GSM时隙分配原理及频率复用.docx

GSM时隙分配原理及频率复用E1基础知识Timeslot（时隙）专用于某一个单个通道的时隙信息的串行自复用的一部分。在T1和E1服务中，一个时隙通常指一个64kbps的通道。E1线路基础知识总结：l 一条E1是2M的链路，用PCM编码。l 一个E1的帧长为256个bit，分32个时隙，一个时隙为8个bit。l 每秒有8k个E1的帧通过接口，即256*8k=2048kbps。l 每个时隙在E1帧中占8bit，即一条E1中含有32个8*8K=64K.E1有成帧、成复帧和不成帧三种方式。在成帧的E1中第0时隙用于传输帧同步数据，其余31时隙用于传输有效数据，在成复帧中E1中除了0时隙外，第16时隙是用于传输信令的，其余30个时隙传输有效数据。不成帧结构的E1中所有32个时隙传输有效数据。E1信道中8bit组成一个时隙，32个时隙组成一个帧(F),16个帧组成一个复帧（MF）。在一个帧中，TS0主要用于传送帧定位信号（FAS）、CRC-4（循环冗余校验）和对端告警指示，TS16主要传送随路信令（CAS）、复帧定位信号和复帧对端告警指示，TS1至TS15和TS17至TS31公30个时隙传送话音或数据信息，我们称之为“净荷”，TS0和TS16为“开销”。如果采用带外公共信道信令（CCS），TS16就失去了传送信令的用途，该时隙也可用来传送信息信号，这时帧结构的净荷就成了TS1至TS31，开销就只有TS0了。由PCM编码介绍E1:由PCM编码中E1，分32个时隙，TS0-TS31.其中TS0为帧同步码，TS16为信令时隙，当使用到信令时（共路信令或随路信令）时，该时隙用来传输信令，用户不可用来传输数据。2M的PCM码型有：l PCM30：PCM30用户可用时隙30个，TS16传送信令，无CRC校验。l PCM31：PCM31用户可用时隙31个，TS16不传送信令，无CRC校验。l PCM30C：PCM30C用户可用时隙30个，TS16传送信令，有CRC校验。l PCM31C：PCM31C用户可用时隙31个，TS16不传送信令，有CRC校验。Abis接口复用原理Abis接口定义为基站子系统的两个功能实体BSC与BTS之间的通信接口，用于BTS与BSC之间的远端互联方式，支持所用向用户提供的服务并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。一条E1中继是由32个64kbit/s的时隙组成，一个TRX由8个时隙组成，一个话音时隙占16kbit/s，GSM中一个载频（TRX）需要一个RSL（无线维护链路），一个基站需要一个OML（操作维护链路），Abis有四种复用方式：NO MUX，STATIC MUX，64kb/s STATISTIC，16kb/s STATISTIC。NO MUX，在不使用LAPD信令压缩时，没有复用，RSL链路采用64kbit/s传输，占用一个时隙，则一个载频需要（16*8+64=196kbit/s）三个E 1时隙， OML链路采用64kbit/s传输，也占用一个时隙。则一个E1中继（2m线）可复用10个载频。（0时隙为传输同步信号）。E1的0时隙必须传输同步信号，每个载频的8个时隙必须占用E1中继的2个时隙（64kbit/s）。STATIC MUX：静态复用。4个RSL占用一个时隙，一个OML占用一个时隙。则（32-1-1）*4/9=13.3可复用13个载频。64kb/s STATISTIC;64kb/s统计复用，该复用方式分为两种方式，一种为NORMAL，即4个RSL占用一个时隙，OML与RSL在同一时隙，不会占用一个单独时隙，而出现几个RSL（最多四个）与一个OML占用同一时隙。另一种为HIGH，即2个RSL占用一个时隙，OML于RSL在同一时隙，而出现几个RSL（最多二个）与一个OML占用同一时隙。16kb/s STATISTIC：即16kb/s统计复用。在使用LAPD信令时若压缩比为2：1，即2个载波共享一个时隙传送LAPD信令，则可以支持30/（2+1/2）=12个载波。若压缩比为4：1，即4个载波共享一个时隙传送LAPD信令，则可以支持30/（2+1/4）=13个载波。当使用最高极限压缩时，把信令全部压缩到TS16时隙上，则可支持30/2=15个载波，LAPD信令过分压缩可能造成信令丢失,在高话务或传输不稳的情况下,基站会不断重启,造成字表恶化,用户感急剧下降,因此在实际网络中不建议应用.4:1 带15个载波是理论,是指所有TCH都不满用的情况下,当小区全忙的时候,会有部分用户在有TCH的情况下无法接入,一个偷的概念! 三个小区,配置为S 5-3-7 使用一条传输,不可能在三个小区都满用吧? 那几个少的1/4时隙是偷来的!如果真的满了,那谁也没办法! 一条传输,15个载波+1OML 是16/4=4个时隙跑RSL+OML 32-0(同步)-4=27 27*4=108个可用信道,15*8=120个载波分配TCH 也就是说,有12个TCH是没有时隙可用的,需要借或者偷或者等待 TCH空.频率复用提高频谱资源利用效率就是在有限的频谱资源范围内，在保证网络质量可以被接受的前提下，提高网络容量。在不考虑增加频率资源的前提下，提高GSM的网络容量的途径主要有两个：一是小区分裂，通过增加基站密度，提高网络容量；二是频率复用技术。要提高网络容量，就必须对有限的频率资源进行重复使用；频率复用提高了网络容量，但又带来了新问题通话质量的恶化；频率复用越紧密，带来的网络干扰也越大。一个良好的频率规划可以在维持良好话音质量的基础上实现网络容量的提升。目前，GSM常用的频率复用技术有：43、33、26、13、11、MRP、同心圆等，这些频率复用技术在实际的使用过程中各有优缺点。蜂窝系统根据所用频段可以分为GSM900M和DCS1800M系统，载频间隔为200KHz。其上、下行频率划分如下：表1. GSM频率划分频段（MHz）带宽（MHz）频道号载频数(对)GSM900上行890915下行935960251124124DCS1800上行17101785下行1805188075512885374GSM900：共124个频点，绝对载频号（ARFCN）为1124，在两端留有200KHz的保护带。按照中国无委规定：中国移动占用890909/935954MHz，对应的ARFCN为195（通常频点95保留不用）；联通占用909915/954960MHz，对应的ARFCN为96124。可以根据频率与ARFCN的关系计算：基站收：f1（n）890.2（n1）0.2 MHz基站发：f2（n）f1（n）45 MHzDCS1800:共374个频点，ARFCN为512885。频率与载频号（n）的关系如下：基站收：f1（n）1710.2（n512）0.2 MHz基站发：f2（n）f1（n）95 MHz移动占用1710MHz1720MHz，对应ARFCN为512561；联通占用1745 MHz1755MHz对应ARFCN为687736。载干比在GSM系统中由于频率的重复使用造成相互之间的干扰，称之为同频干扰。同频干扰不仅与复用距离有关，还与基站小区的覆盖半径有关。假设所有基站的覆盖半径相同，小区覆盖半径为R，同频复用距离为D，f1为复用频率。图1全向基站同频复用示意图。图1 全向基站同频复用示意图复用距离D、小区半径R、每个频率复用簇的小区数N之间满足下列关系： （1）上式中，i和j为正整数，q为同频干扰衰减因子。对于定向小区，N的实际物理意义为频率复用簇中的基站数目。如果同频小区与服务小区同时工作，则在中心服务小区内的手机既收到本小区基站发射的有用信号，又收到同频小区的干扰信号。那么小区的同频载干比（C/I）可表示为： （2）式中为第k个干扰信号。上式也可表达为【1】： （3）式中是第k个同频干扰小区的同频干扰衰减因子，是实际地形环境确定的路径损耗斜率，移动环境中路径损耗斜率取值 35，一般取4。从图2可以看出，对于规则复用的全向基站，第一层同频干扰源为6个（下图中橙色所示6个同频复用小区）；第二层有12个（黄色所示12个小区），但相对第一层的6个干扰源干扰较小，可以忽略不计。图2 全向基站干扰示图若6个同频复用小区到服务小区的无线传播环境相同，则： （4） （5） （6）根据式（1）得到，载干比C/I与复用簇中的基站数N的关系为： （7）当手机处于服务小区的边界时，通常手机接收到的服务小区信号最弱，而接收到的干扰信号最强，按最糟糕的情况，需要的载干比应该为【1】： （8）如果蜂窝布局不好，干扰源将会增多，载干比将会下降。从上式可以推论：每簇中小区数目越多，载干比C/I越大，网络质量越好，但频率利用率越低。另外GSM的干扰程度还与话务负荷有关，话务高峰时的同频干扰比