《GSM無(wú)線通信基礎(chǔ)》PPT課件

1、第3部分 GSM無(wú)線通信基礎(chǔ)3.1 無(wú)線電波傳播3.2 GSM頻率資源3.3 蜂窩技術(shù)3.4 多址技術(shù)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(shù)1編輯版ppt在分析移動(dòng)通信的信道時(shí)，主要考慮主要以空間波方式傳播典型的移動(dòng)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(wú)線電波傳播2編輯版ppt(1) 直射波（可按自由空間的傳播來考慮）傳播模型接收機(jī)和發(fā)射機(jī)無(wú)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(hào)波長(zhǎng)3編輯版pptdB、d

2、Bm、dBW的含義dBm、dBW：是一個(gè)表示功率的值。例1：功率為10W，折算為多少dBm，多少dBW?4編輯版pptdB：是一個(gè)表示相對(duì)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 3dB5編輯版ppt自由空間傳播損耗：f單位：MHz; d單位：Km例：若某發(fā)射機(jī)發(fā)射功率為100W（瓦）,請(qǐng)將其換算成dBm和dBW。如果發(fā)射機(jī)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)6編輯版ppt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(dá)接收點(diǎn)的傳播信號(hào)

3、。(2) 反射波7編輯版ppt反射波與直射波的周期相同，但相位可能不同，導(dǎo)致接收到的信號(hào)與原信號(hào)增強(qiáng)或者減弱。反射波對(duì)直射波的影響8編輯版ppt繞射：無(wú)線電波在傳播過程中與尖銳的邊緣碰撞，信號(hào)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 。9編輯版ppt3.2 GSM頻率資源上行頻率：手機(jī)到基站下行頻率：基站到手機(jī)10編輯版ppt雙工間隔 : 45 MHz935960890915GSM900:基站收：f上（n）890.2(n-1）0.2 MHz基站發(fā)：f下（n） f上（n） 45 MHz n: 1 12411編輯版pptGSM1800基站收： f上（n）

4、 1710.2(n-512）0.2 MHz基站發(fā)： f下（n） f上（n） 95 MHz n: 512 885雙工間隔95MHz1805188017101785上行下行12編輯版ppt3.3 蜂窩技術(shù)小區(qū)的覆蓋形狀 采用六邊形 基站發(fā)射機(jī)位置 中心激勵(lì)小區(qū) 頂點(diǎn)激勵(lì)小區(qū) 實(shí)際形狀 不規(guī)則形狀13編輯版ppt 什么是頻率復(fù)用（頻率再用） -不同地理區(qū)域用相同的載波頻率進(jìn)行覆蓋D: 頻率復(fù)用距離 R: 小區(qū)半徑頻率復(fù)用Cell1f1RRDCell2f1如果系統(tǒng)頻率復(fù)用方式設(shè)計(jì)得不好，會(huì)怎樣？14編輯版ppt載干比 C/I定義：載（波）干（擾）比，即載波的信號(hào)電平(dBm)減去干擾的信號(hào)電平(dBm

5、). 【單位為 dB】15編輯版ppt1、同頻干擾比C/I要求：C/I9dB，工程中加3dB的余量，即C/I12dB2、鄰頻載干比（C/A） 所謂C/A是指在頻率復(fù)用情況下，服務(wù)小區(qū)周圍所有鄰頻信號(hào)（載波偏離200KHz）對(duì)服務(wù)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/A6dB】16編輯版ppt3、載頻偏離400KHz時(shí)的干擾保護(hù)比要求：C/I= 41dB，工程中加3dB的余量，【即工程上C/I38dB】17編輯版ppt3.4 多址技術(shù)使眾多的用戶共用公共信道所采用的一種技術(shù)FDMA（頻分多址）TDMA （時(shí)分多址）多址方式（常用3種）：CDMA （碼分多址）G

6、SM采用TDMA/FDMA的多址方式18編輯版pptTDMA工作原理 在一個(gè)無(wú)線載波上，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分成若干個(gè)時(shí)隙（SLOT） 每個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)信道，分配給一個(gè)用戶 基站按時(shí)隙排列順序收發(fā)信號(hào)，各移動(dòng)臺(tái) 在指定的時(shí)隙內(nèi)收發(fā)信號(hào)19編輯版ppt時(shí)隙TDMA系統(tǒng)工作示意圖20編輯版pptTDMA幀結(jié)構(gòu)圖21編輯版ppt GSM中，每幀包括8個(gè)時(shí)隙（TS0-TS7)，每個(gè)時(shí)隙時(shí)間為4.615ms，含156.25bit信息22編輯版ppt物理信道 一個(gè)物理信道就是一個(gè)時(shí)隙TS邏輯信道3.5 信道概念 指在物理信道上傳輸?shù)膬?nèi)容23編輯版pptGSM邏輯信道分類：業(yè)務(wù)信道（TCH)：主要

7、是語(yǔ)音或數(shù)據(jù)控制信道（TCH)： 主要傳送信令和同步信號(hào)。 分為三種：廣播信道（BCH）、公共 控制信道（CCCH)和專用控制信道 （DCCH)24編輯版ppt 廣播信道（BCH）一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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）25編輯版ppt 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(diào)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(hào)）以及基站的識(shí)別碼BSIC 廣播控制信道（BCCH）-廣播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息1、小區(qū)頻點(diǎn)2、鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)3、LAI4、控制和選擇參數(shù)等26編輯版ppt

8、 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(jī)接入信道（RACH） 準(zhǔn)許接入信道（AGCH）27編輯版ppt公共控制信道（CCCH）尋呼信道PCH下行信道，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)。用于尋呼 MS， 尋呼范圍為MS所在整個(gè)LAC區(qū)接入許可信道AGCH下行信道，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，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(diǎn)對(duì)點(diǎn)，MS通過 RACH發(fā)起接入請(qǐng)求28編輯版ppt 專用控制信道（DCCH）是一種“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”雙向控制信道，用于在呼叫接續(xù)階段以及在通信進(jìn)行中，移動(dòng)臺(tái)和基站傳輸必要的控制信息。 獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）

9、慢速輔助控制信道（SACCH） 快速輔助控制信道（FACCH）29編輯版ppt獨(dú)立專用控制信道SDCCH 雙向信道，用于呼叫建立過程，如鑒權(quán)、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(cè)量報(bào)告；傳遞MS功率控制消息；傳遞TA、鄰區(qū)BCCH強(qiáng)度、LAI等30編輯版ppt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31編輯版ppt1、處于空閑模式下的手機(jī)所需的大量網(wǎng)絡(luò)信息來自 信道。A、BCCHB、SCHC、RACHD

10、、SDCCH32編輯版ppt2、在GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中 邏輯信道攜帶用于校正手機(jī)頻率的消息。A、BCCHB、FCCHC、SCHD、AGCH3.在GSM系統(tǒng)中，鑒權(quán)是在下面哪個(gè)邏輯信道中進(jìn)行的（A)PCH （B）RACH （C）SDCCH （D）SACCH33編輯版ppt4RACH（ ）是下行信道，是為了保證MS接入，在此信道上申請(qǐng)一SDCCHMS通過此信道申請(qǐng)SDCCH，作為對(duì)尋呼的響應(yīng)或MS主叫登記時(shí)的接入用于MS校正頻率、同步時(shí)間用于搜索MS，是下行信道 34編輯版ppt5.GSM的一個(gè)頻點(diǎn)的帶寬是（ ）。 A、200KHz B、30KHz C、3.75MHz D、1.25MHz6.移動(dòng)公司的

11、GSM雙頻網(wǎng)是指（ ）。800MHz和1800MHz B、900MHz和1900MHz C、900MHz和1800MHz D、800MHz和1900MHz35編輯版ppt3.6 邏輯信道與物理信道的映射一個(gè)基站有N個(gè)載頻， 每個(gè)載頻有8個(gè)時(shí)隙定義載頻為：36編輯版ppt 在載頻 上 ：映射 BCH和CCCH ：映射 DCCH ：映射業(yè)務(wù)信道 其它 載頻的 時(shí)隙全部是業(yè)務(wù)信道 在載頻 上37編輯版ppt38編輯版ppt邏輯信道應(yīng)用舉例（以MS開機(jī)撥打電話為例）1、FCCH 2、SCH3、BCCH4、RACH5、AGCH6、SDCCH/SACCH7、TCH8、BCCH接收頻率矯正信息 接收BTS同

12、步信號(hào) 接收系統(tǒng)消息接入申請(qǐng)?jiān)试S接入并分配SDCCH鑒權(quán)和加密（SDCCH），功率控制、TA（SACCH）進(jìn)入TCH通話通話結(jié)束，進(jìn)入空閑狀態(tài)，守候在BCCH信道上39編輯版ppt3.7 空中控制技術(shù) 分集技術(shù) 是一項(xiàng)典型的抗衰落技術(shù)，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(shí)間分集、空間分集、頻率分集等。40編輯版ppt（一）空間分集 空間分集是利用不同位置的天線接收信號(hào)，然后再合并輸出（要求接收端天線之間的距離滿足不相關(guān)）?？臻g分集的典型結(jié)構(gòu)為：發(fā)送端為一副天線，接收端則有N副天線41編輯版ppt（二）頻率分集 實(shí)現(xiàn)時(shí)可以將待發(fā)送的信息分別調(diào)制在頻率不相關(guān)的載波上發(fā)射（如跳頻）（

13、三）時(shí)間分集 可采用通過一定的時(shí)延來發(fā)送同一消息，或在系統(tǒng)能承受的時(shí)延范圍以內(nèi)在不同的時(shí)間各發(fā)送消息的一部分42編輯版ppt 自動(dòng)功率控制技術(shù)（APC） 如何進(jìn)行APC？為何需要APC？可降低手機(jī)功耗，延長(zhǎng)電池使用時(shí)間；可減小干擾，提高頻率利用率，增加系統(tǒng)容量。43編輯版ppt 非連續(xù)發(fā)射技術(shù)(DTX)為何需要DTX？1）可降低手機(jī)功耗，延長(zhǎng)電池使用時(shí)間；2）降低干擾，改善通話質(zhì)量，提高容量44編輯版ppt如何進(jìn)行DTX？ 采用VAD（話音激活檢測(cè)）技術(shù)： 即在說話時(shí)，正常發(fā)射信號(hào)（傳輸13Kbit/s的話音編碼）不說話時(shí)，由解碼器產(chǎn)生舒適噪聲；45編輯版ppt非連續(xù)接收技術(shù)(DRX)為何需要

14、DRX？1）手機(jī)絕大部分時(shí)間處于空閑狀態(tài)，此時(shí)需要隨時(shí) 準(zhǔn)備接收BTS發(fā)來的尋呼信號(hào)；系統(tǒng)按照IMSI將 MS用戶分類，不同類別的手機(jī)在不同的時(shí)刻接收 系統(tǒng)尋呼消息，無(wú)需連續(xù)接收；2）可降低手機(jī)功耗，延長(zhǎng)電池使用時(shí)間；46編輯版ppt 跳頻技術(shù)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(nèi)的干擾（可以使用更緊密的頻率復(fù)用 以實(shí)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(nèi)， 按某種規(guī)律跳變。每個(gè)小區(qū)信道組的跳頻功能都能單獨(dú)激活或關(guān)閉。47編輯版ppt 基帶跳頻（一般移動(dòng)采用） 射頻跳頻（一般聯(lián)通采用）GSM跳頻示意圖頻率f 0幀f 1f 2f 3f 4時(shí)間跳頻方式4

15、8編輯版ppt跳頻多慢呢？（速率多少）49編輯版ppt 時(shí)延調(diào)整（TA）TA值由6位二進(jìn)制表達(dá)MS所需要的延時(shí)bit數(shù) 1bit的時(shí)間為：3.7us所以TA最大時(shí)間設(shè)置為3.7*63=233us小區(qū)最大半徑？TA在0 63范圍內(nèi)調(diào)整例如：TA=1，表示1個(gè)bit的時(shí)間50編輯版ppt1.跳頻能有效地改善以下哪種現(xiàn)象 A.單通 B.時(shí)間擴(kuò)散 C.多徑衰落 D.互調(diào)干擾2. 10DBm的無(wú)線信號(hào)比20DBm的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)。A.對(duì)B.不對(duì)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(shí)的通話數(shù)量 B.呼叫建立的頻率 C.半徑 D.天線長(zhǎng)度51編輯版ppt4.一個(gè)TA表示KM，常規(guī)的GSM小區(qū)的最大TA是 （ ） A.1、30 B.0.5、63 C.0.5、60 D. 1.1、635.一個(gè)TDMA幀的周期是 52編輯版ppt1、在手機(jī)通話過程中，用來傳遞切換命令消息的邏輯信道是 。A、SACCH B、SDCCH C、SCH D、FACCH2、以下不能增加系統(tǒng)容量的是：A、變換調(diào)制方法 B、增加可用頻率數(shù)C、復(fù)用模式從4/12變?yōu)?/9 D、小區(qū)分裂