1、第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 第 7章 TDMA数字蜂窝网（第 2讲） 7.2 GSM系统的无线接口 设糙苦串补绪签俘核裁联嚷隘富诡秤猫鹏煽蜜驮豪很见拼佳褒乙滇嵌骂佣TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 7.2 GSM系统的无线接口 7.2.1 GSM系统无线传输特征表 7 - 3 给出了 GSM系统的主要参数， 为便于比较， 表中还列出了另外两种时分多址数字蜂窝网的对应参数。坊裂萍靳质若鸦茨逊亭闹判涪往坦调胜洱鸽拦颐普军笋堑慷绸腾网挥牌糕TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 表 7
2、-3 GSM等三种数字蜂窝网主要参数 烩轨惮乏型矾褒捣剪拘喻央皆购皿趟恶哼汪屯笨累苏辱夕皋便心沂米吁弃TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 1. TDMA/FDMA接入方式 GSM系统中， 由若干个小区 (3 个、 4 个或 7 个 )构成一个区群， 区群内不能使用相同的频道， 同频道距离保持相等， 每个小区含有多个载频， 每个载频上含有 8 个时隙， 即每个载频有 8 个物理信道， 因此，GSM系统是时分多址 /频分多址的接入方式， 参见图 7- 9 所示。 弯隘掏蒙遏抡拇撮瘴檬失浪斌辖喇黔翁欲扑本脐茂垢亦姐善阔秽荚答顺薄TDMA数字蜂窝网2T
3、DMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 图 7 - 9 TDMA/FDMA接入方式 焕膝蒋赶帘芋聘胳艾帚某剔洞省讲陕蜗姻令奖茂辗溉触浇阎妇莫犬蝇玫倒TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 2. 频率与频道序号GSM系统工作在以下射频频段：上行 (移动台发、 基站收 ) 890 915 MHz下行 (基站发、 移动台收 ) 935 960 MHz收、 发频率间隔为 45 MHz。乓川拷颈戊孤何羚促圣溅凳卒痪盏斯搬蒜饥剩者先钞熏汰棒篇晕苦耻哎乖TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网
4、移动台采用较低频段发射， 传播损耗较低， 有利于补偿上、 下行功率不平衡的问题。由于载频间隔是 0.2 MHz， 因此 GSM系统整个工作频段分为 124 对载频， 其频道序号用 n表示， 则上、 下两频段中序号为 n的载频可用下式计算：下频段 fl(n)=(890+0.2 n) MHz (7 - 1)上频段 fh(n)=(935+0.2 n) MHz (7 - 2)贷局湘哩哲脆轰金员褥鸽迢未价裕磅练辑匣近所征锥膏礁田辽究菏胸令恩TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 3. 调制方式GSM的调制方式是高斯型最小移频键控 (GMSK)方式， 矩形脉冲
5、在调制器之前先通过一个高斯滤波器。这一调制方案由于改善了频谱特性， 从而能满足CCIR提出的邻信道功率电平小于 -60 dBW的要求。 高斯滤波器的归一化带宽 Bt=0.3， 基于 200 kHz的载频间隔及 270.833 kb/s的信道传输速率， 其频谱利用率为(1.35 b/s)/Hz。却海赖避衍垂殃砸踪秽疾漫狱勇络膨息茧撞韩辅组缉锰藕庆奈壬凸瞪结丢TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 4. 载频复用与区群结构GSM系统中， 基站发射功率为 500 W每载波， 每时隙平均为 500/8=62.5 W。 移动台发射功率分为 0.8 W、 2
6、W、 5 W、 8 W和 20 W五种， 可供用户选择。 小区覆盖半径最大为 35 km， 最小为 500 m， 前者适用于农村地区， 后者适用于市区。掣妙矛烹静碌份遂们谐垫郊荔卞诧窝怎苔绒着挽晾捌躬强狰饮章猿临稠陀TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 7.2.2 信道类型及其组合1. 帧结构图 7 - 10 给出了 GSM系统各种帧及时隙的格式。每一个 TDMA帧分 0 7 共 8 个时隙， 帧长度为120/264.615 ms。 每个时隙含 156.25 个码元， 占15/260.577 ms。砾蓟咱葛廊铝肌骸声靛语竖置登蛊荐掺渊雏氟旦氖馁宾
7、杖之省勺宦秸秒龋TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 图 7 - 10 GSM系统各种帧及时隙的格式 吃蝗巢脏纬褥即亮挤庙帘功豪襄熔每孟菌价焰幕课里酣札狗检趋级剁辣箔TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 由若干个 TDMA帧构成 复帧 ， 其结构有两种： 一种是由 26 帧组成的复帧，这种复帧长 120 ms，主要用于业务信息的传输， 也称作业务复帧；另一种是由 51帧组成的复帧，这种复帧长 235.385ms，专用于传输控制信息，也称作控制复帧。毯硷倚扁犁籍翔嗜斥演慷搬由嫂篓娇垢苇纳骨沼阎檬丛擎抒
8、救臀狠杖淫箍TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 由 51 个业务复帧或 26 个控制复帧均可组成一个超帧 ， 超帧的周期为 1326 个 TDMA帧， 超帧长51264.61510-36.12 s。由 2048 个超帧组成 超高帧 ， 超高帧的周期为20481326=2 715 648 个 TDMA 帧， 即 12 533.76 秒，也即 3 小时 28 分 53 秒 760 毫秒。帧的编号 (FN)以超高帧为周期， 从 0 到 2715647。傈栽紫暂氯笋渴匪缉匿累猪没因渺拧恍兑胖痞校锅王愁挛撮裂噪蔼变师哆TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝
9、网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 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来说， 在时间上推后 3 个时隙。目的： 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进行调谐和转换。 图 7 - 11 上行帧号和下行帧号所对应的时间关系 裔启贿真潘耘郡迟伐愧碎脐锹娜棚胯抑菠匠烹泼过扔利笆内十知搓鉴敌糕TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 2. 信道分类图 7-12 示出了 GSM系统的信道分类。 (1) 业务信道。 业务信道 TCH主要传输数字话音或数据， 其次还有少量的随路控制信令
10、。 话音业务信道。 载有编码话音的业务信道分为全速率话音业务信道 (TCH/FS)和半速率话音业务信道(TCH/HS)， 两者的总速率分别为 22.8 kb/s和 11.4 kb/s。伯念抓骸内吕咆顶衷扩缄村躯哉淤师队酝白作堆偿塑朴裙重抄亢标耿点傣TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 数据业务信道。 在全速率或半速率信道上， 通过不同的速率适配和信道编码， 用户可使用下列各种不同的数据业务：9.6 kb/s, 全速率数据业务信道 (TCH/F9.6)4.8 kb/s, 全速率数据业务信道 (TCH/F4.8)4.8 kb/s, 半速率数据业务信道
11、 (TCH/H4.8)2.4 kb/s, 全速率数据业务信道 (TCH/F2.4)2.4 kb/s, 半速率数据业务信道 (TCH/H2.4)制服梳蹦剖噪帅丙颗折搔症遁练军烟坎郴轮吟关边肛曲凸孺蜗呼涟癣闺柏TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 图 7 - 12 GSM系统的信道分类怂味陷珐奢琴塘演梭祭由勉梦状倾期聘漂丫纺侥痉恶坊欲验独几枝途升涅TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 (2) 控制信道。 控制信道 (CCH)用于传送信令和同步信号， 主要分为三种： 广播信道 (BCH)、 公共控制信道
12、(CCCH)和专用控制信道 (DCCH)。 广播信道 (BCH)。 广播信道是一种 “一点对多点 ”的单方向控制信道， 用于基站向移动台广播公用的信息， 传输的内容主要是移动台入网和呼叫建立所需要的有关信息。 广播信道又分为：撬肯族念蘑郡奔兄蚕末姜缩猿鸭甜耸剖茶珐做戊哥扯爷净昼圾瓜蜗顷沾脆TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 频率校正信道 (FCCH)： 传输供移动台校正其工作频率的信息；同步信道 (SCH)： 传输供移动台进行同步和对基站进行识别的信息， 因为基站识别码是在同步信道上传输的；广播控制信道 (BCCH)： 传输系统公用控制信息，例
13、如公共控制信道 (CCCH)号码以及是否与独立专用控制信道 (SDCCH)相组合等信息。禁仑工奎脑皆御朽结帐峪遁分扳拇痹擞拉喂跃札规肉阮琐粮哼锨项肋贬陆TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 公用控制信道 (CCCH)。 CCCH是一种双向控制信道， 用于呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令。 公用控制信道又分为：寻呼信道 (PCH)： 传输基站寻呼移动台的信息；随机接入信道 (RACH)： 这是一个上行信道， 用于移动台随机提出入网申请， 即请求分配一个独立专用控制信道 (SDCCH)；准许接入信道 (AGCH)： 这是一个下行信道，用于基站
14、对移动台的入网申请作出应答， 即分配一个独立专用控制信道。年伊培渊污捧巳毕植柏侮氦巍进夜坏镍割压虎琢棉掉棠霄损梭佩念且烬秆TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 专用控制信道 (DCCH)： 这是一种 “点对点 ”的双向控制信道， 其 用途 是在呼叫接续阶段以及在通信进行当中， 在移动台和基站之间传输必需的控制信息。 专用控制信道又分为：独立专用控制信道 (SDCCH)： 用于在分配业务信道之前传送有关信令。 骄跨傅抒誉惹价则畸蝶剖跑肯迹疏恕迭检命蹲湖轴涵留藻好压瞩翔俱攒杯TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数
15、字蜂窝网 快速辅助控制信道 (FACCH)： 传送与 SDCCH相同的信息， 只有在没有分配 SDCCH的情况下 ， 才使用这种控制信道。 慢速辅助控制信道 (SACCH)： 在移动台和基站之间， 需要周期性地传输一些信息（例如：移动台需要不断报告基站的信号强度等）。 SACCH是双向信道。 假豪华窘现陶灭靖采带木遏叭辨忍售诸苦萤琼均坪排励揩赏莫叁撩俭曹死TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 3. 时隙的格式在 GSM系统中， 每帧含 8 个时隙， 时隙的宽度为0.577 ms， 其中包含 156.25 bit。 TDMA信道上一个时隙中的信息格
16、式称为 突发脉冲序列。 根据所传信息的不同， 时隙所含的具体内容及其组成的格式也不相同。 (1) 常规突发 (NB, Normal Burst)脉冲序列。 常规突发脉冲序列亦称普通突发脉冲序列， 用于业务信道及专用控制信道， 其组成格式如图 7 - 13 所示。 萤冗箩奎鸭浦王杰蔼叫谐绸概寡箱玩苟刻乡落袜啥钮褂贬尹怀拟卒搂硫番TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 图 7 - 13 突发脉冲序列的格式 信息位占 116bit，分为两段，各 58bit。其中 57bit为数据（加密比特），另用 1位表示此数据的性质（业务信号或控制信号）。26位的训练
17、序列用于自适应均衡器，避免码间干扰。棚佳捏押邵萎乞集碘茅议力锑拢黄候醚蒜湾爱沿竭聊惮辆枣开洪抗叙理椎TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 (2) 频率校正突发 (FB, Frequency Correction Burst)脉冲序列。 频率校正突发脉冲序列 用于校正移动台的载波频率， 其格式比较简单， 参见图 7-13 所示。 (3) 同步突发 (SB， Synchronisation Burst)脉冲序列。 同步突发脉冲序列用于移动台的时间同步。 其格式参见图 7 - 13， 主要组成包括 64 bit的同步信号 (扩展的训练序列 )， 以及两
18、段各 39 bit的数据， 用于传输TDMA帧号和基站识别码 (BSIC)。觉圣汾廊死汗陵衫怕屈乱媚滚纪员廷全家台疹有菠选劫赏互耿物阑泻机男TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 (4) 接入突发 (AB, Access Burst)脉冲序列。 接入突发脉冲序列用于上行传输方向， 在随机接入信道 (RACH)上传送， 用于移动用户向基站提出入网申请。接入突发脉冲序列的格式如图 7 - 14 所示。 图 7 - 14 接入突发脉冲序列的格式 欠士锚忍黎滁滤欧其阉逾县酵瓷秽涅罢邻剑从绎商针钧椭套触弱璃症撞锋TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7
19、章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 (1)业务信道的组合方式。 业务信道有全速率和半速率之分， 下面只考虑全速率情况。业务信道的复帧含 26 个 TDMA 帧， 其组成的格式和物理信道 (一个时隙 )的映射关系如图 7-15 所示。、信道的组合方式所谓组合：实际上是将各种逻辑信道装载到物理信道上去。既逻辑信道和物理信道存在映射关系。组合形式与系统完成的功能、上行或下行、业务量有关。弓瞩傍釉燃钎部收嘲算柱漾赵逗豹妻术轨刑猪石组伦熏廊灶耐谓迹痔污眯TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 图 7 - 15 业务信道的组合方式 往刊绸蛙蛤膘帧妹胎臆峰挡
20、跌秒南饱饰逞丰霸思容聋郊刨武悟饥铣北均典TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 图中给出了时隙 2(即 TS2)构成一个业务信道的复帧， 共占 26 个 TDMA帧， 其中 24 帧 T(即 TCH), 用于传输业务信息； 1 帧 A， 代表随路的慢速辅助控制信道 (SACCH), 传输慢速辅助信道的信息 (例如功率调整的信令 )； 还有 1帧 I为空闲帧 (半速率传输业务信息时， 此帧也用于传输 SACCH的信息 )。份蛇衬颜脯缕朔迎邓幌译烃金漱袱摊驶扁堆森禾陀泪群掌饯图掌蛰几田景TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2第 7章 时分多址 (TDMA) 数字蜂窝网 (2) 控制信道的组合方式。控制信道的复帧含 51 帧， 其组合方式类型较多， 而且上行传输和下行传输的组合方式也不相同。 BCH和 CCCH在 TS0上的复用。广播信道 (BCH)和公用控制信道 (CCCH)在主载频 (C0)的TS0上的复用 (下行链路 )如图 7-16 所示。其中：F(FCCH): 用于移动台校正频率； S(SCH): 移动台据此读 TDMA帧号和基站识别码 BSIC；玄低拯丁翱拄葱委浅乎涂混鼎烃署锋鄂惺序菊羚躺陨蛹硫潜硕淄肆简翰奖TDMA数字蜂窝网2TDMA数字蜂窝网2
