2.2 GSM系统的无线传输特征.ppt

2.1.3GSM系统的无线传输特征,GSM系统多址接入技术采用频分多址接入（FDMA）和时分多址接入（TDMA）混合技术FDMA是说在规定频率范围内分配n个载频TDMA是说在每个载频上按时间分为8个时间段，每个时隙段称为一个时隙（slot），一个载频上连续的8个时隙组成一个帧(Frame)物理信道是指TDMA中的时隙即GSM的一个载频上可提供8个物理信道我国GSM技术体制对频率配置的规定工作频段频道间隔双工收发间隔频道配置频率复用方式干扰保护比保护频带,时隙0,时隙1,时隙2,时隙3,时隙4,时隙5,时隙6,时隙7,图66时分多址接入原理示意图,1.工作频段,注：国家无委分配的900MHz频段包括原来分配的TACS频段和新分配的ETACS频段GSM网络总的可用频带为100MHz中国电信扩展频段方式充分利用900MHz的频率资源，可视不同需要向下扩展900MHz频段，相应地向ETACS频段压缩模拟公用移动电话网的频段在900MHz频率无法满足用户容量需求时，可启用1800MHz频段考虑远期需要，向频率管理单位申请新的1800MHz频率,频道间隔&双工收发间隔&频道配置,2.GSM的时隙帧结构,五个层次：时隙、TDMA帧、复帧、超帧和超高帧时隙是物理信道的基本单元TDMA帧由8个时隙组成，是占据载频带宽的基本单元，即每个载频有8个时隙。复帧有两种类型由26个TDMA帧组成的复帧。用于TCH、SACCH和FACCH由51个TDMA帧组成的复帧。用于BCCH和CCCH超帧是由51个由26帧的复帧或26个由51帧的复帧构成超高帧等于2048个超帧注：超高帧的周期与加密和跳频有关。每经过一个超高帧周期，循环长度为2715648，相当于3小时28分53秒760毫秒，系统将重新启动密码和跳频算法,GSM系统分级帧结构的示意图,图616分级的帧结构,3.跳频技术,跳频就是有规则地改变一个信道的频隙（载频频带）分类快跳频慢跳频GSM的无线接口上采用主要原因频率分集干扰分集相关规定抗干扰性与跳频的频率集的大小关系密切，通常要求跳频频率集很大在蜂窝移动通信系统中，考虑到频率资源和系统容量，每组频率的数目最少应大于4个限制公共信道（广播控制信道（BCCH）必须使用固定频率，所以把公共信道选在不参加跳频的频隙上（NT0）。,4.逻辑信道,概念逻辑信道是指在物理信道所传输的内容，即依据移动网通信的需要，为所传送的各种控制信令和语音或数据业务在TDMA的8个时隙分配的控制逻辑信道或语音、数据逻辑信道分类业务信道用于传送用户语音或数据的业务信道，另外还包括一些用于控制的专用控制信道控制信道用于传送基站向移动台广播消息的广播控制信道和用于传送MSC与MS间建立连接所需的双向信号的公共控制信道,业务信道（TCH）,用于传输话音和数据,TCH/FS：全速率话音业务信道,TCH/HS：半速率话音业务信道,TCH/F9.6：全速率数据业务信道（9.6kb/s）,TCH/H4.8：半速率数据业务信道（4.8kb/s）,信道分类,控制信道CCH,广播信道BCH,公用控制信道CCCH,专用控制信道DCCH,业务信道TCH,频率校正信道FCCH,同步信道SCH,广播控制信道BCCH,寻呼信道PCH,接入允许信道AGCH,随机接入信道RACH,独立专用控制信道SDCCH,慢速相关控制信道SACCH,快速相关控制信道FACCH,GSM通信系统的逻辑信道分类示意图,TCH/FS,TCH/HS,GSM信道,控制信道（CCH）,传输各种信令信息,广播信道（BCH）传输移动台入网和呼叫建立所需的各种信息频率校正信道（FCCH）：传输供移动台校正工作频率的信息。同步信道（SCH）：传输供移动台进行同步和识别基站的信息。广播控制信道（BCCH）：传输通用信息，用于移动台测量信号强度和识别小区标志等。,公共控制信道（CCCH）传输链路连接所需要的控制信令与信息寻呼信道（PCH）：传输基站寻呼移动台的信息。随机接入信道（RACH）：移动台向基站发送入网请求信息。准许接入信道（AGCH）：基站发送分配专用控制信道的信令。,专用控制信道（DCCH）传输呼叫接续及通信时所需的控制信息独立专用控制信道（SDCCH）：传输连接及信道分配的信令。慢速辅助控制信道（SACCH）：传输功率调整、帧调整等信息。快速辅助控制信道（FACCH）：功能同上，但须中断业务信息。,8GSM手持机开机后是如何运作的？,当手机开机后，它就在下行（BSMS）的124个信道上搜索信号。根据接收到信号的强弱把124个信道排成一张表，并检查它是不是广播信道（BCCH）。一旦手机发现了最强的广播信道（BCCH），它就会根据广播信道复帧(51个TDMA帧）中的FCCH和SCH信号调整内部的频率(13MHz)和时序，使自己在频率上和时间上与BCCH同步，然后检查这个BCCH信号是否来自该手机SIM卡运营商的公用陆地移动网（PLMN），例如：139或130就是分别属于不同公司的公用陆地移动网。这是手机通过比较事先存储在SIM卡上的移动网络号（MNC）、移动国家号（MCC）与BCCH信道发出的相应信息是否一致来实现。具体的步骤如下：,8GSM手持机开机后是如何运作的？,1.开机后，手机搜索并接收BCCH信道载波，找到最强的一个，通过读取广播信道（BCH）中的频率校正信道（FCCH：公共信道复帧中的一个时隙，每10个TDMA帧重复一次）调整MS频率和时基（通过AFC调整13MHz晶体），协调自己的频率合成器与BCH载波完全同步（即将频率误差控制在0.1ppm之内）。,8GSM手持机开机后是如何运作的？,2.手机在此频率上读取同步信道（SCH：复帧中的一个时隙，紧跟在FCCH后的一帧，每10个TDMA帧重复一次）中的信息，对MS时基和定时进行微调，接收并解出基站收发信台BTS的BSIC，并同步到超高速TDMA帧上，此时手机就与系统在时间上同步了。,8GSM手持机开机后是如何运作的？,3.在呼叫前手机必须知道大量的系统信息，例如：附近小区的频率、基站识别码、现在小区使用的频率、小区是否禁止使用、移动网国家代号及移动网络号等等。手机可以通过接收BCCH信道的信息知道这些情况。,8GSM手持机开机后是如何运作的？,4.登记接入。手机在随机接入信道（RACH）上发送登记接入请求信息。然后，系统通过接入允许信道（AGCH）为手机分配一个专用控制信道（DCCH）。,8GSM手持机开机后是如何运作的？,5.手机在独立专用控制信道（SDCCH）上完成登录，也就是位置更新。基站在SDCCH相关的慢速随路控制信道（SACCH：在TACH/F复帧26帧中的第12帧中的一个时隙）上发送MS功率控制等级和时间提前量的信令，手机根据指令作相应调整。此时，手机才作好应答呼叫或发起呼叫的准备，手机处于空闲守候状态，监听广播控制信道（BCCH）和公共控制信道（CCCH）。,9GSM的呼叫建立过程,GSM的呼叫包括：,市话呼叫移动,移动呼叫市话,移动呼叫移动,9.3移动呼叫移动,为主叫选择空闲频道，同时根据号码分析执行呼叫查找过程，再根据所得路由号将呼叫接续到被叫拜访的MSC,拨号申请频道,指定话音频道,话音频道开机,通知话音频道准备就绪,回铃音,GMSC,BS,呼前拨号按发送键,发起呼叫RACH