【课件】GSM-R(GSM-Railway)__第6章 空中接口
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1 bit = 3.6923 s
“信息”
142 bit
TB
尾比特
3 bit
GP
保护时间
8.25 bit
HF 传输
2020/9/9 18
逻辑信道--业务和控制信道
TDMA 帧
TDMA 帧
TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS
01 2 34 56 7 01 2 34 56 7
GSM 900
890-915 935-960 2x25 45
124
E-GSM (900) 880-915 925-960 2x35 45
174
GSM-R (900) 885-889 930-934 2x4
45
19
GSM 1800 1710-1785 1805-1880 2x75 95
374
GSM 1900 1850-1910 1930-1990 2x60 80
299
频率单位为 MHz
载波频率 = ARFCN = Absolute Radio Frequency Channel Number
2020/9/9 4
GSM-R使用对称无线信道
上行
下行
885 MHz 频率
889 MHz 930 MHz
频率
BTS 934 MHz
绝对频点号
绝对频点号
例如: 第1010信道
2020/9/9 6
干扰保护比
C (0 dB) Ic (-9 dB)
Ia2 (+41dB) Ia1 (+9 dB)
F1 + 200 kHz + 400 kHz
2020/9/9 7
二、无线空中接口协议模型
2020/9/9 8
Um接口的位置
Um接口
Abis接口
Ater接口
A接口
MS
BTS
Байду номын сангаас
BSC
TRAU
物理信道
BTS
time
n+1
TDMAs
7
n TS
0
n-1
MS1
MS2
MS3
1000 FDMA 1010 //
1019 ARFCN
2020/9/9 15
无线接口 (第一层)
时间
复用间隔: 45 MHz
TS7
GSM900
TS6
TS5
TDMA
帧
TS4
4.615 ms
TS3
TS2
TS1
TS0
UL
••• 物理信道 (Um)
三、时分多址技术（TDMA)
• 无线空中接口功能 • TDMA信道的概念 • 物理信道和逻辑信道 • 系统消息类型 • TDMA帧结构 • 逻辑信道应用举例
2020/9/9 12
3.1 无线空中接口的功能
• 语音和用户数据 • 信令
BTS
BTS-1
BTS-2
2020/9/9 13
3.2 时分多址 (TDMA)信道概念
TS
577 s
885
889
930
200 kHz
DL
•••
934
频率
2020/9/9 [MH1z6]
突发脉冲
功率
„有用信息部分“
28 s
542,8 s
时间
28 s 2020/9/9 17
突发脉冲: 内容
•••
7
0 12
3
45
6
7
•••
TB
头比特
3 bit
TS = 576 +12/13 s = 156.25 bit
(帧连续重复)
在物理信道#2上传送的语音定义为逻辑业务信道 在物理信道#1上传送的信息(例如:建立呼叫)定义为逻辑控制信道
第一层
逻辑 物理
专用信道的建立 / 维护 / 释放 例如:
• “寻呼”
• “信道请求”
• “立即指定” • “加密模式命令 / 完成” • “信道释放 ”
信令数据的安全传递
例如:
• 广播, 寻呼, 接入允许,
专用信令
2020/9/9 11
图. 6 (TM2100EU02TM_0001 GSM 信令, 13)
10
无线接口信令
连接管理 CM
呼叫控制 CC 补充业务 SS 短消息业务SMS
支持的 “连接类型”:
呼叫控制 CC 例如: • “建立”, “振铃”, “连接”, “拆线” 补充业务, 例如: • 呼叫转移 , 迂忙回叫,计费通知 ..
SMS
L3
移动性管理 MM
无线资源管理 RR
第二层: LAPDm
BSC
MSC
BSSAP
BSSMAP DTAP
SCCP
MTP
OMC
BSSMAP: BSS 管理应用部分 DTAP: 直接传递应用部分 LAPDm: D信道改进的链路适配协议
ISDN
ISUP
SCCP
MTP
CM: 连接管理
CC: 呼叫控制
SS: 补充业务
SMS: 短消息业务
RR:2无0线2资源0管/9理/9
双工间隔 = 45 MHz 频带宽度 = 2 x 4 MHz 信道间隔 = 200 kHz 绝对频点号和频道标称中心频率的关系：
Fl(n) = 890 + 0.2 *(n-1024)，Fh(n) = Fl(n) + 45，n = 1000 - 1018 2020/9/9 5
我国其它移动网络使用的频段
时隙
TDMA帧
TDMA 帧
TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS 01 2 34 56 7 01 2 34 56 7
(帧连续 重复)
0
4.615 ms
物理信道 # 2 = 时隙 # 2重复
时间轴
9.23 ms
2020/9/9 14
3.3 物理信道和逻辑信道
900MHz
•835-839MHz/880-884MHz，联通CDMA •885-889MHz/930-934MHz，GSM-R •885-909MHz/930-954MHz，中国移动GSM •909-915MHz/954-960MHz，中国联通GSM
1800MHz
•1710-1720MHz/1805-1815MHz,中国移动GSM •1745-1755MHz/1840-1850MHz,中国联通GSM
MSC
移动台（MS）
基站子系统（BSS）
网络子系统（NSS）
2020/9/9 9
GSM信令
CM
CC SS SMS
MM RR LAPDm L1
x
HLR AC
VLR EIR
MAP
TCAP SCCP L3
L2 MTP
L1
BTS
MS
OMC
ISUP: ISDN 用户部分 MAP: 移动应用部分 TCAP: 事务能力应用部分 SCCP: 信令连接控制部分 MTP: 消息传递部分 BSSAP: BSS 应用部分
第6章
无线空中接口(Um) 原理与技术
2020/9/9 1
本章目的及内容
•工作频段的分配 •无线空中接口协议模型 •时分多址技术（TDMA) •空中控制技术 •信号处理过程
2020/9/9 2
一、工作频段的分配
2020/9/9 3
工作频段的分配 (MHz)
制式
上行链路 下行链路 频带 双工间隔 双工信道数
“信息”
142 bit
TB
尾比特
3 bit
GP
保护时间
8.25 bit
HF 传输
2020/9/9 18
逻辑信道--业务和控制信道
TDMA 帧
TDMA 帧
TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS
01 2 34 56 7 01 2 34 56 7
GSM 900
890-915 935-960 2x25 45
124
E-GSM (900) 880-915 925-960 2x35 45
174
GSM-R (900) 885-889 930-934 2x4
45
19
GSM 1800 1710-1785 1805-1880 2x75 95
374
GSM 1900 1850-1910 1930-1990 2x60 80
299
频率单位为 MHz
载波频率 = ARFCN = Absolute Radio Frequency Channel Number
2020/9/9 4
GSM-R使用对称无线信道
上行
下行
885 MHz 频率
889 MHz 930 MHz
频率
BTS 934 MHz
绝对频点号
绝对频点号
例如: 第1010信道
2020/9/9 6
干扰保护比
C (0 dB) Ic (-9 dB)
Ia2 (+41dB) Ia1 (+9 dB)
F1 + 200 kHz + 400 kHz
2020/9/9 7
二、无线空中接口协议模型
2020/9/9 8
Um接口的位置
Um接口
Abis接口
Ater接口
A接口
MS
BTS
Байду номын сангаас
BSC
TRAU
物理信道
BTS
time
n+1
TDMAs
7
n TS
0
n-1
MS1
MS2
MS3
1000 FDMA 1010 //
1019 ARFCN
2020/9/9 15
无线接口 (第一层)
时间
复用间隔: 45 MHz
TS7
GSM900
TS6
TS5
TDMA
帧
TS4
4.615 ms
TS3
TS2
TS1
TS0
UL
••• 物理信道 (Um)
三、时分多址技术（TDMA)
• 无线空中接口功能 • TDMA信道的概念 • 物理信道和逻辑信道 • 系统消息类型 • TDMA帧结构 • 逻辑信道应用举例
2020/9/9 12
3.1 无线空中接口的功能
• 语音和用户数据 • 信令
BTS
BTS-1
BTS-2
2020/9/9 13
3.2 时分多址 (TDMA)信道概念
TS
577 s
885
889
930
200 kHz
DL
•••
934
频率
2020/9/9 [MH1z6]
突发脉冲
功率
„有用信息部分“
28 s
542,8 s
时间
28 s 2020/9/9 17
突发脉冲: 内容
•••
7
0 12
3
45
6
7
•••
TB
头比特
3 bit
TS = 576 +12/13 s = 156.25 bit
(帧连续重复)
在物理信道#2上传送的语音定义为逻辑业务信道 在物理信道#1上传送的信息(例如:建立呼叫)定义为逻辑控制信道
第一层
逻辑 物理
专用信道的建立 / 维护 / 释放 例如:
• “寻呼”
• “信道请求”
• “立即指定” • “加密模式命令 / 完成” • “信道释放 ”
信令数据的安全传递
例如:
• 广播, 寻呼, 接入允许,
专用信令
2020/9/9 11
图. 6 (TM2100EU02TM_0001 GSM 信令, 13)
10
无线接口信令
连接管理 CM
呼叫控制 CC 补充业务 SS 短消息业务SMS
支持的 “连接类型”:
呼叫控制 CC 例如: • “建立”, “振铃”, “连接”, “拆线” 补充业务, 例如: • 呼叫转移 , 迂忙回叫,计费通知 ..
SMS
L3
移动性管理 MM
无线资源管理 RR
第二层: LAPDm
BSC
MSC
BSSAP
BSSMAP DTAP
SCCP
MTP
OMC
BSSMAP: BSS 管理应用部分 DTAP: 直接传递应用部分 LAPDm: D信道改进的链路适配协议
ISDN
ISUP
SCCP
MTP
CM: 连接管理
CC: 呼叫控制
SS: 补充业务
SMS: 短消息业务
RR:2无0线2资源0管/9理/9
双工间隔 = 45 MHz 频带宽度 = 2 x 4 MHz 信道间隔 = 200 kHz 绝对频点号和频道标称中心频率的关系：
Fl(n) = 890 + 0.2 *(n-1024)，Fh(n) = Fl(n) + 45，n = 1000 - 1018 2020/9/9 5
我国其它移动网络使用的频段
时隙
TDMA帧
TDMA 帧
TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS 01 2 34 56 7 01 2 34 56 7
(帧连续 重复)
0
4.615 ms
物理信道 # 2 = 时隙 # 2重复
时间轴
9.23 ms
2020/9/9 14
3.3 物理信道和逻辑信道
900MHz
•835-839MHz/880-884MHz，联通CDMA •885-889MHz/930-934MHz，GSM-R •885-909MHz/930-954MHz，中国移动GSM •909-915MHz/954-960MHz，中国联通GSM
1800MHz
•1710-1720MHz/1805-1815MHz,中国移动GSM •1745-1755MHz/1840-1850MHz,中国联通GSM
MSC
移动台（MS）
基站子系统（BSS）
网络子系统（NSS）
2020/9/9 9
GSM信令
CM
CC SS SMS
MM RR LAPDm L1
x
HLR AC
VLR EIR
MAP
TCAP SCCP L3
L2 MTP
L1
BTS
MS
OMC
ISUP: ISDN 用户部分 MAP: 移动应用部分 TCAP: 事务能力应用部分 SCCP: 信令连接控制部分 MTP: 消息传递部分 BSSAP: BSS 应用部分
第6章
无线空中接口(Um) 原理与技术
2020/9/9 1
本章目的及内容
•工作频段的分配 •无线空中接口协议模型 •时分多址技术（TDMA) •空中控制技术 •信号处理过程
2020/9/9 2
一、工作频段的分配
2020/9/9 3
工作频段的分配 (MHz)
制式
上行链路 下行链路 频带 双工间隔 双工信道数