通信讲义-无线接口和信道课件.ppt

1、12引入引入l空中接口是无线系统和移动台之间的接口，连接移动台和基站，是GSM系统关键接口之一l完整的空中接口是移动台漫游的基础l针对网络的优化很多是对空中接口资源的重新配置，对空中接口的透彻理解是优化的基础3学习目标学习目标掌握无线接口分层结构和接入技术掌握帧、突发脉冲、逻辑信道的组成了解语音信号处理过程学习完本课程，您将能够：学习完本课程，您将能够：4课程内容课程内容第一章第一章 无线接口概述无线接口概述第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道5第一章第一章 无线接口概述无线接口概述其他其他MSCBTS

2、HLR/AUC/LRSMCPSTN ISDNOMCMSUmMSUmUmA-bis接口接口BSCMSC/VLRA接口接口MAP接口接口BTSBTS6通信管理（CM）无线资源管理（RR）移动和安全管理（MM）综合处理TCH0 TCH1 TCH2。SACCH。TCH25 IDL复帧复帧物理链路层物理链路层(L1)数据链路层数据链路层(L2)网络应用层网络应用层(L3)第一章第一章 无线接口概述无线接口概述RACHBCCHAGCH/PCHSDCCHSACCHTCHFACCH无线接口（Um口）分层结构7第一章第一章 无线接口概述无线接口概述时间时间FDMA频率频率TDMA时间时间频率频率CDMA频频率率

3、时间时间码码无线接入技术8课程内容课程内容第一章第一章 无线接口概述无线接口概述第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道9语音语音A/D8KHz，13bit语音编码语音编码分段分段20ms13kbit/s信道编码信道编码交织交织突发脉冲突发脉冲加密加密22.8kbit/s调制调制33.8kbit/s发送发送第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程10第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程l编码方式称为规则脉冲激励长期预测编码(RPE-LTP)，其处理过程是先进行8KHZ抽样，调整每20ms为一

4、帧，每帧分为4个子帧，每个子帧长5ms，纯比特率为13kbit/s。语音编码语音编码11块编码器块编码器激励激励编码器编码器50bit+3*2+4132bit78bit456bit第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程信道编码信道编码121 2 3 4 5 6 7 8.452 453 454 455 456816.456210.450614.45419.449412.452715.455311.451513.453.B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7A4,B0 A5,B1 A6,B2 A7,B3 B4,C0 B5,C1 B6,C2 B7,C3一次交织：一次交织：二次交织：二

5、次交织：第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程语音交织语音交织133571261573第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程语音突发脉冲语音突发脉冲14课程内容课程内容第一章第一章 无线接口概述无线接口概述第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道15传播时延传播时延t传播时延传播时延tTA这样下去不行，得让手机提前这样下去不行，得让手机提前一个一个TA值时间发给我！值时间发给我！第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍定时提前（定时提前（TA）16频率频率f 0帧f 1f 2f 3f 4

6、时间时间第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍跳频跳频17延长电池寿命延长电池寿命降低干扰降低干扰lVAD:语音激活检测(Voice Activity Detection)码变换器实现第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍lDTX:不连续发射(Discontinuous Transmission)在语音间歇期关闭发射仅发射静音指示帧接收端码变换器产生舒适噪声DTX18l延长电池寿命l降低网络干扰l包括上行功控和下行功控l功率控制基于电平和质量lBSC、BTS是判决者第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍BCCH载频不参加载频不参加功率控制功率控制时间时间信号信号电平电平目标电

7、平值：目标电平值：e.g.-85 dBm功率控制功率控制19课程内容课程内容第一章第一章 无线接口概述无线接口概述第二章第二章 语音信号处理过程语音信号处理过程第三章第三章 GSM系统技术介绍系统技术介绍第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道20第四章第四章 无线逻辑信道无线逻辑信道l时隙和帧结构时隙和帧结构l逻辑信道分类逻辑信道分类l逻辑信道组合逻辑信道组合l公共控制信道配置公共控制信道配置21频率频率200kHzBP15/26ms隙缝隙缝时间时间4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构帧和信道帧和信道2201232044204520462047012348495047012425012425149

8、50001457623TB3TB3GP8.25TB：尾比特TB3TB3GP8.25GP：保护期TB3TB3GP8.25TB3TB3GP 68.2558信息比特26训练序列58信息比特固定比特142信息比特39扩展的训练序列64信息比特39同步序列41信息比特36常规突发序列（NB）频率校正突发序列（FB）同步突发序列（SB）接入突发序列（AB）1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧（3小时28分53秒760毫秒）1超帧=1326TDMA帧（6.12秒）1复帧=26TDMA帧（120ms）1复帧=51TDMA帧（3060/13ms）1TDMA帧=8时隙（120/26=4.615ms）1

9、时隙=156.25比特持续期（15/26=0.577ms）（1比特持续期：48/13=3.68us）BCCHCCCHSDCCHTCHSACCH/TFACCH4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构238bit41同步同步bit36加密加密bit3bit68.25bit尾比特尾比特保护间隔数据 接入突发脉冲序列接入突发脉冲序列(AB)：用于：用于MS初始化接入初始化接入3bit142bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据 频率校正突发脉冲序列频率校正突发脉冲序列(FB)：用于：用于MS与与BTS之间的频率同步之间的频率同步3bit39加密加密bit39加密加密bit3bit8.25bit尾

10、比特尾比特保护间隔数据数据64同步同步bit 同步突发脉冲序列同步突发脉冲序列(SB)：用于：用于MS与与BTS之间的定时同步之间的定时同步4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构突发脉冲突发脉冲243bit57加密加密bit57加密加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据26bit11训练序列偷帧标志 普通突发脉冲序列普通突发脉冲序列(NB)：用于携带业务信道和除：用于携带业务信道和除RACH之外的控制信道上的信息之外的控制信道上的信息3bit142调制调制bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔 虚拟突发脉冲序列虚拟突发脉冲序列(DB)：用于：用于BTS在无信息下发的时

11、隙发送填充帧在无信息下发的时隙发送填充帧4.1 时隙和帧结构时隙和帧结构254.2 逻辑信道分类逻辑信道分类 GSM900 和和 GSM1800 的逻辑信道划分是一样的的逻辑信道划分是一样的广播控制信道广播控制信道(BCCH)控制信道控制信道通用控制信道通用控制信道(CCCH)话音信道话音信道(TCH)FCCH SCHBCCH(系统消息系统消息)TCH/FAGCHRACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6FTCH/4.8F,HTCH/2.4F,HPCH通用信道通用信道(CCH)专用信道专用信道(DCH)逻辑信道逻辑信道26FCCHSCHBCCHPCHAGCHBCCHCCCH

12、通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用专用信道信道4.2 逻辑信道分类逻辑信道分类下行逻辑信道下行逻辑信道27RACHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用专用信道信道4.2 逻辑信道分类逻辑信道分类上行逻辑信道上行逻辑信道28搜寻频率校正脉冲搜寻频率校正脉冲搜寻同步脉冲搜寻同步脉冲解读系统消息解读系统消息侦听寻呼消息侦听寻呼消息发送接入脉冲发送接入脉冲信令信道分配信令信道分配呼叫建立呼叫建立话音信道分配话音信道分配通话通话呼叫释放呼叫释放FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHS

13、DCCHTCHFACCH4.2 逻辑信道分类逻辑信道分类关机状态关机状态空闲状态空闲状态专用模式专用模式空闲状态空闲状态逻辑信道作用举例逻辑信道作用举例29TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF（全速率TCH）TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH（半速率TCH）26帧复帧FCCH+SCH+BCCH+CCCH（主BCCH）FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/4(组合BCCH)BCCH+CCCH（扩展BCCH）SDCCH/8+SACCH/C8（主SDCCH）+FACCH/851帧复帧4.3 逻辑信道组合逻辑信道组合304.3 逻辑信道组合逻辑信道组合 主

14、主BCCH314.3 逻辑信道组合逻辑信道组合组合组合BCCH324.3 逻辑信道组合逻辑信道组合独立独立SDCCH334.3 逻辑信道组合逻辑信道组合TCH信道信道34PCHRACHAGCH下行下行CCCH上行上行CCCH如何决定小区总的如何决定小区总的CCCH资源资源?如何合理分配如何合理分配AGCH和和PCH?4.4公共控制信道配置公共控制信道配置354.4公共控制信道配置公共控制信道配置lGSM系统支持多种信道组合(不考虑GPRS)其中主 BCCH，扩展BCCH，组合BCCH，以及BCCH+CBCH组合中都存在CCCH，也就是说都允许MS接入。系统就据此对MS进行CCCH分组。l系统规

15、定，CCCH可以映射到0，2，4，6时隙，但扩展BCCH组合因其不包含FCCH与SCH，仅能映射至2，4，6时隙。因此所有的MS都在0时隙与基站取得同步，然后在不同的CCCH登陆网络。CCCH 分组分组364.4公共控制信道配置公共控制信道配置lGSM系统最多支持99共81个寻呼组，也就是说MS从寻呼组角度最多被分成81个子组。由于无论哪种组合方式，每51复帧可用于寻呼的块不超过9个，系统对51复帧进行了再一轮循环，寻呼组号以“相同寻呼间帧数”个51复帧为周期循环往复。l假设相同寻呼间帧数为7，每51复帧用于寻呼的块(9or3-接入允许保留块数)为4，那么寻呼组号就是027循环。l系统术语中，将任何一个51复帧中的寻呼块称之为一个寻呼超组，因此系统寻呼超组的数目也就是“相同寻呼间帧数”，每个超组中的寻呼组数目就是9 or 3-“接入允许保留块数”。寻呼组寻呼组