移动通信基础知识(2)

五 信道的概念

1.基本概念
   GSM是数字化系统，任务就是传输比特流。为了把通信业务和传输方案对应起来，引入了信道（Channel）的概念。
  不同的信道可以同时传输不同的比特流
  信道分为逻辑信道和物理信道
  逻辑信道到物理信道的映射就是指将要发送的信息安排到合适的TDMA帧和时隙的过程。

2.无线帧结构
GSM的无线帧结构有五个层次：时隙、TDMA帧、复帧、超帧、超高帧
时隙：物理信道的基本单元
TDMA帧：由8个时隙组成，是占据载频的基本单元。每个载频有8个时隙
复帧：有两种类型
     （1）由26个TDMA帧组成的复帧，用于TCH、SACCH、FACCH
     （2）由51个TDMA帧组成的复帧，用于BCCH、CCCH、SDCCH
超帧：一个连贯的51X26＝1326个的TDMA帧，由51个26帧的复帧或者26个51帧的复帧构成
超高帧：由2048个超帧构成，相当于（2048X1326＝2715648）个TDMA帧
分级帧结构的示意图

TDMA帧号以3小时28分53秒760毫秒为周期循环编号

3.物理信道
TDMA是指在GSM900的每个载频上按时间分为8个时间段，每一个时间段成为一个时隙（Time Slot），这样的时隙叫做物理信道。
一个载频上连续的8个时隙组成一个TDMA帧，即一个载频上可提供8个物理信道。
GSM的工作频段
GSM900：890～915MHz（MS发、BS收，即为上行链路）
         935～960MHz（BS发、MS收，即为下行链路）
         双工间隔为45MHz，工作带宽为25 MHz，载频间隔为200 kHz。
GSM1800：1710～1785（MS发、BS收，即为上行链路）
         1805～1880（BS发、MS收，即为下行链路）
         双工间隔为95MHz，工作带宽为75 MHz，载频间隔为200 kHz。
上行链路和下行链路中不同频率的同时使用使得通信有发射TX和接收RX两个方向。
无线载波频率总是成对（上行和下行）的安排，两者之间的差别称为双工频率
每个信道占用的带宽为200kHz/8＝25kHz
GSM900的总载波（频道）数为25MHz/200kHz＝125，125－1＝124
GSM1800的总载波（频道）数为75MHz/200kHz＝375，375－1＝374

4.逻辑信道
如果吧TDMA帧的每个时隙看作为物理信道，那么在物理信道上所传输的内容就是逻辑信道。
GSM系统在物理信道上传输的信息是由大约100多个调制比特组成的脉冲串，成为Burst，即突发脉冲序列。以不同的Burst信息格式来携带不同的逻辑信道

   逻辑信道的分类图

5.信道组合
在实际应用中，总是将不同类型的逻辑信道映射到同一物理信道上，称为信道组合。
GSM系统中的信道组合类型：？？？？？

6.逻辑信道到物理信道的映射
GSM系统按照下面的方法建立物理信道和逻辑信道间映射对应关系：

  一个基站有N个载频，每个载频有8个时隙。
将载频定义为f0、f1、f2 ...
对于下行链路，从f0的第0个时隙（TS0）起始，TS0只用于映射控制信道
BCH和CCCH在TS0上的复用关系
BCH和CCCH共占用51个TS0时隙，即51个TDMA帧。作为复帧，以每出现一个空闲帧作为此复帧的结束

   示意图：BCCH＋CCCH/TS0/下行/51帧

   对于上行链路，f0上的TS0不包括上述信道，只用于移动台的接入，即用于上行链路作为RACH信道。
 示意图：RACH/TS0/上行/51帧

小结:BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH、RACH均映射到TS0。其中RACH映射到上行链路，其余映射到下行链路

专用控制信道DCCH映射到下行链路f0的TS1时隙上。由于呼叫建立和登记时的比特率相当的低，可在一个时隙上放8个DCCH以提高时隙的复用率
（在一个时隙上传输一连串脉冲串Burst，即比特流，因为此时比特率低，所以可以传输多个DCCH）
SDCCH和SACCH共有102个时隙，即102个TDMA帧
示意图：SDCCH＋SACCH/TS1/下行/102帧

上行链路f0上的TS1与下行链路f0上的TS1有相同的结构，只是在时间上有一个偏移

示意图：SDCCH＋SACCH/TS1/下行/102帧

小结：载频f0上的上行、下行的TS0和TS1供逻辑控制信道使用，而其余6个物理信道TS2～TS7由TCH使用

TCH到物理信道的映射如图示：


T是TCH，用于传送语音和数据
A是SACCH，用于传送控制命令，如命令改变输出功率等
I是空闲，不含任何信息，用于配合测量

上行链路和下行链路的TCH结构完全一样，只是有一个时间的偏移，时间偏移为3个TS，即上行TS2和下行TS2不同时出现，表明移动台的收发不必同时进行
上下行偏移示意图

小结：在载频f0上
TS0：逻辑控制信道，重复周期为51个TS
TS1：逻辑控制信道，重复周期为102个TS
TS2：逻辑业务信道，重复周期为26个TS
TS3～TS7：逻辑业务信道，重复周期为26个TS
其它f1到fn个载频的TS0～TS7全是业务信道