MD000102 GSM无线接口介绍

3.3 控制信道
作用
控制信道(CCH)用于传送信令或同步数据。
分类
广播信道(BCH) 公共控制信道(CCCH) 专用控制信道(DCCH)
广播信道（BCH）
特点
下行信道，传送频率校正、同步及系统消息
分类(三种)
9频率校正信道（FCCH）
移动台的频率校正信息
9同步信道（SCH）
基站识别码BSIC,简化TDMA帧号
为什么引入加密技术？
9对无线接口上传送的信息（话音或数据） 进行加密，防止无线侦听导致失密； 9GSM系统的加密技术仅仅保护无线接口。 9目前，我国尚未允许启用。
加密过程
未加密话音
+
A5
已加密话音无线传播
+
A5
Kc
解密话音
Kc
TDMA帧号
TDMA帧号
MS侧
BTS侧
4.5 调制技术
GMSK——高斯滤波最小频移键控 进一步压缩调制频谱； 防止信号能量扩散到邻近信道， 带外辐射<-60~-80dB； 在200KHz频道间隔中，传输270.8Kbit/s 的数字信号。
移动用1710-1720MHz和1805-1815MHz 联通用1745-1755MHz和1840-150MHz
双工间隔：95MHz 载频间隔：200KHz 频点使用情况见示意图：
DCS1800频点使用情况示意图
1710
1755
1785
1805
1850
我国DCS1800上行频段
1880
我国DCS1800下行频段
专用控制信道（DCCH）
特点
由基站分给某一特定的移动台专用
分类
独立专用控制信道（SDCCH） 慢速随路控制控制（SACCH） 快速随路控制控制（FACCH）
逻辑信道应用实例
移动手MS开机流程
→开机 →FCCH： 接收频率校正信息 →SCH： 接收BS同步信号 →BCCH： 接收系统消息 →RACH： 接入申请 →AGCH： 允许接入，并分配SDCCH →SDCCH /SACCH： 在SDCCH上进行鉴权； 在SACCH上进行功率控制 →空闲状态接收BCCH
帧
GSM跳频示意图
时间
5.5 时延调整
为什么引入时延调整？
由于 GSM 采用 TDMA ，每载频 8 个时隙，要 求严格保持时隙间的同步； GSM 的小区半径可以达到 35km ，从手机出 来的信号需要经过一定时间才能到达基站， 单程传输极限时间是100us； 通过时延调整来保证信号在恰当的时候到达 基站。
5.2 非连续发射技术(DTX)
为何需要DTX？
通话是双向的，对于MS用户/来说，平均的说话时间约在40%以下； 可降低手机功耗，延长电池使用时间； 可减小系统内的干扰，提高频率利用率，增加系统容量。
如何进行DTX？
采用VAD（话音激活检测）技术： 在说话时，正常发射信号； 在停止说话时，每隔一段时间发送一个静音帧，由静音帧在BTS 产生舒适噪声；使对方不会误以为通话中断。 重新开始说话时，由VAD功能检测到话音，重新正常发射信号。
时延调整
如何进行时延调整？
初次接入时，采用较短的RACH接入脉冲，以防止时 隙间的碰撞冲突。只有在收到基站的时序调整信号 后，手机才能发送正常长度的脉冲。 采用时间提前量参数调整发信时间 正常通话中，当MS接近基站时，基站就会通知MS减 小时间提前量； 而当MS远离小区中心时，基站就会要求MS加大时间 提前量。
3.4 逻辑信道的组合
9TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF 9TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH 9FCCH+SCH+BCCH+CCCH 9FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/C4 9BCCH+CCCH 9SDCCH/8+SACCH/C8
主BCCH
MD000102 GSM 无线接口
华为用户培训中心
课程内容
GSM频点使用与分配 Um接口的物理信道结构 Um接口的逻辑信道功能与组合 GSM话音的处理过程 Um接口的控制技术
Um接口在系统中的位置
Um接口
Abis接口
A接口
MS
BTS
BSC
MSC
Um接口协议分层示意图
一、GSM频点使 用与分配
移动GSM 20个频点 联通GSM 29个频点
频段总带宽：25MHz 频道间隔：200kHz 频点：25000/200=125个 (可用)频道序号：n=1—124
1.2 DCS1800无线频道参数
上行(MS→BTS)：1710—1785MHZ 下行(BTS→MS)：1805—1880MHZ 我国目前实际使用低端45MHz，其中：
业务信道 TCH
下行线
上行线
独立专用 控制信道 SDCCH
FCCH (BCCH1)
SCH (BCCH2)
BCCH (BCCH3)
PCH
AGCH
RACH
SACCH
FACCH
下行线 下行/上行线
3.2 业务信道
话音业务信道
全速率话音业务信道(TCH/F) 半速率话音业务信道(TCH/H) 增强型全速率话音业务信道(Enhanced TCH/F)
3.1 逻辑信道的分类
逻辑信道分为两类：
业务信道（Traffic Channel）： 传送业务信息，包括:话音和数据； 控制信道（Control Channel）或称信 令信道（Signalling Channel）： 传送各种控制信息；
逻辑信道类型
逻辑 信道
控制信道 CCH 广播 信道 BCH 公共控制 信道 CCCH 专用控制 信道 DCCH 随路控制 信道 ACCH
4.3 交织
交织处理的目的：
减少一个话音帧内的误码数量 实现部分误码的纠正
交织处理的缺点：
增加了话音处理的时延及复杂程度
交织过程
在信道编码后，20MS的语音块占用BIT数为456BIT， 首先在块内进行一次交织。
1 9 17 ∶ ∶ ∶ 449
2 10 ∶ ∶ ∶ ∶ 450
3 11 ∶ ∶ ∶ ∶ 451
帧结构中涉及以下概念：
时隙 TDMA帧 复帧 超帧 超高帧
帧结构
GSM 无线信道TDMA帧结构
业务信道帧结构 98时隙→TDMA帧 926TDMA帧→1复帧 951复帧→1超帧 92048超帧→1超高帧 控制信道帧结构 98时隙→TDMA帧 951TDMA帧→1复帧 926复帧→1超帧 92048超帧→1超高帧
定时和控制
VCO频 率综合器
射频 双工器
270.833kb/s RPE-LTP 话音译码器
13kb/s
信道 解码器
22.8kb/s
信道码 去织/解密
31.25kb/s
均衡器
TDMA帧数据流 中频GMSK
解调制
射频 收信机
4.1 话音编码
规则脉冲激励长期线性预测编码 (RPELTP)： 较高的音质，且所需的传输速率较低； 便于进行回声和时延处理； 能够在话音频带中传送非话音业务；
二、Um接口物理 信道
2.1 什么是突发脉冲
突发脉冲（Burst）
GSM的每个载频是时分复用，每个载频分给八 个全速率用户使用； 每个用户在一个限定的、不连续的时间段内占 用载频发送信号——突发脉冲
时间 TDMA
频率
物理信道上的突发脉冲
频率
200kHz
BP 隙缝 15/26ms
时间
2.2 每个载频上的帧结构
1.1 GSM900无线信道参数
上行（MS→BTS）：890—915MHZ 下行（BTS→MS）：935—960MHZ 双工间隔：45MHz 载频间隔：200KHz 我国目前实际占用高端10M频段 从上往下联通6M，移动4M
我国GSM900频点分配情况
872 880 890 897.5 905 915 917
组合BCCH
SDCCH/8+SACCH/C8
TCH/F
四、Um接口话音 处理
话音在手机中的处理过程
RPE-LTP 话音编码器
13kb/s
信道 编码器
22.8kb/s
信道码 交织/加 密
31.25kb/s
TDMA 帧的形 成
270.833kb/s TDMA帧数据流
中频
GMSK
调制
射频 发信机
5.3 非连续接收技术(DRX)
为何需要DRX？
手机绝大部分时间处于空闲状态，此时需要随时准 备接收BTS发来的寻呼信号；系统按照IMSI将MS用 户分类，不同类别的手机在不同的时刻接收系统寻 呼消息，无需连续接收； 可降低手机功耗，延长电池使用时间；
如何进行DRX？
系统根据IMSI将MS分类，分时刻接收寻呼消息。
1
2
3
4
222 223 224 225
GSM频道编号方法
GSM900频道编号：
上行频率F l(n)=(890+0.2n)MHz 下行频率Fu(n)=(935+0.2n)MHz 其中：n为绝对射频号，从1到124
DCS1800频道编号：
上行频率F l(n)=1710+0.2×(n-511)MHz 下行频率Fu(n)=1805+0.2×(n-511)MHz 其中：n为绝对射频号，从512~885， 实际上，我国从512~（512+224）
2.3 突发脉冲种类
9常规突发脉冲序列（NB）
双向信道上完成常规信息的传送
9频率校正突发脉冲序列（FB）
下行信道上完成手机频率校正功能
9同步突发脉冲序列（SB）