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GSM技术基础 京 信 通 信 系 统 GSM技术基础 GSM网络 GSM频段规划 GSM900MHz频率分配： 上行：890～915MHz 下行：935 ～960 MHz 中国联通： 上行：909～915MHz 下行：954～960MHz GSM频段规划 中国移动： 上行：890～909MHz 下行：935～954MHz 下扩5MHz ： 上行：885～909MHz 下行：930～954MHz GSM频段规划 DCS1800MHz频率分配： 上行频率：1710～1785MHz 下行频率：1805～1880MHz 中国移动： 上行：1710～1725MHz 下行：1805～1820MHz 数据处理 GSM系统中，无线信道的带宽只有200KHz，且无线信道为变参信道，传输数字信号的误码率高，因此，话音信号在无线信道上传送之前应进行处理，使话音数字信号能够适合无线信道的高误码、窄带宽的要求，语音音编码技术、信道编码技术、交织技术、调制技术、分集接收技术等。 数据处理 语音编码 语音编码 语音被抽样成20ms的260比特的数据块，数据率固定为13kbit/s。如要用较少的比特发送同样的语音，须使用半速率声码器，它仅输出一半的比特，即6.6kbit/s。 在数字通信中数据率并不必然与质量相关，而是与声码器使用的复杂编码算法相联系。 数据交织 在实际应用中，比特差错经常成串发生。这是由于持续时间较长的衰落谷点会影响到几个边续的比特。而信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才是最有效的。 交织技术，即是将码流以非连续的方式发送出去，使一条消息中成串的比特差错被间隔开来，将它们以非相继的方式发送，从而使成串的差错化为较短的差错串，再由信道编码进行纠错和检错。 数据交织 数据交织 在传输期间，数据块5至8因某些干扰而损坏纠错对于发现如此大块的丢失数据是不够的。 在数据交织中，数据首先被交织，使用读列中行的方案。然后按行读出交织数据，并进行传输。在传输期间同样有4个块的数据因干扰而损坏。但损失的块并不是长序列。块2、6、10和14被丢失。在接收交织信号时，接收器进行与交织相反的过程，把数据恢复至原序列码型。丢失块在时间上的扩散很小，有隔离的错误位置，使进入信号的有限纠错就能校正错误。 GMSK调制 GMSK调制 GSM采用GMSK调制技术，是FSK的一种改进型，占有200kHz带宽，调制传输速率270.83 kbps，比特持续时间为1/T=3.69us。 利用两个不同的频率(GMSK在载波频率上增加或者减少67.708 kHz)来表示0和1的调制方法称为FSK 。在GSM中，数据的比特率被选择为正好是频偏的4倍，这可以减小频谱的扩散，增加信道的有效性。比特率为频偏4倍的FSK，称为MSK--最小频移键控。通过高斯预调制滤波器，可以进一步压缩调制频谱，降低频率变化的速度，防止信号能量扩散到邻近信道频谱。加入了高斯滤波器的MSK称为GMSK。 GSM脉冲 GSM脉冲 脉冲可分成3个截然不同的区域： 上升沿 高电平稳态 下降沿 所有这些电平均受GSM标准的约束。 脉冲的有用部分是存在调制数据的区域。 GSM脉冲 FDMA+TDMA 信道 GSM使用TDMA（时分多址）和FDMA（频分多址）。 各频段划分被称为ARFCN（绝对射频信道数）的200kHz频率片。 ARFCN 也把时间分成8个时隙（TS），各TS依次由不同MS使用。8个TS即是一帧。 TS数和ARFCN的组合即为物理信道。 链路 上行链路落后下行链路3个时隙周期 上行链路和下行链路使用相同的时隙号 上行链路和下行链路使用相同的信道号(ARFCN) 上行链路和下行链路使用不同的波段（GSM900相隔45MHz） 链路 信道 TS数和ARFCN的组合即为物理信道。 逻辑信道和物理信道之间有什么差别呢？ 物理信道是从频域和时域来描述的。它是手机或基站真正使用的频点和时隙。 逻辑信道是映射到物理信道上的。在一个特定的时候，一个特定的频点／时隙，既可以是话务信道，也可以是控制信道。一个逻辑信道描述了上个物理信道在一个特定的时刻的功能。 时延处理 时延处理 在GSM 中，由于它使用半径达35km 小区的TDMA，射频信号必须要有某种方法保证信号在正确时间（一个有限时间周期内）从移动台到达基站。 如果脉冲在正确时间到达，它将进入物理信道，并且不会扰乱下一时隙中的任何其它脉冲。但如果由于长的传输距离而被延迟, 就可能因稍晚到达而影响来自另一用户的脉冲。这种情况下，基站指示移动台提前突发，以正确排列时隙中的突发。而基站监视着突发何时到达基站。如果它到达过晚或过早，基站将定时提前调整；如果在一个方向上的改变超过4×1/4bit周期，那么将再次调整。 直放站对时延