GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化-第2章

1、GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化第2章GSM無線接口理論2.1 工作頻段的分配2.1.1 我國GSM網(wǎng)絡(luò)的工作頻段我國陸地蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900MHz與1 800MHz頻段。2.1 工作頻段的分配2.1.2 頻道間隔相鄰兩頻點(diǎn)間隔為為200kHz 。2.1.3 頻道配置(1)GSM900MHz頻段：f1(n)=890.2MHz+(n-1)0.2MHz(移動臺發(fā)，基站收)fh(n)=f1(n)+45MHz(基站發(fā)，移動臺收)；n1，1242.1 工作頻段的分配(2)GSMl800MHz頻段為：f1(n)=1710.2MHz+(n-512)0.2MHz(移動臺發(fā)，基站收) fh(n)=f

2、1(n)+95MHz(基站發(fā)，移動臺收)；n512，885在我國GSM900使用的頻段為：905915MHz 上行頻率950960MHz 下行頻率頻道號為76124，共10M帶寬。2.1 工作頻段的分配2.1.4 干擾保護(hù)比載波干擾比(C/I)是指接收到的希望信號電平與非希望信號電平的比值，此比值與MS的瞬時(shí)位置有關(guān)。同頻干擾保護(hù)比：C/I9dB。(工程中一般加3dB余量，即要求C/I12dB)鄰頻干擾保護(hù)比：C/A-9dB。(工程中一般加3dB余量，即要求C/A-6dB。)載波偏離400kHz的干擾保護(hù)比：C/I-41dB。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)多址技術(shù)就是要使眾多的客戶公用公共信

3、道所采用的一種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多址的方法基本有三種，頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)。GSM的多址方式為TDMA+FDMA并結(jié)合跳頻的方式，載波間隔為200k，每個(gè)載波有8個(gè)基本的物理信道。一個(gè)物理信道可以由TDMA的幀號、時(shí)隙號和跳頻序列號來定義。一個(gè)時(shí)隙的長度為0.577ms，每個(gè)時(shí)隙間隔包含156.25bit，GSM的調(diào)制方式為GMSK，調(diào)制速率為270.833kbit/s。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.1 TDMA信道的概念GSM中的信道可分為物理信道和邏輯信道。物理信道:就是一個(gè)時(shí)隙，通常被定義為給定TDMA幀上的固定位置上的時(shí)隙(TS)。邏輯信道

4、:根據(jù)BTS與MS之間傳遞的消息種類不同而定義的不同邏輯信道。并通過BTS來影射到不同的物理信道上來傳送。邏輯信道又可分為業(yè)務(wù)信道和控制信道。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.1.1 業(yè)務(wù)信道 用于攜載語音或用戶數(shù)據(jù)，可分為話音業(yè)務(wù)信道和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道。1)話音業(yè)務(wù)信道：TCH/FS：全速率語音信道13kbit/s；TCH/HS：半速率語音信道6.5kbit/s。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道：TCH/F9.6：9.6kbit/s全速率數(shù)據(jù)信道；TCH/F4.8：4.8kbit/s全速率數(shù)據(jù)信道；TCH/H4.8：4.8kbit/s半速率數(shù)據(jù)信道；TCH/H2.4：2.4

5、kbit/s半速率數(shù)據(jù)信道；TCH/F2.4：2.4kbit/s全速率數(shù)據(jù)信道。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.1.2 控制信道 用于攜帶信令或同步數(shù)據(jù)，可分為廣播信道、公共控制信道和專用控制信道。1廣播信道(BCH) 包括BCCH、FCCH和SCH信道，它們攜帶的信息目標(biāo)是小區(qū)內(nèi)所有的手機(jī)，所以它們是單向的下行信道。用于MS與BTS之間保持同步。1）頻率校正信道(FCCH)2）同步信道(SCH)3）廣播控制信道(BCCH)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2公共控制信道 包括AGCH、PCH、CBCH和RACH，這些信道不是供一個(gè)MS專用的，而是面向這個(gè)小區(qū)內(nèi)所有的移動臺的。下行方向有

6、： PCH、AGCH和CBCH信道；上行方向有：RACH信道。1）尋呼信道(PCH)2）接入許可信道(AGCH)3）小區(qū)廣播控制信道(CBCH)4）隨機(jī)接入信道(RACH)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)3專用控制信道 包括SDCCH、SACCH、FACCH，這些信道被用于某一個(gè)具體的MS上。1）獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)2）慢速隨路控制信道(SACCH)3）快速隨路控制信道(FACCH)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.2 TDMA幀GSM中，每一個(gè)載頻被定義為一個(gè)TDMA幀。每幀包括8個(gè)時(shí)隙(TS0TS7)，并都有一個(gè)幀號，這是因?yàn)樵谟?jì)算加密序列的A5算法中是以TDMA幀號為一個(gè)

7、輸入?yún)?shù)。當(dāng)有了TDMA幀號后，移動臺就可以判斷控制信道TS0上傳送的為哪一類邏輯信道了。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.3 突發(fā)脈沖序列(Burst)TDMA信道上的一個(gè)時(shí)隙中的消息格式被稱為突發(fā)脈沖序列，也就是說每個(gè)突發(fā)脈沖被發(fā)送在TDMA幀的其中一個(gè)時(shí)隙上。因?yàn)樵谔囟ㄍ话l(fā)脈沖上發(fā)送的消息內(nèi)容不同，也就決定了它們格式的不同。1）普通突發(fā)脈沖序列2）接入突發(fā)脈沖序列3）頻率校正突發(fā)脈沖序列4）同步突發(fā)脈沖序列5）空閑突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.3 突發(fā)脈沖序列(Burst)每種突發(fā)脈沖都包括以下內(nèi)容：1）尾比特2）消息比特3）訓(xùn)

8、練序列4）保護(hù)間隔2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.3 突發(fā)脈沖序列(Burst)1普通突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2接入突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)3頻率校正突發(fā)脈沖序列2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)4同步突發(fā)脈沖序列5空閑突發(fā)脈沖序列 不攜帶任何信息，它的格式與普通突發(fā)脈沖序列相同，只是其中加密比特改為具有一定比特模型的混合比特。2.2 時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)2.2.4 邏輯信道與物理信道之間的對應(yīng)關(guān)系 每個(gè)小區(qū)都有若干個(gè)載頻，每個(gè)載頻都有8個(gè)時(shí)隙，因而我們可以定義載頻數(shù)為C0、C1、Cn，時(shí)隙數(shù)為 TS0、TS1、TS7。2.2.4.1 控制信道

9、的映射2.2.4.2 業(yè)務(wù)信道的映射2.2.5 系統(tǒng)消息介紹(略)2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3.1 陸地移動通信環(huán)境的特點(diǎn)1.移動臺的天線比較低2.移動臺的移動性3.信號電平隨機(jī)變化4.在城市環(huán)境中存在著波導(dǎo)效應(yīng)5.人為噪聲現(xiàn)象嚴(yán)重6.干擾現(xiàn)象嚴(yán)重2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3.2 信號在無線路徑上的衰落 當(dāng)移動臺和基站的距離逐漸增加時(shí)，所收到的信號會越來越弱，原因是發(fā)生了路徑損耗。路徑損耗不僅與載頻頻率、傳播速度有關(guān)，而且還與傳播地形和地貌有關(guān)。2.3.2.1 自由空間信號強(qiáng)度的傳播衰落 在自由空間的傳播衰落我們不考慮其它衰落因素，僅考慮由能量的擴(kuò)散而引起的損耗。2.3 移動環(huán)境中

10、的電波傳播Pr=Pt(/4d)2G1G2Pr-接收機(jī)的接收功率；Pt-發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率(單位為w或mw)；-波長(即c/f)；d-接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的距離；G1-發(fā)射機(jī)的天線增益；G2-接收機(jī)的天線增益。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播傳播模型分為統(tǒng)計(jì)型模型和決定型模型。1)統(tǒng)計(jì)型模型是利用測試數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到的傳播模型，一般計(jì)算量較小，對電子地圖的數(shù)據(jù)要求也較低，統(tǒng)計(jì)型模型一般可以利用測試數(shù)據(jù)加以修正。2)決定型模型是根據(jù)傳播路徑上的地物、建筑物的幾何信息，利用波的繞射、反射的理論得到的的模型。一般計(jì)算量大，對電子地圖的數(shù)據(jù)要求也較高，它需要建筑物的信息，一般不能利用測試數(shù)據(jù)加以修正。2.

11、3 移動環(huán)境中的電波傳播統(tǒng)計(jì)型模型和決定型模型的選擇：1km的分水嶺。 統(tǒng)計(jì)型模型在135km預(yù)測的準(zhǔn)確性比較高。常見的統(tǒng)計(jì)型模型有Okumura-Hata模型、COST-231模型； 決定型模型在1km內(nèi)預(yù)測的準(zhǔn)確性較高，常見的決定型模型有COST-231-Walfish-Ikegami模型。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3.2.2 長期衰落 常常在移動臺和基站之間有高大建筑物、樹林和高低起伏的地勢地貌，這些障礙物的阻擋造成電磁場的陰影而產(chǎn)生陰影效應(yīng)，致使接收信號強(qiáng)度下降。經(jīng)過大量的野外測試表明，這種衰落服從對數(shù)正態(tài)衰落，它的接收信號的中值電場與基站和移動臺的距離的4次方成反比。由于這種場

12、強(qiáng)的變化隨著地理位置的改變而緩慢的變化，故稱為長期衰落或慢衰落。又因?yàn)槠浣邮請鰪?qiáng)中值受電磁場陰影影響而變化，所以又稱為陰影衰落。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播長期衰落的統(tǒng)計(jì)特性:1)長期衰落是指接收到的衰落信號的平均值。2)長期衰落形成的原因是由于傳播路徑上的地形和人為環(huán)境結(jié)構(gòu)的變化而造成的；3)長期衰落的概率密度分布服從對數(shù)正態(tài)概率密度函數(shù)，長期衰落的累積概率分布服從對數(shù)正態(tài)累積分布。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3.2.3 短期衰落 移動通信信道是一種多徑衰落信道，發(fā)射的信號在城市中常常會受到建筑物或地形的阻擋，要經(jīng)過直射、反射、散射等多種傳播路徑才到達(dá)接收端，而且隨著移動臺的移動，各條傳

13、播路徑上的信號幅度時(shí)延及相位也在隨時(shí)隨地發(fā)生著變化，所以接收到的信號是起伏不穩(wěn)定的。這些多徑信號相互迭加產(chǎn)生的矢量和就會形成一個(gè)嚴(yán)重的衰落谷點(diǎn)，使矢量和非常接近為零。迭加后的信號幅度變化符合瑞利分布，因而又被稱為瑞利衰落。瑞利衰落隨時(shí)間而急劇變化，又常常被稱為短期衰落或快衰落。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3 移動環(huán)境中的電波傳播短期衰落的統(tǒng)計(jì)特性：1)短期衰落是指接收的衰落信號的瞬時(shí)值；2)短期衰落形成的原因是由于傳播受到移動臺周圍(50100個(gè)波長內(nèi))的散射體(主要指人為建筑物)或自然障礙(主要指樹林)的反射在地面上造成多徑波干涉，結(jié)果形成駐波場。當(dāng)移動臺通過這個(gè)駐波場時(shí)，接收信號呈現(xiàn)短

14、期衰落，場強(qiáng)會出現(xiàn)起伏。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3.2.4 多普勒頻移 快速運(yùn)動的移動臺還會發(fā)生多普勒頻移現(xiàn)象，這是因?yàn)樵谝苿优_高速運(yùn)動時(shí)接收和發(fā)送信號將導(dǎo)致信號頻率將發(fā)生偏移而引起的干擾。 當(dāng)運(yùn)動速度過高時(shí)，多普勒頻移的影響必須考慮，而且工作頻率越高，頻移越大。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3.3 無線信號的傳播損耗2.3.3.1 傳播損耗的定義 傳輸損耗是指對于某一無線電鏈路，從發(fā)射天線輸出端的信號經(jīng)過一定的傳播路徑，到達(dá)接收天線的輸入端時(shí)，功率電平的損耗(或衰減)值，一般用dB表示。2.3.3.2 傳播損耗與距離的一般關(guān)系 傳輸距離越大，損耗越大。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2

15、.3.3.3 傳播損耗的常見類型1)自由空間的傳播損耗2)繞射損耗3)反射損耗4)建筑物貫穿損耗5)人體損耗6)車內(nèi)損耗7)植被損耗2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3.4 信號傳播的其它特性(略)2.3.5 分集接收 采用分集方法即在若干支路上接收相互間相關(guān)性很小的載有同一消息的信號，然后通過合并技術(shù)再將各個(gè)支路的信號合并輸出，那么便可在接收終端上大大降低深衰落的概率。 由于衰落具有頻率、時(shí)間和空間的選擇性，因此分集技術(shù)主要包括空間分集、時(shí)間分集、頻率分集、極化分集等。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播1空間分集在空間設(shè)立兩副接收天線，獨(dú)立接收同一信號，由于它們所處的傳播環(huán)境和接收信號的衰落各不相同

16、，具有不相干或相干性很小的特點(diǎn)，因而采用分集合并技術(shù)并使之輸出較強(qiáng)的有用信號，便降低了傳播因素的影響。2時(shí)間分集通過一定的時(shí)延來發(fā)送同一消息，或在系統(tǒng)所能承受的時(shí)延范圍以內(nèi)在不同時(shí)間內(nèi)各發(fā)送消息的一部分。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播3頻率分集通過跳頻來實(shí)現(xiàn)的。 4極化分集指把兩副接收天線的極化角度互成一定的角度，這樣就可以獲得較好的分集增益，并且可以把這種分集天線集成于一副天線內(nèi)實(shí)現(xiàn)。2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.3 移動環(huán)境中的電波傳播2.4 移動臺和基站的時(shí)間調(diào)整 由于移動臺是利用同一個(gè)頻率合成器來進(jìn)行發(fā)射和接收的，因而在接收和發(fā)送信號之間應(yīng)有一定的間隔(3個(gè)

17、時(shí)隙)。 移動臺在接收信號的同時(shí)，將在頻率上平移45MHz，并在偏移3個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上考慮TA后發(fā)送，然后可以再次平移以監(jiān)視其它小區(qū)的BCCH信道。2.4 移動臺和基站的時(shí)間調(diào)整 由于采用了TDMA技術(shù)，因此要求移動臺必須在指配給它的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送，而在其余時(shí)間則必須保持沉默。否則它將對使用同一載頻上不同時(shí)隙的另一些移動臺的呼叫造成干擾。2.4 移動臺和基站的時(shí)間調(diào)整 某一移動臺非?？拷?，指配給它的是TS2，它只能利用該時(shí)隙進(jìn)行呼叫。在該移動臺呼叫期間，它向遠(yuǎn)離基站的方向移動。因此，從基站發(fā)出的信息，將會延遲地到達(dá)移動臺，與此同時(shí)，移動臺的應(yīng)答信息也會越來越遲的到達(dá)基站。如不采取措施，時(shí)延過長會

18、導(dǎo)致基站在收到此移動臺TS2上消息時(shí)，與另一個(gè)移動臺在TS3向基站發(fā)送的信息重疊起來，引起干擾。如何解決這個(gè)問題呢？2.4 移動臺和基站的時(shí)間調(diào)整提前一段時(shí)間發(fā)送信號，采用時(shí)間提前TA。2.4 移動臺和基站的時(shí)間調(diào)整由最大時(shí)間提前TA決定小區(qū)的覆蓋范圍。3.7us/bit63bit(3108)m/s2=35km思考：如想提高小區(qū)覆蓋半徑，該怎么辦？2.5 跳頻技術(shù) 跳頻可分為快速跳頻和慢速跳頻，在GSM中采用的是慢速跳頻，其特點(diǎn)是按照固定的間隔改變一個(gè)信道使用的頻率。 GSM系統(tǒng)的基站無線信道的跳頻是以每一個(gè)物理信道(時(shí)隙)為基礎(chǔ)的，因此對于移動臺來說，只需要在每個(gè)幀的相應(yīng)時(shí)隙跳變一次即可，即

19、每秒跳217次。它在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)用固定的頻率發(fā)送和接收，然后在該時(shí)隙后需跳到下一個(gè)TDMA幀。2.5 跳頻技術(shù)2.5.1 跳頻的種類及各自實(shí)現(xiàn)的方法 GSM中的跳頻可分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種?；鶐l是通過腔體合成器來實(shí)現(xiàn)的，而射頻跳頻是通過混合合成器來實(shí)現(xiàn)的。 基帶跳頻的原理是在幀單元和載頻單元之間加入了一個(gè)以時(shí)隙為基礎(chǔ)的交換單元，通過把某個(gè)時(shí)隙的信號切換到相應(yīng)的無線頻率上來實(shí)現(xiàn)跳頻，這種做法的特點(diǎn)是比較簡單，而且費(fèi)用也低。采用基帶跳頻的小區(qū)的載頻數(shù)與該小區(qū)使用的頻點(diǎn)數(shù)是一樣的。2.5 跳頻技術(shù)2.5.1 跳頻的種類及各自實(shí)現(xiàn)的方法 射頻跳頻是通過對其每個(gè)TRX的頻率合成器進(jìn)行控制，使其在每

20、個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上按照不同的方案進(jìn)行跳頻。它采用的混合合成器對頻帶的要求十分寬松，每個(gè)發(fā)信機(jī)都可使用一組相同的頻率，采用不同的MAIO(移動分配索引偏移)加以區(qū)分。但它必須有一個(gè)固定發(fā)射BCCH頻率的發(fā)信機(jī)，其它發(fā)信機(jī)可隨著跳頻序列的序列值改變而改變。2.5 跳頻技術(shù)兩者的比較：1)基帶跳頻采用的腔體合成器最多可配置8個(gè)發(fā)信機(jī)，而且衰耗??；射頻跳頻采用的混合合成器的容量較小，最多可配置4個(gè)發(fā)信機(jī)，而且衰耗大。當(dāng)基站配置較大時(shí)，采用混合合成器的基站覆蓋要小。2)腔體合成器對頻段的要求不如混合合成器靈活，混合合成器所帶的發(fā)信機(jī)可以使用一組頻率，頻點(diǎn)的間隔要求為200kHz；腔體合成器的發(fā)信機(jī)僅能使用固

21、定的頻率發(fā)射，而且所用頻點(diǎn)的間隔要求大于600kHz。2.5 跳頻技術(shù)3)基帶跳頻的每個(gè)發(fā)信機(jī)只能對應(yīng)一個(gè)頻點(diǎn)，而射頻跳頻的每個(gè)發(fā)信機(jī)能夠發(fā)送所有參與跳頻的頻點(diǎn)。當(dāng)使用基帶跳頻時(shí)攜帶BCCH頻點(diǎn)的TX若出現(xiàn)故障，則易導(dǎo)致整個(gè)區(qū)的癱瘓，而在射頻跳頻時(shí)則不會出現(xiàn)這類情況，因?yàn)槊總€(gè)TX都能發(fā)送BCCH頻點(diǎn)，攜帶BCCH信道的載頻優(yōu)先級最高，當(dāng)該載頻出現(xiàn)問題時(shí)，攜帶BCCH信道的TDMA幀能夠自動通過另一個(gè)載頻發(fā)射出去。2.5 跳頻技術(shù)2.5.2 跳頻的優(yōu)點(diǎn) 1跳頻可起到頻率分集的作用 2跳頻可起到干擾源分集作用2.5 跳頻技術(shù)2.5.3 跳頻序列在小區(qū)參數(shù)的定義中定義了兩個(gè)頻率組，一個(gè)稱為“小區(qū)分配

22、表CA”(CELL ALLOCATION)用來定義該小區(qū)所用到的所有頻點(diǎn)，另一個(gè)被稱為“移動分配表MA” (MOBILE ALLOCATION)用來定義參與跳頻的所有頻點(diǎn)。在此值得注意的是，攜帶有BCCH的載頻，不能用于跳頻，因?yàn)樗鼣y帶有FCCH、SCH及BCCH信道，需要不停的向該小區(qū)的所有手機(jī)廣播同步消息及系統(tǒng)消息。在GSM規(guī)范中有兩個(gè)參數(shù)用來定義跳頻序列，分別是MAIO(移動分配指針偏移)和HSN(跳頻序列號)。2.5 跳頻技術(shù) MAIO因需描述跳頻重復(fù)功能的起點(diǎn)(用于確定跳頻的初始頻點(diǎn))，所以該參數(shù)的取值與參與跳頻的頻率數(shù)一樣多。MA(移動配置表)的頻點(diǎn)數(shù)應(yīng)在164之間。 HSN有64

23、個(gè)不同的值，通常一個(gè)小區(qū)應(yīng)使用相同的HSN值、不同的MAIO值，因?yàn)檫@是要避免同一小區(qū)信道之間的干擾。 在使用同一跳頻組的相鄰小區(qū)中，應(yīng)注意使用不同的HSN，該做法可獲得干擾源分集增益。但注意應(yīng)盡量避開使用HSN=0的情況(它是循環(huán)跳頻)，因?yàn)樗鼤?dǎo)致低質(zhì)量的干擾源分集。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程 由于GSM系統(tǒng)是一個(gè)全數(shù)字系統(tǒng)，話音和不同速率數(shù)據(jù)的傳輸都要進(jìn)行數(shù)字化處理。為了將源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為最終信號并通過無線電波發(fā)射出去，需經(jīng)過幾個(gè)連續(xù)的過程。相反，在接收端需要經(jīng)過一系列的反過程來重現(xiàn)原始數(shù)據(jù)。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程 2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6.1 語音編碼 GSM系統(tǒng)是一種全數(shù)字系統(tǒng)，話

24、音和其它信號都要進(jìn)行數(shù)字化處理，因此移動臺首先要將聲音信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，再把這模擬電信號通過A/D變換轉(zhuǎn)換成13kbit/s的數(shù)字信號，用于無線傳輸。過程：第一階段：話音分段(抽樣、量化) 將語音分成20ms為單位的語音塊，再將每個(gè)塊用8kHz抽樣，每個(gè)塊由此得到160個(gè)樣本。每個(gè)樣本再經(jīng)A率13bit(u率14bit)量化，每個(gè)樣本16bit。因此，得到了128kbit/s的數(shù)據(jù)流。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6.1 語音編碼第二階段：編碼(壓縮編碼) 將128kbit/s的數(shù)據(jù)流通過編碼器來進(jìn)行編碼壓縮。如果用全速率的編碼器的話，每個(gè)語音塊將被編碼為260bit，最后形成了13kbit

25、/s的源編碼速率。260bit/20ms= 13kbit/s在BTS側(cè)能夠恢復(fù)13kbit/s的源速率，但為了形成速率為16kbit/s的TRAU幀以便于在Abis和Ater接口上傳送，因而需再增加速率為3kbit/s的信令，這個(gè)信令稱為帶內(nèi)信息。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6.2 信道編碼 信道編碼的作用是改善傳輸質(zhì)量，克服無線信道中傳輸過程的誤碼。 信道編碼的基本原理是在原始數(shù)據(jù)上附加一些冗余比特信息，增加的這些比特是通過某種約定從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生的，接收端的解碼過程利用這些冗余的比特來檢測誤碼并盡可能的糾正誤碼。如果收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過同樣的計(jì)算所得的冗余比特同收到

26、的不一樣時(shí)，我們就可以確定傳輸有誤。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程 信道編碼的糾錯(cuò)和檢錯(cuò)原理可以從下面簡單的例子看出： 假定要發(fā)送的信息是一個(gè)“0”或是一個(gè)“1”。為了提高保護(hù)能力，以這樣簡單的方式添加3個(gè)比特，對于每一個(gè)比特（0或1），只有一個(gè)有效的編碼組（0000或1111）。如果收到的不是0000或1111，就說明傳輸期間出現(xiàn)了差錯(cuò)，差錯(cuò)的情況有三種，錯(cuò)一個(gè)比特、錯(cuò)二個(gè)比特和錯(cuò)三或四個(gè)比特，錯(cuò)一個(gè)比特可以校正；錯(cuò)二個(gè)比特時(shí)不能夠校正，但能夠檢出；錯(cuò)三或四個(gè)比特才發(fā)生誤碼。所以，這個(gè)簡單的編碼方式能夠校正一個(gè)差錯(cuò)和檢出二個(gè)差錯(cuò)。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程 GSM使用的編碼方式有：塊卷積碼、糾錯(cuò)循環(huán)

27、碼(FIRE CODE)、奇偶碼(PARITYCODE)。 塊卷積碼主要用于糾錯(cuò)，當(dāng)解調(diào)器采用最大似然估計(jì)方法時(shí)，可以產(chǎn)生十分有效的糾錯(cuò)結(jié)果。 糾錯(cuò)循環(huán)碼主要用于檢測和糾正成組出現(xiàn)的誤碼，通常和塊卷積碼混合使用，用于捕捉和糾正遺漏的組誤差。 奇偶碼是一種普遍使用的最簡單的檢測誤碼的方法。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6.2.1 全速率TCH信道編碼首先將對語音編碼形成的260bit分成三類:50個(gè)最重要比特、132個(gè)重要比特、78個(gè)不重要比特對50個(gè)比特先添加3個(gè)奇偶檢驗(yàn)比特(分組編碼)，再與132比特和4個(gè)尾比特一起卷積編碼，比率為1:2，形成378bit。 (50+3)+(132+4)*2

28、=378 另外78個(gè)不重要比特不予保護(hù)，最后將得到456bit。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6.2.2 BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH信道的編碼 LAPDm是數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，在連接模式下被用于傳送信令。它被應(yīng)用在邏輯信道BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH上，一個(gè)LAPDm幀共有23個(gè)字節(jié)(184bit)。為了獲得456bit的保護(hù)字段，便可通過對LAPDm幀的編碼來得到。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程 首先給184bit增加40bit的糾錯(cuò)循環(huán)碼，這樣就可以來檢測物理層的差錯(cuò)校正碼是否能正確的校正傳輸差錯(cuò)，再加上4個(gè)尾比特，得到228bi

29、t。最后通過1:2卷積編碼速率，也會得到456bit的數(shù)據(jù)。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6.2.3 SCH信道的編碼 SCH信令信道不能用LAPDm協(xié)議。每個(gè)SCH信道有25bit的消息字段，其中19bit是幀號，6bit用于BSCI號。由于每個(gè)單獨(dú)的SCH時(shí)隙都攜帶著一個(gè)完整的同步消息，而且SCH的突發(fā)脈沖的消息位的字段是78bit。因而需要將這25bit的數(shù)據(jù)編碼成78bit。 將這25bit的數(shù)據(jù)加上10個(gè)奇偶校驗(yàn)比特和4個(gè)尾比特，得到了39bit。再將這39bit按照1:2的卷積編碼速率，便得到了78bit的消息。2.6 源數(shù)據(jù)的傳輸過程2.6.2.4 RACH信道的編碼 RACH的消息由8個(gè)比特組成，包括3bit的建立原因和5bit的隨機(jī)鑒別符。由于RACH的突發(fā)脈沖的消息位的字段是36bit。因而需要將這8bit的數(shù)據(jù)編碼成36bit。 將這8bit的數(shù)據(jù)加上6bit的色碼（將6bit