卷积码用于纠正BLOCK编码块的任何块内错误。卷积码1Bit入2Bit出。基本原则,输出不仅在于当前Bit还与之前所有比特有关。在每个消息块的开头有3个tail bit, 用于解码。
13KB/S 260bit/20ms, 把260bit分三段处理: 260=50 + 132 + 78
重要 重要 不重要 189=50+3 +132 + 4
50bit的校验和 也是校验和
卷积后生成189*2=378+78=456bit 22.8KB/S 每半brust 57 bit 。
信令信道编码:
信令消息长184bit(23*8),分为4个burst。无重要不重要之分。加一些快信息。
184
184 + 40 + 4 卷积 456
交织:
如果丢失的是整个burst ,而非少数比特,则只好交织以纠错。我们信道编码可只能纠正一个burst的不超过12.5%的丢失。
第一层交织:把456bit分入4个burst ,中杂26bit链序列码。 Burst1: 1,9,17,25-----449 + 26+2,10,------450 2: 3,11,-----451 +26 +4,12,-----452 3: 5,13,----453 +26+6,14,-----454 4: 7,15,-----455 +26+8,16,----456 即:奇+26+偶,损失最大25%。
第二层交织,把4BURST与为8个半BURST,与前后信息的各4个1/2BURST一起交织为8BURST。
奇1/2+26+前1/2 后1/2+26+偶1/2 奇1 /2+26+前1/ 2 后1/2+26+偶1/2 奇1/2+26+前1/2 后1/2+26+偶1/2 奇1/2+26+前1/2 后1/2+26+偶1/2 这样只丢失1/8信息,丢失1BURST时。 代价:延时,可40ms.
分集接收
采用分集接收,一般不至两天线同时发生FadingDip。组合两天线信号减少DIP。天线距离与频率有关,GSMDCS网使用6/3。分集接收可带来6db增益。用编码,交织,分集解决Fading Dip。
慢衰减(long-normal Fading)“阴影”
由地形(如山)或障碍(如房子)导致信号衰减。可部分由BTS和ME的可调性功率控制。广播信道不参与。
信道组成:
逻辑信道=TCH+公共信道CCH+专用信道DCH。 公共信道=广播信道BCH+公共控制信道CCCH 。 BCH=FCCH+SCH+BCCH。
SCH当MS锁住频率后,发送MS继续信令所需信息。包括BTS的BSIC(识别码)和RFN(缩减的TDMA帧号,可据此算出TDMA帧号用于加密)。
BCCH包含所有频率,跳频序列,信道组合,寻呼群,邻站信息。 CCCH=PCH+RACH+AGCH。 DCH=SDCCH+SACCH+FACCH。 SDCCH双向,用于呼叫建立进程。如鉴权。用于给MS分配一个特定TCH。 每个SDCCH和TCH都伴随一个SACCH。呼叫建立和进行时,系统要知道是否请求切换。有关信息用SACCH传送。还调整MS功率和保持同步(与脉冲)。
FACCH用于切换时代替SACCH交换信息,工作于偷窃方式。
TCH,FACCH和SACCH/T采用26帧(120ms) 附图三。
时隙和burst
时隙的时间间隔约576.9us,156.25bit时长。其物理内容叫burst。TDMA帧8时隙4.156ms。是一种格式化信息。五种burst 。
Normal burst(普通burst)NB
该 burst用于承载除开RACH,SCH和FCCH之外的话务和控制信道。包括116个加密话音和数据。其中114Bit是加密话音和数据。另两比特用于指示是否工作于偷窃模式下的FACCH。还包括警戒时间8.25bit(30.46us)。序列码是个固定的比特组合。3个Tail BitS(TB)用于恢复卷积码,也作为起始比特组合。
3 + 57 + 26 + 1 + 57 + 3 + 8.25 = 156.25bit 起始TB 话务 Traing Sequence 话务 终结TB Guard Period(GP)
Fequency correction burst( 频率校正burst)FB 纯正弦波,固定bit 均为0
3(TB)+142(Fixed Bits)+3(TB)+8.25(GP)=156.25
同步burst (SB)
用于手机定时同步。包含一个长TRAINING SEQUENCE,承载BSIC和TDMA帧号。BSIC用于识别BTS的信号强度报告,并指示PLMN运营者的的改变。和FB一起在TDMA帧0时隙广播。
3(TB)+39(加密BIT)+64(同步序列)+39(加密比特) +3(TB)+8.25(GP)=156.25
ACCESS BURST(接入BURST)AB
用于随机接入。有一个长的GP(68.25BIT,或252us)。因为MS在首次接入或切换后不知道发送所需提前量。根据固定的广播时延,CELL尺寸最大35km,最小100m(GSM)。但还受到MS输出功率的限制。
8(TS)+41(同步序列码)+36(随机接入信息)+3(TB)+68.25(GP)=156.25
DUMMY BURST(空白BURST)
作为填充。格式与NB同。但其114BIT不含任何信息。 调制
GSM/DCS中使用GMSK调制,是角调制,把串行BIT流转化载波的角偏移。即把输入串行BIT流转化为模拟信号,用于调制发射器载波。一BIT3.69us。速率270.833KHZ。
Gaussian MSK象个滤波器,滤除了数字码信号的尖角。在波谱上看,即把连续的sinx/x波,滤出中间强度最大的波段,从而节省传播信号所要求带宽。
同步:
BTS发送FCCH和SCH使MS与已同步。
当MS开机或切入新CELL,BTS计算到MS的距离。BTS根据现有的BTS-MS-BTS环行传播延迟,给每个手机发送提前量(TIMING ADVANCE)。MS据此调整。这个过程叫做ADAPTIVE FRAME ALIGNMENT。
当BTS检验到MS发出的RACH,它把信号延迟与静态信道条件下MS处于0距离的假想信号相对比。得出TA。要包括BTS的反应和与最近BIT PERIOD对齐。
为使MS有时间计算,对信令作出的反应。MS在接收BTS来的信号后回送BTS 3个时隙。这样MS就有3*156.25=468.75BIT时间计算。回送时,MS把帧定位时间(MS-BTS传输延迟)算在内。定时误差只能1BIT或-1BIT。MS把所用 TA通知BTS。
空中接口测量
BTS.MS均测量信号强度和质量。MS还测量邻站BCCH信号强度。一个TDMA帧(4.615ms),MS测量一个邻站的信号强度。这些结果超过480ms平均一次,用SACCH经BTS送至BSC。BSC计算是否切换,指示BTS发出切换命令。
MS以BSIC识别邻站信号强度。BSIC由SCH广播,在51复帧中每10帧一次。
信号强度测量:
MS在每帧(除开IDLE帧),测量本身连接和邻站BCCH的信号强度。每个BCCH最少100 ms作一抽样。测量结果 每个SACCH块(480ms)作一 平均。在下一SACCH块送往BTS。若下一SACCH块被保留,结果可960 ms 平均一次。
接收信号(-103dbm ~ -40dbm)转化为RXLEV值0~63。
信号质量测量:
用于功率控制和切换。结果处理与信号强度同。不同在于RXQUAL有八个级别0~7。
距离测量:
BTS可用最大距离定义,参数Max-Ms-Range。(操作者定义)。如果在窗口外,则此参数忽略。此设置平均值550m(一般)。另有64 个递减级别(0~63)。
分集结果:
MS/BTS的测量结果阶段性(480~960)ms用SACCH送BSC。BTS来的信号强度和质量结果,用位置算法,加以组合。BSC决定是否要切换。BSC还要决定要切往的目的站和切换时间。如果是跨MSC切换,需要向控制MSC请求。
Camping On A Cell
手机三态:Off , On and Idle, On and engaged in a call。 手机关机前发送 unacknowledged信息通知网络。
周期性地MS要位置更新。从6分钟至25小时。若几次MS都未反应,则标为Detach。
Idle模式一般描述:
最初,MS会调谐所有频率信道(在GSM/DCS中124/374)。选择最强的信号监听FCCH是否一个纯正弦波。然后调谐到SCH获取该Cell信息。然后试图位置更新到VLR。如果不能使用该站,则尝试次强信号。
一旦登记成功,当MS从一个CELL进入另一CELL时,检测到最强信号就会调谐上。在IDLE模式,由MS决定改变CELL,LA,MSC或PLMN。
当MS发起呼叫时,转入BUSY MODE。
BUSY模式描述:
此模式MS ATTACH 和ENGAGED IN A CALL。MS进行定位,或可能切换。
此状态MS分配有一个TCH,移动时要能调谐到新站新信道。 在同一LA内MS在CELL间移动,由BSC根据BTS/MS送来的信号强度和质量测量作决定切换到哪站和时候。为执行信令,有信令信道映射到话务信道。
在同一MSC内,LA间移动,进程相同,但VLR要更新LA。 在BSC间移动时,进程相同,初始控制呼叫的BSC负责切换。 MSC间移动时,切换最复杂。在HLR中会更新MSC/VLR地址。