• GSM信道(控制信道和业务信道)转自搜狗百科


    BCCH即:广播控制信道(Broadcast Control Channel)

    用于广播基于每个小区的通用信息的信道。MS在空闲模式下为了有效的工作需要大量的网络信息,而这些信息都将在BCCH信道上来广播。信息包括小区的所有频点、邻小区的BCCH频点、LAI(LAC+MNC+MCC)、CCCH和CBCH信道的管理、控制和选择参数的一些选项。所有这些消息被称为系统消息(SI)在BCCH信道上广播。

    BCCH : BCCH,广播控制信道,用于基站向所有移动台广播公用信息。传输通用信息,用于移动台测量信号强度和识别小区标志等。

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    Paging CHannel -- 寻呼信道

    PCH - Paging Channel (3GPP):This is the downlink transport channel in UMTS that carries the PCCH (Paging Control Channel). It is used to broadcast paging and notification messages in a cell. The PCH is transported in the S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel).

    PCH - Paging Channel (3GPP2):A Forward CDMA Channel used to transmit control information and pages from the BS (Base Station).

    PCH - Paging Channel (Generic):The Paging Channel is used to alert a mobile that there is a call or text message waiting. The alert is broadcast from all cells within a given area.

    寻呼信道是用于传送与寻呼过程相关数据的下行传输信道,用于网络与终端进行初始化时。最简单的一个例子是向终端发起语音呼叫,网络将使用终端所在小区的寻呼信道向终端发送寻呼消息。

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    AGCH:允许接入信道。AGCH用于基站向随机接入成功的移动台发送指配了的独立专用控制信道SDCCH,下行信道。Access Grant Channel

    1.信道(informationchannels,通信专业术语)是信号的传输媒质,可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光缆等。无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。如果我们把信道的范围扩大,它还可以包括有关的变换装置,比如:发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等,我们称这种扩大的信道为广义信道,而称前者为狭义信道。

    2.信息传输的媒质或渠道。在电信或光通信(光也是一种电磁波)场合,信道可以分为两大类:一类是电磁波的空间传播渠道,如短波信道、超短波信道、微波信道、光波信道等;另一类是电磁波的导引传播渠道。如明线信道、电缆信道、波导信道、光纤信道等。前一类信道是具有各种传播特性的自由空间,所以习惯上称为无线信道;后一类信道是具有各种传输能力的导引体,习惯上就称为有线信道。信道的作用是把携有信息的信号(电的或光的)从它的输入端传递到输出端,因此,它的最重要特征参数是信息传递能力(也叫信息通过能力)。在典型的情况(即所谓高斯信道)下,信道的信息通过能力与信道的通过频带宽度、信道的工作时间、信道的噪声功率密度(或信道中的信号功率与噪声功率之比)有关:频带越宽,工作时间越长,信号与噪声功率比越大,则信道的通过能力越强。——大唐网

    张国鸣老师的《网络管理员教程》上这样说:要进行数据终端设备之间的通信当然要有传输电磁波信号的电路,这里所说的电路既包括有线电路,也包括无线电路。信息传输的必经之路称为“信道”。信道有物理信道逻辑信道之分,物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路,网络中有两个结点之间的物理通路称为通信链路,物理信道由传输介质及有关设备组成.逻辑信道也是一种通路,但在信号收、发点之间并不存在一条物理上的传输介质,而是在物理信道基础上,由结点内部或结点之间建立的连接来实现的。通常把逻辑信道称为“连接”。

    信道和电路不同,信道一般都是用来表示向某个方向传送数据的媒体,一个信道可以看成是电路的逻辑部件,而一条电路至少包含一条发送信道或一条接收信道。

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    Random Access CHannel -- 随机接入信道,是一种上行信道,用于PAGING回答和MS主叫/登录的接入等。初始化过程就是一个随机接入的过程。在任何情况下,如移动台需要同网络建立通信,都需通过RACH(随机接入信道)向网络发送一个报文来向系统申请一条信令信道,网络将根据信道请求需要来决定所分配的信道类型。

    RACH(Random Access Channel)即随机接入信道。

    RACH(随机接入信道)是一种上行传输信道。RACH总是在整个小区内进行接收。

    RACH用于PAGING回答和MS主叫/登录的接入等。

    初始化

    初始化过程就是一个随机接入的过程。

    在任何情况下,如移动台需要同网络建立通信,都需通过RACH(随机接入信道)向网络发送一个 报文来向系统申请一条信令信道,网络将根据信道请求需要来决定所分配的信道类型。这个在RACH 上发送的 报文被称做“信道申请”(CHANNEL REQUEST),它其中的有用信令消息只有8bit,其中有3bit 用来提供接入网络原因的最少指示(3 个比特),如紧急呼叫、位置更新、响应寻呼或是主叫请求等,在 网络拥塞的情况下,系统可根据这一粗略的指示来分别对待不同接入目的的信道申请(哪些类型的呼叫可接入网络、哪些类型的呼叫将被拒绝),并为它们选择分配最佳类型的信道。

    在这一指示中,由于信道容量的限制,显然不能将移动台想传送的所有信息全部发送给网络,如申请信道的具体原因、用户身份及移动设备的特性(这些消息在SABM 消息中发送)。

    另外5bit是移动台随机选择的鉴别符,它并不用来向网络提供信息,其目的是使网络能区别不同MS所发起的请求,网络此后将向移动台发送的“立即指配命令”(含有所分配信道的信息)中会再将该鉴别符发还给移动台,移动台通过网络返回的鉴别符和本身所发送的鉴别符相比较来判断该信息是否是网络发送给自己的。但它只有5bit,最多只能同时区分32 个MS,不保证两个同时发起呼叫的MS 的随机鉴别符一定不同。要进一步区别同时发起请求的MS,还要根据Um 接口上的 应答消息。信道请求消息只在BSS 内部进行处理。

    传输

    随机接入信道的传输是基于带有快速捕获指示的时隙ALOHA方式。UE可以在一个预先定义的时间偏置开始传 输,表示为接入时隙。每两帧有15个接入时隙,间隔为5120码片。接入时隙上的定时信息和捕获指示如7.3所示。图3显示了接入时隙的数量和它们之间的相互间隔。当前小区中哪个接入时隙的信息可用,是由高层信息给出的。

    图3: RACH接入时隙数量和间隔

    随机接入发射的结构如图4所示。随机接入发射包括一个或多个长为4096码片的前缀和一个长为10ms或20ms 的消息部分。

    图4: 随机接入发射的结构

    前缀部分

    随机接入的前缀部分长度为4096chips,是对长度为16chips的一个特征码(signature)的256次重复。总共有16个不同的特征码,具体参见。

    消息部分

    图5显示了随机接入的消息部分的结构。10ms的消息被分作15个时隙,每个时隙的长度为Tslot=2560chips。每个时隙包括两部分,一个是数据部分,RACH传输信道映射到这部分;另一个是控制部分,用来传送层1控制信息。数据和控制部分是并行发射传输的。一个10ms消息部分由一个无线帧组成,而一个20ms的消息部分是由两个连续的10ms无线帧组成。消息部分的长度可以由使用的特征码和/或接入时隙决定,这是由高层配置的。

    数据部分包括10*2^k个比特,其中k=0,1,2,3。对消息数据部分来说分别对应着扩频因子为256,128,64和32。

    控制部分包括8个已知的导频比特,用来支持用于相干检测的信道估计,以及2个 TFCI比特,对消息控制部分 来说这对应于扩频因子为256。导频比特模式如表8所示。在随机接入消息中 TFCI比特的总数为15*2=30比特。 TFCI值对应于当前随机接入消息的一个特定的传输格式。在PRACH消息部分长度为20ms的情况下, TFCI将在第2个无线帧中重复。

    图5:随机接入消息部分的结构

    表6: 随机接入消息的数据字段

    时隙格式#i

    信道比特速率(kbps)

    信道符号速率(ksps)

    SF

    比特/帧

    比特/时隙

    Ndata

    0

    15

    15

    256

    150

    10

    10

    1

    30

    30

    128

    300

    20

    20

    2

    60

    60

    64

    600

    40

    40

    3

    120

    120

    32

    1200

    80

    80

    表7: 随机接入消息的控制字段

    时隙格式#i

    信道比特速率(kbps)

    信道符号速率(ksps)

    SF

    比特/帧

    比特/时隙

    Npilot

    NTFCI

    0

    15

    15

    256

    150

    10

    8

    2

    表 8: 用于RACH消息部分的导频比特模式,其中Npilot = 8

      

    Npilot= 8

    Bit #

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    Slot #0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

    0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1

    3发送信道

    在发送完初始的信道请求消息后,MS 启动定时器T3120 并守候在全下行CCCH 信道(准备接收应答)和BCCH 信道上。当定时器T3120逾时而且RACH 重发次数未超过“最大重传次数”(由BCCH 上的 系统消息中获得)时,MS 将重复发送信道请求消息。

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    SDCCH的全称是独立专用控制信道(Stand-Alone Dedicated Control Channel),用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令。

    例如位置更新消息、短消息、鉴权消息、加密命令及处理各种附加业务在此信道上进行。上行和下行信道,点对点方式传播。一般进行的信令交互主要利用SDCCH信道承载,SDCCH信道的分配也称立即指配过程。有时还会进行短信传输。

    在SDCCH 信道上完成的话务事件,下面将一一列出:

    位置更新

    在GSM 系统中,用户登记的最小区域叫LAC 位置区域。当用户在一个LAC 位置区域内时,无论怎样移动都无需向系统报告。只有用户到达另一个位置区域时才会发生位置更新。用户发生一次位置更新占用SDCCH 信道的时间大约为3.5s。其中传送位置更新消息的时间为3s,从SDCCH 信道释放到BSC 确认SDCCH信道空闲的时间为0.5s。

    在用户开机时,首先搜索并锁定在信号最强的BCCH 信道上,系统在B C C H 信道上发送系统广播信息及寻呼信息。如果用户是第一次接入,在MSC/VLR没有该用户的任何信息,用户在BCCH 信道上收到系统广播的L A C 位置区域信息后,立即接入网络,向MSC/VLR 发出位置登记或位置更新消息,MSC/VLR通过查询、鉴权确认后,准许用户接入。

    用户IMSI 附着/ 分离

    在网络中启用用户附着/分离功能后,在用户关机时向系统发送最后一次分离处理请求消息,MSC/VLR收到分离消息后,将用户对应的IMSI标识为分离状态。IMSI分离时,系统不进行鉴权,也不向用户发送任何确认消息。用户IMSI 分离一次占用SDCCH 的时间大约为2.9s。在时间上等于一次位置更新的时间减去用户IMSI 鉴权一次的时间,用户IMSI 鉴权一次的时间为0.6s。当用户在同一个LAC 位置区域内开机时,用户向系统发送激活处理请求消息,M S C / V L R 收到用户请求、鉴权通过后,将用户对应的IMSI标识为附着状态。用户IMSI 附着一次占用SDCCH 信道的时间为3.5s,与用户完成一次位置更新的时间相同。

    周期性位置登记

    无线通信系统中,经常会发生系统与用户丢失通信的情况,使系统不能掌握用户当前的位置及状态信息。系统与用户丢失通信的几种情况如下:

    (1)用户手机自动掉电;

    (2)用户进入盲区;

    (3)在用户向系统发送IMSI 分离消息时,由于SDCCH 信道传输质量较差,误码率高,使系统不能正确地译码,丢失用户的分离消息。

    遇到上述情况时, 在很长一段时间内系统还以为用户处于附着状态,或者在最后登记的小区内,这时如有对用户的呼叫,系统会不断地向基站发送寻呼消息,而不能在GSM 网的关口局直接通知主叫用户该用户已经关机。为了使系统及时掌握用户状态,系统定义了周期性位置登记功能, 让用户每隔一定时间向系统汇报一次所在位置,如果到了周期性位置登记时间,系统没有收到用户的登记消息,就在用户登记的VLR 中将用户标识为分离状态。用户进行周期性位置登记需要系统确认, 在用户没有收到证实消息前一直向系统发送周期性位置登记消息,直到收到系统证实消息后才停止发送。

    在用户没有连续重发的情况下, 完成一次周期性登记的时间大约为3.5s,与用户完成一次位置更新的时间相同。在GSM 系统中,每个BSC 可以定义不同的周期性登记时间,系统在BCCH 信道上向用户广播周期性登记时间。在实际运行网络中,可以根据基站位置进行调整。在无线覆盖较好的区域,如市区,由于系统盲区较少且用户密度大,可以适当将用户位置登记时间加长,这样可以有效地减少系统的信令处理开销。相反在偏远区域,由于覆盖较差,用户进入盲区的机率较高,可以适当缩短用户位置登记的时间, 可以使系统及时掌握用户的状态信息。

    呼叫建立

    在GSM 系统中,用户在每次呼叫建立时都要进行鉴权。因此,在SDCCH 信道上传送的信息包括用户鉴权消息及呼叫接续信令。根据统计结果,用户完成一次主叫呼出占用SDCCH 信道的时间为2.7s,完成一次被叫占用SDCCH 信道的时间为2.9s,其中从SDCCH 信道释放到BSC 收到释放证实信号的时间为0.5s。4.5点对点短消息传送GSM 系统支持点对点短消息传送业务。在用户手机空闲时,要占用SDCCH 信道传送短消息; 在用户通话时,要占用SACCH信道传送短消息。传送短消息占用SDCCH 信道的时间为短消息呼叫建立与传送短消息的时间和。与通话呼叫建立相比,短消息呼叫建立的信令较短。系统传送一次短消息占用SDCCH 信道的平均时间大约为6.2s。

    补充业务

    在GSM 网络中,除了基本的通话业务以外,还可以向用户提供许多补充业务,如来电显示、呼叫前传、呼叫限制三方通话等补充业务。所有补充业务的激活都要占用SDCCH 信道,根据统计结果,每激活一次补充业务占用SDCCH 信道的时间大约为0.9s。

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    (Fast Associated Control Channel) 快速随路 控制信道

    SACCH速率较低,仅为380 bits/s,但引入的时延却达到半秒的数量级,因此它不适合例如切换等的快速变换场合,在这种情况下,引入了FACCH(Fast Associated Control Channel,快速随路控制信道)信道的概念,它也是一个与TCH相关的信道。   在MS发生切换时,FACCH借用20 ms话音信道来传送切换信令。FACCH偷用一个456比特的比特块,所以会替代它所占用的话音数据,然后经过与其它话音数据同样的交织(交织深度=8),每个含有FACCH块的突发脉冲序列中都会设置对应的偷帧标志。因此FACCH偷帧过程结束后,TDMA帧中发射的信息并不全是连续的话音信息,所以会有短暂的中断。一次切换,中断大概在100 ms~200 ms之间。因中断时间较短,我们不易觉察。但如果MS频繁切换时,过多的中断会对用户的感知度造成影响。   MS切换过程会降低通话质量,但这种中断是为了保持网络的连接性能而完成向更合适小区切换的需要。PESQ(见注1)等语音质量评估体系均考虑了偷帧因素。

    注1:PESQ(Perceptual evaluation of speech quality,主观语音质量评估),是ITU-T P.862建议书提供的客观MOS值评价方法。

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    Slow Associated Control Channel 慢速随路控制信道
    SACCH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,属于上行和下行信道,采用点对点的方式传播。

    Slow Associated Control Channel 慢速随路 控制信道

    在GSM数字蜂窝移动系统中,SACCH与一个TCH(见注1)或一个SDCCH(见注2)相关,是一个传送连续信息的连续数据信息,属于上行和下行信道,采用点对点的方式传播。

    在上行方向,SACCH传送MS接收到的关于服务及邻小区信号强度的测量报告,而在下行方向,它用于MS的功率管理和时间调整。SACCH被分配给专用信道,并允许通过不同类型的控制信令。

    注1:TCH-Traffic Channel,业务信道,用于传输话音和数据   注2:SDCCH-Stand-Alone Dedicated Control Channel,独立专用控制信道,用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令

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    业务信道(TCH),Traffic Channel,传输话音和数据,话音业务信道按速率的不同,可分为全速率话音业务信道(TCH/FS)和半速率话音 业务信道(TCH/HS)。

    同样,数据业务信道按速率的不同,也分为全速率数据业务信道(如TCH/F9.6, TCH/F4.8,TCH/F2.4)和半速率数据业务信道(如 TCH/H4.8,TCH/H2.4)(这里的数 字9.6,4.8和2.4表示数据速率,单位为kb/s)。

    业务信道(TCH)载有编码的话音或用户数据,它有全速率业务信道(TCH/F)和半速率业务信道(TCH/H)之分,两者分别载有总速率为22.8和11.4kbit/s的信息,使用全速率信道所有时隙的一半,就可得到半速率信道。因此一个载频可提供8个全速率或16个半速率业务信道(或两者的组合)并包括各自所带有的随路控制信道[1]

    话音业务信道

    载有编码话音的业务信道分为全速率话音业务信道(TCH/FS)和半速率话音业务信道(TCH/HS),两者的总速率分别为22.8和11.4kbit/s。

    对于全速率话音编码,话音帧长20ms,每帧含260比特,提供的净速率为13kbit/s。

    数据业务信道

    在全速率或半速率信道上,通过不同的速率适配、信道编码和交织,支撑着直至9.6kbit/s的透明和非透明数据业务。用于不同用户数据速率的业务信道,具体有:

    9.6kbit/s,全速率数据业务信道(TCH/F9.6)

    4.8kbit/s,全速率数据业务信道(TCH/F4.8)

    4.8kbit/s,半速率数据业务信道(TCH/H4.8)

    ≤2.4kbit/s,全速率数据业务信道(TCH/F2.4)

    ≤2.4kbit/s,半速率数据业务信道(TCH/H2.4)

    数据业务信道还支撑具有净速率为12kbit/s的非限制的数字承载业务。

    GSM系统中,为了提高系统效率,还引入额外一类信道,即TCH/8,它的速率很低,仅用于信令和短消息传输。如果TCH/H可看作为TCH/F的一半,则TCH/8便可看作

    为TCH/H的四分之一,则TCH/8使可看作为TCH/F的八分之一。TCH/8应归于慢速随路控制信道(SACCH)的范围。

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