突发脉冲序列在GSM系统中的传输优化：任务帧与信道

GSM系统在无线路径上传输要涉及的基本概念最主要的是突发脉冲序列（Burst），简称突发序列，它是一串含有百来个调制比特的传输单元。突发脉冲序列有一个限定的持续时间和占有限定的无线频谱。它们在时间和频率窗上输出，而这个窗被人们称为隙缝（Slot）。确切地说，在系统频段内，每200kHz设置隙缝的中心频率（以FDMA角度观察），而隙缝在时间上循环地发生，每次占15/26ms即近似为0.577ms（以TDMA角度观察）。在给定的小区内，所有隙缝的时间范围是同时存在的。这些隙缝的时间间隔称为时隙（Time Slot），而它的持续时间被用于作为时间单元，标为BP，意为突发脉冲序列周期（Burst Period）。

我们可用时间/频率图把隙缝画为一个小矩形，其长为15/26ms、宽为200kHz，如图2-1-9所示。类似地，我们可把GSM所规定的200kHz带宽称为频隙（Frequency Slot），相当于GSM规范书中的无线频道（Radio Frequency Channel），也称射频信道。

时隙和突发脉冲序列两术语，在使用中带有某些不同的意思。例如突发脉冲序列，有时与时—频“矩形”单元有关，有时与它的内容有关。类似地，时隙含有其时间值的意思，或意味着在时间上循环地使用每8个隙缝中的一个隙缝。使用一个给定的信道就意味着在特定的时刻和特定的频率，也就是说在特定的隙缝中传送突发脉冲序列。通常，一个信道的隙缝在时间上不是邻接的。

信道对于每个时隙具有给定的时间限界和时隙号码（Time Slot Number，TN），这些都是信道的要素。一个信道的时间限界是循环重复的。

与时间限界类似，信道的频率限界给出了属于信道的各隙缝的频率。它把频率配置给各时隙，而信道带有一个隙缝。对于固定的频道，频率对每个隙缝是相同的。对于跳频信道的隙缝，可使用不同的频率。

帧（Frame）通常被表示为接连发生的i个时隙。在GSM系统中，目前采用全速率业务信道，i取为8。TDMA帧强调的是以时隙来分组而不是8BP。这个想法在处理基站执行过程中是很自然的，它与基站执行许多信道的实际情况相吻合。但是从移动台的角度看，8BP周期的提法更自然，因为移动台在同样的一帧时间中仅处理一个信道，占用一个时隙，更有“突发”的含义。

一个TDMA帧包含8个基本的物理信道。

物理信道（Physical Channel）采用频分和时分复用的组合，它由用于基站（BS）和移动台（MS）之间连接的时隙流构成。这些时隙在TDMA帧中的位置，从帧到帧是不变的，如图2-1-10所示。

逻辑信道（Logical Channel）是在一个物理信道中作时间复用的。不同逻辑信道用于BS和MS之间传送不同类型的信息，例如信令或数据业务。在GSM建议中，对不同的逻辑信道规定了五种不同类型的突发脉冲序列。

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图2-1-10 时间和频率中的隙缝

图2-1-11所示为TDMA帧的完整结构，还包括了时隙和突发脉冲序列。必须记住，TDMA帧是在无线链路上重复的“物理”帧。

图2-1-11 帧、时隙和突发脉冲序列

每一个TDMA帧含8个时隙，共占60/13≈4.615ms。每个时隙含156.25个码元，占15/26≈0.557ms。多个TDMA帧构成复帧（Multiframe），其结构有两种，分别含连贯的26个或51个TDMA帧。当不同的逻辑信道复用到一个物理信道时，需要使用这些复帧。

含26帧的复合帧其周期为120ms，用于业务信道及其随路控制信道。其中24个突发序列用于业务，2个突发序列用于信令。含51帧的复合帧其周期为3060/13≈235.385ms，专用于控制信道。

多个复帧又构成超帧（Super frame）它是一个连贯的51×26TDMA帧，即一个超帧可以是包括51个26TDMA复帧，也可以是包括26个51TDMA复帧。超帧的周期均为1326个TDMA帧，即6.12s。

多个超帧构成超高帧（Hyper frame）。它包括2048个超帧，周期为12533.76s，即3h28min 53s 760ms。用于加密的语音和数据，超高帧每一周期包含2715648个TDMA帧，这些TDMA帧按序编号，依次从0～2715647，帧号在同步信道中传送。帧号在跳频算法中也是必需的。