摘要介紹了GSM上層協議中各個層的主要功能和GSM射頻指標的測試方法，包括發射機相位誤差和頻率誤差測試，發射機載波峰值功率與突發脈沖定時測試，接收機參考靈敏度測試。

關鍵詞GSM上層協議發射機測試　接收機測試

1、GSM上層協議

GSM協議的設計本身參照了OSI(開放系統互聯模型)，對協議棧的分層是按功能平面進行的，一層疊在一層上面。最底層完成信息在兩個遠距離實體之間的物理傳輸，要依賴物理介質。在每一層中，各實體通過交換信息，協同工作以提供上一層需要的服務，這些服務是對它下一層提供的服務的增強。層與層間實體的信息交換是通過業務接入點的一系列原語進行的。信息交換的路由功能是通過PD(ProtocolDiscriminator，協議鑒別器)和TI(TransactionIdentifier，事務標識符)實現的。信息流穿過不同實體間接口處的參考點的交換規則，稱為信令協議。

圖1表示了GSM數字移動通信系統的信令結構，橫向是根據物理的設置，從最左邊移動臺開始，順次接入系統的各種地面設施；縱向對應于各個功能層面，從最低的傳輸層開始，逐步到各種高層面。

圖1 GSM數字移動通信系統的信令結構

1.1無線資源管理層

無線資源管理層的作用是在呼叫期間建立和釋放移動臺和MSC(移動業務交換中心)之間的穩定連接。

無線資源管理層的功能主要由移動臺和BSC(基站控制器)完成。另外，由于切換過程的責任完成位于無線資源管理層內，因此MSC內實現的一部分功能也屬于無線資源管理層。

無線資源管理層的子功能如下：

(1)初始化功能

接入和初始分配，移動臺兩個主要狀態之間轉換的功能，即從“空閑”模式到“專用”模式。移動臺申請初始化的原因有三個：執行小區位置更新、應答一次尋呼、建立呼叫(包括附加業務請求，發送短消息請求)。

(2)尋呼功能

有三種模式，正常尋呼模式、完全尋呼模式、擴展尋呼模式。

(3)傳輸模式與加密模式管理功能

用GSM傳輸連在移動臺和與合作網絡的互聯點之間攜帶用戶信息的方式，包括：無線信道模式、加密模式、非連續傳輸模式。

(4)切換執行功能

在小區改變時，切換程序用于完全地修改分配給MS(移動臺)的信道。

(5)無線資源管理對話釋放功能

(6)負載管理功能

公用信道上的負載、業務信道上的負載、通用負載。

(7)SACCH(慢速隨路信道)功能

●無線傳輸控制：在下行鏈路方向上，攜帶與功率控制和定時超前有關的命令；在上行鏈路方向上，攜帶測量報告以及移動臺的相應應答。

●短信息。

●通用信息：監視測量過程的參數(監視的頻率表，BSIC鑒別，BCCH頻率指示)；控制無線鏈路失敗監測的參數；上行鏈路不連續傳輸應用的要求；與規范的當前狀態不直接相關的其他信息。

(8)頻率重定義功能

用于改變與其它移動臺同步的移動臺使用的跳頻信道的頻率特性，以適應小區頻率表的變化。

(9)通用信息廣播功能

小區選擇信息、空閑模式功能的信息、接入所需的信息、專用模式移動臺的信息、小區識別碼、報文安排和內容。

1.2移動性和安全性管理層

(1)位置管理和小區選擇

(2)位置區劃分和結構

(3)位置更新

(4)安全性管理

防止無權用戶的接入、提供有權用戶通信的保密性。

1.3通信管理層

(1)呼叫控制功能

移動終接呼叫路由、移動起始呼叫建立、移動終接呼叫建立。

(2)查詢

呼叫釋放、呼叫內功能。

(3)附加業務管理功能

電話無條件呼叫轉發、所有基本業務忙時呼叫轉發等。

(4)短消息功能(空閑狀態和專用狀態)

移動起始短消息、移動終接短消息。

移動終接呼叫建立程序見圖2。

圖2 移動終接呼叫建立程序

2、GSM射頻指標的測試方法

GSM射頻測試的連接圖參見圖3。

圖3 GSM射頻測試的連接圖

2.1發射機測試

2.1.1相位誤差和頻率誤差

(1)定義

發射機的相位誤差和頻率誤差是指測得的實際頻率、相位與理論期望的頻率、相位之差。

(2)一致性要求

●MS載波頻率誤差應小于1×10-7。

●每一個突發脈沖的RMS相位誤差都不應超過5°。

●每一個突發脈沖的有用部分的相位最大峰值誤差不超過20°。

(3)測試方法

測試方法分電路交換模式和GPRS模式兩種方式。

2.1.2發射機載波峰值功率與突發脈沖定時

(1)定義

發射機載波峰值功率是指發射機載頻功率在一個突發脈沖的有用信息比特時間上的平均值。突發脈沖定時是指MS接收和發送之間的時間間隙。在時間前提量為O的情況下，MS應在接收到相應突發脈沖后延遲3個脈沖周期后發射信號。

(2)一致性要求

●在正常條件下，MS每個頻率的各功率等級上的輸出功率應滿足相應的規定，根據其功率級別容限范圍為±2dB。

●MS的功率控制級應具有與其功率級別相應的最低功率控制級至最高功率控制級。

●MS以連續功率控制級發射的電平應構成一個單調序列，功率控制級之間相差2±1.5dB。

●正常突發脈沖的發射功率電平與時間的關系應滿足相關規定的功率/時間包絡模板的要求。多時隙MS在同一頻率上連續發射兩個或多個時隙時，每個時隙的有用部分的發射功率電平與時間的關系應滿足相關規定的功率/時間包絡模板的要求，第一個時隙的起始部分和最后一個時隙的結尾部分的發射功率電平與時間的關系應滿足相關規定的功率/時間包絡模板的要求，時隙間的保護時間內的發射功率電平不應超過前一時隙的有用部分和后一時隙有用部分加3dB中較高的一個電平。

(3)測試方法

測試方法分電路交換模式和GPRS模式兩種方式。

2.2接收機測試

2.2.1參考靈敏度

(1)定義

參考靈敏度是指在達到規定的BER或FER條件下MS接收機最小輸入電平。

(2)一致性要求(見表1)

表1 MS參考靈敏度要求

(3)測試方法

測試方法分電路交換模式和GPRS模式兩種方式，傳播條件分為靜態和多徑條件。

3、結束語

在實際測試中經常會出現GPRS附著不上，測試中途斷連等問題，為了明確原因有必要在運行射頻測試的同時開啟無線信令檢測程序。在實際測試中應用這種方法，當出現問題時很容易檢測是移動臺問題還是測試儀表出錯，取得了比較好的效果。同時從信令方面也加深了對于無線射頻測試的理解。以后的測試工作還很多，此種測試方法還需在今后的工作中不斷地完善和改進。