gsm帧结构的计算怎么办
时间:03-29
整理:3721RD
点击:
如题。
GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道,一个物理信道就为一个时隙(TS),而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路,相反的方向称为上行链路。
逻辑信道又分为两大类,业务信道和控制信道。
① 业务信道(TCH):用于传送编码后的话音或客户数据,在上行和下行信道上,点对点(BTS对一个MS,或反之)方式传播。
② 控制信道:用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道,它们又可细分为:
广播信道(BCH):
---频率校正信道(FCCH):携带用于校正MS频率的消息,下行信道,点对多点(BTS对多个MS)方式传播。
---同步信道(SCH):携带MS的帧同步(TDMA帧号)和BTS的识别码(BSIC)的信息,下行信道,点对多点方式传播。
---广播控制信道(BCCH):广播每个BTS的通用信息(小区特定信息)。下行,点对多点方式传播。
公共控制信道(CCCH) :
---寻呼信道(PCH):用于寻呼(搜索)MS。下行,点对多点方式传播。
---随机接入信道(RACH):MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道(SDCCH),可作为对寻呼的响应或MS主叫/登记时的接入。上行信道,点对点方式传播。
---允许接人信道(AGCH):用于为MS分配一个独立专用控制信道(SDCCH)。下行信道,点对点方式传播。
专用控制信道(DCCH):
---独立专用控制信道(SDCCH):用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令。例如登记和鉴权在此信道上进行。上行和下行信道,点对点方式传播。
---慢速随路控制信道(SACCH):它与一个TCH或一个SDCCH相关,是一个传送连续信息的连续数据信息,如传送移动台接收到的关于服务及邻近小区的信号强度的测试报告。这对实现移动台参与切换功能是必要的。它还用于MS 的功率管理和时间调整。上行和下行信道,点对点方式传播。
---快速随路控制信道(FACCH):它与一个TCH相关。工作于借用模式,即在话音传输过程中如果突然需要以比SACCH所能处理的高得多的速 度传送信令信息,则借用20ms的话音(数据)来传送。这一般在切换时发生。由于语音译码器会重复最后20ms的话音,因此这种中断不被用户查觉。
控制信道的配置是依据每小区(BTS)的载频(TRX)数而定的,见图3-7所示。在使用6MHz带宽的情况下,每小区最多两个控制信道,当某小区配置一个载频时,仅需一个控制信道。
时分多址(TDMA)帧结构" height=137 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H6-247.gif" width=349 V:SHAPES="_x0000_i1025" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H6-247.gif">
图3-7 小区信令信道配置
(2)TDMA帧
在TDMA中,每个载频被定义为一个TDMA帧,相当于FDMA系统中的一个频道,每帧包括8个时隙(TS0-7),要有TDMA 帧号,这是因为GSM的特性之一是客户保密性好,是通过在发送信息前对信息进行加密实现的。计算加密序列的算法是以TDMA帧号为一个输入参数,因此每一帧都必须有一个帧号。有了TDMA帧号,移动台就可判断控制信道TS0上传送的是哪一类逻辑信道。
TDMA帧号是以3.5小时(2715648个TDMA帧)为周期循环编号的。每2715648个TDMA帧为一个超高帧,每一个超高帧又可分为2048个超帧,一个超帧持续时间为6.12s,每个超帧又是由复帧组成。复帧分为两种类型(见图3-8所示)。
时分多址(TDMA)帧结构" height=185 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H7-248.gif" width=368 V:SHAPES="_x0000_i1026" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H7-248.gif">
图3-8 帧结构图
26帧的复帧---它包括26个TDMA帧,持续时长120ms,51个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带TCH(和SACCH加FACCH)。
51帧的复帧---它包括51个TDMA帧,持续时长3060/13ms。26个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带BCH和CCCH。
(3)突发脉冲序列(Burst)
TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。共有五种类型。
① 普通突发脉冲序列(NB):用于携带TCH及除RACHA,SCH和FCCH以外的控制信道上的信息,图3-9所示,“57个加密比特”是客户数据或话音,再加“1”个比特用作借用标志。借用标志是表示此突发脉冲序列是否被FACCH信令借用。“26个训练比特”是一串已知比特,用于供均衡器产生信道模型(一种消除时间色散的方法)。
“TB”尾比特总是000帮助均衡器判断起始位和中止位。“GP”保护间隔,8.25个比特(相当于大约30ms),是一个空白空间。由于每载频最多8个客户,因此必须保证各自时隙发射时不相互重迭。尽管使用了时间调整方案,但来自不同移动台的突发脉冲序列彼此间仍会有小的滑动,因此8.25个比特的保护可使发射机在GSM建议许可范围内上下波动。
时分多址(TDMA)帧结构" height=69 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H8-250.gif" width=338 V:SHAPES="_x0000_i1027" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H8-250.gif">
图3-9 普通突发脉冲序列
② 频率校正突发脉冲序列(FB):用于移动台的频率同步,它相当于一个带频移的未调载波。此突发脉冲序列的重复称FCCH,见图 3-10。图中“固定比特”全部是0,使调制器发送一个未调载波。“TB”和“GP”同普通突发脉冲序列中的“TB”和“GP”。
时分多址(TDMA)帧结构" height=79 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H9-252.gif" width=401 V:SHAPES="_x0000_i1028" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H9-252.gif">
图3-10 频率校正突发脉冲序列
③ 同步突发脉冲序列(SB):用于移动台的时间同步,它包括一个易被检测的长同步序列并携带有TDMA帧号和基站识别码(BSIC)信息。这种突发脉冲序列的重复称为SCH,见图3-11所示。
时分多址(TDMA)帧结构" height=68 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H10-253.gif" width=362 V:SHAPES="_x0000_i1029" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H10-253.gif">
图3-11 同步突发脉冲序列
④ 接入突发脉冲序列(AB):用于随机接入,它有一个较长的保护间隔,这是为了适应移动台首次接入(或切换到另一个BTS)后不知道时间提前量而设置的。移动台可能远离BTS,这意味着初始突发脉冲序列会迟一些到达BTS,由于第一个突发脉冲序列中没有时间调整,为了不与下一时隙中的突发脉冲序列重叠,此突发脉冲序列必须短一些,见图3-12所示。
时分多址(TDMA)帧结构" height=84 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H11-254.gif" width=372 V:SHAPES="_x0000_i1030" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H11-254.gif">
图3-12 接入突发脉冲序列
⑤ 空闲突发脉冲序列(DB):此突发脉冲序列在某些情况下由BTS发出,不携带任何信息。它的格式与普通突发脉冲序列相同,其中加密比特改为具有一定比恃模型的混合比特。
1)TDMA信道概念
GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道,一个物理信道就为一个时隙(TS),而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路,相反的方向称为上行链路。
逻辑信道又分为两大类,业务信道和控制信道。
① 业务信道(TCH):用于传送编码后的话音或客户数据,在上行和下行信道上,点对点(BTS对一个MS,或反之)方式传播。
② 控制信道:用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道,它们又可细分为:
广播信道(BCH):
---频率校正信道(FCCH):携带用于校正MS频率的消息,下行信道,点对多点(BTS对多个MS)方式传播。
---同步信道(SCH):携带MS的帧同步(TDMA帧号)和BTS的识别码(BSIC)的信息,下行信道,点对多点方式传播。
---广播控制信道(BCCH):广播每个BTS的通用信息(小区特定信息)。下行,点对多点方式传播。
公共控制信道(CCCH) :
---寻呼信道(PCH):用于寻呼(搜索)MS。下行,点对多点方式传播。
---随机接入信道(RACH):MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道(SDCCH),可作为对寻呼的响应或MS主叫/登记时的接入。上行信道,点对点方式传播。
---允许接人信道(AGCH):用于为MS分配一个独立专用控制信道(SDCCH)。下行信道,点对点方式传播。
专用控制信道(DCCH):
---独立专用控制信道(SDCCH):用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令。例如登记和鉴权在此信道上进行。上行和下行信道,点对点方式传播。
---慢速随路控制信道(SACCH):它与一个TCH或一个SDCCH相关,是一个传送连续信息的连续数据信息,如传送移动台接收到的关于服务及邻近小区的信号强度的测试报告。这对实现移动台参与切换功能是必要的。它还用于MS 的功率管理和时间调整。上行和下行信道,点对点方式传播。
---快速随路控制信道(FACCH):它与一个TCH相关。工作于借用模式,即在话音传输过程中如果突然需要以比SACCH所能处理的高得多的速 度传送信令信息,则借用20ms的话音(数据)来传送。这一般在切换时发生。由于语音译码器会重复最后20ms的话音,因此这种中断不被用户查觉。
控制信道的配置是依据每小区(BTS)的载频(TRX)数而定的,见图3-7所示。在使用6MHz带宽的情况下,每小区最多两个控制信道,当某小区配置一个载频时,仅需一个控制信道。
时分多址(TDMA)帧结构" height=137 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H6-247.gif" width=349 V:SHAPES="_x0000_i1025" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H6-247.gif">
图3-7 小区信令信道配置
(2)TDMA帧
在TDMA中,每个载频被定义为一个TDMA帧,相当于FDMA系统中的一个频道,每帧包括8个时隙(TS0-7),要有TDMA 帧号,这是因为GSM的特性之一是客户保密性好,是通过在发送信息前对信息进行加密实现的。计算加密序列的算法是以TDMA帧号为一个输入参数,因此每一帧都必须有一个帧号。有了TDMA帧号,移动台就可判断控制信道TS0上传送的是哪一类逻辑信道。
TDMA帧号是以3.5小时(2715648个TDMA帧)为周期循环编号的。每2715648个TDMA帧为一个超高帧,每一个超高帧又可分为2048个超帧,一个超帧持续时间为6.12s,每个超帧又是由复帧组成。复帧分为两种类型(见图3-8所示)。
时分多址(TDMA)帧结构" height=185 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H7-248.gif" width=368 V:SHAPES="_x0000_i1026" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H7-248.gif">
图3-8 帧结构图
26帧的复帧---它包括26个TDMA帧,持续时长120ms,51个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带TCH(和SACCH加FACCH)。
51帧的复帧---它包括51个TDMA帧,持续时长3060/13ms。26个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带BCH和CCCH。
(3)突发脉冲序列(Burst)
TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。共有五种类型。
① 普通突发脉冲序列(NB):用于携带TCH及除RACHA,SCH和FCCH以外的控制信道上的信息,图3-9所示,“57个加密比特”是客户数据或话音,再加“1”个比特用作借用标志。借用标志是表示此突发脉冲序列是否被FACCH信令借用。“26个训练比特”是一串已知比特,用于供均衡器产生信道模型(一种消除时间色散的方法)。
“TB”尾比特总是000帮助均衡器判断起始位和中止位。“GP”保护间隔,8.25个比特(相当于大约30ms),是一个空白空间。由于每载频最多8个客户,因此必须保证各自时隙发射时不相互重迭。尽管使用了时间调整方案,但来自不同移动台的突发脉冲序列彼此间仍会有小的滑动,因此8.25个比特的保护可使发射机在GSM建议许可范围内上下波动。
时分多址(TDMA)帧结构" height=69 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H8-250.gif" width=338 V:SHAPES="_x0000_i1027" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H8-250.gif">
图3-9 普通突发脉冲序列
② 频率校正突发脉冲序列(FB):用于移动台的频率同步,它相当于一个带频移的未调载波。此突发脉冲序列的重复称FCCH,见图 3-10。图中“固定比特”全部是0,使调制器发送一个未调载波。“TB”和“GP”同普通突发脉冲序列中的“TB”和“GP”。
时分多址(TDMA)帧结构" height=79 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H9-252.gif" width=401 V:SHAPES="_x0000_i1028" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H9-252.gif">
图3-10 频率校正突发脉冲序列
③ 同步突发脉冲序列(SB):用于移动台的时间同步,它包括一个易被检测的长同步序列并携带有TDMA帧号和基站识别码(BSIC)信息。这种突发脉冲序列的重复称为SCH,见图3-11所示。
时分多址(TDMA)帧结构" height=68 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H10-253.gif" width=362 V:SHAPES="_x0000_i1029" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H10-253.gif">
图3-11 同步突发脉冲序列
④ 接入突发脉冲序列(AB):用于随机接入,它有一个较长的保护间隔,这是为了适应移动台首次接入(或切换到另一个BTS)后不知道时间提前量而设置的。移动台可能远离BTS,这意味着初始突发脉冲序列会迟一些到达BTS,由于第一个突发脉冲序列中没有时间调整,为了不与下一时隙中的突发脉冲序列重叠,此突发脉冲序列必须短一些,见图3-12所示。
时分多址(TDMA)帧结构" height=84 alt="GSM蜂窝移动通信系统: 时分多址(TDMA)帧结构" src="../img/faq/gsm-g3-3.H11-254.gif" width=372 V:SHAPES="_x0000_i1030" real_src="../img/faq/gsm-g3-3.H11-254.gif">
图3-12 接入突发脉冲序列
⑤ 空闲突发脉冲序列(DB):此突发脉冲序列在某些情况下由BTS发出,不携带任何信息。它的格式与普通突发脉冲序列相同,其中加密比特改为具有一定比恃模型的混合比特。
说的应该是TDMA帧,一个载频有八个时隙,每个时隙表示一个信道。一个载频就相当于是一个TDMA帧。一个超高帧等于2048超帧,一超帧等于51个业务复帧或26个控制复帧。一个时隙等于577us,根据上面的数字就可以依次算了