GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化-第2章

1、GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化第2章GSM無(wú)線接口理論2.1 工作頻段的分配2.1.1 我國(guó)GSM網(wǎng)絡(luò)的工作頻段我國(guó)陸地蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900MHz與1 800MHz頻段。2.1 工作頻段的分配2.1.2 頻道間隔相鄰兩頻點(diǎn)間隔為為200kHz 。2.1.3 頻道配置(1)GSM900MHz頻段：f1(n)=890.2MHz+(n-1)0.2MHz(移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收)fh(n)=f1(n)+45MHz(基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收)；n1，1242.1 工作頻段的分配(2)GSMl800MHz頻段為：f1(n)=1710.2MHz+(n-512)0.2MHz(移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收) fh(n)=f

2、1(n)+95MHz(基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收)；n512，885在我國(guó)GSM900使用的頻段為：905915MHz 上行頻率950960MHz 下行頻率頻道號(hào)為76124，共10M帶寬。2.1 工作頻段的分配2.1.4 干擾保護(hù)比載波干擾比(C/I)是指接收到的希望信號(hào)電平與非希望信號(hào)電平的比值，此比值與MS的瞬時(shí)位置有關(guān)。同頻干擾保護(hù)比：C/I9dB。(工程中一般加3dB余量，即要求C/I12dB)鄰頻干擾保護(hù)比：C/A-9dB。(工程中一般加3dB余量，即要求C/A-6dB。)載波偏離400kHz的干擾保護(hù)比：C/I-41dB。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)多址技術(shù)就是要使眾多的客戶公用公共信

3、道所采用的一種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多址的方法基本有三種，頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)。GSM的多址方式為TDMA+FDMA并結(jié)合跳頻的方式，載波間隔為200k，每個(gè)載波有8個(gè)基本的物理信道。一個(gè)物理信道可以由TDMA的幀號(hào)、時(shí)隙號(hào)和跳頻序列號(hào)來(lái)定義。一個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度為0.577ms，每個(gè)時(shí)隙間隔包含156.25bit，GSM的調(diào)制方式為GMSK，調(diào)制速率為270.833kbit/s。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.1 TDMA信道的概念GSM中的信道可分為物理信道和邏輯信道。物理信道:就是一個(gè)時(shí)隙，通常被定義為給定TDMA幀上的固定位置上的時(shí)隙(TS)。邏輯信道

4、:根據(jù)BTS與MS之間傳遞的消息種類不同而定義的不同邏輯信道。并通過(guò)BTS來(lái)影射到不同的物理信道上來(lái)傳送。邏輯信道又可分為業(yè)務(wù)信道和控制信道。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.1.1 業(yè)務(wù)信道 用于攜載語(yǔ)音或用戶數(shù)據(jù)，可分為話音業(yè)務(wù)信道和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道。1)話音業(yè)務(wù)信道：TCH/FS：全速率語(yǔ)音信道13kbit/s；TCH/HS：半速率語(yǔ)音信道6.5kbit/s。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道：TCH/F9.6：9.6kbit/s全速率數(shù)據(jù)信道；TCH/F4.8：4.8kbit/s全速率數(shù)據(jù)信道；TCH/H4.8：4.8kbit/s半速率數(shù)據(jù)信道；TCH/H2.4：2.4

5、kbit/s半速率數(shù)據(jù)信道；TCH/F2.4：2.4kbit/s全速率數(shù)據(jù)信道。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.1.2 控制信道 用于攜帶信令或同步數(shù)據(jù)，可分為廣播信道、公共控制信道和專用控制信道。1廣播信道(BCH) 包括BCCH、FCCH和SCH信道，它們攜帶的信息目標(biāo)是小區(qū)內(nèi)所有的手機(jī)，所以它們是單向的下行信道。用于MS與BTS之間保持同步。1）頻率校正信道(FCCH)2）同步信道(SCH)3）廣播控制信道(BCCH)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2公共控制信道 包括AGCH、PCH、CBCH和RACH，這些信道不是供一個(gè)MS專用的，而是面向這個(gè)小區(qū)內(nèi)所有的移動(dòng)臺(tái)的。下行方向有

6、： PCH、AGCH和CBCH信道；上行方向有：RACH信道。1）尋呼信道(PCH)2）接入許可信道(AGCH)3）小區(qū)廣播控制信道(CBCH)4）隨機(jī)接入信道(RACH)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)3專用控制信道 包括SDCCH、SACCH、FACCH，這些信道被用于某一個(gè)具體的MS上。1）獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)2）慢速隨路控制信道(SACCH)3）快速隨路控制信道(FACCH)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.2 TDMA幀GSM中，每一個(gè)載頻被定義為一個(gè)TDMA幀。每幀包括8個(gè)時(shí)隙(TS0TS7)，并都有一個(gè)幀號(hào)，這是因?yàn)樵谟?jì)算加密序列的A5算法中是以TDMA幀號(hào)為一個(gè)

7、輸入?yún)?shù)。當(dāng)有了TDMA幀號(hào)后，移動(dòng)臺(tái)就可以判斷控制信道TS0上傳送的為哪一類邏輯信道了。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.3 突發(fā)脈沖序列(Burst)TDMA信道上的一個(gè)時(shí)隙中的消息格式被稱為突發(fā)脈沖序列，也就是說(shuō)每個(gè)突發(fā)脈沖被發(fā)送在TDMA幀的其中一個(gè)時(shí)隙上。因?yàn)樵谔囟ㄍ话l(fā)脈沖上發(fā)送的消息內(nèi)容不同，也就決定了它們格式的不同。1）普通突發(fā)脈沖序列2）接入突發(fā)脈沖序列3）頻率校正突發(fā)脈沖序列4）同步突發(fā)脈沖序列5）空閑突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.3 突發(fā)脈沖序列(Burst)每種突發(fā)脈沖都包括以下內(nèi)容：1）尾比特2）消息比特3）訓(xùn)

8、練序列4）保護(hù)間隔2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.3 突發(fā)脈沖序列(Burst)1普通突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2接入突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)3頻率校正突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)4同步突發(fā)脈沖序列5空閑突發(fā)脈沖序列 不攜帶任何信息，它的格式與普通突發(fā)脈沖序列相同，只是其中加密比特改為具有一定比特模型的混合比特。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.4 邏輯信道與物理信道之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 每個(gè)小區(qū)都有若干個(gè)載頻，每個(gè)載頻都有8個(gè)時(shí)隙，因而我們可以定義載頻數(shù)為C0、C1、Cn，時(shí)隙數(shù)為 TS0、TS1、TS7。2.2.4.1 控制信道

9、的映射2.2.4.2 業(yè)務(wù)信道的映射2.2.5 系統(tǒng)消息介紹(略)2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3.1 陸地移動(dòng)通信環(huán)境的特點(diǎn)1.移動(dòng)臺(tái)的天線比較低2.移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)性3.信號(hào)電平隨機(jī)變化4.在城市環(huán)境中存在著波導(dǎo)效應(yīng)5.人為噪聲現(xiàn)象嚴(yán)重6.干擾現(xiàn)象嚴(yán)重2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3.2 信號(hào)在無(wú)線路徑上的衰落 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)和基站的距離逐漸增加時(shí)，所收到的信號(hào)會(huì)越來(lái)越弱，原因是發(fā)生了路徑損耗。路徑損耗不僅與載頻頻率、傳播速度有關(guān)，而且還與傳播地形和地貌有關(guān)。2.3.2.1 自由空間信號(hào)強(qiáng)度的傳播衰落 在自由空間的傳播衰落我們不考慮其它衰落因素，僅考慮由能量的擴(kuò)散而引起的損耗。2.3 移動(dòng)環(huán)境中

10、的電波傳播Pr=Pt(/4d)2G1G2Pr-接收機(jī)的接收功率；Pt-發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率(單位為w或mw)；-波長(zhǎng)(即c/f)；d-接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的距離；G1-發(fā)射機(jī)的天線增益；G2-接收機(jī)的天線增益。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播傳播模型分為統(tǒng)計(jì)型模型和決定型模型。1)統(tǒng)計(jì)型模型是利用測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到的傳播模型，一般計(jì)算量較小，對(duì)電子地圖的數(shù)據(jù)要求也較低，統(tǒng)計(jì)型模型一般可以利用測(cè)試數(shù)據(jù)加以修正。2)決定型模型是根據(jù)傳播路徑上的地物、建筑物的幾何信息，利用波的繞射、反射的理論得到的的模型。一般計(jì)算量大，對(duì)電子地圖的數(shù)據(jù)要求也較高，它需要建筑物的信息，一般不能利用測(cè)試數(shù)據(jù)加以修正。2.

11、3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播統(tǒng)計(jì)型模型和決定型模型的選擇：1km的分水嶺。 統(tǒng)計(jì)型模型在135km預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性比較高。常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)型模型有Okumura-Hata模型、COST-231模型； 決定型模型在1km內(nèi)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性較高，常見(jiàn)的決定型模型有COST-231-Walfish-Ikegami模型。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3.2.2 長(zhǎng)期衰落 常常在移動(dòng)臺(tái)和基站之間有高大建筑物、樹林和高低起伏的地勢(shì)地貌，這些障礙物的阻擋造成電磁場(chǎng)的陰影而產(chǎn)生陰影效應(yīng)，致使接收信號(hào)強(qiáng)度下降。經(jīng)過(guò)大量的野外測(cè)試表明，這種衰落服從對(duì)數(shù)正態(tài)衰落，它的接收信號(hào)的中值電場(chǎng)與基站和移動(dòng)臺(tái)的距離的4次方成反比。由于這種場(chǎng)

12、強(qiáng)的變化隨著地理位置的改變而緩慢的變化，故稱為長(zhǎng)期衰落或慢衰落。又因?yàn)槠浣邮請(qǐng)鰪?qiáng)中值受電磁場(chǎng)陰影影響而變化，所以又稱為陰影衰落。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播長(zhǎng)期衰落的統(tǒng)計(jì)特性:1)長(zhǎng)期衰落是指接收到的衰落信號(hào)的平均值。2)長(zhǎng)期衰落形成的原因是由于傳播路徑上的地形和人為環(huán)境結(jié)構(gòu)的變化而造成的；3)長(zhǎng)期衰落的概率密度分布服從對(duì)數(shù)正態(tài)概率密度函數(shù)，長(zhǎng)期衰落的累積概率分布服從對(duì)數(shù)正態(tài)累積分布。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3.2.3 短期衰落 移動(dòng)通信信道是一種多徑衰落信道，發(fā)射的信號(hào)在城市中常常會(huì)受到建筑物或地形的阻擋，要經(jīng)過(guò)直射、反射、散射等多種傳播路徑才到達(dá)接收端，而且隨著移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)，各條傳

13、播路徑上的信號(hào)幅度時(shí)延及相位也在隨時(shí)隨地發(fā)生著變化，所以接收到的信號(hào)是起伏不穩(wěn)定的。這些多徑信號(hào)相互迭加產(chǎn)生的矢量和就會(huì)形成一個(gè)嚴(yán)重的衰落谷點(diǎn)，使矢量和非常接近為零。迭加后的信號(hào)幅度變化符合瑞利分布，因而又被稱為瑞利衰落。瑞利衰落隨時(shí)間而急劇變化，又常常被稱為短期衰落或快衰落。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播短期衰落的統(tǒng)計(jì)特性：1)短期衰落是指接收的衰落信號(hào)的瞬時(shí)值；2)短期衰落形成的原因是由于傳播受到移動(dòng)臺(tái)周圍(50100個(gè)波長(zhǎng)內(nèi))的散射體(主要指人為建筑物)或自然障礙(主要指樹林)的反射在地面上造成多徑波干涉，結(jié)果形成駐波場(chǎng)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)通過(guò)這個(gè)駐波場(chǎng)時(shí)，接收信號(hào)呈現(xiàn)短

14、期衰落，場(chǎng)強(qiáng)會(huì)出現(xiàn)起伏。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3.2.4 多普勒頻移 快速運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)還會(huì)發(fā)生多普勒頻移現(xiàn)象，這是因?yàn)樵谝苿?dòng)臺(tái)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)接收和發(fā)送信號(hào)將導(dǎo)致信號(hào)頻率將發(fā)生偏移而引起的干擾。 當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度過(guò)高時(shí)，多普勒頻移的影響必須考慮，而且工作頻率越高，頻移越大。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3.3 無(wú)線信號(hào)的傳播損耗2.3.3.1 傳播損耗的定義 傳輸損耗是指對(duì)于某一無(wú)線電鏈路，從發(fā)射天線輸出端的信號(hào)經(jīng)過(guò)一定的傳播路徑，到達(dá)接收天線的輸入端時(shí)，功率電平的損耗(或衰減)值，一般用dB表示。2.3.3.2 傳播損耗與距離的一般關(guān)系 傳輸距離越大，損耗越大。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2

15、.3.3.3 傳播損耗的常見(jiàn)類型1)自由空間的傳播損耗2)繞射損耗3)反射損耗4)建筑物貫穿損耗5)人體損耗6)車內(nèi)損耗7)植被損耗2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3.4 信號(hào)傳播的其它特性(略)2.3.5 分集接收 采用分集方法即在若干支路上接收相互間相關(guān)性很小的載有同一消息的信號(hào)，然后通過(guò)合并技術(shù)再將各個(gè)支路的信號(hào)合并輸出，那么便可在接收終端上大大降低深衰落的概率。 由于衰落具有頻率、時(shí)間和空間的選擇性，因此分集技術(shù)主要包括空間分集、時(shí)間分集、頻率分集、極化分集等。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播1空間分集在空間設(shè)立兩副接收天線，獨(dú)立接收同一信號(hào)，由于它們所處的傳播環(huán)境和接收信號(hào)的衰落各不相同

16、，具有不相干或相干性很小的特點(diǎn)，因而采用分集合并技術(shù)并使之輸出較強(qiáng)的有用信號(hào)，便降低了傳播因素的影響。2時(shí)間分集通過(guò)一定的時(shí)延來(lái)發(fā)送同一消息，或在系統(tǒng)所能承受的時(shí)延范圍以內(nèi)在不同時(shí)間內(nèi)各發(fā)送消息的一部分。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播3頻率分集通過(guò)跳頻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 4極化分集指把兩副接收天線的極化角度互成一定的角度，這樣就可以獲得較好的分集增益，并且可以把這種分集天線集成于一副天線內(nèi)實(shí)現(xiàn)。2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.3 移動(dòng)環(huán)境中的電波傳播2.4 移動(dòng)臺(tái)和基站的時(shí)間調(diào)整 由于移動(dòng)臺(tái)是利用同一個(gè)頻率合成器來(lái)進(jìn)行發(fā)射和接收的，因而在接收和發(fā)送信號(hào)之間應(yīng)有一定的間隔(3個(gè)

17、時(shí)隙)。 移動(dòng)臺(tái)在接收信號(hào)的同時(shí)，將在頻率上平移45MHz，并在偏移3個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上考慮TA后發(fā)送，然后可以再次平移以監(jiān)視其它小區(qū)的BCCH信道。2.4 移動(dòng)臺(tái)和基站的時(shí)間調(diào)整 由于采用了TDMA技術(shù)，因此要求移動(dòng)臺(tái)必須在指配給它的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送，而在其余時(shí)間則必須保持沉默。否則它將對(duì)使用同一載頻上不同時(shí)隙的另一些移動(dòng)臺(tái)的呼叫造成干擾。2.4 移動(dòng)臺(tái)和基站的時(shí)間調(diào)整 某一移動(dòng)臺(tái)非?？拷荆概浣o它的是TS2，它只能利用該時(shí)隙進(jìn)行呼叫。在該移動(dòng)臺(tái)呼叫期間，它向遠(yuǎn)離基站的方向移動(dòng)。因此，從基站發(fā)出的信息，將會(huì)延遲地到達(dá)移動(dòng)臺(tái)，與此同時(shí)，移動(dòng)臺(tái)的應(yīng)答信息也會(huì)越來(lái)越遲的到達(dá)基站。如不采取措施，時(shí)延過(guò)長(zhǎng)會(huì)

18、導(dǎo)致基站在收到此移動(dòng)臺(tái)TS2上消息時(shí)，與另一個(gè)移動(dòng)臺(tái)在TS3向基站發(fā)送的信息重疊起來(lái)，引起干擾。如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？2.4 移動(dòng)臺(tái)和基站的時(shí)間調(diào)整提前一段時(shí)間發(fā)送信號(hào)，采用時(shí)間提前TA。2.4 移動(dòng)臺(tái)和基站的時(shí)間調(diào)整由最大時(shí)間提前TA決定小區(qū)的覆蓋范圍。3.7us/bit63bit(3108)m/s2=35km思考：如想提高小區(qū)覆蓋半徑，該怎么辦？2.5 跳頻技術(shù) 跳頻可分為快速跳頻和慢速跳頻，在GSM中采用的是慢速跳頻，其特點(diǎn)是按照固定的間隔改變一個(gè)信道使用的頻率。 GSM系統(tǒng)的基站無(wú)線信道的跳頻是以每一個(gè)物理信道(時(shí)隙)為基礎(chǔ)的，因此對(duì)于移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，只需要在每個(gè)幀的相應(yīng)時(shí)隙跳變一次即可，即

19、每秒跳217次。它在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)用固定的頻率發(fā)送和接收，然后在該時(shí)隙后需跳到下一個(gè)TDMA幀。2.5 跳頻技術(shù)2.5.1 跳頻的種類及各自實(shí)現(xiàn)的方法 GSM中的跳頻可分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種?；鶐l是通過(guò)腔體合成器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而射頻跳頻是通過(guò)混合合成器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 基帶跳頻的原理是在幀單元和載頻單元之間加入了一個(gè)以時(shí)隙為基礎(chǔ)的交換單元，通過(guò)把某個(gè)時(shí)隙的信號(hào)切換到相應(yīng)的無(wú)線頻率上來(lái)實(shí)現(xiàn)跳頻，這種做法的特點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單，而且費(fèi)用也低。采用基帶跳頻的小區(qū)的載頻數(shù)與該小區(qū)使用的頻點(diǎn)數(shù)是一樣的。2.5 跳頻技術(shù)2.5.1 跳頻的種類及各自實(shí)現(xiàn)的方法 射頻跳頻是通過(guò)對(duì)其每個(gè)TRX的頻率合成器進(jìn)行控制，使其在每

20、個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上按照不同的方案進(jìn)行跳頻。它采用的混合合成器對(duì)頻帶的要求十分寬松，每個(gè)發(fā)信機(jī)都可使用一組相同的頻率，采用不同的MAIO(移動(dòng)分配索引偏移)加以區(qū)分。但它必須有一個(gè)固定發(fā)射BCCH頻率的發(fā)信機(jī)，其它發(fā)信機(jī)可隨著跳頻序列的序列值改變而改變。2.5 跳頻技術(shù)兩者的比較：1)基帶跳頻采用的腔體合成器最多可配置8個(gè)發(fā)信機(jī)，而且衰耗??；射頻跳頻采用的混合合成器的容量較小，最多可配置4個(gè)發(fā)信機(jī)，而且衰耗大。當(dāng)基站配置較大時(shí)，采用混合合成器的基站覆蓋要小。2)腔體合成器對(duì)頻段的要求不如混合合成器靈活，混合合成器所帶的發(fā)信機(jī)可以使用一組頻率，頻點(diǎn)的間隔要求為200kHz；腔體合成器的發(fā)信機(jī)僅能使用固

21、定的頻率發(fā)射，而且所用頻點(diǎn)的間隔要求大于600kHz。2.5 跳頻技術(shù)3)基帶跳頻的每個(gè)發(fā)信機(jī)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)頻點(diǎn)，而射頻跳頻的每個(gè)發(fā)信機(jī)能夠發(fā)送所有參與跳頻的頻點(diǎn)。當(dāng)使用基帶跳頻時(shí)攜帶BCCH頻點(diǎn)的TX若出現(xiàn)故障，則易導(dǎo)致整個(gè)區(qū)的癱瘓，而在射頻跳頻時(shí)則不會(huì)出現(xiàn)這類情況，因?yàn)槊總€(gè)TX都能發(fā)送BCCH頻點(diǎn)，攜帶BCCH信道的載頻優(yōu)先級(jí)最高，當(dāng)該載頻出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，攜帶BCCH信道的TDMA幀能夠自動(dòng)通過(guò)另一個(gè)載頻發(fā)射出去。2.5 跳頻技術(shù)2.5.2 跳頻的優(yōu)點(diǎn) 1跳頻可起到頻率分集的作用 2跳頻可起到干擾源分集作用2.5 跳頻技術(shù)2.5.3 跳頻序列在小區(qū)參數(shù)的定義中定義了兩個(gè)頻率組，一個(gè)稱為“小區(qū)分配

22、表CA”(CELL ALLOCATION)用來(lái)定義該小區(qū)所用到的所有頻點(diǎn)，另一個(gè)被稱為“移動(dòng)分配表MA” (MOBILE ALLOCATION)用來(lái)定義參與跳頻的所有頻點(diǎn)。在此值得注意的是，攜帶有BCCH的載頻，不能用于跳頻，因?yàn)樗鼣y帶有FCCH、SCH及BCCH信道，需要不停的向該小區(qū)的所有手機(jī)廣播同步消息及系統(tǒng)消息。在GSM規(guī)范中有兩個(gè)參數(shù)用來(lái)定義跳頻序列，分別是MAIO(移動(dòng)分配指針偏移)和HSN(跳頻序列號(hào))。2.5 跳頻技術(shù) MAIO因需描述跳頻重復(fù)功能的起點(diǎn)(用于確定跳頻的初始頻點(diǎn))，所以該參數(shù)的取值與參與跳頻的頻率數(shù)一樣多。MA(移動(dòng)配置表)的頻點(diǎn)數(shù)應(yīng)在164之間。 HSN有64

23、個(gè)不同的值，通常一個(gè)小區(qū)應(yīng)使用相同的HSN值、不同的MAIO值，因?yàn)檫@是要避免同一小區(qū)信道之間的干擾。 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(kāi)使用HSN=0的情況(它是循環(huán)跳頻)，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致低質(zhì)量的干擾源分集。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程 由于GSM系統(tǒng)是一個(gè)全數(shù)字系統(tǒng)，話音和不同速率數(shù)據(jù)的傳輸都要進(jìn)行數(shù)字化處理。為了將源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為最終信號(hào)并通過(guò)無(wú)線電波發(fā)射出去，需經(jīng)過(guò)幾個(gè)連續(xù)的過(guò)程。相反，在接收端需要經(jīng)過(guò)一系列的反過(guò)程來(lái)重現(xiàn)原始數(shù)據(jù)。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程 2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6.1 語(yǔ)音編碼 GSM系統(tǒng)是一種全數(shù)字系統(tǒng)，話

24、音和其它信號(hào)都要進(jìn)行數(shù)字化處理，因此移動(dòng)臺(tái)首先要將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，再把這模擬電信號(hào)通過(guò)A/D變換轉(zhuǎn)換成13kbit/s的數(shù)字信號(hào)，用于無(wú)線傳輸。過(guò)程：第一階段：話音分段(抽樣、量化) 將語(yǔ)音分成20ms為單位的語(yǔ)音塊，再將每個(gè)塊用8kHz抽樣，每個(gè)塊由此得到160個(gè)樣本。每個(gè)樣本再經(jīng)A率13bit(u率14bit)量化，每個(gè)樣本16bit。因此，得到了128kbit/s的數(shù)據(jù)流。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6.1 語(yǔ)音編碼第二階段：編碼(壓縮編碼) 將128kbit/s的數(shù)據(jù)流通過(guò)編碼器來(lái)進(jìn)行編碼壓縮。如果用全速率的編碼器的話，每個(gè)語(yǔ)音塊將被編碼為260bit，最后形成了13kbit

25、/s的源編碼速率。260bit/20ms= 13kbit/s在BTS側(cè)能夠恢復(fù)13kbit/s的源速率，但為了形成速率為16kbit/s的TRAU幀以便于在Abis和Ater接口上傳送，因而需再增加速率為3kbit/s的信令，這個(gè)信令稱為帶內(nèi)信息。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6.2 信道編碼 信道編碼的作用是改善傳輸質(zhì)量，克服無(wú)線信道中傳輸過(guò)程的誤碼。 信道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(guò)某種約定從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生的，接收端的解碼過(guò)程利用這些冗余的比特來(lái)檢測(cè)誤碼并盡可能的糾正誤碼。如果收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)同樣的計(jì)算所得的冗余比特同收到

26、的不一樣時(shí)，我們就可以確定傳輸有誤。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程 信道編碼的糾錯(cuò)和檢錯(cuò)原理可以從下面簡(jiǎn)單的例子看出： 假定要發(fā)送的信息是一個(gè)“0”或是一個(gè)“1”。為了提高保護(hù)能力，以這樣簡(jiǎn)單的方式添加3個(gè)比特，對(duì)于每一個(gè)比特（0或1），只有一個(gè)有效的編碼組（0000或1111）。如果收到的不是0000或1111，就說(shuō)明傳輸期間出現(xiàn)了差錯(cuò)，差錯(cuò)的情況有三種，錯(cuò)一個(gè)比特、錯(cuò)二個(gè)比特和錯(cuò)三或四個(gè)比特，錯(cuò)一個(gè)比特可以校正；錯(cuò)二個(gè)比特時(shí)不能夠校正，但能夠檢出；錯(cuò)三或四個(gè)比特才發(fā)生誤碼。所以，這個(gè)簡(jiǎn)單的編碼方式能夠校正一個(gè)差錯(cuò)和檢出二個(gè)差錯(cuò)。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程 GSM使用的編碼方式有：塊卷積碼、糾錯(cuò)循環(huán)

27、碼(FIRE CODE)、奇偶碼(PARITYCODE)。 塊卷積碼主要用于糾錯(cuò)，當(dāng)解調(diào)器采用最大似然估計(jì)方法時(shí)，可以產(chǎn)生十分有效的糾錯(cuò)結(jié)果。 糾錯(cuò)循環(huán)碼主要用于檢測(cè)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(jiǎn)單的檢測(cè)誤碼的方法。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6.2.1 全速率TCH信道編碼首先將對(duì)語(yǔ)音編碼形成的260bit分成三類:50個(gè)最重要比特、132個(gè)重要比特、78個(gè)不重要比特對(duì)50個(gè)比特先添加3個(gè)奇偶檢驗(yàn)比特(分組編碼)，再與132比特和4個(gè)尾比特一起卷積編碼，比率為1:2，形成378bit。 (50+3)+(132+4)*2

28、=378 另外78個(gè)不重要比特不予保護(hù)，最后將得到456bit。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6.2.2 BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH信道的編碼 LAPDm是數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，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(gè)LAPDm幀共有23個(gè)字節(jié)(184bit)。為了獲得456bit的保護(hù)字段，便可通過(guò)對(duì)LAPDm幀的編碼來(lái)得到。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程 首先給184bit增加40bit的糾錯(cuò)循環(huán)碼，這樣就可以來(lái)檢測(cè)物理層的差錯(cuò)校正碼是否能正確的校正傳輸差錯(cuò)，再加上4個(gè)尾比特，得到228bi

29、t。最后通過(guò)1:2卷積編碼速率，也會(huì)得到456bit的數(shù)據(jù)。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6.2.3 SCH信道的編碼 SCH信令信道不能用LAPDm協(xié)議。每個(gè)SCH信道有25bit的消息字段，其中19bit是幀號(hào)，6bit用于BSCI號(hào)。由于每個(gè)單獨(dú)的SCH時(shí)隙都攜帶著一個(gè)完整的同步消息，而且SCH的突發(fā)脈沖的消息位的字段是78bit。因而需要將這25bit的數(shù)據(jù)編碼成78bit。 將這25bit的數(shù)據(jù)加上10個(gè)奇偶校驗(yàn)比特和4個(gè)尾比特，得到了39bit。再將這39bit按照1:2的卷積編碼速率，便得到了78bit的消息。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程2.6.2.4 RACH信道的編碼 RACH的消息由8個(gè)比特組成，包括3bit的建立原因和5bit的隨機(jī)鑒別符。由于RACH的突發(fā)脈沖的消息位的字段是36bit。因而需要將這8bit的數(shù)據(jù)編碼成36bit。 將這8bit的數(shù)據(jù)加上6bit的色碼（將6bit