《现代移动通信第2版教学作者蔡跃明第12讲第07章节GSM2课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代移动通信第2版教学作者蔡跃明第12讲第07章节GSM2课件（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十三讲 GSM系统的空中接口,数字移动通信,内容回顾,1、GSM系统产生的背景？ 2、GSM系统主要哪些子系统组成？ 3、GSM系统使用了哪些号码？,内容回顾,内容回顾,移动通信和固定通信的区别,接口 固定通信的接口是钉在墙上的，插一根电话线/网线就可以用，通过这个接口和固网进行联系。 移动通信的用户端是通过“空中接口”与无线网络保持联系的。,无线信道,有线信道,第十三讲GSM系统的空中接口,拟讨论的问题 GSM系统的接入方式、双工方式是什么？ GSM系统是如何进行时间控制的？ GSM系统中各控制信道完成的功能？ 重点：GSM系统的接入方式、双工方式 难点：GSM系统的时间控制,内容提要,一
2、、GSM系统的无线传输特征,三、GSM系统的时间控制,四、GSM系统的信道分类,二、GSM系统的帧格式,一、GSM系统的无线传输特征,1、工作频段（900MHz为例） 第一段：890915MHz 第二段：935960MHz 思考:将哪段频段分配给手机作为发射频率是合适的呢?,上行链路,下行链路,一、GSM系统的无线传输特征,1、工作频段 电波传播损耗与频率之间的关系 手机与基站的功率配置 结论:将较低频段分配给手机作为发射频率是合适的,上行链路,下行链路,一、GSM系统的无线传输特征,1、工作频段 上行：890915MHz （移动台发、基站收） 下行：935960MHz （移动台收、基站发）
3、思考:GSM系统的双工方式是什么? 2、双工方式 FDD,上行链路,下行链路,一、GSM系统的无线传输特征,3、信道划分 信道间隔：200kHz 有效信道总数为124对 每对信道之间的频率间隔45MHz,1,124,1,124,890MHz,915MHz,935MHz,960MHz,一、GSM系统的无线传输特征,4、接入方式 FDMA/TDMA,道,一、GSM系统的无线传输特征,4、接入方式 FDMA/TDMA 每个200kHz信道上，又划分了8个时隙，共得到992个物理信道 思考：每个时隙对应多少传输比特呢？ 每个时隙对应156.25bit数据 8个时隙为一个TDMA帧,一、GSM系统的无线
4、传输特征,5、调制方式 高斯最小频移键控（GMSK）,一、GSM系统的无线传输特征,思考题1：GSM用户在通信时，网络给用户分配了哪些资源？ 双工方式为FDD 1对上下行信道 接入方式FDMA/TDMA 一对信道上的一对时隙,7-16,一、GSM系统的无线传输特征,思考题2：GSM系统采用FDD模式，发送与接收是否是同时进行的？ 可以做到，但是需要添加双工器,解决方法 上下行链路间偏差3个时隙,GSM的上下行链路同步,上行TDMA帧起始 时刻延迟3个时隙,TDMA帧 （4.615ms）,固定延迟传 输3个时隙,下行TDMA F1 MHz,上行TDMA F1+45 MHz,GSM系统上行传输所用
5、的帧号和下行传输所用的帧号相同。,以便移动台在这3个时隙内，进行帧调整以及对收发信机的调谐和转换。,一、GSM系统的无线传输特征,内容提要,一、GSM系统的无线传输特征,三、GSM系统的时间控制,四、GSM系统的信道分类,二、GSM系统的帧格式,二、GSM系统的帧格式,二、GSM系统的帧格式,TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。,常规突发（NB，Normal Burst）,频率校正突发（FB，Frequency Correction Burst）,同步突发（SB，Synchronization Burst）,接入突发（AB，Access Burst）,二、GSM系统的帧格式,T
6、DMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。,常规突发（NB，Normal Burst）,频率校正突发（FB，Frequency Correction Burst）,同步突发（SB，Synchronization Burst）,接入突发（AB，Access Burst）,内容提要,一、GSM系统的无线传输特征,三、GSM系统的时间控制,四、GSM系统的信道分类,二、GSM系统的帧格式,在TDMA系统中，精准的控制手机的发射时间是非常重要的，一个手机必须在指配给它的时间内发射信号，而在其余时间内保持寂静。就如阅兵一样，走快了走慢了都不行，前后都是刺刀呢。,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前
7、，刺刀在后精确的时间控制,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,问题：如果手机使用1号时隙，其距离基站几公里甚至，几十公里的范围，那么发射到达基站后会不会干扰到其他时隙呢？,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,假设手机离基站9km，单程延迟与双程延迟各为多少呢？ 单程延迟为30微秒，双程延迟为60微秒。 一个比特占用时间为3.7微秒，会造成17bit的延时。,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,解决方法： 引入时间提前量TA（Time Advance），指示手机提前发射。 GSM中TA是以bit来计算的，取值范围为063bi
8、t,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,深入思考：为什么最大设为63bit呢？ 63bit对应的时间长度为633.7=233.1s 233.1s双程延迟对应的距离约为35公里 GSM的基站覆盖范围为多少呢？ 最小为500米，最大为35公里。,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,思考：如何得到TA值呢？ 在呼叫过程中，手机必须不断测量时延值然后传送给基站 基站每0.5S向移动台发出一次指令，逐步指示移动台应提前发射的时间。,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,思考：0.5S才传输一次时间提前量，假如用户坐在高铁上，会不会因为
9、快速移动而造成对其它时隙的干扰？ 延迟1bit，移动554m，0.5秒能移动554m么？ 最高速率413km/h的磁悬浮也就119m/s。,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,思考：无线信道是有多径效应的，TA的测算可能存在误差（经过实地测算，最多可能达到3bit），怎么解决呢？,三、GSM系统的时间控制,刺刀在前，刺刀在后精确的时间控制,思考：无线信道是有多径效应的，TA的测算可能存在误差（经过实地测算，最多可能达到3bit），怎么解决呢？ 预留保护间隔，万一有差错可以缓冲。,内容提要,一、GSM系统的无线传输特征,三、GSM系统的时间控制,四、GSM系统的信道分类,
10、二、GSM系统的帧格式,四、GSM系统的信道分类,1、信道类型 物理信道：无线信号传输的实际通道 对于FDMA系统，相当于一个频道；对于TDMA系统，相当于一个载频上的TDMA帧的一个时隙；对于CDMA系统，相当于一个载频上的一个码字。 逻辑信道：根据物理信道上传递信息种类不同而定义的信道 业务信道（TCH） 控制信道（CCH）,四、GSM系统的信道分类,2、业务信道 话音业务信道 TCH/FS TCH/HS 数据业务信道 TCH/F9.6 TCH/F4.8 TCH/F2.4,3、控制信道 传送信令和同步信号,增强系统的控制功能，保证业务的服务质量。,广播信道,公共控制信道,专用控制信道,四、
11、GSM系统的信道分类,广播信道 一点对多点的用于基站向移动台广播公用信息的信道 使用场合：如移动台入网 公共控制信道 双向控制信道 使用场合：如呼叫建立 专用控制信道 点对点的双向控制信道 使用场合：如通信进行中,四、GSM系统的信道分类,广播信道 FCCH（Frequency Correction Channel） 频率校正信道 SCH（Synchronization Channel） 同步信道 BCCH（Broadcast Control Channel） 广播控制信道,四、GSM系统的信道分类,候车厅的大喇叭FCCH 功能 提醒：确认当前接收到的是BCH信道 锁频：确保MS校正自己的晶振
12、频率，并锁定到该BTS的频率。,四、GSM系统的信道分类,候车厅的大喇叭FCCH 频率校正突发脉冲序列 思考：为什么设计成这样的帧格式呢？ 142bit均设置为0 最大程度的确保锁频的正确性,四、GSM系统的信道分类,现在是北京时间八点整SCH 功能 同步：MS与BTS之间的时间同步 同步突发脉冲序列 64bit的位同步信号 两段各39bit的数据,四、GSM系统的信道分类,现在是北京时间八点整SCH 传输数据 TDMA帧号：加密 基站识别码：用于区分使用同一载频的基站,四、GSM系统的信道分类,我的地盘，我的业务BCCH,功能 广播：传输系统公用控制信息 常规突发脉冲序列 作业：GSM训练比
13、特放在突发脉冲序列中间的好处在哪里?,四、GSM系统的信道分类,我的地盘，我的业务BCCH,需要广播哪些消息？ 位置区识别号（LAI） 小区识别号（CGI） 本小区使用的频率列表 相邻小区描述 随机接入控制信息 ,四、GSM系统的信道分类,7-44,二、GSM系统的运作,手机在干什么？ 空闲模式下的手机：小区选择流程,1、小区选择的标准是什么？ 2、小区选择的流程是什么？,下次课的讨论题,小结,一、GSM系统的无线传输特征 工作频段、双工方式、接入方式,三、GSM系统的时间控制 时间提前量、预设保护间隔,四 、GSM系统的信道分类 物理信道、逻辑信道,二、GSM系统的帧格式 时隙、帧、复帧、超帧、超高帧,作业,1、GSM训练比特放在突发脉冲序列中间的好处在哪里?,谢谢！,数字移动通信,
