1．GSM信道的分类

GSM系统中既包含有线信道，又包含无线信道。一般来讲，移动台与基站之间的通信信道属于无线信道；而基站与网络交换子系统之间以及网络交换子系统内部的信道都属于有线信道，如光缆。

在不同的多址体制中，信道体现为不同的形式。在FDMA中，信道是电磁信号的一个特定频率区域即频带；在TDMA中，信道指的是信号的一个特定时间段，称为时隙；在CDMA中，一个信道针对着一个特定的编码序列，称为伪随机序列。上述这些形式的信道都称为物理信道。GSM系统采用的就是TDMA体制，其物理信道指的是对应1个载频上的TDMA的1个时隙（TS）。与物理信道相对应的还有逻辑信道。GSM中的逻辑信道是根据基站与移动台之间传输的信息种类的不同而定义的。这些逻辑信道在传输过程中都要被放到相应的物理信道上去，这称为映射。从基站到移动台方向的信道称为下行信道或称信道的下行链路，从移动台到基站方向的信道称为上行信道或信道的上行链路。

因此，可以将GSM系统的信道分为物理信道和逻辑信道。物理信道是指某一载频中的某一具体时隙。逻辑信道是指携带信息的信道。

（1）物理信道。

在时分多址的物理信道中，帧结构是基础，为此先讨论GSM的帧结构。前面已经提到，一个载频的TDMA帧的一个时隙称为一个物理信道。由于GSM系统每个TDMA帧包括8个时隙，所以在GSM系统中1个载频对应8个信道（依次称为信道0、信道1、…信道7）。由若干个TDMA帧构成复帧，其结构有两种：一种是由26帧组成的复帧，这种复帧长120ms，主要用于业务信息的传输，也称为业务复帧；另一种是由51帧组成的复帧，这种复帧长235．385ms，专用于传输控制信息，也称为控制复帧。

由51个业务复帧或26个控制复帧均可组成一个超帧，由2048个超帧组成超高帧，超高帧的周期为2 048×1 326=2 715 648个TDMA帧。

GSM系统上行传输所需的帧号和下行传输所用的帧号相同，但上行帧相对于下行帧来说，在时间上推后3个时隙。这样安排，允许移动台在这3个时隙的时间内，进行帧调整及对收发信机的调谐和转换。

GSM系统在900MHz频段设置了124对双工载频。

上行（移动台发、基站收）：890～915MHz

下行（基站发、移动台收）：935～960MHz

（2）逻辑信道。

在移动台和基站之间有大量的信息需要传输，如用户数据和控制信令。根据传递信息种类的不同，GSM系统定义了各种不同的逻辑信道。这些逻辑信道只表明信息的不同种类，它必须映射到物理信道上传送。

逻辑信道可分为业务信道（TrafficChannel）和控制信道（ControlChannel）两大类。

①业务信道（TCH）。

业务信道主要用于传送数字语音或用户数据，其次还有少量的控制信令。通常将业务信道分为全速率业务信道和半速率业务信道，一个载频可提供8个全速率业务信道或16个半速率业务信道。

业务信道分别为载有编码语音的业务信道即语音业务信道和载有数据的数据业务信道。

②控制信道（CCH）。

控制信道是用于传送信令或同步数据的信道。主要有3种控制信道：广播信道（BCH）、公共控制信道（CCCH）和专用控制信道（DCCH）。

广播信道（BCH）是从基站到移动台的一点对多点的单向控制信道，用于向移动台广播各类消息，属于下行链路。广播信道包括频率校正控制信道（FCCH）、同步信道（SCH）和广播控制信道（BCCH）3种。

频率校正信道（FCCH）携带用于供移动台进行频率校正的信息；同步信道（SCH）携带移动台帧同步信息和基站收发信台的识别信息；广播控制信道（BCCH）用于广播BTS的通用信息。

公共控制信道（CCCH）主要携带接入管理功能所需要的信息，是点对多点的双向控制信道，供网络中各移动台共同使用。它包括3种信道：寻呼信道（PCH）、随机接入信道（RACH）和准许接入信道（AGCH）。

寻呼信道（PCH）是用于基站寻呼移动台的点对点信道，属于下行链路。随机接入信道（RACH）是一个上行信道，用于移动台随机提出的入网申请，即请求分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。准许接入信道（AGCH）是一个下行信道，用于基站对移动台的入网申请做出应答，即分配一个独立专用控制信道。

专用控制信道（DCCH）是点对点的双向控制信道，根据控制过程的需要，将DCCH分配给移动台和基站，实现它们之间的点对点的信令传输。它包括3种信道：独立专用控制信道（SDCCH）、慢速辅助控制信道（SACCH）和快速辅助控制信道（FACCH）。

独立专用控制信道（SDCCH）用于在业务信道没分配前即在呼叫建立过程中传送信令，传送MS和BTS连接及分配信道的信令；慢速辅助控制信道（慢速随路控制信道）（SACCH）是在建立起业务信道后使用的信令信道，如传送服务区及邻近小区的信号强度的测试报告，以便进行越区切换；快速辅助控制信道（快速随路控制信道）（FACCH）一条业务信道连用，携带与独立专用控制信道（SDCCH）同样的信息，但在未分配SDCCH时才分配FACCH，通过从业务信道借取的帧来实现接续，如传送越区切换等指令。(www.daowen.com)

2．GSM信道的组织

如前所述，逻辑信道只表明传递信息的种类，它必须映射到物理信道上才能以突发脉冲串的形式发送出去。

（1）突发脉冲序列。

时分数字系统的TDMA帧的一个时隙中传输的信息格式称为突发脉冲序列。时分数字系统的无线载波发送采用间歇方式，突发开始时，载波电平从最低值迅速升到预定值并保持一段时间，此时发送突发中的有用信息。然后又迅速降到最低值，结束一个突发的发送。突发的开始和结束阶段传送的是保护部分。有用部分包括被传送的数据、训练序列及尾比特码，对应于发射载波的电平维持期间。保护部分不传输信息，它是用来分隔相邻突发的，对应于载波电平的上升和下降期间。

根据所传信息的不同，时隙所含的具体内容及其组成的格式也不相同。

GSM系统共有5种突发脉冲序列：常规突发脉冲序列NB（普通突发脉冲序列）、频率校正突发脉冲序列FB、同步突发脉冲序列SB、接入突发脉冲序列AB和空闲突发脉冲序列IB。

①常规突发脉冲序列NB。

常规突发脉冲序列NB携带业务信道信息及除频率校正信道、同步信道和随机接人信道以外的控制信道上的信息，信息位占116bit，分成两段，各58bit。其中，57位为数据（加密比特），另用1位表示此数据的性质是业务信号或控制信号。这两段信息之间插入26位训练序列，以消除多径效应产生的码间干扰。

GSM系统共有8种训练序列，可分别用于邻近的同频小区。由于选择了互相关系数很小的训练序列，因此接收端容易辨别各自所需的训练序列，产生信道模型，作为时延补偿的参照。尾比特TB（0，0，0），置于起始时间和结束时间，也称功率上升时间和拖尾时间，各占3bit（约11tus）。因为在无线信道上进行突发传输时，起始时载波电平必须从最低值迅速上升到额定值；突发脉冲序列结束时，载波电平又必须从额定值迅速下降到最低值（例如70dB）。有效的传输时间是载波电平维持在额定值的中间一段，在时隙的前后各设置3bit，允许载波功率在此时间内上升和下降到规定的数值。

②频率校正突发脉冲序列FB。

它用于移动台的频率同步，等效一个频率偏移的未调载波。起始和结束的尾比特各占3bit，保护时间8.25bit，它们均与普通突发脉冲序列相同，其余的142bit，均置成“0”，相应发送的射频是一个与载频有固定偏移（频偏）的纯正弦波，以便于调整移动台的载频。

③同步突发脉冲序列SB。

它用于移动台定时同步。因为在语音编码与信道编码时没考虑到同步问题，数字传输中最重要的同步问题由突发传输解决。SB是从BTS到MS的突发，它包括一个易于被检测的长同步序列（64bit），携带TDMA帧号（FN）和基站识别码（BSIC），与频率校正突发序列FB一起广播。SB的重复发送构成同步信道（SCH）。它是MS在下行方向上解调的第一个突发。有了TDMA帧号，MS就能判断控制信道的时隙。当MS测量信号强度时，传送的逻辑信令检查BTS的基站识别码，就可知道是哪一个基站的信号强度。

64bit训练序列的两端是各为39bit的加密比特，最后是8．25bit的保护时间。

④接入突发脉冲序列AB。

它用于移动台随机接入，AB是一种较短的突发，训练比特为4lbit，信息比特为36bit，再加上都为0的8bit首比特和3bit尾比特，保护间隔为68．25bit。

接入突发脉冲序列头标志和训练比特比标准突发要长，因为接收器在接收RACH上的信息时既不知道接收电平、频率误差，也不知道接收开始时间，是一个随机消息，因此需要特别安排，以提高解调的成功率。由于无法预知MS与BTS之间的传输时间，AB到达BTS时会产生两倍于实际传播时延的误差。当MS远离BTS时，还会出现突发不能适应接收窗口的问题，AB较短安排的目的就是克服这种影响。

AB的特点是保护时间较长，为68.25bit，这是为了适应移动台的首次接入和越区切换接入，因为随机接入不知道定时提前量。

⑤空闲突发脉冲序列IB。

空闲突发脉冲序列不携带任何信息。当无信息发送时，由于系统的需要，在相应的时隙内还应有突发发送，这种突发称为空闲突发，其结构与常规突发相同，只不过发送的比特流为固定比特序列。

（2）逻辑信道的映射。

实际应用中，各类信道是组合在一起的，组合的基本单元是复帧，各类信道有不同配置，称为信道组织。

要传送用户数据和信令，必须使用逻辑信道，以完成某种特定功能，它必须用物理信道来传送。如何有效地利用物理信道，就是根据不同要求，将逻辑信道安排到物理信道上，完成通信功能，这就是映射的概念。