GSM無線通信基礎2

第3部分GSM無線通信基礎3.1無線電波傳播3.2GSM頻率資源3.3蜂窩技術3.4多址技術3.5信道概念3.6邏輯信道與物理信道的映射3.7空中控制技術在分析移動通信的信道時，主要考慮主要以空間波方式傳播典型的移動通信系統(tǒng)的主要的傳播路徑有：直射波反射波散射波——直線傳播。直射波和反射波的影響繞射波3.1無線電波傳播(1)直射波（可按自由空間的傳播來考慮）★傳播模型接收機和發(fā)射機無任何阻擋的視距路徑接收功率：Pt

：發(fā)射功率；Pr：接收功率；Gt

：發(fā)射天線增益；Gr：接收天線增益d:發(fā)送與接收天線之間距離；

為信號波長dB、dBm、dBW的含義dBm、dBW：是一個表示功率的值。例1：功率為10W，折算為多少dBm，多少dBW?dB：是一個表示相對的值。功率相比(dB)例2：甲功率比乙功率大一倍，那么換句話說，甲功率比乙功率大3dB自由空間傳播損耗：f單位：MHz;d單位：Km例：若某發(fā)射機發(fā)射功率為100W（瓦）,請將其換算成dBm和dBW。如果發(fā)射機載波頻率為900MHz，且，求在自由空間中距離天線100m處的接收功率為多少dBm?Lbs=32.45+20lgf+20lgd（dB)反射波：電磁波在傳播過程中，從不同建筑物或其它物體反射后到達接收點的傳播信號。(2)反射波反射波與直射波的周期相同，但相位可能不同，導致接收到的信號與原信號增強或者減弱。反射波對直射波的影響繞射：無線電波在傳播過程中與尖銳的邊緣碰撞，信號能量繞過障礙物傳播(3)繞射損耗繞射損耗：電波遇到各種障礙物發(fā)生繞射所引起的損耗。3.2GSM頻率資源上行頻率：手機到基站下行頻率：基站到手機雙工間隔:45MHz935960890915GSM900:基站收：f上（n）＝890.2＋(n-1）×0.2MHz基站發(fā)：f下（n）＝f上（n）＋45MHz

n:1～124GSM1800基站收：

f上（n）＝1710.2＋(n-512）×0.2MHz基站發(fā)：

f下（n）＝f上（n）＋95MHzn:512～885雙工間隔95MHz1805188017101785上行下行3.3蜂窩技術小區(qū)的覆蓋形狀★采用六邊形★基站發(fā)射機位置

◆

中心激勵小區(qū)

◆

頂點激勵小區(qū)★實際形狀

◆

不規(guī)則形狀

什么是頻率復用（頻率再用）

------不同地理區(qū)域用相同的載波頻率進行覆蓋D:頻率復用距離

R:小區(qū)半徑頻率復用Cell1f1RRDCell2f1頻率復用距離D與N的關系其中i,j為0，1，2，3…令同頻相鄰小區(qū)找法

沿著任何一個六邊形的邊垂直移動i個小區(qū)逆時針旋轉60度再移動j個小區(qū)N越大，則D越大，這樣同頻干擾越小，但是頻率利用率越低N越小，則D越小，這樣同頻干擾越大，但是頻率利用率越高頻率利用率與同頻干擾是一對矛盾載干比

C/I定義：載（波）干（擾）比，即載波的信號電平(dBm)減去干擾的信號電平(dBm).【單位為dB】1、同頻干擾比C/I要求：C/I≥9dB，工程中加3dB的余量，即C/I≥12dB2、鄰頻載干比（C/A）

所謂C/A是指在頻率復用情況下，服務小區(qū)周圍所有鄰頻信號（載波偏離200KHz）對服務小區(qū)頻道的干擾。要求：C/A≥－9dB，工程中加3dB的余量，【即工程上C/A≥－6dB】3、載頻偏離400KHz時的干擾保護比要求：C/I>=－41dB，工程中加3dB的余量，【即工程上C/I≥－38dB】3.4多址技術使眾多的用戶共用公共信道所采用的一種技術FDMA（頻分多址）TDMA（時分多址）多址方式（常用3種）：CDMA（碼分多址）GSM采用TDMA/FDMA的多址方式TDMA工作原理★在一個無線載波上，把時間分成周期性的幀，每一幀再分成若干個時隙（SLOT）★每個時隙就是一個信道，分配給一個用戶★基站按時隙排列順序收發(fā)信號，各移動臺在指定的時隙內收發(fā)信號時隙TDMA系統(tǒng)工作示意圖TDMA幀結構圖★GSM中，每幀包括8個時隙（TS0---TS7)，每個時隙時間為4.615ms，含156.25bit信息物理信道

一個物理信道就是一個時隙TS邏輯信道3.5信道概念

指在物理信道上傳輸?shù)膬热軬SM邏輯信道分類：業(yè)務信道（TCH)：主要是語音或數(shù)據控制信道（TCH)：主要傳送信令和同步信號。

分為三種：廣播信道（BCH）、公共

控制信道（CCCH)和專用控制信道

（DCCH)①廣播信道（BCH）一點對多點的單方向控制信道＊頻率校正信道（FCCH）＊同步信道（SCH）＊廣播控制信道（BCCH）

頻率校正信道（FCCH）

攜帶用于校正MS頻率的信息，使MS可以定位并解調出同一小區(qū)的其它信息

同步信道（SCH）

攜帶用于MS需要的幀同步（TDMA幀號）以及基站的識別碼BSIC

廣播控制信道（BCCH）------廣播網絡系統(tǒng)信息1、小區(qū)頻點2、鄰小區(qū)BCCH頻點3、LAI4、控制和選擇參數(shù)等②公共控制信道（CCCH）是一種雙向控制信道，用于呼叫接續(xù)階段傳輸鏈路連接所需要的控制信令＊尋呼信道（PCH）＊隨機接入信道（RACH）＊準許接入信道（AGCH）公共控制信道（CCCH）尋呼信道PCH－－－下行信道，點對多點。用于尋呼

MS，

尋呼范圍為MS所在整個LAC區(qū)接入許可信道AGCH－－－下行信道，點對多點，用于

BTS給MS分配專用控制信道隨即接入信道RACH－－－上行信道，點對點，MS通過RACH發(fā)起接入請求③專用控制信道（DCCH）是一種“點對點”雙向控制信道，用于在呼叫接續(xù)階段以及在通信進行中，移動臺和基站傳輸必要的控制信息。＊獨立專用控制信道（SDCCH）＊慢速輔助控制信道（SACCH）＊

快速輔助控制信道（FACCH）獨立專用控制信道SDCCH

－－－雙向信道，用于呼叫建立過程，如鑒權、位置更新、短消息；用于指配TCH慢速隨路控制信道SACCH

－－－雙向信道，伴隨TCH和SDCCH的專用信令信道。用于傳遞測量報告；傳遞MS功率控制消息；傳遞TA、鄰區(qū)BCCH強度、LAI等快速隨路控制信道FACCH

－－－雙向信道，伴隨TCH，提供比SACCH高又多的速度來傳送信令信息，借用20ms的突發(fā)話音突發(fā)脈沖序列來傳遞信令，稱為偷幀1、處于空閑模式下的手機所需的大量網絡信息來自

信道。A、BCCHB、SCHC、RACHD、SDCCH2、在GSM無線網絡中

邏輯信道攜帶用于校正手機頻率的消息。A、BCCHB、FCCHC、SCHD、AGCH3.在GSM系統(tǒng)中，鑒權是在下面哪個邏輯信道中進行的（A)PCH（B）RACH（C）SDCCH（D）SACCH4．RACH（）是下行信道，是為了保證MS接入，在此信道上申請一SDCCHMS通過此信道申請SDCCH，作為對尋呼的響應或MS主叫登記時的接入用于MS校正頻率、同步時間用于搜索MS，是下行信道5.GSM的一個頻點的帶寬是（）。

A、200KHzB、30KHzC、3.75MHzD、1.25MHz6.移動公司的GSM雙頻網是指（

）。800MHz和1800MHzB、900MHz和1900MHzC、900MHz和1800MHzD、800MHz和1900MHz3.6邏輯信道與物理信道的映射一個基站有N個載頻，每個載頻有8個時隙定義載頻為：

在載頻上

：映射BCH和CCCH

：映射DCCH

：映射業(yè)務信道

其它載頻的時隙全部是業(yè)務信道

在載頻上邏輯信道應用舉例（以MS開機撥打電話為例）1、FCCH2、SCH3、BCCH4、RACH5、AGCH6、SDCCH/SACCH7、TCH8、BCCH接收頻率矯正信息

接收BTS同步信號

接收系統(tǒng)消息接入申請允許接入并分配SDCCH鑒權和加密（SDCCH），功率控制、TA（SACCH）進入TCH通話通話結束，進入空閑狀態(tài)，守候在BCCH信道上3.7空中控制技術

分集技術

是一項典型的抗衰落技術，它可以大大提高多徑衰落信道下的傳輸可靠性。一般分為時間分集、空間分集、頻率分集等。（一）空間分集

空間分集是利用不同位置的天線接收信號，然后再合并輸出（要求接收端天線之間的距離滿足不相關）。空間分集的典型結構為：發(fā)送端為一副天線，接收端則有N副天線（二）頻率分集

實現(xiàn)時可以將待發(fā)送的信息分別調制在頻率不相關的載波上發(fā)射（如跳頻）（三）時間分集

可采用通過一定的時延來發(fā)送同一消息，或在系統(tǒng)能承受的時延范圍以內在不同的時間各發(fā)送消息的一部分

自動功率控制技術（APC）

如何進行APC？為何需要APC？可降低手機功耗，延長電池使用時間；可減小干擾，提高頻率利用率，增加系統(tǒng)容量。

非連續(xù)發(fā)射技術(DTX)為何需要DTX？1）可降低手機功耗，延長電池使用時間；2）降低干擾，改善通話質量，提高容量如何進行DTX？

采用VAD（話音激活檢測）技術：

即在說話時，正常發(fā)射信號（傳輸13Kbit/s的話音編碼）不說話時，由解碼器產生舒適噪聲；非連續(xù)接收技術(DRX)為何需要DRX？1）手機絕大部分時間處于空閑狀態(tài)，此時需要隨時準備接收BTS發(fā)來的尋呼信號；系統(tǒng)按照IMSI將

MS用戶分類，不同類別的手機在不同的時刻接收系統(tǒng)尋呼消息，無需連續(xù)接收；2）可降低手機功耗，延長電池使用時間；

跳頻技術為何引入跳頻？1)可減少瑞利衰落，（頻率分集）2)可減小系統(tǒng)內的干擾（可以使用更緊密的頻率復用以實現(xiàn)增容。）跳頻------是指某次通話所使用載波頻率在一定范圍內，按某種規(guī)律跳變。每個小區(qū)信道組的跳頻功能都能單獨激活或關閉。

基帶跳頻（一般移動采用）

射頻跳頻（一般聯(lián)通采用）GSM跳頻示意圖頻率f0幀f1f2f3f4時間跳頻方式跳頻多慢呢？（速率多少）

時延調整（TA）TA值由6位二進制表達MS所需要的延時bit數(shù)

1bit的時間為：3.7us所以TA最大時間設置為3.7*63=233us小區(qū)最大半徑？TA在0～63范圍內調整例如：TA=1，表示1個bit的時間1.跳頻能有效地改善以下哪種現(xiàn)象

A.單通B.時間擴散

C.多徑衰落D.互調干擾2.－10DBm的無線信號比－20DBm的無線信號強。

A.對

B.不對

C.不能確定

D.不可比較3、TA限制了小區(qū)的什么特性?

A.允許同時的通話數(shù)量

B.呼叫建立的頻率

C.半徑

D.天線長度4.一個TA表示

KM，常規(guī)的GSM小區(qū)的最大TA是

（）