GSM数字移动通信专题之----------- 时分多址(TDMA)帧结构

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3.3 时分多址(TDMA)帧结构

3.3.1 TDMA信道概念
    GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个时隙(TS)，逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。 逻辑信道又分为两类，业务信道和控制信道。
    1. 业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音或客户数据，在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，或反之）方式传播。
    2. 控制信道：用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道，它们又可细分为：
    v 广播信道（BCH）:   
    § 频率校正信道（FCCH）：携带用于校正MS频率的消息，下行信道，点对多点（BTS对多个MS）方式传播。
    § 同步信道（SCH）：携带MS的帧同步（TDMA帧号）和BTS的识别码（BSIC）的信息，下行信道，点对多点方式传播。
    § 广播控制信道（BCCH）：广播每个BTS的通用信息（小区特定信息）。下行，点对多点方式传播。  
    v 公共控制信道（CCCH）  :
    § 寻呼信道（PCH）：用于寻呼（搜索）MS。下行，点对多点方式传播。
    § 随机接入信道（RACH）：MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道（SDCCH），可作为对寻呼的响应或MS主叫／登记时的接入。上行信道，点对点方式传播。
    § 允许接人信道（AGCH）：用于为MS分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。下行信道，点对点方式传播。
    v 专用控制信道(DCCH)：
    §  独立专用控制信道（SDCCH）：用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令。例如登记和鉴权在此信道上进行。上行和下行信道，点对点方式传播。
    § 慢速随路控制信道（SACCH）：它与一个TCH或一个SDCCH相关，是一个传送连续信息的连续数据信息，如传送移动台接收到的关于服务及邻近小区的信号强度的测试报告。这对实现移动台参与切换功能是必要的。它还用于MS的功率管理和时间调整。上行和下行信道，点对点方式传播。

§ 快速随路控制信道（FACCH）：它与一个TCH相关。工作于借用模式，即在话音传输过程中如果突然需要
以比SACCH所能处理的高得多的速度传送信令信息，则借用20ms的话音（数据）来传送。这一般在切换时发生。由于语音译码器会重复最后20ms的话音，因此这种中断不被用户查觉。  
    控制信道的配置是依据每小区（BTS）的载频（TRX）数而定的，见图3-7所示。在使用6MHz带宽的情况下，每小区最多两个控制信道，当某小区配置一个载频时，仅需一个控制信道。

图3－7 小区信令信道配置  

3.3.2 TDMA帧
　　在TDMA中，每个载频被定义为一个TDMA帧，相当于FDMA系统中的一个频道，每帧包括8个时隙（TS0-7），要有TDMA 帧号，这是因为GSM的特性之一是客户保密性好，是通过在发送信息前对信息进行加密实现的。计算加密序列的算法是以TDMA帧号为一个输入参数，因此每一帧都必须有一个帧号。有了TDMA帧号，移动台就可判断控制信道TS0上传送的是哪一类逻辑信道。TDMA帧号是以3.5小时（2715648个TDMA帧）为周期循环编号的。每2715648个TDMA帧为一个超高帧，每一个超高帧又可分为2048个超帧，一个超帧持续时间为6.12s，每个超帧又是由复帧组成。复帧分为两种类型（见图3-8所示）。

　　《数字蜂房移动通信系统》

　　时隙是构成物理信道的基本单元；
　　1个时隙＝156.25bits，时隙长为0.577ms。相当1bit的持续时间约为3.69um。在时隙内传送的脉冲串叫“突发”burst
　　《数字蜂房移动通信系统》

图3－8 帧结构图

26帧的复帧---它包括26个TDMA帧，持续时长120ms,  51个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带TCH（和SACCH加FACCH）。

51帧的复帧---它包括51个TDMA帧，持续时长3060／13ms。26个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带BCH和CCCH。