率利用率与同频干扰是一对矛盾载干比

C/I定义：载（波）干（扰）比，即载波的信号电平(dBm)减去干扰的信号电平(dBm).【单位为dB】1、同频干扰比C/I要求：C/I≥9dB，工程中加3dB的余量，即C/I≥12dB2、邻频载干比（C/A）

所谓C/A是指在频率复用情况下，服务小区周围所有邻频信号（载波偏离200KHz）对服务小区频道的干扰。要求：C/A≥－9dB，工程中加3dB的余量，【即工程上C/A≥－6dB】3、载频偏离400KHz时的干扰保护比要求：C/I>=－41dB，工程中加3dB的余量，【即工程上C/I≥－38dB】3.4多址技术使众多的用户共用公共信道所采用的一种技术FDMA（频分多址）TDMA（时分多址）多址方式（常用3种）：CDMA（码分多址）GSM采用TDMA/FDMA的多址方式TDMA工作原理★在一个无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分成若干个时隙（SLOT）★每个时隙就是一个信道，分配给一个用户★基站按时隙排列顺序收发信号，各移动台在指定的时隙内收发信号时隙TDMA系统工作示意图TDMA帧结构图★GSM中，每帧包括8个时隙（TS0---TS7)，每个时隙时间为4.615ms，含156.25bit信息物理信道

一个物理信道就是一个时隙TS逻辑信道3.5信道概念

指在物理信道上传输的内容GSM逻辑信道分类：业务信道（TCH)：主要是语音或数据控制信道（TCH)：主要传送信令和同步信号。

分为三种：广播信道（BCH）、公共

控制信道（CCCH)和专用控制信道

（DCCH)①广播信道（BCH）一点对多点的单方向控制信道＊频率校正信道（FCCH）＊同步信道（SCH）＊广播控制信道（BCCH）

频率校正信道（FCCH）

携带用于校正MS频率的信息，使MS可以定位并解调出同一小区的其它信息

同步信道（SCH）

携带用于MS需要的帧同步（TDMA帧号）以及基站的识别码BSIC

广播控制信道（BCCH）------广播网络系统信息1、小区频点2、邻小区BCCH频点3、LAI4、控制和选择参数等②公共控制信道（CCCH）是一种双向控制信道，用于呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令＊寻呼信道（PCH）＊随机接入信道（RACH）＊准许接入信道（AGCH）公共控制信道（CCCH）寻呼信道PCH－－－下行信道，点对多点。用于寻呼

MS，

寻呼范围为MS所在整个LAC区接入许可信道AGCH－－－下行信道，点对多点，用于

BTS给MS分配专用控制信道随即接入信道RACH－－－上行信道，点对点，MS通过RACH发起接入请求③专用控制信道（DCCH）是一种“点对点”双向控制信道，用于在呼叫接续阶段以及在通信进行中，移动台和基站传输必要的控制信息。＊独立专用控制信道（SDCCH）＊慢速辅助控制信道（SACCH）＊

快速辅助控制信道（FACCH）独立专用控制信道SDCCH

－－－双向信道，用于呼叫建立过程，如鉴权、位置更新、短消息；用于指配TCH慢速随路控制信道SACCH

－－－双向信道，伴随TCH和SDCCH的专用信令信道。用于传递测量报告；传递MS功率控制消息；传递TA、邻区BCCH强度、LAI等快速随路控制信道FACCH

－－－双向信道，伴随TCH，提供比SACCH高又多的速度来传送信令信息，借用20ms的突发话音突发脉冲序列来传递信令，称为偷帧1、处于空闲模式下的手机所需的大量网络信息来自

信道。A、BCCHB、SCHC、RACHD、SDCCH2、在GSM无线网络中

逻辑信道携带用于校正手机频率的消息。A、BCCHB、FCCHC、SCHD、AGCH3.在GSM系统中，鉴权是在下面哪个逻辑信道中进行的（A)PCH（B）RACH（C）SDCCH（D）SACCH4．RACH（）是下行信道，是为了保证MS接入，在此信道上申请一SDCCHMS通过此信道申请SDCCH，作为对寻呼的响应或MS主叫登记时的接入用于MS校正频率、同步时间用于搜索MS，是下行信道5.GSM的一个频点的带宽是（）。

A、200KHzB、30KHzC、3.75MHzD、1.25MHz6.移动公司的GSM双频网是指（

）。800MHz和1800MHzB、900MHz和1900MHzC、900MHz和1800MHzD、800MHz和1900MHz3.6逻辑信道与物理信道的映射一个基站有N个载频，每个载频有8个时隙定义载频为：

在载频上

：映射BCH和CCCH

：映射DCCH

：映射业务信道

其它载频的时隙全部是业务信道

在载频上逻辑信道应用举例（以MS开机拨打电话为例）1、FCCH2、SCH3、BCCH4、RACH5、AGCH6、SDCCH/SACCH7、TCH8、BCCH接收频率矫正信息

接收BTS同步信号

接收系统消息接入申请允许接入并分配SDCCH鉴权和加密（SDCCH），功率控制、TA（SACCH）进入TCH通话通话结束，进入空闲状态，守候在BCCH信道上3.7空中控制技术

分集技术

是一项典型的抗衰落技术，它可以大大提高多径衰落信道下的传输可靠性。一般分为时间分集、空间分集、频率分集等。（一）空间分集

空间分集是利用不同位置的天线接收信号，然后再合并输出（要求接收端天线之间的距离满足不相关）。空间分集的典型结构为：发送端为一副天线，接收端则有N副天线（二）频率分集

实现时可以将待发送的信息分别调制在频率不相关的载波上发射（如跳频）（三）时间分集

可采用通过一定的时延来发送同一消息，或在系统能承受的时延范围以内在不同的时间各发送消息的一部分

自动功率控制技术（APC）

如何进行APC？为何需要APC？可降低手机功耗，延长电池使用时间；可减小干扰，提高频率利用率，增加系统容量。

非连续发射技术(DTX)为何需要DTX？1）可降低手机功耗，延长电池使用时间；2）降低干扰，改善通话质量，提高容量如何进行DTX？

采用VAD（话音激活检测）技术：

即在说话时，正常发射信号（传输13Kbit/s的话音编码）不说话时，由解码器产生舒适噪声；非连续接收技术(DRX)为何需要DRX？1）手机绝大部分时间处于空闲状态，此时需要随时准备接收BTS发来的寻呼信号；系统按照IMSI将

MS用户分类，不同类别的手机在不同的时刻接收系统寻呼消息，无需连续接收；2）可降低手机功耗，延长电池使用时间；

跳频技术为何引入跳频？1)可减少瑞利衰落，（频率分集）2)可减小系统内的干扰（可以使用更紧密的频率复用以实现增容。）跳频------是指某次通话所使用载波频率在一定范围内，按某种规律跳变。每个小区信道组的跳频功能都能单独激活或关闭。

基带跳频（一般移动采用）

射频跳频（一般联通采用）GSM跳频示意图频率f0帧f1f2f3f4时间跳频方式跳频多慢呢？（速率多少）

时延调整（TA）TA值由6位二进制表达MS所需要的延时bit数

1bit的时间为：3.7us所以TA最大时间设置为3.7*63=233us小区最大半径？TA在0～63范围内调整例如：TA=1，表示1个bit的时间1.跳频能有效地改善以下哪种现象

A.单通B.时间扩散

C.多径衰落D.互调干扰2.－10DBm的无线信号比－20DBm的无线信号强。

A.对

B.不对

C.不能确定

D.不可比较3、TA限制了小区的什么特性?

A.允许同时的通话数量

B.呼叫建立的频率

C.半径

D.天线长度4.一个TA表示

KM，常规的GSM小区的最大TA是

（）