移动通信原理5.doc

第五章空中接口上的信道模拟和数字信号的发射GSM采用数字空中接口的主要原因：i 抗噪声能力强，能增加频率复用率，减小干扰。i 可采用差错校正技术，保证传输话务的可靠性。i 为移动用户增加了保密性，为系统操作员增加了安全性。i 可与ISDN兼容，使用标准化开放式接口，并能为用户提供范围更广的业务。调制技术信号要在空中发送需要经过调制，有三种调制技术：i幅度调制 对于模拟信号来说易于实现，但抗噪声性能差。i频率调制 实现起来复杂一些，但是抗噪声性能较好。i相位调制 抗噪声性能最好，但是对于模拟信号来说实现起来过于复杂， 所以也很少使用。数字信号可以采用以上任何一种调制方式，其中，相位调制的抗噪声性能最好。因为相位调制对数字信号而言易于实现，所以GSM空中接口采用了这种调制方法。相位调制对于数字信号而言也称为相移键控PSK（Phase Shift Keying）。调制技术1. 幅度调制 (AM- Amplitude Modulation)2. 频率调制 (FM- Frequency Modulation) 3.相移键控 (PSK- Phase Shift Keying)数字信号的发射虽然相位调制抗噪声性能很好，但是还存在一个问题，当信号突然改变相位时，会产生高频分量，需要较宽的发射带宽。GSM系统必须有效的利用有限的频段，所以在GSM空中接口没有简单的采用这种相位调制技术，而是采用一种更有效的、改进型的相位调制技术，称为高斯最小相移键控GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）高斯最小相移键控GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）如果采用二进制相移键控BPSK（Binary Phase Shift Keying），当数字信号从“1”到“0”或从“0”到“1”时，载频的相位随之立即变化，采用GMSK后，相位的变化需经过一个时间段，这样减少了高频分量。采用GMSK时，数字信号首先经过一个高斯滤波器，使之变形，减少信号的锐变。变形后的信号再用于载波的相位调制，这样载波的相位就不会即时的变化，而是缓慢的变化。频谱功率频谱发射的信号高斯数字滤波器相位调制物理和逻辑信道 物理信道是指传输信息的媒介，在陆地接口中就是指电缆。逻辑信道由物理信道上传输的信息组成。GSM物理信道单个GSM RF载频可以支持8个移动用户同时通话。如对面图所示，每个通话的信道占用载频的八分之一的时间，这种技术称为时分复用。时间被分成了多个时间段，每个时间段称为一个“时隙”，时隙按顺序排列，并编号为0到7。每这样的8个时隙序列称为一个“TDMA帧”。 每个移动电话通话都会占用一个时隙，直到通话结束或发生切换。根据信道类型TDMA帧被组建成了多种结构。在后面将会讲到空中接口的信息如何在帧与复帧中发送，以及相关的定时。与移动台之间收发信号的定时对于系统正常工作非常关键。移动台和基站都必须在适当的时间发射和接收信号，否则就会错过它应该所在的时隙，一个时隙里所传的信息也称为一个突发脉冲序列（Burst）。每个数据突发脉冲序列在TDMA帧中对应一个分配给它的时隙，能提供一个GSM物理信道，而一个物理信道可以用于传送MS和BTS之间的多种逻辑信道。时隙和TDMA帧Burst(突发脉冲序列)Timeslot(时隙)GSM逻辑信道GSM空中接口有两种逻辑信道：业务信道（Traffic Channel）和控制信道（Control Channel）。业务信道TCH（Traffic Channel）业务信道用于传送话音和数据信息。共有以下几种业务信道：l 全速率（Full rate）TCH/FS:话音 ( 业务信息13kbit/s , 全部信息 22.8kbit/s gross )TCH/EFR:话音 ( 业务信息12.2kbit/s , 全部信息 22.8kbit/s gross )TCH/F9.6:9.6kbit/s 数据TCH/F4.8:4.8kbit/s 数据TCH/F2.4:2.4kbit/s 数据l 半速率（Half rate）TCH/HS:话音（业务信息6.5kbit/s，全部信息 11.4kbit/s）TCH/H4.84.8kbit/s 数据TCH/H2.4 2.4kbit/s 数据缩略语：TCH Traffic Channel业务信道TCH/FS Full rate speech channel全速率业务信道TCH/HS Half rate speech channel半速率业务信道TCH/9.6 Data channel 9.6kb/s9.6kb/s数据信道TCH/4.8 Data channel 4.8kb/s4.8kb/s数据信道TCH/2.4 Data channel 2.4kb/s2.4kb/s数据信道话音信道 话音信道有两种不同的编码方法：全速率FR（Full Rate）增强型全速率EFR（Enhanced Full Ra