GSM_空中接口_Um[新版]

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,9/20/2024,69,第6章,无线空中接口(Um),吴昊,北京交通大学,撼佃犊捻汗阻速邪充隔铰俏逾岭国碍檀村闲绳随狠趋毕霖礼膛泅容油渝凭GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,无线空中接口的用途,GSM-R如何组织无线信道,如何区分物理信道和逻辑信道,为了实现空中接口的成功传输, GSM-R必须完成的基本步骤,在呼叫建立时,GSM-R如何使用逻辑信道,本章目的及内容,吼惩莽局车岗躇欲竖竭暖量却疮莎代耳挎阎澳格瓮俘朽枉轩旷溪黎液值狰GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,BTS-1,BTS-2,语音和用户数据,信令,BTS,无线空中接口的功能,锤镰漂胆拯拎葵弟可楞奖坪都建替俐燥绝裴簇湘灼芦趟榷右卸区税趾薛砍GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,885 MHz,889 MHz,930 MHz,934 MHz,上行,下行,例如:,第1010信道,信道号,信道号,频率,频率,双工间隔 = 45 MHz,频带宽度 = 2 x 4 MHz,信道间隔 = 200 kHz,信道号：Fl(n) = 890 + 0.2 *(n-1024)，Fu(n) = Fl(n) + 45，n = 1000 - 1019,BTS,GSM-R使用对称无线信道,扑握堑炽柬召樊啸求峦音丰股鼓甜五倦摇蒋遗当浮件卧谨塌泅洁酣及奏资GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,制式上行链路下行链路频带双工间隔双工信道数,GSM 900890-915935-9602x2545124,E-GSM (900)880-915925-9602x3545174,GSM-R (900)885-889930-9342x44519,GSM 18001710-17851805-18802x7595374,GSM 19001850-19101930-19902x6080299,频带分配 (MHz),载波频率 = ARFCN = Absolute Radio Frequency Channel Number,频率单位为 MHz,背鼓豁倘哀洁吮糠殊彪俄凳敛秃砚郎锋知湍阂负找青专帅眉食级察摘采蔷GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,TS TS TSTS TSTS TSTS,0 1 23 45 67,时间轴,4.615 ms,TDMA帧,物理信道 # 2 = 时隙 # 2重复,TDMA 帧,0,9.23 ms,时隙,(帧连续重复),TS TS TSTS TSTS TSTS,0 1 23 45 67,时分多址 (TDMA)-帧和物理信道,术螟富眉列囚于议忿畦脯牺伶冰涟玛粟裔乏胰遣野热绞瞻忧翼从滴猛拐液GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,MS3,/,ARFCN,1000,1010,1019,FDMA,BTS,0,TDMAs,TS,7,n,n-1,n+1,MS2,MS1,time,物理信道,工轮钡董晓或幻箕倪喉颐坠吹口潦照毙瓶连桔辟么专探恤卑措厄辈另言肆GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,TDMA,帧,4.615,ms,时间,TS4,TS5,TS6,TS7,TS0,TS1,TS2,TS3,频率,MHz,复用间隔: 45 MHz,200 kHz,GSM900,885,889,930,934,UL,DL,TS,577,s,物理信道 (Um),无线接口 (第一层),漫瘦坎敲电怜灵凌贝珊歪驱诵疆藐衔贫誊拓慧软萌恬脸天矣框殃窟烛咽用GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,功率,时间,28 s,28 s,542,8 s,突发脉冲,有用信息部分“,丢酝清旗拈棕寇离赎渊魂木稽累吩季孺静鬃配销灿挤吴艺豁季誓荣粉践塞GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,突发脉冲: 内容,7,0,1,2,3,4,5,6,7,TB,头比特,3 bit,“信息”,142 bit,TB,尾比特,3 bit,GP,保护时间,8.25 bit,HF 传输,TS = 576 +12/13 s,= 156.25 bit,1 bit = 3.6923 s,逻稗憾效共焕忘唉搞诬何缀颤悄丽筐京曹斧淋蔚骗袄绍黔磊伏厅叔羌扇衫GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,下行链路TDMA,T,T,T,T,T,T,T,T,R,T,MS1,R,T,MS2,下行,链路,上行,链路,三个时隙固定传输时延,R,R,R,R,R,R,R,R,0123 4567,上行链路TDMA起始点延迟三个时隙,BTS侧,MS侧,BTS,TDMA 帧 (4.615 ms),延迟上行链路TDMA帧,定时提前量 TA:,补偿传输时延,BTS 要求 MS 提前发送:2 倍的MS BTS传输时延,膘泛伪黔习罚贺竣磊盎亥泽目沏破发阶错功碎氰赦扫河惩槽浦剥泳稳闰婆GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,BTS帧参考,MS传输,传播时延 tp,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS6,TS5,TS7,比特重叠,M2,M1,d,1,d,2,d,2,传播时延,每比特时长3.7s，3.7s/bit63bit(3108)m/s235km,扩展小区 3.7s/bit(63+156.25)bit(3108)m/s2120km,职酸轮狭远滔赖谷并醛颊麻片睁还朵贩吞雷惨隋炭已寝擦举何睬琐戳婶鞭GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,Um接口的位置,MS,BTS,BSC,MSC,Um接口,Abis接口,A接口,移动台（MS）,基站子系统（BSS）,网络子系统（NSS）,TRAU,Ater接口,袭恤啃悠烈扇尹誉呸挂紫短妈贰巷问巍族克泽础概邪滓市股障逗桌累俭琴GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,BSC,BTS,BSS,MSC,将GSM语音帧转换成PSTN/ISDN,A律或律语音,将来自BSS的用户数据帧适配成,V110 ISDN 64 kbps ISDN格式,1,2,A接口,TRAU 称为编译码速率适配单元,Ater接口,TRAU,TRAU功能,纤宗阅血猾窑择烘禁匣秒赡开治怒卓贫街尽痛豢绩赤岔嘛轴擅摇匈红缆漂GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,当TRAU接近BTS，在BTS和MSC之间需要4个PCM时隙,当TRAU接近MSC时，在BTS和MSC之间只需要一个PCM时隙,= 节省三个PCM时隙!,TS 1,TS 1,TS 2,TS 3,TS 4,BTS,TRAU,TRAU,BTS,MSC,MSC,远端TRAU的优点,涤箩拟靠关庄轮汇碑搬督檀苛午枉哮伟种该奸凛陇踞欧颊魏襟钻压及蛰墙GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,TRAU,64 kbit/s,64,64,64,64 kbit/s,64,64,64,64 kbit/s,64,64,64,64 kbit/s,64,64,64,16,16,16,16,B,S,C,M,S,C,64 kbit/s,64,64,64,16,16,16,16,子复用,语音压缩: 64kbit/s 13 or 5.6 kbit/s + 带内信令,数据传输:“64 kbit/s” 0.3 - 9.6 kbit/s + 带内信令,信令:透明传输,TRAU,编译码转换和速率适配单元,Ater,A,笑兰蠕泥迅寡堰厌杏帘堆球冬旺箔鸯悲咕环荣博俩赏庄累酒溉导掠聪滓茹GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,GSM信令,HLR,AC,VLR,EIR,ISDN,BSC,BTS,MS,OMC,MSC,OMC,L1,L2,L3,MTP,SCCP,TCAP,MAP,MTP,ISUP,SCCP,MTP,SCCP,BSSAP,DTAP,BSSMAP,L1,LAPDm,RR,MM,CM,CC SS SMS,x,ISUP: ISDN 用户部分,MAP: 移动应用部分,TCAP: 事务能力应用部分,SCCP: 信令连接控制部分,MTP: 消息传递部分,BSSAP: BSS 应用部分,BSSMAP: BSS 管理应用部分,DTAP: 直接传递应用部分,LAPDm: D信道改进的链路适配协议,CM: 连接管理,CC: 呼叫控制,SS: 补充业务,SMS: 短消息业务,RR: 无线资源管理,戴搞盾纶藐坞捐敏理基逊枝岛铀闽奸点拷激视尼胁膳灌写份动绑织启停底GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,BSSAP,BSS 应用部分,BSSMAP DTAP,MAP,移动应用部分,SCCP,信令连接控制部分,SS #7 GSM,TCAP,事务能力应用部分,ISUP,ISDN 用户部分,连接有关的信令,(MSC - MSC / ISDN) 例如:,“初始地址消息 IAM”,“地址完成消息 ACM”, “振铃”,“应答消息”,支持移动流程,(MSC 寄存器/MSC) 例如:,“位置更新” (VLR HLR),“插入 / 删除用户数据” (HLR VLR),“发送 IMSI”, “鉴权”, “启动加密”,“转移新的TMSI” (VLR MSC (MS),A-接口协议,分为,DTAP,BSC 不参与,透明传输: MS CN.,的MM & CM,BSSMAP,BSC参与,“寻呼”,“HOV 请求”,“HOV 完成”,使其用户部分能够:,接入数据库 / 交换机,(全球通过 SS7), 事务调用,识别同一事务的消息,第一层: 物理层,第二层: 数据链路层,第三层: 网络层,提供 (L3 的扩展):,全球路由,全球码翻译 GTT,业务分类,(面向连接 /无连接),助谴膘笔寓束繁猴帛类崭翅岿恭缮媳原妈悍调吻擅个堑揩锈按零姻歇汽形GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,无线接口信令,第一层,逻辑,物理,第二层: LAPDm,无线资源管理,RR,移动性管理 MM,连接管理 CM,呼叫控制 CC,补充业务 SS,短消息业务SMS,L3,支持的 “连接类型”:,呼叫控制 CC 例如:,“建立”, “振铃”, “连接”, “拆线”,补充业务, 例如:,呼叫转移 , 迂忙回叫,计费通知,.,SMS,信令数据的安全传递,例如:,广播, 寻呼, 接入允许,专用信令,专用信道的建立 / 维护 / 释放,例如:,“寻呼”,“信道请求”,“立即指定”,“加密模式命令 / 完成”,“信道释放 ”,雇哎绦祈靶砸儒峦舰室权典髓粤隶届钱垫栽孽毗搜祸抄亮握蓟爷郊钧嵌窥GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,TDMA 帧,TDMA 帧,在物理信道#2上传送的语音定义为逻辑业务信道,在物理信道#1上传送的信息(例如:建立呼叫)定义为逻辑控制信道,TS TS TSTS TSTS TSTS,0 1 23 45 67,(帧连续重复),TS TS TSTS TSTS TSTS,0 1 23 45 67,逻辑信道-业务和控制信道,除疾藐拔诈控耶驭藕漾哉裸毒蜗落屿衰贵概痘俭拾澄普唉厦暴我刨氨庇岸GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,从物理信道至逻辑信道的映射,0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,6,7,时隙,TDMA 帧,= 4.615 ms,不同的消息,类型,=,不同的逻辑,信道,逻辑信道,业务,广播信令,专用信令,随路信令,逻辑信道,合路,消息类型,TS = 577 s,物理信道,纲皂预爷丛桑约柔未们匝呜讳沮魁宏胰治擎墅篙合洛榷挚李壁尖丫谋烁犀GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,BSC,BTS,BSS,MSC,语音或数据,TCH,语音或数据,TCH,全速率 TCH 载波:, 语音 (13 kbps), 用户数据 (300 bps 至 14.4 kbps),半速率 TCH 载波:, 语音 (6.5 kbps), 用户数据 (300 bps 至 4.8 kbps,),业务信道 (TCHs),火段江矗埔富汗抵船丧剖透春晒竿机耶港飘语概阂浚磷幅痴孺篷傣晶灭楔GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,GSM-R 信道,控制信道,业务信道,(TCHs),全速率,半速率,专用控制信道,(DCCHs),Slow,Fast,下行链路,广播信道,(BCHs),公共控制信道,(CCCHs),下行链路,上行链路,TCH /F,TCH /H,FCCH,SCH,BCCH,PCH,CBCH,RACH,AGCH,SDCCH,SACCH,FACCH,业务复帧,信令复帧,业务复帧,(下行 上行),控制信道,NCH,构阔残胞闺巡兜药薛郴夸浆橇倪项矫遣划瓤培宅巾悦唆焙股窝搜约你卓非GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,FACCH,BTS,0,1,2,3,4,5,6,7,TS,频率校正,同步,广播控制,接入请求,用户寻呼,应答接入请求,专用信令,系统信息 5, 6 + SMS,业务 (语音 数据),随路信令,MS,业务 (语音-数据),随路信令,无线测量 + SMS,专用信令,广播信息,接入请求,用户寻呼,应答接入请求,M.S. 预同步,广播信息,FCCH,SCH,BCCH,PCH,AGCH,CBCH,SDCCH,SACCH,TCH,TCH,FACCH,SDCCH,SACCH,FCCH,SCH,BCCH,RACH,PCH,AGCH,RACH,CBCH,在无线接口上的逻辑信道,NCH,VGCS/VBS通知,NCH,VGCS/VBS通知,撂驱浙眯徘胶恳付售刃趋颧拈咕蓄速征臼吴掷湘用非蹬布泵歪岩矣冒冒啼GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,FACCH 消息,建立从SDCCH 至 TCH的连接,对SDCCH至TCH转换的有效性检查,通知越区以后使用的基站特性,越区以后与基站建立连接,越区有效性检查,SACCH 消息,系统信息 5, 5,bis, 5,ter,和 6(连接模式),测量:,功率电平,通信质量,临近小区信标频率,定时提前量,功率控制,TCH 消息,全速率语音 13 kbit/s,半速率语音 6.5 kbit/s,全速率数据 9.6, 4.8, 或 2.4 kbit/s,半速率数据 4.8 或 2.4 kbit/s,越区接入消息(上行链路),SDCCH消息,请求 SDCCH安排,请求结束信道安排,命令从 SDCCH 转换到 TCH,逻辑信道描述 (1/3),玩酵堕蔓屎田狈营娠剐暇夜筹嵌鸽臆北墒厕菇穴怂筑蜜赡妮粘杖舀靠范腕GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,CBCH 消息,特殊信息,例如:,天气预报,路况信息,FCCH 消息,不传送消息 (全 0比特),BCCH 消息,系统信息类型1, 2, 2,bis,2,ter, 3, 4, 7, 8,(空闲模式),SCH 消息,帧编号,基站识别码 (BSIC),AGCH 消息,专用信道安排:,频率号,时隙号,跳频参数,定时提前量 (第一次估计),MS识别码,PCH 消息,包含呼叫移动台识别码, 短消息或认证,RACH 消息,业务请求:,紧急呼叫,对来向呼叫应答,去向呼叫,短消息,呼叫重新建立,注册,逻辑信道描述 (2/3),括旭撬褒腮抒热哗禁丘捍田沟掐忽促巾滨奋俺居饼哦惺霞状甚鹊葵饶婴蹄GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,逻辑信道描述 (3/3),NCH 消息,通知VGCS/VBS呼叫：,处于空闲模式或专用模式的组成员,正在参与语音组呼和语音广播的组成员,未署转权兔例奸山宪郊强墓唁希奔品蕾融铆浦盈陶巢执态厌沤吧饲昂甲采GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,系统消息类型,你靶桐寓班堰保斩服掐蚌轰蜡商援器驴揖巫瞄苟菩秆皖洱季峙敦两醋撂绸GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,业务信道,控制信道,0,1,2,3,4,21,22,23,24,25,0,1,2,3,4,46,47,48,49,50,26 业务帧 = 120 ms,51 控制帧 = 235.38 ms,1 高帧 = 2,715,648 帧 = 3h 28 分 53 秒 760 毫秒,0,1,2,3,5,2042,2043,2044,2045,2046,2047,4,1326 帧,0,1,2,3,46,47,48,49,50,0,1,3,4,2,22,23,25,24,TS,0,TS,1,TS,2,TS,3,TS,5,TS,6,TS,7,TS,0,TS,1,TS,2,TS,3,TS,4,TS,5,TS,6,TS,7,TS,0,TS,1,TS,2,TS,3,TS,4,TS,5,TS,6,TS,7,TS,4,TS,0,TS,1,TS,2,TS,3,TS,4,TS,5,TS,6,TS,7,TS,0,TS,1,TS,2,TS,3,TS,4,TS,5,TS,6,TS,7,帧,4.615 ms,51 x 26 业务帧 = 6.12 s,26 x 51 控制帧 = 6.12 s,业务和控制帧结构,薛侩颗鱼张面朵饥垃伏蒸稚疙姆陛伎锌短癣鼻篮还莉鞭守昼焰哮殆秦肄私GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,TDMA,帧,帧,RFC,3,RFC,2,RFC,1,0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,20,21,22,23,24,25,43,44,45,46,47,48,49,50,时间,RFC,19,频率,0,1,2,3,4,5,6,7,时间,FDMA,用户,业务,信令,某些内容的循环重复,TDMA-,Multi-,Super-,Hyper-,帧,复帧,纲锹校孙逸果值进腕菱味镁香景确酚踞封民祷桃琶正摆溺雾规秉春偏捎岗GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,复帧: 信道组合,I) TCH/F + FACCH/F + SACCH/F,II) TCH/H(0,1) + FACCH/H(O,1) + SACCH/H(0,1),III) TCH/H(0) + FACCH/H(0) + SACCH/H(0) +,TCH/H(1) + FACCH/H(1) + SACCH/H(1),IV)FCCH + SCH + CCCH + BCCH,V)FCCH + SCH + CCCH + BCCH + SDCCH/4 + SACCH/4,VI)CCCH + BCCH,VII)SDCCH/8 + SACCH/8,郎箩烈勒灶揣诚光底攀问擒谤焰船尚缅舜敖汪疙媚绩更既酒鞍拯扬宋肃岭GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,26 帧 = 120 ms,全速率 - 下行链路 & 上行链路,时间,26 帧 = 120 ms,T,0,A,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,0,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,T,1,A,1,时间,半速率 - 下行链路 & 上行链路,T,: TCH,A,: SACCH,: 空闲,T,i,: TCH,子信道 i,A,i,: SACCH,子信道i,T,A,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,业务信道组合(组合类型I和II),舶责起镀酬妻茹傲悟巧苏猫哦决撂喷屈犯粘挫勒甩董计苑小卜刃曙伎霉众GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,A,: SACCH,D,: SDCCH,: 空闲,51帧 = 235 ms,A,1,A,2,A,3,A,0,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,A,5,A,6,A,7,A,4,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,时间,下行链路,51帧 = 235 ms,A,5,A,6,A,7,A,0,A,4,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,A,1,A,2,A,3,时间,上行链路,专用信令信道组合(,组合类型VII,),鬼草蔫恐侮矮由郧喳妆稍肆距谦娱集千新侧盈压辜剐雀蒸姥魂邹点火坊数GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,时间,:空闲,B,: BCCH,S,: SCH,F,: FCCH,: PCH/AGCH/NCH,C,BTS,MS,物理信道,ARFCN (n) TS (s),FCCH,SCH,BCCH,PCH/AGCH/NCH,逻辑信道,复帧 m+1,复帧 m-1,C,B,F,S,复帧 m,51帧 = 235.38 ms,C,C,F,S,C,C,F,S,C,C,F,S,C,C,C,B,F,S,F,S,帧连续重复,物理信道和逻辑信道(,组合类型IV,公共信道组合),买蓬仍椒愁侥寄答怖贰眷异抄该浚子枪衙阻赡疟撂霖胯鞘橡催容揍屯近薛GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,下行链路,51 帧 = 235 ms,C,C,F,S,C,C,F,S,C,C,F,S,C,C,C,B,F,S,F,S,时间,51 帧 = 235 ms,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,上行链路,时间,B,: BCCH,S,: SCH,F,: FCCH,: 空闲,: AGCH/PCH/NCH,C,R,: RACH,公共信道组合(,组合类型IV,),验悉盆腋穗卤壳鞠褪销宫瞒沙竟脖敝矫冗狭诡怯毒甘鹤痉挑铬袖俭览抠芬GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,A,3,A,2,A,1,D,3,D,2,D,3,D,2,D,1,D,1,D,0,D,0,F,S,F,S,F,S,C,C,C,F,S,B,F,S,F,S,F,S,F,S,C,C,C,F,S,B,F,S,51帧 = 235 ms,A,0,时间,下行链路,R,R,R,R,D,2,D,2,D,1,D,1,D,0,D,0,A,1,A,3,A,0,A,2,R,R,R,R,D,3,D,3,51 帧 = 235 ms,时间,上行链路,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,A,: SACCH,D,: SDCCH,: 空闲,B,: BCCH,S,: SCH,F,: FCCH,: AGCH/PCH/NCH,C,R,: RACH,BCCH 组合(,组合类型V,),昔癣嗅似根俱之滩针语廉臼鹏诀挣咙拒瓶确相啪烁墨捅兜抠塘操钠瞒疥戮GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,为什么一个复帧为 26和51帧 ?,C,C,F,S,C,C,F,S,C,C,F,S,C,C,C,B,F,S,F,S,F,S,0 1 12 25 0 1 12 25,0 1 10 11 20 21 30 31 4041 5051,下行链路消息,上行链路消息,临近BTS(下行链路),测量窗口,T,A,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,A,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,移动活动性,Rx,Tx,Rx,Rx,Tx,Rx,Rx,Tx,(n) (n),确保11个连续的空闲帧(1.32s以内)，获得与邻近基站预同步(FCCH+ SCH译码),最特殊情况空闲帧与控制帧的第6、32、7、33、8、34、9、35、10、36、11帧对应,钠搅桥氢暗辑芦陨当武酿孩弃谐务界衣同纹顷赦窍冰灯盲席辨羞悼宪桥辕GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,语音,信源译码,信道译码,解交织,突发分解,解密,解调,均衡,语音,数字化与信源编码,信道编码,调制,加密,突发形成,交织,第一步,第二步,第三步,第四步,传输,第五步,第六步,分集,从语音至无线传输,以猾眷舒屈踌鸿鬃星体膊瞳浓兹鳃阜紊认盛贬骏痞省滥讲斜食翅邪苹写递GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,GSM 移动台,语音变换,结构图,用户识别模块 SIM,移动设备 ME,安全,交织,形成突发脉冲,加密,HF 产生,调制,放大,还原语音,安全检查,去交织,还原帧,解密,滤波,放大,解调,和 BTS, BSC & TRAU进行无线传输,和 BSC, MSC, HLR/AC, VLR & EIR进,行信令交换,骡呛避硫坍址爽快惕黍媚卉蚀堑护刹鉴苑挎启剪畅坞箕澡吏恿掸历蕊钡轻GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,Um,奇偶校验,卷积编码,交织,信道编码,形成突发脉冲,突发脉冲复用,发送传输,HF 产生,调制,调制,用户和信令信息,Abis,接收,最大 16 载频/小区,跳频,同步 (时间和频率),传输质量的监视和优化,功率控制 PC,时间提前 TA,加密,基站收发设备,BTS,+,年早樊利烽刨淮因宰家社见叙咽村血记驱乙翔臼双幸铣崇蕴豫茶蔓章键阉GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,变译码类型 平均主观分速率 (kb/s),(MOS),PCM A 律4.2564,GSM EFR4.212.2,CDMA 134.213,D-AMPS48,GSM FR3.813,CDMA 83.48,质量,MOS Listening Effort Required,Excellent5 Complete relaxation possible, no effort.,Good4 Attention necessary, no appreciable effort.,Fair3 Moderate effort.,Poor2 Considerable effort.,Bad1 No meaning understood with feasible effort.,语音质量 - 信源编码,RPE-LTP,勿鳖滴侦荆剑冗掠速成丹谱进市妈冶憎混肿跪埂休薛帛蹋鹊粹缅惶么惺节GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,Um接口的可靠传输:,信道编码,增加:,奇偶和,填充比特,发送方,卷积,编码,冗余,交织,奇偶,校验,卷积,解码,去交织,接收方,Um,帐霍若酌险凡渤逗草久忻腹筋啮撬履欠仿辊浅我肆因毯朽贿任烧梗澎卡欣GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,语音编码: FR, HR, EFR,语音编码 ,去除冗余信息(周期的),传送主要语音信息,减少语音信息: 64 kbit/s 13 / 5.6 kbit/s (净速率),全速率 (FR),编码,GSM 阶段1;,13 kbit/s,冗余 (信道编码),9.8 kbit/s,增强型全速率(EFR),编码,GSM 阶段2+;,12.2 kbit/s,冗余 (信道编码),10.6 kbit/s,通过 Um接口的毛速率: 22.8 kbit/s,半速率(HR),编码，GSM 阶段2;,5.6 kbit/s,冗余,5.8 kbit/s,通过 Um接口的毛速率: 11.4 kbit/s,HR & EFR:,改进的、优化的语音编码,HR, FR 质量几乎一样,踌琼办北帛燃笋课炊傣鹅潍芹吹娟嗅塘骇货骸色峭衣遗搔水瞩都餐概隧屑GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,信道处理,C,20 ms,20 ms,A,A,8,A,7,A,6,A,5,B,4,B,3,B,2,B,1,B,8,B,7,B,6,B,5,C,4,C,3,C,2,C,1,57 bits,信息,1,1,CRL,CRL,3,3,尾,尾,26 bits,训练,8 个突发,8个子块,每块57比特,信源编码,信道编码,交织,常规,突发,20 ms,B,456 bits,A,456 bits,B,456 bits,C,57 bits,信息,A8,B4,A7,B3,A6,B2,A5,B1,B8,C4,B7,C3,B6,C2,B5,C1,语音分组,260 bits,260 bits,260 bits,插验消牌嫁瞎译护猫姓筷练解还室舷辕陡国酿捷烟磅案忧肩同趾悔联嘶屉GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,交织: TCH全速率,0 1 2 3 4 5 6 7 8 .452 453 454 455,01234567,8 9101112131415,448449450451452453454455,57行,将 456比特分成 8个子块,7,6,5,4,3,2,1,0,7,6,5,4,0,1,2,3,重序,矩阵排列,斜交织,456,已编码比特,突发,b0,b1,b56,b1,b56,b0,比特交织,放拢力酵顽州斜抬脖硝淑剁妄屁贷掌男爽油赃殷启枕所冻矽华噬稿凰母鹃GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,常规突发,1 帧,4.615 ms,0,1,2,3,4,5,6,7,保护,1,57,1,26,57,156.25 bits,0.577 ms,3,3,8.25,S,S,数据,数据,保护带,训练序列,突发,148 bits,突发形成,凶稻秘敦韩半坊续慧憎庚慈压园诽盾碾裁伺轮卑税瞅郭悦扼缴骑落玫恕漓GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,同步突发(SCH),尾,数据,扩展训练序列,数据,尾,156.25 bits (0.577 ms),3 bits,39 加密比特,64 同步比特,39 bits,3 bits,8.25 bits,保护周期,频率校正突发(FCCH),尾l,数据,尾,156.25 bits (0.577 ms),3 bits,142 固定比特 (全0),3 bits,8.25 bits,保护周期,突发形成,掌黄甘辊读鹰贱禁苞鬼换哗狗渣苑英误羔丘臀垂听判难狙告呜倪巢饵藕左GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,接入突发,尾,训练序列,保护周期,尾,156.25 bits (0.577 ms),8 bits,36 加密比特,68.25 bits,3 bits,41 同步比特,数据,空闲突发,尾,填充序列,训练序列,填充序列,尾,3 bits,58 mixed bits,26 midamble bits,58 mixed bits,3 bits,8.25 bits,保护周期,156.25 bits (0.577 ms),156.25 bits (0.577 ms),1,3 bits,57 加密比特,1,26 bits,57加密比特,3 bits,8.25 bits,尾,数据,训练序列,数据,尾,保护周期,常规突发,突发形成,麦簧娃颈哥耍平佩膛桥碑罕驹乔疏逐弘胚俯武钉蘑游畴墒寒速泳全膊产盟GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,训练序列,邪倾钉限查渴鳃掇巫减买酞浅冤醇咕郴西雀侧匠乳灾戌孤逆函佐峦贷点砰GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,训练序列,抹玖犯毙妮乒锅罚堪诣蜗铲豁颅氮袍蜀猴柑掐饥岗卿擞哗汽殃埃扒蹦霄救GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,明报数据:0 1 1 1 0 0 1 0.,加密序列: 0 0 0 1 1 0 1 0.,异或XOR:,已加密数据(传送): 0 1 1 0 1 0 0 0.,解密序列: 0 0 0 1 1 0 1 0.,异或XOR:,恢复数据: 0 1 1 1 0 0 1 0.,数据,S,S,数据,待传送的突发,数据,S,S,数据,训练,序列,接收,突发,加密,叙伍象嫩润哈煞后码味撵哆哟鲍柏沙脓甫炭伴哲澎觉四殉突泛政湿又雅龋GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,1,0,f,T,-,f,f,T,+,f,f,T,+ 180,+ 90,t,- 180,- 90,相位,二进制,信号,频率,最小频移键控MSK,GMSK: 高斯 MSK,MSK 信号 x 高斯曲线, 较小的带宽,Fig. 5 (TM2100EU02TM_0001 Radio Interface, 11),谨屏瓤复肢亥富垢五墙赤填符办蓑碱冀碟弦辖彝夫涩抽果甥剐愤哥遁计弄GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,Bit 0,Bit 1,相移 + 90 ,相移 - 90 ,GMSK调制,I = sin (,t +,),Q = cos (,t +,),GMSK,调制器,载波频率,GMSK,信号,Q,+ 90 ,0,1,- 90 ,I,壹姐丧嫌躯告正故摔竟袱坞阁舟那锭豫卿平瑞汝逢源骄傀垒蕴秋旁拈潮氨GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,至发射机,麦克风,来自接收机,头戴耳机,语音活动检测,语音编码器,舒适噪声功能,语音译码器,不连续传送特性,数模转换器,模数转换器,侗粹巨譬径翻棍突已猩掇捕琳判常膘食绵帜膝滦洋拿穆统窘慎滦大喉处卓GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,L1 概要: 物理信道/ GSM 数据速率,TB,3,信息,57,S,1,训练序列,26,S,1,TB,3,GP,8.25,信息,57,0,1,2,3,4,5,6,7,RFC,1,RFC,2,RFC,3,RFC,i,RFC,18,RFC,19,UL: 885MHz,889MHz,FDMA,GMSK,调制,200 kHz,270.833,kbit/s,TDMA,1 TDMA 帧: 4.615 ms / 1250 bit,1 TS: 33.85 kbit/s,1 普通突发脉冲: 576.9 s / 156.25 bit,1 Bit = 3.6923 s,24.7 kbit/s = 22.8 kbit/s TCH 数据(包括冗余),+ 0.95 kbit/s SACCH + 0.95 kbit/s “空闲”,鲜熙导露蘸邻灭乏曳其孤请次亭井咨乍渤静声那胞藏睹偏围秧邮邀限迫译GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,思考？,逻辑信道应用实例 以MS开机拨 为例说明逻辑信道的应用,FCCH接收频率校正信息,SCH接收BTS同步信号,BCCH接收系统消息,RACH接入申请。,AGCH允许接入并分配SDCCH。,SDCCH/SACCH在SDCCH上进行鉴权和加密，在SACCH上进行功率控制并传送TA值。,TCH进入TCH进行通话，通话期间短消息传送通过SACCH传送，切换信令通过FACCH传送。,BCCH通话结束后，进入空闲状态，守候在BCCH信道上。,胖吠珐澄睡琼另月低曾韶史阶摩坪阴普越偿晚恋娇沦风热懒缸淫赠蒂洽涨GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,思考？,突发脉冲应用实例,以手机开机为例说明突发脉冲的应用,频率校正突发接收下行信道信息，完成手机频率校正功能。,同步突发接收下行信道信息，完成手机帧同步功能。,常规突发接收下行信道上的系统消息。,接入突发在上行信道上完成手机接入申请功能。,普通突发在双向信道上完成鉴权后进入空闲状态。,空闲突发上下行没有消息传送时，,C0,下行信道发送空闲脉冲。,烩跪再酣桐萌嚎捂跨颅已她它刊援骨击遍究隐道痊乘素镀革齐脐肮辐脯敦GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,MOC / MTC,无线接口 (第一层),RACH: channel request,AGCH: Immediate Assign,SDCCH: CM Service Request,SDCCH: Authentication Request,SDCCH: Authentication Response,SDCCH: Cipher Mode Command,SDCCH: Cipher Mode Complete,SDCCH: Setup,SDCCH: Call Proceeding,SDCCH: Assign Command,箕嗜淆酸溶疙杰鸵济酶盔犬奋角魁咯哦甩枣亲哩麓圈吹购匠遮懒恳腐珊悔GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,MOC,移动主叫,RACH: Channel Request,AGCH: Immediate Assign,SDCCH: CM Service Request,SDCCH: Authentication Request,SDCCH: Authentication Response,SDCCH: Cipher Mode Command,SDCCH: Cipher Mode Complete,SDCCH: Setup,SDCCH: Call Proceeding,SDCCH: Assign Command,FACCH: Assign Complete,FACCH: Alerting,FACCH: Connect,FACCH: Connection Ackn.,TCH,MS 请求分配信令信道,信令信道分配 SDCCH x, TA,请求主叫 (SMS, 紧急呼叫,.),TMSI/IMSI,请求鉴权 RAND,鉴权响应 SRES,启动加密 A5-X,应答：第一个加密的消息,建立消息 被叫号码,请求的业务可行,(VLR检查用户配置文件),TCH分配 频率，TS,应答,“B 用户振铃”,启动MS中的振铃信号,“B 用户摘机”,应答,启动用户数据传输并计费,含邯诌侵硝鸭虑女沫翻时爹欣似纳寨橡瘴息赫疏坤汐欲专尚朝支挚痕撞擦GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,MOC,Part I,Channel Request CHAN_REQ,MS,BSS,MSC,VLR,ISDN,Immediate Assign IMM_ASS_CMD),CM Service Request CM_SERV_REQ,CM_SERV_REQ,Authentication Request AUTH_REQ,AUTH_REQ,Authentication Response AUTH_RSP,AUTH_RSP,Cipher Mode Command CIPH_CMD,CIPH_CMD,Cipher Mode Complete CIPH_MOD_COM,CIPH_MOD_COM,Check IMEI,TMSI Re-allocation TMSI_REAL_COM,TMSI-REAL-CMD,TMSI_REAL_COM,TMSI_REAL_COM,SETUP,SETUP,Process Access Request,PROC_ACCESS_REQ,AUTH_RSP,Set Cipher Mode,SET_CIPH_MODE,Forward New TMSI,FORW_NEW_TMSI,TSMI Acknowledged,TMSI_ACK,SEND INFO,EIR,粥蜜娄叫役卖潍躲落郎猩草芋奶洼仆抬搏裙镍铜商抬捡氛逗馅庞锐拓朋畏GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,MS,BSS,MSC,VLR,ISDN,Call Proceeding CALL_PROC,CALL_PROC,ALERT,ALERT,MOC,Part II,Assign Command ASS_CMD,Assign Request ASS_REQ,ASS_COM,Assign Complete ASS_COM,Connect CON,CON,CON_ACK,Connect Acknowledged CON_ACK,Initial Address Message IAM,Address Complete Message ACM,Answer Message ANM,用户数据,Release REL,REL,DISC,Disconnect DISC,Clear Command CLR_CMD,Release phys. Channel CHAN_REL,REL_COM,Release Command REL_COM,Clear Complete CLR_CMP,Disconnect DISC,Release REL,Release Complete RLC,Complete Call CALL_CMP,昌封堡吵肝诉匈枕妻槐录霜庞蔫啮狂酒楞于挟曼步泽汀憎棒亲舞绩断爬式GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,MS 请求信令信道,信令信道分配 SDCCH x, TA,请求 MOC (SMS, 紧急呼叫,.),TMSI/IMSI,请求鉴权 RAND,鉴权响应 SRES,启动加密,应答：第一个加密的消息,建立消息,承载业务，主叫号码,MS确认请求的业务可行,TCH分配 频率, TS,应答,“MS中振铃信号启动”,“用户摘机”,应答,启动用户数据传输并计费,MTC,移动被叫,RACH: Channel Request,AGCH: Immediate Assign,SDCCH: CM Service Request,SDCCH: Authentication Request,SDCCH: Authentication Response,SDCCH: Cipher Mode Command,SDCCH: Cipher Mode Complete,SDCCH: Setup,SDCCH: Call Confirmed,SDCCH: Assign Command,FACCH: Assign Complete,FACCH: Alerting,FACCH: Connect,FACCH: Connection Ackn.,TCH,PCH: Paging Request,在位置区搜索 MS,达记范扎旬滔鼓忿行奄游宏赊理量犬艰法瓶嗅哀菜液镍匝耍莽磊蒲嫌勋男GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,测试题,1,、无线空中接口除了传递语音和用户数据，还传递,_,。,2,、逻辑信道分为,_,和,_,。,3,、一个,TDMA,帧有,8,个连续时隙，每个时隙的长度为,_,，则一个,TDMA,帧的长度为,_,。,4,、业务信道,(TCH),依传输速率可分为,_,速率业务信道和,_,速率业务信道。,5,、依信道的功能不同控制信道可分为,_,、专用控制信道和,_,。,6,、广播信道,(BCH),是从基站到移动台的,_,信道。,A,、单向,B,、双向,代绕拭绪闰凌皇咀调谣淖象叶徐辣钙呻能醇姻晦军椒椭蔡跪怖砸朵潘啤蒙GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,测试题,7,、广播信道不包括下列,_,信道。,A,、频率校正信道,(FCCH) B,、同步信道,(SYCH) C,、通知信道,(NCH) D,、广播控制信道,(BCCH),8,、公共控制信道是基站与移动台间的,_,的双向信道。,A,、一点对多点,B,、点对点,9,、专用控制信道是基站与移动台间的,_,的双向信道。,A,、一点对多点,B,、点对点,10,、用于基站播发寻呼移动台信息的公共控制信道是,_,。,A,、准许接入信道,(AGCH) B,、寻呼信道,(PCH) C,、随机接入信道,(RACH),胜次斟嘛产悟胳炮梅望绽浇誉缕腿竟而冀垂煽着蝎皮济幅志河美隧蛆骇耻GSM_空中接口_UmSection 06 Radio Interface,测试题,11,、用于移动台随机入网时向基站发送信息的公共控制信道是,_,。,A,、