国家标准 GB/T34991一2017 基于12.5kIHz信道的时分多址(TDMA 专用数字集群通信系统空中接口物理层及数据链路层技术规范 12.5kHzTDMAchannelbased professionaldigitaltrunking communication system一TechnicalspecificationsforphysicallayeranddataIinklayerof airinterface 2017-11-01发布 2018-02-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T34991一2017 72 0.2数据相关PDU定义 81 0.3数据链路层信息单元编码附录A(规范性附录)定时器定义 94 94 A.1信道活动监听定时器T_ChMonTo ChSyncTo 94 A.2信道活动同步定时器 94 A.3移动台不活动定时器 94 A.4信道挂起时间T_ChHt 94 A.5监听定时器T_Monitor 94 A.6TXCC定时器T_TxCC T 94 A.7同步唤醒定时器 _Synewu 94 A.8TXCC时隙定时器T_TxCCSlot A.9空闲搜索定时器T_IdleSrcbh 95 A.10随机退避定时器T_Holdoff 95 A.l1应答等待定时器T_Ackwait 95 附录B(规范性附录)常量定义 96 B.1默认门限值N_Rssil.o 96 B.2唤醒重传次数N_wakeup 96 6 B.3数据段的最大长度N_DfragMax 附录c(规范性附录)FEC和CRC编码 97 97 分组乘积Turbo码 C C2 102 可变长分组乘积Turbo码 m C.3生成矩阵和生成多项式 12 C.4广播信道交织附录D(规范性附录)空闲消息和空值填充嵌人式消息定义 125 空值填充嵌人式消息卫25 D.1 125 D.2空闲消息附录E规范性附录)反向信道时序 126 E,1直通模式时序 126 E.2反向信道时序 126 图1空中接口协议栈结构图2 TDMA时序图3通用突发结构图4上行TDMA赖结构图5下行TDMA赖结构图6上行同步时序图7下行同步时序图8接人控制指示图9CACH时隙指示时序 l0 图10带公共广播信道的业务信道 11 图11带保护时间的业务信道 1l 图12双向信道
GB/34991一2017 13 图134FSK调制器 14 图14时分多址帧格式 14 图15突发功率限制包络 15 图16突发符号时序 16 图17反向信道突发功率波形 l6 图18反向信道突发符号时序图 17 l19对齐信道模式 18 # 图20偏移信道模式 18 图21语音超帧 18 图22带链路控制头的语音图23无链路控制头开始阶段语音 19 19 图2！带链路控制头和加密指示头的语音 19 图25带加密指示头的语音 20 图26语音结束 20 图27单数据头数据传输时序图28双数据头数据传输时序 20 图29双时隙数据传输时序 20 图30对齐模式时序 21 图3130m、延迟的偏移模式时序 21 90m、延迟的偏移模式时序图32 22 图33单频基站时序 22 图34直通模式时序 22 图35时分双工语音时序 23 图36语音连续发射模式 23 图37数据连续发射模式 23 图38嵌人式反向信道时序 24 图39专用反向信道时序 25 图40独立上行反向信道时序 25 图 4 直通模式反向信道时序 26 图42双频基站信道 26 图43单频(双向)信道 27 图44失步状态下的信道接人(直通模式 30 图45失步监听状态下的信道接人(直通模式 31 图46同步到未知系统状态下的信道接人(直通模式) 332 图47 步状态下的信道接人(中转模式失 33 图48 步监听状态下的信道接人(中转模式) 34 图49同步到未知系统状态下的信道接人(中转模式) 35 图50发射唤醒消息(中转模式 36 图51不在呼叫中的信道接人(中转模式) 37 图52其他呼叫进行中的信道接人(中转模式 38 图53非实时应答控制信令的信道接人 39 39 图54通用语音突发 40 图55带同步字的语音突发
GB/T34991一2017 图56带嵌人信令的语音突发 40 41 图57通用数据突发 41 图58CACH突发 42 图59独立上行反向信道突发 43 图60下行反向信令突发 44 图61完整链路控制信令结构 44 162短链路控制信令结构图 45 图63语音链路控制头帧格式 45 图链路控制结束畅 65 46 下行语音超帧图图 66上行语音超 67 短链路控制信令 4 18 图 68控制信令帧消息结构 49 图69 控制信令赖格式图70空闲消息格式 49 图1MW头赖消息结构 50 172MEC中间帧消息结构图 51 73MIBC结束帧消息结构图 51 17！MBC头帧格式图 52 75MBC中间帧格式 52 图 76MBC结束帧格式图 53 77端到端语音加密控制帧结构图 54 55 78数据报拆分图 56 79通用数据头结构图 57 图80无确认数据头帧结构 s7 图81有确认数据头帧结构图82响应头帧结构 58 图83 专有数据头结构 58 图84状态或预编码短数据头帧结构 559 图85原始短数据分组的头帧结构 59 图86预定义格式短数据头帧结构 60 图统数据传输数据头帧结构 8" 60 图881/2编码率的无确认数据帧结构 62 图893/4编码率的无确认数据帧结构 63 图90全编码率的无确认数据帧结构 64 图91 3/4编码率的有确认数据帧格式 65 图921/2编码率的有确认数据格式 66 图93全编码率有确认数据帧格式 67 图94响应数据帧结构 68 图95数据结束LC信令结构 69 图96UDT数据结束帧结构 70 97 图C.1BPTc(196,96) 102 图C.2嵌人式信令BPTC格式 IN
GB/34991一2017 103 图C.3嵌人式信令突发格式 104 图C.4反向信道编码格式 105 图C.5CACHBPTC编码格式 106 图C.6CACH中短链路控制信息的编码格式 107 图C.73/4编码率网格码编码器框图图c.8网码编码器模块图 108 111 图C.9全编码率编码数据 18 图C.10用户数据和填充比特的双字节排列 118 图C.11用户数据和填充字节按照8比特字线性排列 119 图C.12CRC字段的排序 119 图C.133/4编码率有确认用户数据比特编号图C.14CACH突发交织器 124 126 图E.1直通模式时序图 126 图E.2反向信道时序图 12 表14FSK比特符号对应频偏表2逻辑信道与上行和下行时隙的对应关系 17 表3数据类型信息定义 53 表！数糕赖承载能力 55 表了FsN编码方袭 56 表响应分组的类别、类型以及状态定义 67 表了同步pDu 70 表》同步学 71 表9嵌人信令(EMB)的PDU内容 71 71 表10slotType的PDU内容 72 表11反向信道的PDU内容表12TACT的PDU内容 7"2 表13有确认数据头(c_HEAD)的PDU内容 72 表14 3/ /4编码率有确认分组数据(R_3_4_DATA的PDU内容 7"3 表153/4编码率无确认分组数据(R3_4DATA)的PDU内容 73 表16 /4编码率有确认分组数据(R_3_4_DATA)的PDU内容 74 3/ 表173/4编码率无确认分组数据(R3_4DATA)的PDU内容 74 表18有确认分组数据响应头帧(c_RHE! AD)的PDU内容 74 数表19有确认分组据响应数据帜(C_RDATA的PDU内容 75 表20无确认数据分组头(U_HEAD的PDU内容 75 表211/2编码率有确认数据顿(R_1_2_DATA)的PDU内容 76 表221/2编码率无确认数据R_1_2_DATA)的内容 76 表231/2编码率有确认数据帧(R_1_2_LDATA)的PDU内容 76 表241/2编码率无确认数据(R_1_2_LDATA)的PDU内容 76 表25专有数据头帧(P_HEAD的PDU内容 77 表26状态消息数据头帧(SP_HEAD)的PDU内容 77 表27原始短消息数据头顿(R_HEAD的PDU内容 78 78 表28预定义格式短数据头帧(DD_HEAD的PDU内容
GB/T34991一2017 79 表29 统 -数据传输数据头帧(UDT_HEAD)的PDU内容 79 表 30统一数据传输数据结束(UDT_LDATA的PDU内容表31全编码率有确认数据顿(R_1_DATA)的PpU内容 80 表32全编码率无确认数据顿(R_1_DATA)的PpU内容 80 表33全编码率有确认数据结束赖(R_1_LDATA)的PDU内容 80 80 表34全编码率无确认数据结束倾(R_I_LDATA)的PDU内容 35数据链路控制结束赖(TD_Lc)的PDU内谷 8 表表38色码(cc)的信息内容表37加密指示(PD)的信息内容表38链路控制开始/结束(Lcss)的信息内容 82 表39功能集D的信息内容 82 表40数据类型(Dr)的信息内容 83 表4且接人类型(AT)的信息内容 83 表42时分多址信道信息(Tc)的信息内容 84 表43保护标志(PF)的信息内容 84 表4完整链路控制命令码(FLco)的信息内容 84 表45短链路控制命令码(sL.co)的信息内容 84 表单呼或维呼地址标识(G)的信息内容 85 表 4打响应请求标识(A)的信息内容 85 48数据分组格式(DPF)的信息内容表 85 49压缩头标识(HHC)的信息内容表 86 表50服务接人点(sAP)的信息内容 86 表5逻辑链路IDLID)的信息内容 86 表52消息完整标识(FMF)的信息内容 87 表58后续糊数(9F)的信息内容 87 87 表5！数据结束指示(DED的信息内容表重新同步标识(s)的信息内容 87 表56发送序号N(s)的信息内容 88 表57片序号(FSN)的信息内容 88 88 表58数据赖序号(DBsN)的信息内容 89 表59响应类别(Clas)的信息内容 89 表60响应类型(Type)的信息内容表Gl响应状态(status)的信息内容 89 62控制信令帧结束标识(LB)的信息内容 89 表 63控制信令命令码(CSBKO)的信息内容 90 表 64附加数据帧数(AB)的信息内容 90 表表65源端口(SP)的信息内容 90 90 表66目的端口(DP)的信息内容表67状态/预编码(S_P)的信息内容 90 表68选择性自动重传请求(SARQ)的信息内容 99 表69预定义的数据格式(DD)的信息内容 91 92 表70统一数据传输格式(UDTFormat)的信息内容 92 表71统一数据附加数据帧数(UAB)的信息内容订
GB/34991一2017 92 表72补充业务标识(SF)的信息内容 93 表734比特填充数的信息内容 96 表B.1默认门限值 98 表C.1BPTc(196,96)交织后的索引表 100 表C.2BPTC(196,96)传输比特顺序 104 表C.3反向信道编码交织索引 104 表C.4反向信道编码比特发送顺序表表c.5 网格码码字大小 107 表c.G网格码编码器状态转移表 108 表c.7星座值(c 108 与双比特对(dibitpair)的映射表 ConstellatiOn 表c.83/4编码率网格编码交织方案 109 表C.9 3/4编码率网格码比特发送顺序 1l0 表c.10 111 全编码率编码填充数据表c.11全编码率编码比特传输顺序 12 表c.12 格雷(20,8)码的生成矩阵 l14 表C.13二次(平方)剩余码QR(I6.7,6)的生成矩阵 114 表c.14 汉明(17,12,3)码的生成矩阵 115 表C.15汉明(13,9,3)码的生成矩阵 1l5 表C.16 汉明(15,ll,3)码的生成矩阵 116 c.17汉明(16,l1,4)码的生成矩阵表 ll6 表C.18汉明(7.4.,3)码的生成矩阵 116 c.19R-s(15,12,4)码的生成矩阵表 121 表C.20指数表;B=" 122 表C.21对数表;e=lg(B) 12 表c.22每个DT对应的CRc/R-S初值 123 表D.1空值填充嵌人式消息 125 表D,2空闲消息 125
GB/34991一2017 前言本标准是基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统系列标准之一该系列标准的结构及名称预计如下 -基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统总体技术规范; -基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统空中接口物理层及数据链路层技术规范; -基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统空中接口呼叫控制层技术规范; -基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统移动终端技术规范; -基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统安全技术规范; 基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统系统互联技术规范 -209给出的规则起草本标准按照GB/T1.l 本标准由全国通信标准化技术委员会(SAc/TC485)归口本标准起草单位;公安部科技信息化局、海能达通信股份有限公司杭州承联通信技术有限公司、公安部第一研究所、北京市万格数码科技有限公司、优能通信科技(杭州)有限公司、广州维德科技有限公司、深圳科立讯电子有限公司本标准主要起草人;它磊、孙鹏飞、宋飞浩、李江,宋振苏,戎骏、刘庆江、蒋庆生、王为民,朱振荣、梁燕生、刘君
GB/T34991一2017 引言本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及附录C.3.12与数据块的差错检测方法、 6.2.2和6.2.3与为语音传输提供信道访问方法相关的专利的使用本文件的发布机构对于该专利的真实性,有效性和范围无任何立场这些专利持有人和申请人已向本文件的发布机构保证,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下,就专利授权许可进行谈判这些专利持有人和申请人的声明已在本文件的发布机构备案相关信息可以通过以下联系方式获得专利持有人姓名:杭州承联通信技术有限公司地址:浙江省杭州市伟业路1号8号楼五层专利持有人姓名:摩托罗拉系统()有限公司地址;北京市朝阳区望京东路一号摩托罗拉大厦请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任
GB/34991一2017 基于12.5kiHz信道的时分多址(TDNMIA 专用数字集群通信系统空中接口物理层及数据链路层技术规范范围本标准规定了基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统空中接口物理层及数据链路层技术规范,包括整体协议架构,调制方式、结构、信道编解码等内容本标准适用于频率范围为30MHz1GHz的基于12.5kHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统(以下简称“集群系统”) 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注目期的引用文件.仅注日期的版本适用于本标准凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T34992一2017基于12.5kHHz信道的时分多址(TDMA)专用数字集群通信系统空中接口呼叫控制层技术规范术语、定义和缩略语 3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 前向信道forwardchannel 在直通模式中,由呼叫发起方到接收方的信道 3.1.2 后向信道backwardchannel 在直通模式中,由呼叫接收方到发起方的信道 3.1.3 1:1模式1:1 mode 一个业务占用一个载波的模式 3.1.4 21模式 2:1mode 二个不同业务使用不同时隙占用- 个载波的模式 3.1.5 双时隙数据传输1:1modedatatransmission 在数据传输过程中同时占用一个载波的两个时隙 3.1.6 直通模式direetmdeoperation;DMo 移动台在不借助任何中转设备与其他一个或者多个移动台进行通信的工作模式
GB/T34991一2017 3.1.7 补充数据传输业务supplementarydatatransferservice 用于移动台之间或者移动台/集群基站之间通过网关进行连接的数据传输业务 3.1.8 协议数据单元proteoldataunit;PDU 在对等层之间传送的包含协议控制信息(信令)或者是用户数据的信息单元 3.1.9 信息单元informationelement 组成协议数据单元(PDU)的基本单元 3.1.10 有效载荷pyaui 信息单元中的有效比特信息 3.1.11 单次按讲speechitem 移动台在按讲键(PTT键)按下到按讲键释放的时间段内所进行的通话 3.1.12 有线连接呼叫linecomneeted 参与通话的一方是未使用空中无线信道的终端 3.1.13 避让协议politeprotocol “先听后发(LBT)”协议 3.1.14 短消息业务shortmessageservice 利用TscC实现传递的,可以在移动台之间或移动台与调度台之间双向发送 3.1.15 单次按讲限时speeehitemduration 在呼叫过程中,单次按讲允许的最长时间 3.1.16 统一数据传输unifieddatatransport 在集群系统中用于传输数据的通用方法 3.2缩略语下列缩略语适用于本文件 ACK;应答(Acknowledge) AI;空中接口(AirlInterface) ARQ;自动重传请求(AutomaticRepeatrequest) naryCodedDeeimalD BCD:十进制二进制编码(Bin BS;基站(BaseStation) CACH:公共广播信道(CommonAnnouncenmentChannel) CC:色码(ColorCode CCL;呼叫控制层(CallControlL Layer
GB/34991一2017 CLI.主叫号码识别(CalerLineldeantity cSBK;控制信令顿(ControlSignallingBloeck CSBKo.CSBK操作码(cSBKOpcode) DLL:数据链路层(DataLinkI ayer DMO直通模式(DireetModeOperation) FEC;前向纠错(ForwardErrorCorrection) FID;功能集ID(FeaturesetID) FIFO;先进先出(FirstlnFirstOut) FOACSU:手动摘机呼叫(FullOffAirCalSet-Up D;识别码(Identity) ISI:个人地址(IndividualSubscriberldentity LB:结束顿(LastBlock LBT;发射前先监听(ListenBeforeTransmit) Lc;链路控制(LinkControl) uolSart/Stop) LCSs链路控制开始/结束LinkCont MBc:多赖控制分组(MutipleBokcomtrolpmackets) MFID.厂家的功能识别码(Manufacturer'sspecificFID) MS:移动台(MobileStation sgmifteant Bit) MSB;最高比特(MostSit PAR;分区(Partition PDL;分组数据层(PacketDataLayer) Pu.协议数据单元(rotwalDaUmnD) PF:保护标志(ProtectFlag L;物理层(Physicall.ayer) PN:4比特填充字(PadNibble PTT:压下讲话(PushToTalk) d RC:反向信道(Rev everseChannel RMO转信模式(RepeaterMode) Rs!接收信号强度指示(Rectivdsignl Strengthlndication erviceAccessPoint sAP;服务接人点(Ser SDL;规范和描述语言(SpeeifieationandDeseriptionLanguage) sFID,标准功能集ID(StandardFID) sG,短组呼号码(ShortGroupIdentitry SL.cO;短链路控制码(ShortlCOpcode SMs;短消息服务(ShortMessageService) ssI;短单呼号码(shortSubseriberldentity SYNC:同步(Syn ynchronization TDMA;时分多址(TimeDivisionMultipleAccess) TscC;集群系统控制信道(TrunkingSystenmControlChannel UAB.UDT附加帧(UDTAppendedBlocks UDT:统一数据传输(UnifiedDataTr ransport
GB/T34991一2017 概述 4.1协议架构 4.1.1协议架构概述集群系统空中接口协议架构遵循通用的协议分层架构,定义了如图1所示的三层协议栈结构协议的第一层是物理层,是协议的最底层第二层是数据链路层,处理多个用户共享媒介,在这一层协议被垂直分成两部分，一个是用户面,用于无寻址功能的业务信息传输(如语音),另一个是控制面,用于具有寻址功能的控制信令信息传输第三层是呼叫控制层,位于控制面,用于呼叫控制(呼叫建立,维持和寻址等),提供集群系统支持的业务控制面用户面呼叫控制信息分组数据语音数据短数据服务分组数据层 PDL 呼叫控制层Cc. 层3 数据链路层DLL 层2 层！1 物理层PL 图1空中接口协议栈结构 4.1.2物理层物理层用于处理物理突发和收发的比特构建,应包括以下功能调制和解调发射机与接收机切换; RF特性; 比特与符号定义; -频率与符号同步; 突发建立
GB/34991一2017 4.1.3数据链路层数据链路层用于处理逻辑连接并向上层屏蔽物理层,应包括以下功能信道编码(FEC,CRC); 交织/解交织及比特排序应答及重试机制; -媒体接人控制和信道管理; 帧、超帧建立及同步; 突发及参数定义; -链路寻址(源/目的); 与PL交互,连接语音应用(声码器数据); 数据承载业务; 与CCL交换信令或用户数据 4.1.4呼叫控制层呼叫控制层仅适用于控制面,是支持集群系统业务的一个实体,位于第二层协议之上,应包括以下功能基站激活/去激活; 建立、维持和终止呼叫 -单呼或组呼的发起与接受; 目的寻址(集群系统各个实体ID或网关): 支持补充业务(紧急呼叫、预占优先和迟后进人等)3 数据呼叫控制; 广播声明信令 4.2时分多址帧结构 4.2.1突发和帧结构本系统采用2时隙的TDMA技术无线电系统可用的物理资源就是用于分配的无线电频谱无线电频谱被分成若干个射频载波,每个射频载波再按照时间分为帧和时隙个突发由数据流调制的一段射频载波构成,代表了一个时隙的物理信道,集群系统的物理信道可以支持逻辑信道逻辑信道是两方或多方之间通信的逻辑通道,逻辑信道是协议和无线电子系统之间的接口逻辑信道可以分为两类承载语音和数据信息的业务信道 a b)承载信令的控制信道移动台和基站间时隙的时序关系见图2,两个TDMA物理信道的时隙标为时隙1和时隙2 上行标为"MsTX",下行标为"sTx" 基站处于激活发射时,即使没有任何信息需要发送,在下行信道上也应连续发射;但移动台如果没有信息需要发送时,在上行信道上应停止发射
GB/T34991一2017 snc或嵌入信令 CACn BBTX MSTX TTDMA突发 TDM恢保护时间 30ms 60ms 时间图2TDIA时序上行信道在两个相邻的突发之间应有保护时间,用于保护发射机功率稳定和容忍电磁波传播延迟下行信道在两个相邻的突发之间有一个公共广播信道,用于信道管理和承载低速信令在每个突发的正中位置有一个同步字(见10.1.1)或一个嵌人信令区域，上行和下行突发的正中位置在时间上应对齐上行信道中的时隙1和时隙2与下行信道中的时隙1和时隙2的时间偏移为30ms 在下行公共广播信道中使用一个时隙编号,同时指示上行和下行时隙编号语音和数据突发使用不同的同步字对于同一种突发,上行信道和下行信道也使用了不同的帆同步字在嵌人信令区域和标准数据突发中的色码,可以用来在信号重叠覆盖区域提供一个区分不同基站的简便方法,便于抑制共信道干扰色码不用于寻址(单呼或组呼. 突发可以不携带同步字,携带同步字的突发在时隙1与时隙2上发生的时间相互独立上行信道和下行信道携带同步字的突发在发生时间上也是相互独立的语音使用超帧进行传输,见6.1.2 数据和控制信令不使用超顿结构每个突发都可能包含一个同步字,需要时也可以承载嵌人信令每个突发包括两个108比特的有效载荷区和一个 48比特同步字或嵌人信令区,见图3 每个突发的总时长为30ms,其中有效的264比特内容的时长是27.5ms,可以承载216比特的60ms压缩语音 264bits 108bits 48bits 108bits 有效载尚有效载荷 SC或入信 5.0ms 27.5ms 30.0ms 图3通用突发结构
GB/34991一2017 示例，如果声码器使用20ms语音编码(72比特语音编码朝),每个突发可以携带3个72比特语音编码朝包括前向纠错),再加上一个位于语音突发中间位置的48比特赖同步字或嵌人信令,就构成了一个264比特的语音突发顿 27.5ms) 如果是数据或控制突发,有效载荷减少到2个98比特,留下一个20比特的区域用于定义“时隙类型” 每个突发的中间有一个携带同步或嵌人信令的区域在上行信道上,剩余的2.5 ms作为保护时间,用于保护发射机功率稳定和容忍电磁波传播延迟,见图4 TDMA突发中心位置 TDMA突发中心位置 SC SNC 有效载荷或嵌入有效载荷有效载荷或嵌入有效载荷信令信令时隙时隙2 30.0ms 30.0ms TDMA 图4上行TDIA帧结构在下行信道上,上述2.5ms被用于公共广播信道,它携带TDMA帧编号,信道接人指示和低速信令,见图5 TDMA突发中心位置 CAC突发中心位置 TDM突发中心位置" SNC或眠有效载荷 SYNC或嵌有效载荷有效载荷有效载荷入信令入入信令时隙时隙2 2.5ms 30.0ms 30.0ms TDMA 图5下行DMA帧结构 4.2.2帧同步同步是利用位于TDMA突发中间位置的一个特殊比特序列(同步字)进行同步接收机可以使用一个匹配滤波器来获取同步,用匹配滤波器的相关输出来初始化符号恢复参数,补偿载频和频偏误差,以及确定突发的中心位置一旦接收机同步到一个信道,就会利用同步字匹配来检测同步状态,并确定突发的类型不同同步字将用于区分
GB/T34991一2017 -语音突发,数据/控制突发和反向信道突发上行信道和下行信道为达成这些目的,定义了以下同步字下行语音同步字; 下行数据同步字; 上行语音同步字; 上行数据同步字; 独立反向信道(RC)信令所有发射的第一个突发都包含一个帧同步字,用来帮助对方接收机检测信号是否存在,获得比特同步和同步,确定突发的中心位置双懒率基站信道下行发射,都是假定移动台已经与基站下行信道建立了同步,因此下行发射的语音头并不要求应包含同步字数据和控制突发的嵌人/同步字区域应是同步字,但是语音突发的嵌人/同步区域,只要求每个语音的超恢第一个突发应是同步字,后续的突发可以包含嵌人信令,取决于具体业务需要定时插人同步字能够让迟后进人的接收机获取语音信息图6所示为上行(移动台到基站)TDMA信道最好和最坏情况下的同步时间由于每个数据或控制突发都包含一个同步字,所以每60ms可以同步一次而在语音传输期间,每360ms(一个语音超倾的长度)可以同步一次每次上行发射的第一个突发中包含一个同步字,便于对方接收及检测和同步 360ms 60ms 语音语音语产语音语音数据数据语音语音SYNC Sn SYNC YNC 时图6上行同步时序图7所示为下行(基站到移动台)TDMA信道最好和最坏情况下的同步时间下行信道连续发射 2个TDMA信道总是会包含某种类型的信令,携带可以用于同步的同步字移动台通常能够接收2个 TDMA时隙的信息,能够检测到两个时隙中任意一个时隙包含的同步字由于每个数据或控制突发中都包含同步字,所以每30ms可以同步一次而在语音传输期间,每360ms(一个语音超帧的长度)可以同步一次图7所示为当两个语音呼叫同时进行且它们的超帧偏移30ms时,同步过程最短30ms. 最长330ms 30ms 30ms 330ims 醉暗数据数据语音语音语音语音语音语音语音语音语音语音语语音数据数据语音语音语音谱音 SNCSNCSNcSNC SNCSNC 时间图7下行同步时序
GB/34991一2017 4.2.3公共广播信道上行信道在两个相邻的突发之间预留了2.5ms保护时间,用于保护发射机功率稳定和容忍电磁波传播延迟,而下行信道在基站激活后连续发射,可以利用这段保护时间构造公共广播信道(CACH),用于管理信道(时隙管理和接人控制)和传输低速信令公共广播信道的作用之一是指示上行信道的使用状态全双工的双频基站,在接收的同时连续发射,将当前上行信道的忙闲状态发送给所有处于接收状态的移动台移动台应等到上行信道状态变为空闲状态时才可以发射图8所示为公共广播信道和它对应的上行突发之间的时序关系每个公共广播信道突发,指示向后偏移一个时隙的上行信道的状态在下行信道时隙2突发之前的公共广播信道突发指示上行信道时隙2的状态 CACI BSTx cMCH指示上行信道的可用性 STX 时间图8接入控制指示公共广播信道的第二个作用是指示了上行和下行突发时隙编号,见图9. CACT BSsTX CAC指示下行信道号 CAC指示上行信道号 MSTX 时间图9CACH时隙指示时序公共广播信道的第三个作用是传送低速信令
GB/T34991一2017 4.3定时基准 4.3.1由基站建立定时基准的中转模式当使用基站进行通信时,移动台应同步到下行信道上,且其上行信道定时完全基于下行的定时这种方法保证了所有移动台能够按照相同的定时基准工作若基站目前没有发射,欲接人系统的移动台将以异步方式发射“基站激活”信令,在继续发射之前应等待与下行信道建立同步 4.3.2由移动台建立定时基准的中转模式当使用基站进行通信时,若基站目前没有发射,也可采用基站下行信道与一个移动台的上行信道定时同步的方法 4.3.3直通模式的定时基准建立在直通模式下,由发射方移动台建立定时基准一旦发射方移动台停止发射,其他欲发射的移动台就应以异步方式发送信息,并建立一个新定时基准基本信道类型 4.4 44.1带公共广播信道的业务信道带公共广播信道的业务信道见图10,此信道类型适用于双频基站到移动台的下行发射此信道包含两个TDMA业务信道(时隙1和时隙2),以及一个公共广播信道基站激活期间此信道连续发射,如果其中一个时隙或者两个时隙均无信息发送,基站应在下行突发中填充空闲消息,以保持连续发射状态如果公共广播信道没有短链路信令需要发射,则须发送空值消息该信道类型也适用于移动台之间的连续发射模式 CACI 图10带公共广播信道的业务信道 4.4.2带保护时间的业务信道带保护时间的业务信道见图11,此信道类型适用于从移动台到双频基站的上行发射此信道包括两个被保护时间分开的TDMA业务信道(时隙1和时隙2) 图11是此信道类型的三个应用场景 a 场景1;两个时隙均作为业务信道; b)场景2单时隙(时隙1)作为业务信道 c 场景3:一个时隙作为业务信道(时隙2),另一个时隙作为反向信道时隙1). 场景1也适用于单频基站的通信 10
GB/34991一2017 保护时间两个时隙均作为业务信道空闲单时隙作为业务信道业务反向信道 -个信道承载业务另 -个信道承载反向信道信令图1 带保护时间的业务信道 4.4.3双向信道双向信道适用于移动台之间的直通模式通信此信道包括一个前向和一个反向TMA业务信道,它们在相同频率上,且被保护时间分开此信道类型的三个应用场景见图12 场景1;两个时隙用于双工业务(前向和反向); a b场景2;单时(前向)用于业务场景3:一个时隙用于业务(前向),另一个时隙用于反向信道信令(反向 c 两个时隙均作为业务信道前向前向前向前向前向前向前向后向后向后向后向后向后向后向单时隙作为业务信道前向前向前向前向前向前向前向后向后向后向后向后向后向后向一个信道承载业务，另一个信道承载反向信道信令反向反向反向反向反向反向反向前向前向前向前向前向前向前向图 12 双向信道 1
GB/T34991一2017 5 物理层 5.1通用参数 5.1.1工作频率范围系统的工作频率范围应严格按照国家无线电管理部门相关规定执行 5.1.2射频信道间隔系统的射频信道间隔为12.5kHz 5.1.3发射频率误差无线发射设备的最大发射频率误差应符合国家无线电管理部门相关规定 5.1.4时基时钟偏移误差最大的时基时钟偏移误差应该在士2×10-"以内,这个误差是可接受的移动台发射期间最大时钟误差在发射前移动台应与基站进行时隙同步,只允许移动台在发射期间工作于最大时基偏移误差范围内 5.2调制 5.2.1调制方式使用四电平频移键控(4FSK)调制方式 5.2.2符号集群系统的消息发送速率为4800符号/s,每个符号由2个比特信息组成符号的最大频偏D定义见式(1) D=3h/2T 式中为调制频偏指数; 每个符号的宽度,为(1/4800)s 5.2.34FSK产生 5.2.3.1频偏指数频偏指数(DeviationIndex)h为0.27 符号、比特及频偏的对应关系见表1 表14FSK比特符号对应频偏比特信息 4FSK频偏符号 kHz 比特1 比特0 十3 十1.944 十1 十0.648 -0.648 -1.944 12
GB/34991一2017 5.2.3.2平方根升余弦滤波器 4FsK使用平方根升余弦滤波器,奈奎斯特升余弦滤波器一部分用在发射杂波滤波器中,一部分用于接收方噪声抑制发射杂波滤波器的输人由一系列脉冲组成,间隔为208.33s(1/4800s) 分段奈奎斯特升余弦滤波器定义了杂波滤波器的频率响应当f|<2880Hz时,滤波器群延迟在通带中是平坦的,滤波器的频率响应见式(2). 当l|<1920Hz时，lF(|=1 当1920GB/T34991一2017 时隙时隙2 时间时隙1中心时隙2中心 60ms 30ms 30ms 15ms l5ms l5ms 15ms 图14时分多址帧格式每个TDMA长为60ms,由两个30ms的时隙组成,通常一个呼叫使用时隙1而另一个呼叫使用时隙2 呼叫由一系列时隙组成使用基站的系统,移动台应与该基站的时隙同步 5.2.4.2突发 5.2.4.2.1基本特性语音、数据与控制信令使用的突发为264比特 5.2.4.2.2功率上升与下降时间对于采用TDMA技术的发射机,其每个突发的功率上升瞬时功率以及功率上升和下降时间不应超过图15所示的包络限制 B区 C区 +4dBp 1dBp 3dBp 时隙中心 -57dBn 13.75ns 13.75ms 1.5ms 27.5ms 图15突发功率限制包络 14
GB/34991一2017 5.2.4.2.3符号时序关系图16所示为30ms时隙内4FSK符号的突发时序关系,其中包含了132个符号,时隙中心的两侧各有66个符号,第一个符号的中心点到时隙中点共计65%个符号时间时隙中心符号符号1 符号2 符号3 符号65符号66符号67符号6s 符号130符号131符号132 13.645833ms 13,645833ms 27.5ms 图 16 突发符号时序 5.2.4.2.4传播延时集群系统的时隙结构设计为传播延时和时基时钟漂移预留了1ms的保护时间这个保护时间可以防止在基站接收机出现时隙间的干扰如果不考虑时钟漂移,理论上最大的通信距离为150km 因为传播延时和时基时钟漂移都可能带来时隙干扰,所以通常要权衡考虑这两个因素假设为传播延时预留0.5ms的保护时间(对应通信距离75knm),为时钟漂移预留0.5ms的保护时间,在最差情况下(基站的时基时钟与移动台的时基时钟向两个方向漂移),在移动台和基站频率稳定度均为2×10-“时,最大允许连续发射时间为125s,计算方法见式(3) KDrrift_GuardTime MSTxDuration -125 rtallty 式中: MSTx_Duration 移动台最大连续发射时间,单位为秒(s); 修正因子,在最差情况下(基站的时基时钟与移动台的时基时钟向两个方向漂移).K=0.5; Drift_GuardTime -预留的时钟漂移保护时间,集群系统的预留保护时间为0.5 mS; 发射机频率稳定度 rstals 5.2.4.3反向信道突发 5.2.43.1功率上升下降时间反向信道突发是一个短突发,用来为处于发射状态的移动台提供低速率的接收信道发射机的瞬 15
GB/T34991一2017 时功率不应超过图17所示的包络限制,该限制保证了可接受的误码性能 A区 C区 +4dBp +ldBp -ldBp- 时隙中心 -57dBm 5ms 5ms 2.5ms 2.5ms 0ms 图17反向信道突发功率波形 5.2.4.3.2符号时序关系图18所示为30ms时隙内4FSK符号的RC突发时序关系,其包含了48个符号,时隙中心的两侧各有24个符号,第一个符号的中心点到时隙中点共计23%个符号时间时隙中心符号1符号2符号3 符号符号23符号24符号25符号26 符号46符号47符号48 +3 +1l 4.895833ms 4.895833ms 0ms 图18反向信道突发符号时序 16
GB/34991一2017 5.2.4.3.3传播延迟时间由于RC突发很短,因此不存在与普通突发的时隙间干扰问题但传播延迟仍然应该考虑,因为当接收机需要搜索RC突发时,传播延迟还会产生影响最大传输延迟为1 ms 5.2.4.4在符号传输期间的瞬态频率参数规定为了保证在27.5ms符号传输期间的误码率性能,在符号传输期间的无调制频率误差应小于 100Hz 数据链路层协议描述 6.1 数据链路层时序 6.1.1信道时序关系上行时隙1和时隙2的突发与下行时隙1和时隙2的突发之间存在30ms的时间偏移上下行信道之间的不同时序关系构成了不同类型的逻辑信道,可以支持各种类型的呼叫和业务无论是语音业务还是数据业务都需要同时使用一个上行时隙和一个下行时隙上行时隙和下行时隙之间的时序关系既可以是对齐模式,也可以是偏移模式移动台应知道基站要求的是对齐模式还是偏移模式对齐或偏移模式的逻辑信道与上行和下行时隙的对应关系见表2 表2逻辑信道与上行和下行时隙的对应关系信道时序模式逻辑信道号上行时隙(MSTX 下行时隙(ISTX 对齐模式偏移模式图19所示为在逻辑信道1上的业务传输过程,该逻辑信道由上行时隙2和下行时隙1组成如果 BS使用对齐模式,工作在逻辑信道1上的移动台,在下行时隙1上接收，上行时隙2上发射;工作在逻辑信道2上的移动台,在下行时隙2上接收，上行时隙1上发射 BSTX STX 图19对齐信道模式 17
GB/T34991一2017 对齐模式也可以支持移动台到移动台的全双工业务,移动台在一个时隙发射,而在另一个时隙接收基站转发的其他移动台的业务偏移模式可以支持“移动台到固定端”的全双工业务,移动台在一个时隙发射,在另一个时隙接收基站转发的固定端的业务图20所示为在逻辑信道1上的业务传输过程,该逻辑信道由上行时隙1和下行时隙1组成如果BS使用偏移模式,工作在逻辑信道1上的移动台,在下行时隙1上接收,上行时隙 1上发射;工作在逻辑信道2上的移动台,在下行时隙2上接收，上行时隙2上发射 BsTXx MSTX 画图20偏移信道模式 6.1.2语音帧时序语音传输以6个突发组成的超顿(360ms)为基本单位超帧中的语音突发依次用字母A到F表示其中,突发A是超帧的起始帧,携带语音同步字;突发B到F则携带嵌人信令在通话时间内不断重复完整的TDMA超帧超帧结构见图21 嵌入信令语音SYNC 嵌入信令嵌入信令嵌入信令嵌入信令嵌入信令语音SNC 嵌入信令语音语音语音语音语音语音语音语音语音语音超倾长度:360"s 图21语音超帧常规系统中的DMO和RMo模式语音的第一个突发A应紧随在语音链路控制头或加密指示头之后图22说明了只有一个语音链路控制头的语音发起过程语音信息开始于一个语音链路控制头,然后紧跟语音超帧的A帧 LC 语产语音语音语音语音语音语音语音语音超懒长度，360s" 时间图22带链路控制头的语音 18
GB/34991一2017 集群系统的语音传输可能没有任何前置的头帧,见图23,业务信道上的其他移动台能够基于集群控制信令获取讲话方信息不加前置头帧可以减少语音延迟但只在系统配置支持此功能时,移动台和基站才允许省略前置的头在集群系统中使用前置的链路控制头帧是可选的语音语音语音语音语音语音语部语音语音超帧长度:360ms 时间图23无链路控制头开始阶段语音常规系统中,在语音呼叫发起时应以语音链路控制头帧开始,若为加密语音则需另增加加密指示头 ,见图24,语音链路控制头帆应在加密指示头帆之前 PI 语音语音语音语音语音语音语音语音超帆长度; 360ms 时间图24带链路控制头和加密指示头的语音集群系统中,在语音发射开始时有可能发送加密指示头,以指示加密状态和初始化加密功能,见图25 为支持迟后进人,可以在语音通信过程中携带加密控制信息咨语音语音语音语音语音语音语音语音超帧长度:360ms 时间图25带加密指示头的语音在语音发送结束后,应立即发送一个带数据同步字的通用数据突发,用于终止语音发送,见图26. 在双频或单频常规基站的上行信道或直通模式中,通用数据突发应为链路控制结束赖数据同步字可以指示语音发送的结束,任何通用数据突发都应认为是结束消息 19
GB/T34991一2017 语音s 数据SNC 数据或语音语音语音语部语音语音语音语音控制语音超领长度 360ms 时间图26语音结束 6.1.3数据帧时序单时隙和双时隙数据传输模式的差异在于可提供给空中接口协议栈上层的信息速率不同,承载的信息格式不需要任何变化单时隙数据传输应以包含地址和有效载荷信息的数据头帧作为开始,数据头帧可能是一个或两个后面跟随一个或多个数据帧,最后一个数据结束帧将结束整个数据传输过程图27所示为移动台和基站之间使用一个数据头的数据传输时序光数据数据数据头赖顿顿倾图27单数据头数据传输时序图28所示为移动台和移动台之间使用两个数据头帧的数据传输时序数据数据数据结束结束头畅头恢恢懒航倾图28双数据头数据传输时序单时隙数据传输模式适用于直通模式信道; 单频中转系统; 1:1模式中转台; 2:1模式中转台图29所示为双时隙数据传输的下行时序,在数据头后跟随一个或多个数据顿最后一个数据帧包含有效载荷和循环冗余校验,用来检验完整数据信息传输是否成功数招数州数期数期数据数据结束数粉数极数期数棚数粉头恢锁帆似帆倾倾航航航帕图29双时隙数据传输时序双时隙数据传输模式适用于直通模式信道; 20

基于12.5kHz信道的时分多址（TDMA）专用数字集群通信系统空中接口物理层及数据链路层技术规范GB/T34991-2017

基于12.5kHz信道的TDMA专用数字集群通信系统是一种高效、可靠的无线通信系统，广泛应用于公共安全、军用和工业等领域。GB/T34991-2017是针对此类系统的空中接口物理层及数据链路层技术规范，本文将从标准中提取出关键信息，以便读者更好地理解该标准的内容。

一、空中接口物理层

GB/T34991-2017标准中，基于12.5kHz信道的TDMA专用数字集群通信系统的空中接口物理层主要包括以下几个方面：

载波频偏：系统传输的信号应该能够适应一定范围内的载波频偏。
射频带宽：系统所使用的射频带宽应符合国家相关的规定。
发射功率：系统发射的功率应符合国家相关的规定。
接收灵敏度：系统接收的灵敏度应符合国家相关的规定。

二、数据链路层

GB/T34991-2017标准中，基于12.5kHz信道的TDMA专用数字集群通信系统的数据链路层主要包括以下几个方面：

链路管理：包括链路建立、链路维护和链路释放等。
帧结构：系统采用的帧结构应符合国家相关的规定。
错误控制：系统应具备一定的误码控制能力，以保证数据的可靠性。
加密：系统应具备一定的加密能力，以保障通信安全。

以上是GB/T34991-2017标准中基于12.5kHz信道的TDMA专用数字集群通信系统的空中接口物理层及数据链路层技术规范的简单介绍。在实际应用中，我们应该严格遵守相关的标准要求，确保系统的稳定性和可靠性。