第07章GSM-2

1控制复帧＝51 TDMA帧(3 060/13ms) 1业务复帧＝26 TDMA帧(120ms) 0 1 2 3 4 22 23 24 25 0 1 2 3 47 48 49 50
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 TDMA帧 1 2
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一、物理信道
刺刀在前，刺刀在后——精确的时间控制
预留保护间隔，这样万一有点差错也可以有个缓冲。好比
阅兵式上为刺刀留的10cm。保护间隔多长？后面章节的突发脉 冲会具体讲述。
精确的时间控制： 时间提前量+时间保护间隔
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二、逻辑信道
TDMA帧分配给MS一个时隙，该时隙称为GSM物理信道。 物理信道只是载体，逻辑信道决定了跑什么内容。
了套，最终会降低 资源的使用效率。
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二、逻辑信道
2、控制信道（CCH）
两个目的：FCCH 候车厅的大喇叭——
FCCH（频率校正信道）：下发一个长达142位 1、提醒
全0比特，以保证MS校正自己的振荡器的频率并锁定到
2 、锁频：保证手机的频率与 BTS 该 BTS 的频率。只有锁定了该块载频，MS才能收听到跟
BTS到MS MS到BTS
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 上行C0 偏移
0 1
TDMA帧号
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一、物理信道
刺刀在前，刺刀在后——精确的时间控制
在TDMA系统中，精准的控制手机的发射时间是非常重要的，
一个手机必须在指配给它的时间内发射信号，而在其余时间内
保持寂静。就如阅兵一样，走快了走慢了都不行，前后都是刺 刀呢。
闲情况下短消息和小区广播也在其上发送。传送的信令
包括：位置更新、开关机、呼叫建立、短消息等等。
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二、逻辑信道
2、控制信道（CCH）
列车服务员——FACCH/SACCH
FACCH/SACCH （快速/慢速辅助控制信道）：
SACCH，上行方面传递MS接收的当前服务小区以及相邻
小区的信号强度的测试报告，以及链路质量报告，下行
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一、物理信道
刺刀在前，刺刀在后——精确的时间控制
要延迟1bit，需要移动554m的距离，你在0.5秒能移动
554m么？除非你坐的是波音747。否则，最高速率413km/h的磁 悬浮也就119m/s。 问题：无线信道是有多径效应的，TA的测算可能存在误 差（经过实地测算，最多可能达到3bit），怎么解决呢？
逻辑信道
火车
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一、物理信道7-5一、物理信道 1、空中接口 接入方式：TDMA/FDMA多址
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一、物理信道
1、空中接口 双工方式：FDD
手机号码确定以后，专用频点还 是覆盖频段？ 上行890-915 MHz 下行935-960 MHz 信道间隔：200kHz 有效信道总数为124对，每个 信道分8个时隙，共992个物
每个TDMA帧分0~7共8个时隙
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帧长度为120/26ms=4.615ms，每时隙含156.25个码元，约0.577ms
一、物理信道
2、帧结构
TDMA帧→复帧→超帧→超高帧
每个载频定义为一个TDMA帧，每个帧包含8个时隙，这就有 了帧号。复帧是针对TDMA帧中的一个特定时隙来定义的。 两个复帧结构： 26帧：一般用于TCH，以及跟随其的SACCH（帧12）和FACCH
理信道 。
为什么下行频率比上行频率高？
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一、物理信道
1、空中接口 目前我国给联通分配6MHz频段，给移动分配19MHz 频段。
上行链路：移动890MHz～909MHz，联通909MHz～915MHz。
下行链路：移动935MHz～954MHz，联通954MHz～960MHz。
联通信号质量不如移动？
广播寻人——PCH/CBCH
PCH/CBCH （寻呼信道/小区广播信道）：PCH是
在位置区范围内寻呼MS；CBCH是在小区范围内传递需要
广播到小区中所有移动台的信息。
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二、逻辑信道
2、控制信道（CCH）
列车导乘员——SDCCH
SDCCH （独立专用控制信道）：用在分配TCH之
前在呼叫建立过程中传送系统信令，如登记和鉴权，空
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逻辑信道与物理信道的映射
问题：一个载频只有8个物理信道，而逻辑信道数 远远大于物理信道数，如何配置？ 方法：将公共控制信道复用，即在一个或两个物理 信道上复用公共控制信道。 举例1：BCCH和CCCH在TS0上的复用
BCCH和CCCH共占用51个TS0时隙，尽管只占用了每一帧 的TS0时隙，但从时间上讲长度为51个TDMA帧（控制复帧51 个帧） 。作为一种复帧，以出现一个空闲帧作为复帧的结 束，在空闲帧之后，复帧再从F、S开始进行新的复帧。以此 方法进行重复。
GSM系统上行传输所用的帧号和下行传输所用的帧号相 同，但上行帧相对于下行帧，在时间上推后3个时隙。 这样安排，允许移动台在这3个时隙的时间内，进行帧 调整以及对收发信机的调谐和转换。
0
TDMA帧号
1
下行C0 45MHz（GSM 900） 95MHz（DCS1800）
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
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二、逻辑信道
2、控制信道（CCH）
我的地盘，我的业务——BCCH
BCCH（广播控制信道）：广播网络信息，也称系统
信息。当移动台开机但没有通话时，会周期性地监视BCCH中的 信息。除了监视移动台所在小区的BCCH外，还监视相邻小区的 BCCH信息，并存储最强的6个，同时保存的还有同步信息，方 便切换后快速同步。广播的信息包括：位置区识别码，移动台 应监视的相邻小区列表，小区识别码，本小区使用的频率列表， 接入控制等等。
怎么办？
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一、物理信道
刺刀在前，刺刀在后——精确的时间控制
假设手机离基站9km，基站至手机有一次延时，手机至基站 又有一次延时，来回18km。
单程延迟：9000m/(3*10m8/s)=30微秒，双程延时：60微秒。
由于一个比特占用时间为3.7微秒，60us/(3.7us/bit) = 17bit， 则造成了17bit的延时。 为了消除路径的时延，引入时间提前量TA（Time Advance）， 指示手机提前发射。GSM中TA是以bit来计算的，取值范围为
随在 FCCH之后的同步信息SCH和BCCH 。 一致
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二、逻辑信道
2、控制信道（CCH）
现在是北京时间八点整——SCH
SCH（同步信道）：报时。携带MS帧同步信息
（TDMA帧号）和BTS的识别码，用作下行链路，在BCCH
的下行链路的0号时隙发送。前者用于MS和BTS之间同步， 后者用来识别基站。
0
TDMA帧号
1
下行C0 45MHz（GSM 900） 95MHz（DCS1800）
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
BTS到MS MS到BTS
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 上行C0 偏移
0 1
TDMA帧号
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一、物理信道
2、帧结构
51帧：用于BCH和CCCH 超帧：可以容纳51复帧和26复帧的帧，因此为 51×26= 1326帧， 6.12秒。 超高帧：持续2048个超帧，约3个多小时，每当一个新的超高 帧开始，加密和跳频算法也重新开始。
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一、物理信道
2、帧结构
手机在微观上看，不是全双工模式，只有一套收发设 备，所以在特定的时隙只能收或发。为了避免手机这个 问题，规定上行和下行有3个时隙的偏移量。除非给手 机添加一个双工器，同时发射和接收，但是成本高。
小区覆盖半径最大为35km，最小为500m。
可采用3小区9扇区的区群结构。
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一、物理信道
2、帧结构
1超高帧＝2 048超帧＝2 715 648 TDMA帧
0 1 2 3 4 5 6 2042 2043 2044 2045 2046 2047
1超帧＝1 326 TDMA帧（6.12s） (=51(26帧)的复帧或者26（51帧）的复帧） 0 0 1 2 1 3 47 48 24 49 50 25
0-63bit，对应覆盖范围为0-35km。
时延不断变化怎么办？
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一、物理信道
刺刀在前，刺刀在后——精确的时间控制
在呼叫过程中，手机必须不断测量时延值然后传送给基
站，基站必须监测呼叫到达时间，并每隔0.5秒向移动台发 出一次指令，逐步指示移动台应提前发射的时间。 问题： 0.5秒才指示一次时间提前量，假如我坐在高 铁上，会不会因为速度太快而造成对其他时隙的干扰？
问题：如果手机使用4号时隙，距离基站几公里甚至几十
公里的范围，那么到达基站后会不会干扰到5号、甚至6号时隙？ 干扰到什么程度？干扰到了怎么办？
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一、物理信道
刺刀在前，刺刀在后——精确的时间控制
假设手机离基站9km，基站至手机有一次延时，手机至基站 又有一次延时，来回18km。
单程延迟：9000m/(3*10m8/s)=30微秒，双程延时：60微秒。 由于一个比特占用时间为3.7微秒，60us/(3.7us/bit) = 17bit， 则造成了17bit的延时。
业务信道（TCH， Traffic Channel ） 控制信道（CCH）
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二、逻辑信道
1、业务信道（TCH）
全速率：增强型，语音质量更好 全速率：22.8kbps