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第一章：蜂窝通信网蜂窝电话系统实现移动用户与公众电话网或另一个蜂窝网移动用户之间的连接通信。
用户与网络的信息通信是在利用无线信道上的，这样就减除了传统电话机必须连电话线固定的局限，因此实现了用户的彻底可移动性（无论是乘坐交通工具或徒步行走）。
蜂窝网有着固定电话网不可比拟的优点，首先对用户来说，它有：●可移动性●更灵活●更方便等特点，对运营商来说，它有：●便于扩容●利润可观●功能强大●组网方便等特点。
网络组成GSM网络由网络交换子系统（Mobile services Switching Centres 简称MSC）、基站子系统（Base Station Systems 简称BSS）和移动台（Mobile Station简称MS）三大系统组成，各系统还可细分各子系统，如BSS包括基站控制器BSC、收发信台BTS和码速变换器等，这些子系统将在下一章详细陈述。
有了MSC、BSS和MS我们就具备了建立呼叫、进行通话和计费等一般公众电话网的功能，另外为了用户能与固定电话或其它网络通信，还有必要与PSTN （公众电话交换网）相连。
在蜂窝网里MS的服务小区叫“cells”，这些“cells”由BSS提供，每个BSS 可带一个或多个cells。
这些cells的轮廓通常象个蜂窝一样，但由于覆盖地形的多样性和网络规划需要，它实际的形状并不是那么规则。
理论上的蜂窝形状频谱资源频谱是一个有限的资源，只有一段非常小的频段分配给蜂窝通信使用，以下列出GSM900的频谱分配，扩展GSM900（EGSM），GSM1800（DCS1800）和PCS1900。
GSM900⏹收（上行）：890—915MHZ⏹发（下行）：935—960MHZ⏹124个绝对无线频率信道（ARFCN：Absolute Radio Frequency Channels）EGSM900⏹收（上行）：880—915MHZ⏹发（下行）：925—960MHZ⏹174个ARFCNGSM 1800（DCS1800）⏹收（上行）：1710—1785MHZ⏹发（下行）：1805—1880MHZ⏹374个ARFCNPCS1900⏹收（上行）：1850—1910MHZ⏹发（下行）：1930—1990MHZ⏹299个ARFCNARFCN⏹带宽=200KHZ⏹8个时分多址（TDMA）时隙cell的大小在一个物理区域内小区的数量取决于当地使用网络的用户数，以及当地的地形地貌（山坡、湖泊、建筑物等）。
信道编码基础知识培训讲义信道编码,也叫差错控制编码,就是所有现代通信系统得基石。
几十年来,信道编码技术不断逼近香农极限,波澜壮阔般推动着人类通信迈过一个又一个顶峰。
5G到来,我们还能突破自我,再创通信奇迹吗？所谓信道编码,就就是在发送端对原数据添加冗余信息,这些冗余信息就是与原数据相关得,再在接收端根据这种相关性来检测与纠正传输过程产生得差错。
这些加入得冗余信息就就是纠错码,用它来对抗传输过程得干扰。
1948年,现代信息论得奠基人香农发表了《通信得数学理论》,标志着信息与编码理论这一学科得创立。
根据香农定理,要想在一个带宽确定而存在噪声得信道里可靠地传送信号,无非有两种途径:加大信噪比或在信号编码中加入附加得纠错码。
这就像在嘈杂得酒吧里,酒喝完了,您还想来一打,要想让服务员听到,您就得提高嗓门(信噪比),反复吆喝(附加得冗余信号)。
但就是,香农虽然指出了可以通过差错控制码在信息传输速率不大于信道容量得前提下实现可靠通信,但却没有给出具体实现差错控制编码得方法。
人类在信道编码上得第一次突破发生在1949年。
R、Hamming与M、Golay提出了第一个实用得差错控制编码方案。
受雇于贝尔实验室得数学家R、Hamming将输入数据每4个比特分为一组,然后通过计算这些信息比特得线性组合来得到3个校验比特,然后将得到得7个比特送入计算机。
计算机按照一定得原则读取这些码字,通过采用一定得算法,不仅能够检测到就是否有错误发生,同时还可以找到发生单个比特错误得比特得位置,该码可以纠正7个比特中所发生得单个比特错误。
这个编码方法就就是分组码得基本思想,Hamming提出得编码方案后来被命名为汉明码。
汉明码得编码效率比较低,它每4个比特编码就需要3个比特得冗余校验比特。
另外,在一个码组中只能纠正单个得比特错误。
M、Golay先生研究了汉明码得缺点,提出了Golay码。
Golay码分为二元Golay码与三元Golay码,前者将信息比特每12个分为一组,编码生成11个冗余校验比特,相应得译码算法可以纠正3个错误;后者得操作对象就是三元而非二元数字,三元Golay码将每6个三元符号分为一组,编码生成5个冗余校验三元符号,这样由11个三元符号组成得三元Golay码码字可以纠正2个错误。
移动通信GSMGSM总体⏹1988年颁布了GSM标准——泛欧数字蜂窝网通信标准⏹包括两个并行的系统——GSM900、DCS1800。
⏹两个系统功能相同，主要的差异是频段不同。
⏹GSM标准只对功能、接口作了详细规定，便于不同公司的产品可以互联互通。
以一个构GSM系统的号码编制⏹移动用户识别码——IMSI（国际移动用户识别码）⏹每个用户一个，在所有位置均有效，通常在呼叫建立和位置更新时使用。
⏹存在于SIM卡中，安全性很重要。
GSM系统的号码编制⏹临时移动用户识别码——TMSI⏹IMSI只在起始呼叫中使用，而后用换算出TMSI完成通话过程。
GSM系统的号码编制⏹国际移动设备识别码——IMEI⏹手机串号⏹MT的唯一标志，由于监控设备。
⏹一般，在MT键盘上按下*#06#，即可得到。
GSM系统的号码编制⏹MT的网络服务号码⏹类似于固定电话号码的编制原则⏹13x xxxx xxxxGSM系统的号码编制⏹基站识别编码BSIC⏹位置区识别编码LAI⏹便于识别基站及位置区，为位置更新和信道越区切换服务GSM提供的主要业务⏹目前投入使用的是⏹语音传输⏹短消息业务⏹传真GSM系统的无线接口⏹频率-时间分隔的蜂窝系统⏹小区结构和载频运用⏹小区区群载频复用⏹小区半径：BTS—MT间距离，农村一般35KM，市区一般1KM⏹可采用区群内三小区⏹每小区三扇区⏹区群间频率复用GSM系统的无线接口⏹频率-时间分隔的蜂窝系统⏹工作频带和载频间隔⏹上行：890-915MHZ⏹下行：935-960MHZ⏹共有25MHZ带宽⏹FDD双工间隔45MHZ⏹每频带上200KHZ载波间隔GSM系统的无线接口⏹频率-时间分隔的蜂窝系统⏹频道编号⏹1号～124号⏹n=1 ～124⏹1、124号基本不用MHZ nf uplink)2.0890(+=MHZnffuplinklink)2.0935(45down+=+=GSM系统的无线接口⏹频率-时间分隔的蜂窝系统⏹发射类型⏹GSM：发射类别为271KF7W，即：⏹每载频段用TDMA技术⏹含8个基本物理信道/8个基本时隙⏹调制速率为270.83KBps⏹GMSK调制方式GSM系统的无线接口⏹频率-时间分隔的蜂窝系统⏹GSM：蜂窝系统⏹载频间隔：200KHZ⏹每载频：按时间分隔为8个时隙的1个个TDMA帧，即每载频8信道⏹每小区基站：含由若干个预先分配的频率——时间信道GSM系统的无线接口⏹物理信道和逻辑信道的结构⏹我们已知GSM上下行频带被分为124对载频，载频间隔200KHZ⏹每对载频上的时间被分割，供不同用户使用，称作时隙。
GSM系统信道编码技术探讨在GSM中的信道可分为物理信道和逻辑信道。
一个物理信道就是一个时隙，通常被定义为给定TDMA帧上的固定位置上的时隙（TS）。
而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的消息种类不同而定义的不同逻辑信道。
这些逻辑信道是通过BTS来影射到不同的物理信道上来传送。
逻辑信道又可分为业务信道和控制信道.（一）业务信道：业务信道用于携载语音或用户数据，可分为话音业务信道和数据业务信道。
话音业务信道TCH/FS：全速率语音信道13Kbit/sTCH/HS: 半速率语音信道 5.6Kbit/s数据业务信道TCH/F9.6: 9.6kbit/s 全速率数据信道TCH/F4.8: 4.8kbit/s 全速率数据信道TCH/H4.8: 4.8kbit/s 半速率数据信道TCH/H2.4: <=2.4kbit/s 半速率数据信道TCH/F2.4: <=2.4kbit/s 全速率数据信道（二）控制信道：控制信道用于携载信令或同步数据，可分为广播信道、公共控制信道和专用控制信道。
广播信道（BCH）：包括BCCH、FCCH和SCH信道，它们携带的信息目标是小区内所有的手机，所以它们是单向的下行信道。
公共控制信道（CCCH）：包括RACH、PCH、AGCH和CBCH，前一个是单向上行信道，后者是单向下行信道。
专用控制信道（DCCH）：包括SDCCH、SACCH、FACCH1、广播信道：广播信道仅用在下行链路上，由BTS至MS。
它们用在每个小区的TS0上作为标频，在一些特殊的情况下，也可用在TS2，4或6上，这些信道包括BCCH、FCCH和SCH。
为了通信，MS需要于BTS保持同步，而同步的完成就要依赖FCCH和SCH逻辑信道，它们全部为下行信道，为点对多点的传播方式。
频率校正信道（FCCH）：FCCH信道携带用于校正MS频率的消息，它的作用是使MS可以定位并解调出同一小区的其它信息。
同步信道（SCH）：在FCCH解码后，MS接着要解出SCH信道消息，它给出了MS需要同步的所有消息及该小区的的标示信息如TDMA帧号（需22比特）和基站识别码BSIC号（需6比特）。
信道编码第6章信道编码教学内容：信道编码的概念、信道编码定理、线性分组码、循环码6.1信道编码的概念教学内容：1、信道编码的意义2、信道编码的分类3、信道编码的基本原理4、检错和纠错能⼒1、信道编码的意义由于实际信道存在噪声和⼲扰，使发送的码字与信道传输后所接收的码字之间存在差异，称这种差异为差错。
信道编码的⽬的是为了改善通信系统的传输质量。
基本思路是根据⼀定的规律在待发送的信息码中加⼊⼀些多余的码元，以保证传输过程的可靠性。
信道编码的任务就是构造出以最⼩冗余度代价换取最⼤抗⼲扰性能的“好码”。
2、信道编码的分类纠错编码的⽬的是引⼊冗余度，即在传输的信息码元后增加⼀些多余的码元（称为校验元，也叫监督元），以使受损或出错的信息仍能在接收端恢复。
⼀般来说，针对随机错误的编码⽅法与设备⽐较简单，成本较低，⽽效果较显著；⽽纠正突发错误的编码⽅法和设备较复杂，成本较⾼，效果不如前者显著。
因此，要根据错误的性质设计编码⽅案和选择差错控制的⽅式。
3、信道编码的基本原理可见，⽤纠（检）错控制差错的⽅法来提⾼通信系统的可靠性是以牺牲有效性的代价来换取的。
在通信系统中，差错控制⽅式⼀般可以分为检错重发、前向纠错、混合纠错检错和信息反馈等四种类型。
⾹农理论为通信差错控制奠定了理论基础。
⾹农的信道编码定理指出：对于⼀个给定的有⼲扰信道，如信道容量为C，只要发送端以低于C的速率R发送信息(R为编码器输⼊的⼆元码元速率)，则⼀定存在⼀种编码⽅法，使编码错误概率p随着码长n的增加，按指数下降到任意⼩的值。
这就是说，可以通过编码使通信过程实际上不发⽣错误，或者使错误控制在允许的数值之下。
4、检错和纠错能⼒举例：A、B两个消息a、没有检错和纠错能⼒：0、1b、检出⼀位错码的能⼒：00、11c、判决传输有错：000、111（⼤数法则）⼀般来说，引⼊监督码元越多，码的检错、纠错能⼒越强，但信道的传输效率下降也越多。
⼈们研究的⽬标是寻找⼀种编码⽅法使所加的监督码元最少，⽽检错、纠错能⼒⼜⾼且⼜便于实现。
第六章空中接口的信道编码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。
目录页码GSM突发脉冲序列(Burst)----------------------------------- 2 GSM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(Enhanced Full Rate)------------------ 10 EFR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☺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。
GSM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(Fast Associated Control Channel)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。
GSM 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GSM突发脉冲序列…突发脉冲序列类型（Burst Types）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（Normal Burst）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（Frequency Correction Burst）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（Synchronization Burst）用来用于下行的SCH，使MS同步到BTS。
●填充突发脉冲序列（Dummy Burst）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（Access Burst）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）。
GSM突发脉冲序列类型常规突发脉冲序列(NB)信息训练序列信息频率校正突发脉冲序列(FB)固定比特同步突发脉冲序列编码过的比特同步序列编码过的比特填充突发脉冲序列固定比特训练序列固定比特接入突发脉冲序列同步序列加密比特时间第六章空中接口的信道编码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GSM Burst，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。
●Class la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。
Class 1a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Class la比特中不可纠正的错误，如果Class la比特中出现错误，一般整个信息块都会被丢弃。
●Class lb132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A bis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，Enhanced Full Rate），A bis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。
话音信道编码校验比特尾比特卷积编码增强型全速率EFR( Enhanced Full Rate)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：50 Class1a+124 Class1b+70 Class2=244 bit预编码：从50 Class1a+15 Class1b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：50 Class1a+132 Class1b+78 Class2=260 bit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。
对增强型全速率话音的预编码244bitsClass 1a Class 2b Class 250 bits 124bits 70 bits8bit的CRC加到8个重复bitsClass 1b中加到Class 2 中Class 1a Class 1b Class 250bits 132bits 78bits260 bits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，只是在某些数字上有些不同。
