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GSM05.XGSM05.X 协议解读协议解读 张志伟 2012.9.20 1 1 物理层的总体介绍(物理层的总体介绍(对应对应 05.0105.01) 多址接入方式是 TDMA,每个 TDMA 帧对应着 8 个物理信道,频点间隔是 200KHZ,一 条物理信道从以下 3 个方面被定义:TDMA 帧号,时隙号(模数为 8)还有一个跳频序列。 重复周期最长的是超高帧(12533.76s) ,超高帧可以分为 2048 个超帧,超帧的时间长 度为(12533.76/2048=6.12s),超帧结构在 GSM 中是不常见的,超帧结构可以分为以下两种 情况: (1)51 个 TDMA 帧的复帧*26/主要用来携带 BCCH,CCCH 和 SDCCH (2)26 个 TDMA 帧的复帧*51/主要用来携带 TCH(和 SACCH/T)和 FACCH 一个时隙的时间长度是 15/26ms,对应于 1625/6kbit/s 的调制信号传递速率,一个时隙传递 的是 156.25bit 的数据,一个时隙上传递的物理内容称为一个突发脉冲序列(burst) 。有几种 不同类型的 burst。 (1) NB(普通突发脉冲序列) TB 3 Encrypted bits 58 Tranning sequence 26 Encrypted bits 58 TB 3 GP 8.25 (2) FB(频率校正突发脉冲序列) TB 3 TB 3 GP 8.25 Fixed bits 142 (3) SB(同步突发脉冲序列) TB 3 TB 3 GP 8.25 Encypted bits 39 Encrypted bits 39 Synchronization sequence 64 (4) AB(接入突发脉冲序列) TB 3 TB 3 GP 68.25 Encrypted bits 36 Synchronization sequence 41 2 2 信道编码(信道编码(对应对应 05.0305.03) 移动通信系统使用信道编码技术可以降低信道突发的和随机的差错。 信道编码是通过在 发送信息时加入冗余的数据位来改善链路信道的性能的。 2.1 TCH 业务信道 2.1.1 全速率语音信道 语音码在进行信道编码的时候,对于全速率语音信道来说,编码单位是一个语音帧。语 音帧含有 260bit,包括 182bit 类型 1 的数据块(受保护的,进行奇偶校验)和 78bit 类型 2 的 数据块(不受保护) 。 (1)循环编码 182bit 中的前 50bit 受到 3 个奇偶校验 bit 的保护, 根据退化 (缩短) 循环码 (53,50,2) , 使用生成循环码多项式 3 ()1g DDD。 设码字对应的多项式为: 5251502 (0)(1)(2).(0)(1)(2)dDdDdDpDpDp 其中(0)p,(1)p,(2)p是奇偶校验 bit。 类型 1 的 information 和奇偶校验 bit 已经排序好,定义类型 1 数据块的 189bit (information+奇偶校验 bit+尾部 bit): ( )(2 )(184)(21)u kdk andukdk k=0,1,290 (91)( )ukp k k=0,1,2 ( )0u k k=185,186,187,188 (尾部 bit) (2)卷积编码 类型 1 的数据块的 bit 通过 1/2 速率的卷积码进行编码,生成多项式为: 34 0 1GDD 34 1 1GDDD 通过上述两种方式编码后的 456bit 为: 类型 1: (2 )( )(3)(4)cku ku ku k (21)( )(1)(3)(4)cku ku ku ku k k=0,1,188 类型 2: (378)(182)ckdk k=0,1,2,177 (3)交织技术 在 GSM 中,信道编码后进行交织,交织分为两次,第一次交织为内部交织,第二次交 织为块间交织。首先对其进行内部交织,将 456bit 分成 8 帧,每帧 57bit: 1 9 17 25 33 41 449 2 10 18 26 34 42 450 8 16 . 456 57bits 如果将同一 20ms 话音的两组 57bit 插入到同一 burst 中,如果该 burst 丢失,那么该突发脉 冲串将会导致 20ms 的话音损失 25%, 显然信道编码难以恢复这么多的 bit。 因此必须在两个 话音帧之间再进行一次交织。即块间交织。 将 20ms 话音 456bit 看成是一个块,假设有 ABCD 四个块, 在每个突发脉冲中放入两个不 同块的帧, 并且发送的突发脉冲序列收尾相接处不是同一话音块, 这样即使在传输中丢失一 个突发脉冲,也只是影响每一个话音的 12.5%,而这能够通过信道编码加以校正。全部流程 图如下: 语音帧 260bits 全速率 语音 TCH 循环码 +tail 267bits 卷积码 K=5,2classes 456bits 排序,分割 +stealing flags 8Blocks 接口1 Inform ation bits 块的对角交 织 Pairs of Blocks 接口2 Inform atiom+ parity+ tail bits 接口3 Coded bits 接口4 Interl eaved bits
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