01.MF000001 無線接口和信道 ISSUE1.4

1、MF000001 無線接口與信道 ISSUE1.4 無線產(chǎn)品課程開發(fā)室無線產(chǎn)品課程開發(fā)室 引入引入 l空中接口是無線系統(tǒng)和移動(dòng)臺(tái)之間的接口，連 接移動(dòng)臺(tái)和基站，是GSM系統(tǒng)關(guān)鍵接口之一 l完整的空中接口是移動(dòng)臺(tái)漫游的基礎(chǔ) l針對網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化很多是對空中接口資源的重新 配置，對空中接口的透徹理解是優(yōu)化的基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握無線接口分層結(jié)構(gòu)和接入技術(shù) 掌握幀、突發(fā)脈沖、邏輯信道的組成 了解語音信號處理過程 學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠： 課程內(nèi)容課程內(nèi)容 第一章第一章 無線接口概述無線接口概述 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹

2、系統(tǒng)技術(shù)介紹 第四章第四章 無線邏輯信道無線邏輯信道 第一章第一章 無線接口概述無線接口概述 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） 無線資源管理（RR） 移動(dòng)和安全管理（MM） 綜合處理 TCH0 TCH1 TCH2 。SACCH 。TCH25 IDL 復(fù)幀復(fù)幀 物理鏈路層物理鏈路層(L1) 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(L2) 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層(L3) 第一章第一章 無線接口概述無線接口概述 RACHBCCHAGCH/

3、PCHSDCCHSACCHTCHFACCH 無線接口（Um口）分層結(jié)構(gòu) 第一章第一章 無線接口概述無線接口概述 時(shí)間時(shí)間 FDMA 頻率頻率 TDMA 時(shí)間時(shí)間 頻率頻率 CDMA 頻頻 率率 時(shí)間時(shí)間 碼碼 無線接入技術(shù) 課程內(nèi)容課程內(nèi)容 第一章第一章 無線接口概述無線接口概述 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹系統(tǒng)技術(shù)介紹 第四章第四章 無線邏輯信道無線邏輯信道 語音語音A/D 8KHz，13bit 語音編碼語音編碼分段分段 20ms 13kbit/s 信道編碼信道編碼 交織交織突發(fā)脈沖突發(fā)脈沖加密加密 22.8kbit/s 調(diào)制調(diào)制 33.8

4、kbit/s 發(fā)送發(fā)送 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 l編碼方式稱為規(guī)則脈沖激勵(lì)長期預(yù)測編 碼(RPE-LTP)，其處理過程是先進(jìn)行8KHZ抽 樣，調(diào)整每20ms為一幀，每幀分為4個(gè)子幀， 每個(gè)子幀長5ms，純比特率為13kbit/s。 語音編碼語音編碼 塊編碼器塊編碼器 激勵(lì)激勵(lì) 編碼器編碼器 50bit +3 *2+4 132bit 78bit 456bit 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 信道編碼信道編碼 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 一次交織：一次交織： 二次交織：二次交織： 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 語音交織語音交織 3571261573 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 語音突發(fā)脈沖語音突發(fā)脈沖 課程內(nèi)容課程內(nèi)容 第一章第

6、一章 無線接口概述無線接口概述 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹系統(tǒng)技術(shù)介紹 第四章第四章 無線邏輯信道無線邏輯信道 傳播時(shí)延傳播時(shí)延t 傳播時(shí)延傳播時(shí)延t TA 這樣下去不行，得讓手機(jī)提前這樣下去不行，得讓手機(jī)提前 一個(gè)一個(gè)TA值時(shí)間發(fā)給我！值時(shí)間發(fā)給我！ 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹系統(tǒng)技術(shù)介紹 定時(shí)提前（定時(shí)提前（TA） 頻率頻率 f 0 幀 f 1 f 2 f 3 f 4 時(shí)間時(shí)間 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹系統(tǒng)技術(shù)介紹 跳頻跳頻 延長電池壽命延長電池壽命 降低干擾降低干擾 lVAD: 語音激活檢測 (Voice Activit

7、y Detection) 碼變換器實(shí)現(xiàn) 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹系統(tǒng)技術(shù)介紹 lDTX: 不連續(xù)發(fā)射(Discontinuous Transmission ) 在語音間歇期關(guān)閉發(fā)射 僅發(fā)射靜音指示幀 接收端碼變換器產(chǎn)生舒適噪聲 DTX l延長電池壽命 l降低網(wǎng)絡(luò)干擾 l包括上行功控和下行功控 l功率控制基于電平和質(zhì)量 lBSC、BTS是判決者 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹系統(tǒng)技術(shù)介紹 BCCH載頻不參加載頻不參加 功率控制功率控制 時(shí)間時(shí)間 信號信號 電平電平 目標(biāo)電平值：目標(biāo)電平值： e.g. -85 dBm 功率控制功率控制 課程內(nèi)容課程內(nèi)容 第一章第一章 無線接口概述無線接口

8、概述 第二章第二章 語音信號處理過程語音信號處理過程 第三章第三章 GSM系統(tǒng)技術(shù)介紹系統(tǒng)技術(shù)介紹 第四章第四章 無線邏輯信道無線邏輯信道 第四章第四章 無線邏輯信道無線邏輯信道 l時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu)時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu) l邏輯信道分類邏輯信道分類 l邏輯信道組合邏輯信道組合 l公共控制信道配置公共控制信道配置 頻率頻率 200kHz BP 15/26ms 隙縫隙縫 時(shí)間時(shí)間 4.1 時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu)時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu) 幀和信道幀和信道 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：保護(hù)期 TB 3 TB 3 GP 8.25 TB 3 TB 3 GP 68.25 58信息比特26訓(xùn)練序列58信息比特 固定比特142 信息比特39擴(kuò)展的訓(xùn)練序列64信息比特39 同步序列41信息比特36 常規(guī)突發(fā)序列（NB） 頻率校正突發(fā)序列（FB） 同步突發(fā)序列（SB） 接入突發(fā)序列（AB） 1超高幀=2048超幀=2715648TDMA幀（3小時(shí)28分53秒760毫秒） 1超幀=1326TDMA幀（6.12秒） 1復(fù)幀=26TDMA幀（120ms）1復(fù)幀=51TDMA幀（3060/13ms） 1TDMA幀=8時(shí)隙（120/26=4.615ms） 1時(shí)隙

10、=156.25比特持續(xù)期（15/26=0.577ms） （1比特持續(xù)期：48/13=3.68us） BCCH CCCH SDCCH TCH SACCH/T FACCH 4.1 時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu)時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu) 8bit41同步同步bit36加密加密bit3bit68.25bit 尾比特尾比特保護(hù)間隔數(shù)據(jù) 接入突發(fā)脈沖序列接入突發(fā)脈沖序列(AB)：用于：用于MS初始化接入初始化接入 3bit142bit3bit8.25bit 尾比特尾比特保護(hù)間隔數(shù)據(jù) 頻率校正突發(fā)脈沖序列頻率校正突發(fā)脈沖序列(FB)：用于：用于MS與與BTS之間的頻率同步之間的頻率同步 3bit39加密加密bit39加密加密bit3bi

11、t8.25bit 尾比特 尾比特保護(hù)間隔數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 64同步同步bit 同步突發(fā)脈沖序列同步突發(fā)脈沖序列(SB)：用于：用于MS與與BTS之間的定時(shí)同步之間的定時(shí)同步 4.1 時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu)時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu) 突發(fā)脈沖突發(fā)脈沖 3bit57加密加密bit57加密加密bit3bit8.25bit 尾比特尾比特保護(hù)間隔數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 26bit11 訓(xùn)練序列 偷幀標(biāo)志 普通突發(fā)脈沖序列普通突發(fā)脈沖序列(NB)：用于攜帶業(yè)務(wù)信道和除：用于攜帶業(yè)務(wù)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調(diào)制調(diào)制bit3bit8.25bit 尾比特尾比特保護(hù)間隔 虛擬突發(fā)脈沖序列虛擬突發(fā)脈沖序列(

12、DB)：用于：用于BTS在無信息下發(fā)的時(shí)隙發(fā)送填充幀在無信息下發(fā)的時(shí)隙發(fā)送填充幀 4.1 時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu)時(shí)隙和幀結(jié)構(gòu) 4.2 邏輯信道分類邏輯信道分類 GSM900 和和 GSM1800 的邏輯信道劃分是一樣的的邏輯信道劃分是一樣的 廣播控制信道廣播控制信道 (BCCH) 控制信道控制信道 通用控制信道通用控制信道 (CCCH) 話音信道話音信道 (TCH) FCCH SCHBCCH (系統(tǒng)消息系統(tǒng)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) 專用信道

13、專用信道 (DCH) 邏輯信道邏輯信道 FCCH SCH BCCH PCH AGCH BCCH CCCH 通用通用 信道信道 SDCCH SACCH FACCH TCH/F TCH/H DCCH TCH 專用專用 信道信道 4.2 邏輯信道分類邏輯信道分類 下行邏輯信道下行邏輯信道 RACHCCCH 通用通用 信道信道 SDCCH SACCH FACCH TCH/F TCH/H DCCH TCH 專用專用 信道信道 4.2 邏輯信道分類邏輯信道分類 上行邏輯信道上行邏輯信道 搜尋頻率校正脈沖搜尋頻率校正脈沖 搜尋同步脈沖搜尋同步脈沖 解讀系統(tǒng)消息解讀系統(tǒng)消息 偵聽尋呼消息偵聽尋呼消息 發(fā)送接入

14、脈沖發(fā)送接入脈沖 信令信道分配信令信道分配 呼叫建立呼叫建立 話音信道分配話音信道分配 通話通話 呼叫釋放呼叫釋放 FCCH SCH BCCH PCH RACH AGCH SDCCH SDCCH TCH FACCH 4.2 邏輯信道分類邏輯信道分類 關(guān)機(jī)狀態(tài)關(guān)機(jī)狀態(tài) 空閑狀態(tài)空閑狀態(tài) 專用模式專用模式 空閑狀態(tài)空閑狀態(tài) 邏輯信道作用舉例邏輯信道作用舉例 TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF（全速率TCH） TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH（半速率TCH） 26幀復(fù)幀 FCCH+SCH+BCCH+CCCH（主BCCH） FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+S

15、ACCH/4(組合BCCH) BCCH+CCCH（擴(kuò)展BCCH） SDCCH/8+SACCH/C8（主SDCCH）+FACCH/8 51幀復(fù)幀 4.3 邏輯信道組合邏輯信道組合 4.3 邏輯信道組合邏輯信道組合 主主BCCH 4.3 邏輯信道組合邏輯信道組合 組合組合BCCH 4.3 邏輯信道組合邏輯信道組合 獨(dú)立獨(dú)立SDCCH 4.3 邏輯信道組合邏輯信道組合 TCH信道信道 PCHRACHAGCH 下行下行CCCH上行上行CCCH 如何決定小區(qū)總的如何決定小區(qū)總的CCCH資源資源? 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系統(tǒng)支持多種信道組合(不考慮GPRS)其中主 BCCH，擴(kuò)展BCCH，組合BCCH，以及BCCH+CBCH 組合中都存在CCCH，也就是說都允許MS接入。系統(tǒng)就 據(jù)此對MS進(jìn)行CCCH分組。 l系統(tǒng)規(guī)定，CCCH可以映射到0，2，4，6時(shí)隙，但擴(kuò)展 BCCH組合因其不包含F(xiàn)CCH與SCH，僅能映射至2，4， 6時(shí)隙。因此所有的MS都在0時(shí)隙與基站取得同步，然后 在不同的CCCH登陸網(wǎng)絡(luò)。 CCCH 分組分組 4.4公共控制信道配置公共控制信道配置 lGSM系統(tǒng)最多支持99共81個(gè)尋呼組，也就是說MS從尋呼 組角度最多被分成81個(gè)子組。由于無論哪種組合方式，每51 復(fù)幀可用于尋呼的塊不超過9個(gè)，系統(tǒng)對51復(fù)幀進(jìn)行了再一 輪循環(huán)，尋呼組號以“相同尋呼間幀數(shù)”個(gè)51復(fù)幀為周期循 環(huán)往復(fù)。 l假設(shè)相同尋呼間幀數(shù)為7，每51復(fù)幀用于尋呼的塊(9or3-接入 允許保留塊數(shù))為4，那么尋呼組號就是027循環(huán)。 l系統(tǒng)術(shù)語中，將任何一個(gè)51復(fù)幀中的尋呼塊稱之為一個(gè)尋呼 超組，因此系統(tǒng)尋呼超組