GSM無線通信基礎(chǔ)2

第3部分GSM無線通信基礎(chǔ)3.1無線電波傳播3.2GSM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)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(jī)和發(fā)射機(jī)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(gè)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(gè)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(jī)發(fā)射功率為100W（瓦）,請將其換算成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)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。(2)反射波反射波與直射波的周期相同，但相位可能不同，導(dǎo)致接收到的信號與原信號增強(qiáng)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(jī)到基站下行頻率：基站到手機(jī)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(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

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頻率復(fù)用距離D與N的關(guān)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(gè)六邊形的邊垂直移動(dòng)i個(gè)小區(qū)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度再移動(dòng)j個(gè)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(fù)用情況下，服務(wù)小區(qū)周圍所有鄰頻信號（載波偏離200KHz）對服務(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/A≥－6dB】3、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/I≥－38dB】3.4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）GSM采用TDMA/FDMA的多址方式TDMA工作原理★在一個(gè)無線載波上，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，各移動(dòng)臺在指定的時(shí)隙內(nèi)收發(fā)信號時(shí)隙TDMA系統(tǒng)工作示意圖TDMA幀結(jié)構(gòu)圖★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GSM邏輯信道分類：業(yè)務(wù)信道（TCH)：主要是語音或數(shù)據(jù)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(diǎn)對多點(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）

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）以及基站的識別碼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(jī)接入信道（RACH）＊準(zhǔn)許接入信道（AGCH）公共控制信道（CCCH）尋呼信道PCH－－－下行信道，點(diǎn)對多點(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)對點(diǎn)，MS通過RACH發(fā)起接入請求③專用控制信道（DCCH）是一種“點(diǎn)對點(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)臺和基站傳輸必要的控制信息。＊獨(dú)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(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(jī)所需的大量網(wǎng)絡(luò)信息來自

信道。A、BCCHB、SCHC、RACHD、SDCCH2、在GSM無線網(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）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(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5.GSM的一個(gè)頻點(diǎn)的帶寬是（）。

A、200KHzB、30KHzC、3.75MHzD、1.25MHz6.移動(dòng)公司的GSM雙頻網(wǎng)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(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：

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

在載頻上邏輯信道應(yīng)用舉例（以MS開機(jī)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?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3.7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。（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(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（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）（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

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。

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，延長電池使用時(shí)間；2）降低干擾，改善通話質(zhì)量，提高容量如何進(jìn)行DTX？

采用VAD（話音激活檢測）技術(shù)：

即在說話時(shí)，正常發(fā)射信號（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；非連續(xù)接收技術(shù)(DRX)為何需要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；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，無需連續(xù)接收；2）可降低手機(jī)功耗，延長電池使用時(shí)間；

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。

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f0幀f1f2f3f4時(shí)間跳頻方式跳頻多慢呢？（速率多少）

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1.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的無線信號比－20DBm的無線信號強(qiáng)。

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(shí)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(gè)TA表示

KM，常規(guī)的GSM小區(qū)的最大TA是

（）