第6章 GSM网络-GSM信道编码

第六章空中接口的信道编码IofVI第六章空中接口的信道编码第六章空中接口的信道编码IIofVI本书中的信息仅用于培训,具体以设备所附手册中的信息为准。第六章空中接口的信道编码IIIofVI目录页码GSM突发脉冲序列(Burst)-----------------------------------2GSM突发脉冲序列类型--------------------------------------4差错保护与检测------------------------------------------------6话音信道编码---------------------------------------------------8增强型全速率EFR(EnhancedFullRate)------------------10EFR的信道预编码----------------------------------------------10差错保护与检测--------------------------------------------------12控制信道编码-----------------------------------------------------12数据信道编码-----------------------------------------------------14逻辑信道映射到TDMA帧结构中----------------------------16交织------------------------------------------------------------------16交织交叉-话音-----------------------------------------------------18发射-话音-----------------------------------------------------------20矩形交织-控制信息-----------------------------------------------22发射-控制信息-----------------------------------------------------22交叉交织-数据-----------------------------------------------------24发射-数据-----------------------------------------------------------24第六章空中接口的信道编码IVofVI第六章空中接口的信道编码VofVI本章目标：完成本章的学习后，学员应能：画出GSM突发脉冲序列的结构，并说出每段的用。理解为防止空中接口中的话音、数据和控制信道出错而采用的不同保护措施。第六章空中接口的信道编码VIofVI第六章目标通过本章学习，学生应该能够：1．画出GSM突发脉冲序列的结构图并理解每个构成的用途。2．理解为保护空中接口上语音、数据和控制信道不出错采用的不同措施。第六章空中接口的信道编码VIIofVIGSM突发脉冲序列（Burst）对面图示的是一个GSM突发脉冲序列（Burst），它包括以下几个部分：信息即话音，数据或控制信息。保护带BTS和MS接收信息时都必须在分配给它的时隙这一短暂的时间段内接收和解码突发脉冲序列，所以对于定时精确性的要求极高。采用保护带之后，允许有一小段空白的时间误差，一定程度上降低了定时精确性的要求。准确的说，时隙的长度是0.577ms，脉冲序列的长度是0.546ms，允许时隙中突发脉冲序列有0.031ms时间上的误差。偷帧标志当话务信道突发脉冲序列被FACCH(FastAssociatedControlChannel)盗用时,这两个比特将被设置.只设置了一个比特表示突发脉冲序列只有一半被盗用。训练序列供接收均衡器评估BTS和MS之间物理通路的传输质量,训练比特长26比特.尾比特用于指示突发脉冲序列的开始和结束。第六章空中接口的信道编码VIIIofVIGSM突发脉冲序列和TDMA帧保护带保护带信息训练序列信息尾比特偷帧标志尾比特常规突发脉冲序列第六章空中接口的信道编码IXofVIGSM突发脉冲序列…突发脉冲序列类型（BurstTypes）对面图示了GSM空中接口用到的五种脉冲序列。所有的脉冲序列，不管是什么类型的，必须在时间上准确定时到给定的时隙。突发脉冲序列Burst是BTS或MS发送的比特序列，时隙则是一个固定的时间段，脉冲序列必须顺序准确的到达这一时间段，以便接收器能正确接收解码。常规突发脉冲序列（NormalBurst）常规突发脉冲序列用于业务信道和除以下所说的各种控制信道以外的控制信道。（双向的）频率校正突发脉冲序列（FrequencyCorrectionBurst）该突发脉冲序列用于下行的FCCH，使MS能校正自己振荡器的频率并锁定到BTS的频率。同步突发脉冲序列（SynchronizationBurst）用来用于下行的SCH，使MS同步到BTS。填充突发脉冲序列（DummyBurst）当BCCH载频中没有用到的时隙中没有信息可发送时，发送填充突发脉冲序列（仅在下行方向）接入突发脉冲序列（AccessBurst）这种突发脉冲序列比其它类型的脉冲序列短很多。因为MS试图接入到系统时还不知道发射定时，所以要增加保护带。MS发送该突发脉冲序列时，BTS并不知道MS的位置，所以来自MS的消息的定时也无法准确计算（接入突发脉冲序列仅为上行）。第六章空中接口的信道编码XofVIGSM突发脉冲序列类型信息训练序列信息固定比特编码过的比特同步序列编码过的比特固定比特训练序列固定比特同步序列加密比特时间接入突发脉冲序列填充突发脉冲序列同步突发脉冲序列频率校正突发脉冲序列(FB)常规突发脉冲序列(NB)第六章空中接口的信道编码XIofVI差错保护与检测为保护逻辑信道，避免逻辑信道在无线通路上发送时出现差错，系统采用了多种编码方案。对面图示了话音，控制和数据信道的编码处理，处理的过程非常复杂。采用何种编码和交织方案取决于被编码的信道，所有的逻辑信道都需要经过某种形式的卷积编码，但由于不同的逻辑信道对信息保护的要求不同，所以编码速率也会不同。有三种编码保护方案：对话音信道编码将每20ms的话音信息块分到8个GSMBurst，这样当空中接口上的干扰导致Burst丢失时，仍然可以准确的恢复出话音信息。对通用控制信道编码20ms的控制信息块被分到了4个Burst，比如BCCH，这使得这些突发脉冲序列可以插到一个TDMA复帧中。对数据信道编码数据信息被展开到了22个Burst。因为数据每一个比特的信息都是很重要的，把数据信息分到22个Burst使得在接收端恢复数据信息时，如果有一个脉冲序列丢失，20ms的数据信息块中只有很小的一部分丢失，通过差错编码机制可以将这一部分丢失的信息恢复出来。20ms信息块0.577ms信息突发脉冲序列话音（260bit）话音（8个Bursts）控制信息（184bit）编码交织控制信息（4个Bursts）数据（240bit）数据（22个Bursts）第六章空中接口的信道编码XIIofVIRACH+SCHP0bits循环编码+尾比特进：P0bits出：P1bits卷积编码进:P1bits出:2×P1bits数据业务9.6/4.8/2.4kN0bits加进尾比特进：N0bits出：N1bits卷积编码+比特截短进:N1bits出:456bitsBCCH,PCH,AGCH,SDCCH,FACCH,SACCH,CBCH184bitsFireode+尾比特进：184bits出：228bits卷积编码进:228bits出:456bitsFR话音帧260bitsEFR话音帧244bitsClass1a循环编码+尾比特进：260bits出：267bits卷积编码进:267bits出:456bits循环编码+重复进:244bits出:260bits重新排序及分割成子块+盗用标志进：456bits出：8子块矩形交织进：8子块出成对的子块对角交织进：8子块出：成对的块对角交织+盗用标志进：456bits的block出：22个子块8×TCHFR(Bursts)8×TCHEFR(Bursts)8×FACCH/TCH(Bursts)8×TCH2-4kbps(Bursts)4×BCCH,PCH,AGCH4×SDCCH,SACCH4×CBCH(Bursts)19×TCH9.6kbps(Bursts)1×RACH1×SCH(Bursts)差错保护与检测TCH/2.4第六章空中接口的信道编码XIIIofVI差错保护与检测话音信道编码BTS从Abis接口接收来自BSC的压缩编码后的话音信息，在这里这些话音信息被BTS放到了各自的逻辑信道。这些逻辑信道的信息在发送到空中接口前先要经过信道编码。压缩编码过的信息也是成帧接收的，每帧有260个bit，这260个bit根据对差错的敏感度被分成了三组，对话音信息的可理解性越重要的比特，敏感度越高。Classla这一级对差错最敏感。从la级的50个比特中生成3个校验比特。Class1a的比特对于话音信息的可理解性是关键的，不容出错。有了校验比特后，话音解码器可以检测到Classla比特中不可纠正的错误，如果Classla比特中出现错误，一般整个信息块都会被丢弃。Classlb132个比特的lb级比特没有差错校验位，但和la级比特和校验比特卷积到了一起。加上了4个尾比特是为了将接收器的寄存器设置到解码状态。Class2这72个比特对差错最不敏感，根本没有任何加保护措施。最后得到的456个比特在发送到空中接口前还要经过交织。注：在Abis链路上如果采用的是全速率话音编码，那么260个比特在20ms内发送，数据速率是13Kbit/s。如果采用的是增强型全速率编码（EFR，EnhancedFullRate），Abis链路上每20ms内将传送244个比特。EFR的信息在经过和全速率话音信息同样的信道编码之前要经过预编码，使之从244比特变成260比特。编码后的话音占456比特，但仍在20ms内发送，所以数据速率提高到了22.8kbit/s。第六章空中接口的信道编码XIVofVI话音信道编码校验比特尾比特卷积编码第六章空中接口的信道编码XVofVI增强型全速率EFR(EnhancedFullRate)话音的信道编码增强型全速率话音编码将话音压缩编码生成每帧244bit，时长20ms的话音信息。将244bit的信息经过预编码后加上了16个比特，变成260比特，然后将EFR话音信息按照全速率话音信息相同的编码方式进行信道编码。另外加上的16个比特中有8个比特是从1a级的50个比特和1b级中最重要的15个比特生成的CRC校验码。另外8个比特是从原244bit的帧中选出来的4个比特的重复。EFR的信道预编码EFR话音帧：50Class1a+124Class1b+70Class2=244bit预编码：从50Class1a+15Class1b中生成的8bitCRC加入到Class1b中。8个重复比特加入到Class2中。预编码后得到：50Class1a+132Class1b+78Class2=260bit经过预编码之后得到260比特的EFR帧，再接下来的信道编码处理与全速率话音相同。第六章空中接口的信道编码XVIofVI对增强型全速率话音的预编码244bitsClass1aClass2bClass250bits124bits70bits8bit的CRC加到8个重复bitsClass1b中加到Class2中Class1aClass1bClass250bits132bits78bits260bits第六章空中接口的信道编码XVIIofVI差错保护与检测控制信道编码对面图示的是控制信道的差错保护方法。这种方法用在所有的逻辑信令信道、同步信道SCH和随机接入信道RACH，只是在某些数