1、gsm系統(tǒng)無線信道的衰落特性
通信系統(tǒng)的好壞由輸出的誤碼率來判斷，但多徑效應卻會引起很高的誤碼率，使通信無法正常進行。多徑傳輸帶來了額外的路徑損耗，多徑衰落會導致數(shù)字信號傳輸?shù)耐话l(fā)性錯誤；多徑延時擴展將導致數(shù)字信號傳輸?shù)拇a間干擾。
2、 信道編碼與交織編碼
1） 信道編碼
改善傳輸質(zhì)量，克服各種干擾因素對信號產(chǎn)生的不良影響；用有效性換取可靠性。編碼：發(fā)送端將原始數(shù)據(jù)和增加的數(shù)據(jù)比特（通過某種約定從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)計算產(chǎn)生）一起發(fā)送；解碼：接收端利用冗余信息檢錯并盡可能地糾錯。如果收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過同樣的計算得到的冗余與收到的不一致時，可確定傳輸有誤。
編碼方式：大多數(shù)情況下，最終的冗余碼是多種編碼的混合結果。
① 塊卷積碼：主要用于糾錯。解碼器宜采用最大似然估計方法
② 糾錯循環(huán)碼：主要用于檢測和糾正成組出現(xiàn)的誤碼。通常與塊卷積碼混合使用，用于捕捉和糾正遺漏的組誤差。
③ 奇偶碼：一種普遍使用的，最簡單的檢測誤碼的方法
2）交織編碼
交織編碼的目的是把一個較長的突發(fā)誤碼離散成隨機誤碼，再用糾正隨機誤碼的編碼技術，如卷積編碼技術，消除隨機誤碼。
①原理
按行輸入，按列輸出。把碼字順序相關的比特流非相化。
②方法
將912bit字符交織后分散到8個tdma幀的時隙中來傳輸；輸入碼流是20ms的幀，每幀含456bit。每兩幀（40ms）共912bit，按每行8位寫入，共寫入114行；輸出按列輸出，每次讀出114bit，恰好對應gsm的一個tdma時隙；
③過程
在40ms共912bit間進行，將輸入碼流長為20ms幀中的456bit分成8段，每段含57bit；當前幀的456bit分別與第n-1幀后半幀的228bit和第n+1幀前半幀的228bit交織。交織過程如圖1所示。
圖1 交織過程
3、viterbi均衡與天線分集
1）viterbi均衡
均衡的目的：解決符號間干擾問題，適合于信號不可分離多徑的條件下，且時延擴展遠大于符號寬度的情況。
均衡的分類：頻域均衡：使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。時域均衡：使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的沖激響應滿足無碼間串擾的條件 （數(shù)字通信中常用）。
均衡算法的限制：所用算法必須能夠處理在16μs之內(nèi)收到的兩個等功率的多經(jīng)信號。因此在gsm系統(tǒng)中多采用viterbi均衡算法
2)天線分集
使用兩個接收信道，它們受到的衰落影響是不相關的（即兩者在某一時刻同時經(jīng)受某一深衰落點影響的可能性很小）。因此當合成來自兩付天線的信號時，衰落程度能被減小。
圖2 天線分集接收示意圖
3） 跳頻技術
所謂跳頻就是有規(guī)則地改變一個信道的頻隙（載頻頻帶）。跳頻分為快跳頻和慢跳頻，在gsm的無線接口上采用的是慢跳頻技術，如圖2所示gsm慢跳頻示意圖，gsm系統(tǒng)的跳頻是在tdma幀中的時隙上進行的。
gsm系統(tǒng)引入跳頻有兩個主要原因：一是頻率分集；二是干擾分集。
(1)頻率分集是為了抗拒移動通信系統(tǒng)中瑞利衰落的影響而采用的抗干擾分集技術。(2) 干擾分集源于碼分多址（cdma）的應用。
在高業(yè)務量區(qū)域，系統(tǒng)所能提供的容量受載干比（c/i）限制。在允許干擾總合下，可存在的干擾源越多，系統(tǒng)容量越大，這就是干擾分集的目的。
在gsm系統(tǒng)中，有時為了提高頻譜的利用率，不同小區(qū)中可以包含相同頻率。如圖3所示gsm蜂房結構與跳頻組網(wǎng)結構。
通常當干擾總合小于c/i=7db 時，呼叫將受嚴重干擾：如果沒有跳頻，只有分配在f1或f2上的用戶可以得到正確接收；然而有了跳頻，就可以在所有情況下保證質(zhì)量。計算結果見下表。
圖3 gsm蜂房結構與跳頻組網(wǎng)
a小區(qū)受干擾情況
f1
f2
f3
f4
移動臺→基站干擾電平(無跳頻)
0.1
(c/i=10db)
0.14
(c/i=8.5db)
0.25
(c/i=6db)
0.28
(c/i=5.5db)
移動臺→基站平均干擾電平(有跳頻)
0.19
(c/i=7.2db)
移動臺→移動臺干擾電平(無跳頻)
0.10
(c/i=10db)
0.14
(c/i=5.5db)
移動臺→基站平均干擾電平(有跳頻)
0.19
(c/i=7.2db)
圖4 gsm慢跳頻示意圖
4、話音激活與功率控制
在gsm系統(tǒng)中，采用語音激活與功率控制可以有效地減少同信道干擾。
1）話音激活控制就是采用非連續(xù)發(fā)射，如圖5所示。
圖5 非連續(xù)發(fā)射（dtx）框圖
圖6 話音激活監(jiān)測器（vad）框圖
元件
功能
發(fā)端
話音激活檢測器
檢測是否有話音或僅僅是噪音
發(fā)射機舒適噪音發(fā)生器
產(chǎn)生并發(fā)送與發(fā)射機背景噪音相似的信號參數(shù)
收端
接收機舒適噪音發(fā)生器
產(chǎn)生與發(fā)射機背景噪音相似的背景噪音信號，使收聽者覺察不到話音激活控制開關的動作
話音幀代換器
用前面未受干擾的話音幀取代受干擾的話音幀，從而保證接收的話音質(zhì)量
2）功率控制
①功率控制目的：在保證通信服務質(zhì)量的條件下，使發(fā)射機的發(fā)射功率為最小，從而降低系統(tǒng)內(nèi)的同信道干擾的平均電平。
②規(guī)定：支持基站和移動臺各自獨立地進行發(fā)射功率控制，規(guī)定總的控制范圍是30db，每步調(diào)節(jié)范圍是20db，從20mw到20w之間的1 6個功率電平，每步精度為±3db，最大功率電平的精度為±1.5db。
③過程:移動臺測量信號強度和信號質(zhì)量，并定期向基站報告，基站按預置的門限參數(shù)與之相比較，然后確定發(fā)射功率的增減量。同理，移動臺按預置的門限參數(shù)與之相比較，然后確定發(fā)射功率的增減量。
在實際應用中，主要是對移動臺（而非基站）的發(fā)射功率進行控制：以滿足覆蓋區(qū)內(nèi)移動用戶能正常接收為準
3)gsm系統(tǒng)中的語音編碼技術
①語音方案
13kbit/s rpe-ltp碼（規(guī)則脈沖激勵長期預測）
②目的
在保證語音或數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的條件下，提高系統(tǒng)的無線資源利用率，增加系統(tǒng)的容量
③過程
把語音分成20ms 為單位的段，每個段編成260bit的數(shù)據(jù)塊，然后對每個小段分別編碼；塊與塊之間依靠外同步，塊內(nèi)部不含同步信息；收端將收到的信息塊經(jīng)lpt和lpc濾波重組；經(jīng)過一個預先設計好的去加重網(wǎng)絡加以復原，恢復語音信號。
5、gsm系統(tǒng)中的語音處理的一般過程見圖7所示。
圖7 gsm中語音處理的一般過程