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【正文】 傳送移動(dòng)臺(tái)接收到的關(guān)于服務(wù)及鄰近小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)試報(bào)告。這對(duì)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)參與切換功能是必要的。它還用于MS的功率管理和時(shí)間調(diào)整。上行和下行信道，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳播。 快速隨路控制信道（ FACCH）：它與一個(gè) TCH 相關(guān)。工作于借用模式，即在話音傳輸 過(guò)程中如果突然需要以比 SACCH 所能處理的高得多的速度傳送信令信息，則借用 20ms 的話音（數(shù)據(jù)）來(lái)傳送。這一般在切換時(shí)發(fā)生。由于語(yǔ)音譯碼器會(huì)重復(fù)最后 20ms 的話音，因此這種中斷不被用戶(hù)查覺(jué)。 控制信道的配置是依據(jù)每小區(qū)（ BTS）的載頻（ TRX）數(shù)而定的。當(dāng)某小區(qū)配置一個(gè)載頻時(shí)，僅需一個(gè)控制信道。 （ 2） TDMA 幀 在 TDMA 中，每個(gè)載頻被定義為一個(gè) TDMA 幀，相當(dāng)于 FDMA 系統(tǒng)中的一個(gè)頻道，每幀包括 8 個(gè)時(shí)隙（ TS07），要有 TDMA 幀號(hào)，這是因?yàn)?GSM 的特性之一是客戶(hù)保密性好，是通過(guò)在發(fā)送 信息前對(duì)信息進(jìn)行加密實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算加密序列的算法是以 TDMA 幀號(hào)為一個(gè)輸入?yún)?shù)，因此每一幀都必須有一個(gè)幀號(hào)。有了TDMA 幀號(hào)，移動(dòng)臺(tái)就可判斷控制信道 TS0 上傳送的是哪一類(lèi)邏輯信道。 TDMA幀號(hào)是以 （ 2715648個(gè) TDMA幀）為周期循環(huán)編號(hào)的。每 2715648個(gè) TDMA幀為一個(gè)超高幀，每一個(gè)超高幀又可分為 2048個(gè)超幀，一個(gè)超幀持續(xù)時(shí)間為 ，每個(gè)超幀又是由復(fù)幀組成。復(fù)幀分為兩種類(lèi)型。 圖 7 復(fù)幀結(jié)構(gòu)圖 26幀的復(fù)幀 它包括 26 個(gè) TDMA 幀，持續(xù)時(shí)長(zhǎng) 120ms， 51個(gè)這樣的復(fù)幀組成一個(gè)超幀。這種復(fù)幀用于攜帶 TCH（和 SACCH 加 FACCH）。 51幀的復(fù)幀 它包括 51 個(gè) TDMA 幀，持續(xù)時(shí)長(zhǎng) 3060／ 13ms。 26 個(gè)這樣的復(fù)幀組成一個(gè)超幀。這種復(fù)幀用于攜帶 BCH 和 CCCH。 （ 3）突發(fā)脈沖序列（ Burst） TDMA 信道上一個(gè)時(shí)隙中的信息格式稱(chēng)為突發(fā)脈沖序列。共有五種類(lèi)型。 ① 普通突發(fā)脈沖序列（ NB）：用于攜帶 TCH 及除 RACH， SCH 和 FCCH 以外的控制信道上的信息。 ② 頻率校正突發(fā)脈沖序列 （ FB）：用于移動(dòng)臺(tái)的頻率同步，它 是一個(gè)純正弦波 。 ③ 同步突發(fā)脈沖序列（ SB）：用于移動(dòng)臺(tái)的時(shí)間同步，它包括一個(gè)易被檢測(cè)的長(zhǎng)同步序列并攜帶有 TDMA 幀號(hào)和基站識(shí)別碼（ BSIC）信息。 2047 2046 2 1 0 …… 1個(gè)超高幀＝ 2048個(gè)超幀 0 1 2 3 4 5 6 7 1個(gè)幀＝ 8個(gè)時(shí)隙 0 25 24 1 …… 0 50 49 1 …… 1個(gè)復(fù)幀＝ 26個(gè)幀 1個(gè)復(fù)幀＝ 51個(gè)幀 0 50 49 1 …… 0 25 24 1 …… 1個(gè)超幀＝ 51個(gè)復(fù)幀 1個(gè)超幀＝ 26個(gè)復(fù)幀 ④ 接入突發(fā)脈沖序列（ AB）：用于隨機(jī)接入，它有一個(gè)較長(zhǎng)的保護(hù)間隔，這是為了適應(yīng)移動(dòng)臺(tái)首次接入（或切換到另一個(gè) BTS）后不知道時(shí)間提前量而設(shè)置的。 ⑤ 空閑突發(fā)脈沖序列（ DB）：此突發(fā)脈沖序列在某些情況下由 BTS 發(fā)出，不攜帶任何信息。它的格式與普通突發(fā)脈沖序列相同，其中加密比特改為具有一定比 特 模型的混合比特。 GSM 空中控制技術(shù) 1. 空間分集 多徑衰落和陰影衰落產(chǎn)生原因是不相同的。隨著移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)，瑞利衰落隨信號(hào)瞬時(shí)值快速變動(dòng)，而對(duì)數(shù)正態(tài)衰落隨信號(hào)平均值（中值）變動(dòng)。這兩者是構(gòu)成移動(dòng)通信接收信號(hào)不穩(wěn)定的主要因素，使接收信號(hào)被大大地惡化，雖然通過(guò)增加發(fā)信功率、天線尺寸和高度等方法能取得改善，但采用這些方法在移動(dòng)通信中比較昂貴，有時(shí)也顯得不切實(shí)際。而采用分集方法即在若干個(gè)支路上接收相互問(wèn)相關(guān)性很小的載有同一消息的信號(hào)，然后通過(guò)合并技術(shù)再將各個(gè)支路信號(hào)合并輸出，那么便可在接收終端上大大降低深衰落的概率 。 分集的方法有空間分集、頻率分集、極化分集、時(shí)間分集和 多徑 分集等多種。在移動(dòng)通信中，通常采用空間分集，因此這里也就此方法進(jìn)行討論。 在移動(dòng)通信中，空間略有變動(dòng)就可能出現(xiàn)較大的場(chǎng)強(qiáng)變化。當(dāng)使用兩個(gè)接收信道時(shí)，它們受到的衰落影響是不相關(guān)的，且二者在同一時(shí)刻經(jīng)受深衰落谷點(diǎn)影響的可能性也很小，因此這一設(shè)想引出了利用兩副接收天線的方案，獨(dú)立地接收同一信號(hào)，再合并輸出，衰落的程度能被大大地減小，這就是空間分集。 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分集接收天線間隔在 3米以上效果較好。 2: 時(shí)間色散和均衡 數(shù)字傳 輸?shù)囊霂?lái)了另一問(wèn)題是時(shí)間色散。這一問(wèn)題也起源于反射，但與多徑衰落不同，其反射信號(hào)來(lái)自遠(yuǎn)離接收天線的物體約在幾千米遠(yuǎn)處，圖 10 為時(shí)間色散一例。由基站發(fā)送 “1” 、 “0” 序列，如果反射信號(hào)的達(dá)到時(shí)間剛好滯后直射信號(hào)一個(gè)比特的時(shí)間，那么接收機(jī)將在從直射信號(hào)中檢出“0” 的同時(shí)，還從反射信號(hào)中檢出 “1” ，于是導(dǎo)致符號(hào) “1” 對(duì)符號(hào) “0” 的干擾。 圖 10 時(shí)間色散 在 GSM系統(tǒng)中，比特速率為 270kbit／ s，則每一比特時(shí)間為 ?s。因此，一比特對(duì)應(yīng) 。假如反射點(diǎn)在移動(dòng)臺(tái)之后 lkm，那么反射信號(hào)的傳輸路徑將比直射信號(hào)長(zhǎng) 2km。這樣就會(huì)在有用信號(hào)中混有比它遲到兩比特時(shí)間的另一個(gè)信號(hào)，出現(xiàn)了碼間干擾。在 GSM 系統(tǒng)中采用了自適應(yīng)均衡技術(shù)，這一問(wèn)題的得以緩解。 均衡有兩個(gè)基本途 徑：一為頻域均衡，它使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿(mǎn)足無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。二為時(shí)域均衡，就是直接從時(shí)間響應(yīng)考慮，使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿(mǎn)足無(wú)碼間串?dāng)_的條件。 3： 基站與移動(dòng)臺(tái)間的時(shí)間提前量 (TA) 由于在空中接口采用了 TDMA 技術(shù)，那么某一移動(dòng)臺(tái)必須在指配給它的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送，而在其余時(shí)間又必須保持寂靜，否則它會(huì)干擾使用同樣載頻上不同時(shí)隙的另一些移動(dòng)客戶(hù)。 假如某移動(dòng)臺(tái)占用了時(shí)隙 2（ TS2），可它在呼叫期間向遠(yuǎn)離基站方向移動(dòng)，因此從基站發(fā)出的信息，將會(huì)越來(lái)越遲地到達(dá)移動(dòng)臺(tái)。與此同時(shí)移動(dòng) 臺(tái)的應(yīng)答信息，也會(huì)越來(lái)越遲地到達(dá)基站。如果不采取措施，該時(shí)延長(zhǎng)至使該移動(dòng)臺(tái)在 TS2發(fā)送的信息與基站在 TS3接受到的另一個(gè)呼叫信息重迭起來(lái)。所以，在呼叫進(jìn)行期間，必須監(jiān)視呼叫到達(dá)基站的時(shí)間，并由系統(tǒng)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送指令，隨著移動(dòng)臺(tái)離開(kāi)基站的距離，逐步指示移動(dòng)臺(tái)提前發(fā)送的時(shí)間，這就是時(shí)間的提前量 (TA)。 時(shí)間 提前量 是 0～ 63個(gè)比特之間的任意值。如 0個(gè)比特就表示不必調(diào)整，表明 MS 和 BTS 在一起。 63 個(gè)比特是調(diào)整的最大量，也就是 BTS 與 BS 之間最長(zhǎng)距離。所以我們說(shuō)， GSM 系統(tǒng)最大覆蓋范圍是： ?s ? 63 ? 3 ? 108m／ s = 70km ?s：每個(gè)比特的時(shí)長(zhǎng) 。 63：時(shí)間 提前量 最大比特?cái)?shù)。 3 *108m／ s ：電波速度。 其覆蓋半徑是 35km。 當(dāng)一個(gè)特定連接建立時(shí)， BTS 不斷測(cè)量自己脈沖時(shí)隙與收到的 MS 時(shí)隙之間的時(shí)間偏移量。基于這個(gè)測(cè)量，它可以向 MS 提供要求的時(shí)間提前量，并在SACCH 上以每秒 2次的頻度通知 MS。 4:跳頻技術(shù) 采用跳頻技術(shù)是為了確保通信的秘密性和抗干擾性，它首先被用于軍事通信，后來(lái)在 GSM 標(biāo)準(zhǔn)中也被采 納。 跳頻功能主要是： (1) 改善衰落。 (2) 處于多徑環(huán)境中的漫速移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)通過(guò)采用跳頻技術(shù)，大大改善移動(dòng)臺(tái)的通信質(zhì)量，相當(dāng)于頻率分集。 (3) 跳頻相當(dāng)于頻率分集 GSM 系統(tǒng)中的跳頻分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種。 基帶跳頻的原理是將話音信號(hào)隨著時(shí)間的變換使用不同頻率發(fā)射機(jī)發(fā)射，實(shí)施的方框圖如圖 13所示。 射頻跳頻是將話音信號(hào)用固定的發(fā)射機(jī)，由跳頻序列控制，采用不同頻率發(fā)射，實(shí)施框圖如圖 13 所示。需要說(shuō)明的是，射頻跳頻必須有兩個(gè)發(fā)射機(jī)，一個(gè)固定發(fā)射載頻，因它 帶有控制信道 BCCH；另一發(fā)射機(jī)載波頻率可隨著跳頻序列的序列值的改變而改變。 圖 13 跳頻實(shí)施框圖 射頻跳頻比基帶跳頻具有更高的性能改善和抗同頻干擾能力，但其缺點(diǎn)是： (1) 射頻跳頻只有當(dāng)每小區(qū)擁有 4個(gè)頻率以上時(shí)效果比較明顯。 (2) 射頻跳頻必須使用 HIBRID 合成器，每小區(qū)如使用 4個(gè)載頻就需要配置 3 個(gè) HIBRID，損耗約 6dB，比空腔合成器的損耗大 3dB 左右。對(duì)基站覆蓋范圍有一定影響。 (3) 合成器要求 網(wǎng)絡(luò) 中各基站必須同 步。 綜上原因，大多數(shù)廠家的 BTS 是采用基帶跳頻技術(shù)，采用射頻跳頻技術(shù)的較少。我們省地市分公司都采用基帶跳頻技術(shù)。 5:不連續(xù)發(fā)射 (DTX) 在一個(gè)通信過(guò)程中，其實(shí)移動(dòng)用戶(hù)僅有 40％的時(shí)間用于通話，大部分時(shí)間都沒(méi)有傳遞話音消息。如果將這些信息全部傳送給網(wǎng)絡(luò)的話，這不但會(huì)對(duì)系統(tǒng)資源造成浪費(fèi)而叢也將使系統(tǒng)內(nèi)的干擾加重。 針對(duì)這種情況， GSM 便引入了不連續(xù)發(fā)射 DTX 的機(jī)制，它通過(guò)禁止傳輸用戶(hù)認(rèn)為不需要的無(wú)線信號(hào)，從而使干擾電平降低來(lái)提高系統(tǒng)的效率。此外，該機(jī)制還能節(jié)省移動(dòng)臺(tái)的電池，從而延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)的持機(jī)時(shí)間。但 在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，不應(yīng)使用該功能。 GSM 系統(tǒng)有兩種傳輸模式，一種是正常的模式，在這種情況下噪聲將與話音具有同樣的傳輸質(zhì)量；另一種便是不連續(xù)發(fā)射 (DTX)的模式，在這種情況下移動(dòng)臺(tái)將僅傳送被編碼的背景噪音，這種噪聲可被稱(chēng)為“舒適噪聲”。由于“舒適噪聲”是人為制造的，因而是有規(guī)律的、周期性的產(chǎn)生，當(dāng)它被解碼時(shí)不會(huì)讓聽(tīng)者感到厭煩。使用它的主要目的是在不需傳送話音的情況下，一方面用來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)測(cè)量的需要，另一方面用來(lái)使聽(tīng)著不會(huì)誤認(rèn)為掉話。 DTX 傳輸模式僅需要很低的速率就能解決，在該模式下的話音流每 480ms 才傳送 260bit 的編碼。而正常模式下的話音流每 20ms 將產(chǎn)生 260bit 的編碼。 DTX 模式和正常的模式是可選的，因?yàn)樵?DTX 模式下會(huì)使傳輸質(zhì)量稍有下降。特別是當(dāng)通信雙方都是 GSM的移動(dòng)用戶(hù)時(shí)，由于 DTX將會(huì)在同一條路徑上使用兩次，這就會(huì)對(duì)通信質(zhì)量帶來(lái)比較嚴(yán)重的影響，因此在這種情況下時(shí)，一般不允許使用 DTX 模式傳輸。 6:功率控制 功率控制是指在一定范圍內(nèi)，用無(wú)線方式來(lái)改變移動(dòng)臺(tái)或基站 (或兩者 )的發(fā)射功率，它的目的與不連續(xù)發(fā)射 (DTX)的目的相同，是為了減少整個(gè)系統(tǒng)的干擾，提高頻譜利用率，并可延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)的電池的壽 命。當(dāng)接收端的接收電平和質(zhì)量很好時(shí)，可以適當(dāng)?shù)慕档蛯?duì)端的發(fā)射功率，使通信保持在一定的水平上，這樣就能減少對(duì)周?chē)貐^(qū)其它呼叫的干擾。 在 GSM 中，對(duì)上行鏈路和下行鏈路都可分別使用功率控制，而且可對(duì)每個(gè)處在專(zhuān)用模式下的移動(dòng)臺(tái)獨(dú)立進(jìn)行。規(guī)范中，規(guī)定上行鏈路的移動(dòng)臺(tái)功率控制的范圍為 20 一 30dB，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的功率級(jí)別 (目前 GSM900 手機(jī)的功率大部分都屬 CLASS 4，即最大發(fā)射功率為 33dBm)，每一步可改變 2dB。下行鏈路的功率控制范圍由設(shè)備制造商來(lái)決定。 BSS 管理兩個(gè)方向上的功率控制，在專(zhuān)用模式 下移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率是由BSS來(lái)決定的，它通過(guò)基站 BTS對(duì)上行鏈路進(jìn)行的接收電平和接收質(zhì)量的測(cè)量并考慮移動(dòng)臺(tái)的最大發(fā)射功率來(lái)計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)所需的發(fā)射功率，改變移動(dòng)臺(tái)功率的命令和改變時(shí)間提前量值的命令在每一個(gè)下行的 SACCH 信息塊所帶的第一層的報(bào)頭傳送給移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)將在上行的 SACCH 第一層報(bào)頭設(shè)置上現(xiàn)在所使用的功率電平并隨測(cè)量報(bào)告發(fā)送給基站。在下行鏈路上，將由移動(dòng)臺(tái)來(lái)測(cè)量它對(duì)基站的接收電平，再由基站來(lái)決定它所需的傳輸功率并自行調(diào)節(jié)。 在移動(dòng)臺(tái)和基站的連接開(kāi)始時(shí)，由 BSC 來(lái)選擇移動(dòng)臺(tái)和 BTS 的初始傳輸功率。 第四節(jié) GSM 的通信事件 移動(dòng)通信系統(tǒng)和固定電話系統(tǒng)有一個(gè)很大的區(qū)別，就是移動(dòng)通信系統(tǒng)中的終端 MS的位置是不斷進(jìn)行變化的，因此為了和系統(tǒng)保持聯(lián)系， MS就需要不停的和系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。 因此 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)中的通信事件主要和 MS有關(guān)，首先介紹一下 MS的狀態(tài)。 終端狀態(tài)一般是處于 MS(客戶(hù) )開(kāi)機(jī) (空閑狀態(tài) )、 MS關(guān)機(jī)和 MS通話三種狀態(tài)之一，因此 網(wǎng)絡(luò) 需要對(duì)這三種狀態(tài)做相應(yīng)處理。 (1) MS 開(kāi)機(jī)， 網(wǎng)絡(luò) 對(duì)它作空閑狀態(tài)。 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)機(jī) (打開(kāi)電源 )后，它首先要在空中接口上搜索以找到正確的頻點(diǎn)，并依靠搜索到的 正確頻點(diǎn)校正和同步頻率，并將此頻點(diǎn)鎖定。該頻點(diǎn)載有廣播信息和可能的尋呼信息。 (2)MS 關(guān)機(jī)，從網(wǎng)絡(luò)中“分離”。 前面已經(jīng)提到，一個(gè)激活狀態(tài)的 MS 在 VLR 中標(biāo)有“附著”標(biāo)記。當(dāng) MS電源關(guān)機(jī)時(shí)， MS 即向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送最后一條消息，其中包括分離處理請(qǐng)求， MSC 接收到后，即通知 VLR 對(duì)該 MS 對(duì)應(yīng)的 IMSI 上作“分離”標(biāo)記，而歸屬位置寄存器(HLR)并沒(méi)有得到該客戶(hù)已脫離網(wǎng)絡(luò)的通知。當(dāng)該客戶(hù)被尋呼， HLR 向拜訪 MSC／ VLR要漫游號(hào)碼 (MSRN)時(shí)， MSC／ VLR通知 HLR該客戶(hù)已分離 網(wǎng)絡(luò) ，不再需要發(fā)送尋找該客戶(hù)的尋呼 消息。