突发脉冲的应用——GSM物理信道/逻辑信道介绍

TDMA分配给MS一个时隙,该时隙称为GSM物理信道。突发脉冲序列都在时隙上传送,也就是在物理信道上传送。当同一个物理信道承载不同的突发脉冲时,就成了不同的逻辑信道。

当它承载TCH脉冲时,它就是业务信道;当它承载BCCH脉冲时,它就是广播信道;当它承载SCH脉冲时,它就是同步信道。

业务信道(TCH)

1. TCH占据所有物理信道的绝大部分,用来承载语音信息流

TCH根据发送功率的不同,分为全速率语音信道(TCH/F)和半速率语音信道(TCH/H)。全速率信道的传输速率为22.8kbit/s,半速率语音信道的传输速率为11.4kbit/s。

全速率语音信道上可以有两种不同的编码方式:

  • 一种是常见的语音编码,称为TCH/FR(Full Rate),语音信源编码后速率为13kbit/s,经过信道编码之后速率为22.8kbit/s;
  • 第二种是增强型语音编码TCH/EFR(Enhanced Full Rate),语音信源编码后速率为12.2kbit/s,经过信道编码之后速率为22.8kbit/s。EFR采用了一种新的语音编码算法,可以提供更好的语音质量。

**2. 除此之外,TCH也可以用来传递数据业务。**速率分别为9.6kbit/s,4.8kbit/s,2.4kbit/s,可以用TCH/9.6,TCH/4.8,TCH/2.4来表示。

FCCH

下发一个长达142位的全0比特,让MS校正自己的振荡器频率并锁定到该BTS的频率。只有锁定了该块载频,MS才能收听到跟随在FCCH之后的同步信息SCH和BCCH。FCCH是点对多点传播的(BTS对多个MS)。

FCCH的目的

  • 确认这是一个BCCH,只有BCCH才有FCCH信息,FCCH只在下行的BCCH载频的0号时隙上传送;
  • 保证手机的频率和BTS一致,即锁频

SCH

SCH携带MS的帧同步信息(TDMA帧号)BTS的识别码(BSIC)的信息,用作下行信道,在BCCH载频的0号时隙上传送。

  • TDMA帧号是用来MS和BTS之间同步的;
  • BSIC是用来识别基站的,BSIC是一个6bit编码,有26=64 位信息,能给64个基站进行编码。

BCCH

  • BCCH不断向周围广播网络的信息,也称为系统信息。当移动台开机但没有通话时,会周期性的监测BCCH中的信息(至少每30s)。除了监视移动台所驻守的小区的BCCH信息之外,移动台还会监测相邻小区的BCCH信息,并存储信号最强的6个小区的信息。这些小区的SCH信息也被存了下来,以便移动台到了一个相邻的新的小区之后,可以快速与之同步。

  • BCCH广播的信息:位置区识别号、小区识别号、本小区使用的频率列表、临近小区描述、随机接入控制信息、小区选择参数、控制信道描述、小区选项。

RACH/AGCH

在GSM中,**CCCH(Common Control Channel,通用控制信道)**用于在BTS和移动台之间传递控制信息,完成呼叫建立和寻呼功能。

RACH/AGCH/PCH都属于属于CCCH。未建立起连接的称为通用,已经建立好连接的、单独占用一条信道的称为专用。

在RACH/AGCH/PCH时,移动台尚未与网络建立起连接,尚未单独占用一条独立的信道用于通信,所以称为通用控制信道CCCH。

(1)随机接入信道RACH(Random Access Channel)

MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道SDCCH,可用作对寻呼的响应或MS主叫/登记时的接入。RACH在上行BCCH载频的0号时隙上传送。

(2)允许接入信道AGCH(Access Grant Channel)

AGCH用于为MS分配一个独立专用控制信道SDCCH,AGCH在下行BCCH载频的0号时隙上传送。

PCH

GSM中每个MS的定义都是唯一的,IMSI号用来作寻呼不会发生混淆;就算用TMSI号作为寻呼也可以,至少在重新分配TMSI号前该标识是唯一的。

(1)寻呼信道(PCH,Paging Channel)

PCH用于寻呼MS,可以通过IMSI/TMSI/IMEI来寻呼移动台,PCH在下行BCCH载频的0号时隙传送。

(2)小区广播信道(CBCH,Cell Broadcast Channel)

PCH消息是以位置区进行寻呼的,而CBCH消息是以小区来进行广播的。该信道用来传递需要广播到小区中所有移动台的信息。CBCH用专用控制信道SDCCH来发送信息。

SDCCH(Standalone Decicated Control Channel,独立专用控制信道)

在GSM中,手机在建立连接之后也通常是先占用SDCCH以和网络交换信息,等待网络在SDCCH上下发立即指配指令后再占用TCH。

SDCCH用在分配TCH之前在呼叫建立过程中传送系统信令,例如登记和鉴权。运营商一般默认将BCCH载频的第2时隙用来传送SDCCH。

FACCH(快速随路控制信道)/SACCH(慢速随路控制信道)

(1)SACCH(慢速随路控制信道)
  • SACCH是慢速的、周期性的服务。
  • SACCH与一个TCH或一个SDCCH相关,在上行方向,传递MS接收到的当前服务小区以及相邻小区的信号强度的测试报告,以及链路质量的报告,这对MS的切换而言相当重要,BSC要根据这些信息决定把它切换到哪个小区。
  • 在下行方向,它传递功率和定时信息。
(2)FACCH(快速随路控制信道)
  • FACCH是快速的、紧急的服务。
  • 偷帧:借用TCH的帧来传递信息。将脉冲序列的2个Flag位都置1,该TCH整个帧变为FACCH帧;一个Flag置1,占用一半的TCH帧。
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