- 無線信道的衰落：無線信道的物理特性總是處於變化中，稱爲變參信道。對於無線信道，最要命的特性莫過於衰落現象：由於多徑效應引起的小尺度效應；由於距離衰減引起的路徑損耗或者障礙物造成的陰影等大尺度效應。大小尺度時按照波長進行劃分的。
- 瑞利衰落：在無線通信信道中，電磁波經過反射折射散射等多條路徑傳播到達接收機後，使得總信號的強度服從瑞利分佈（Multipath）。同時由於接收機的移動及其他原因，信號強度和相位等特性又在起伏變化（Doppler），故稱爲瑞利衰落。
- 瑞利衰落/萊斯衰落: 瑞利衰落是一個用來描述信道傳播規律的數學分佈，適用於在從發射機到接收機之間沒有強視距(Line-of-sight)路徑的情況。若信道中存在強視距（LOS）,則信道響應的包絡服從萊斯分佈，對應的信道模型爲萊斯衰落信道。
- 爲了應對瑞利衰落，GSM採用了一系列技術手段，比如信道編碼（增加信息冗餘度）、交織技術（時間分集，用於克服信道編碼不能還原長串信息丟失的弱點）、跳頻技術（頻率分集，降低瑞利衰落髮送的可能性，以及將干擾平均化）。
一、語音編碼與信道編碼
語音編碼與多徑及瑞利衰落沒有關係，但是在傳統的無線通信中，信源編碼和信道編碼總是放在一起闡述。聯合編碼，即不區分信源編碼和信道編碼，採用統一的綜合編碼。但這並不容易，信源編碼要減少冗餘，提高有效性，但信道編碼要增加冗餘度，提高可靠性。
1. 語音編碼
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GSM系統語音編碼採用混合編碼，即速率爲13kbit/s的RPE-LTP（規則脈衝激勵-長期預測）。
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採樣：參數編碼器首先將語音分成20ms爲單位的語音塊，再將每個塊用8kHz進行採樣，可以得到8000Hz/s*0.02s=160個樣本。（人耳敏感的語音頻率一般爲20~3400Hz，按照奈奎斯特定理，二倍頻採樣，所以用8kHz進行採樣。）
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量化：每個樣本再經過A律13bit（μ律14bit）的量化（GSM定位的是全球漫遊通信，必須考慮歐洲A律和美國μ律標準不一的情況），所以在A律之後加3bit，μ律之後加2bit，採樣後就形成了16bit。
如果不經過信源編碼，16bit/樣本 * 160樣本 * （1s/20ms）= 128kbit/s。即按這樣的編碼方式，每時隙的空中接口速率要達到128kbit/s，是不可接受的，需要進行壓縮。
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GSM採取LPC（線性預測編碼）、LTP（長期預測）和RPE規則脈衝激勵）爲波形編碼器，編碼結果再通過複用器混合完成語音信號的編碼。編碼器模仿了人類發音器官的組合，其工作原理是將該組合看成一個濾波器，人類發出的聲音相當於激勵脈衝。濾波器的參數一直在變，但從很短的時間（比如10—30ms）看它，基本不變。
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經過語音編碼的壓縮後，每20ms的比特爲260bit，從而計算得出數據率是260bit *（1s/20ms）= 13kbit/s。我們知道，Abis口和A口之間每時隙的速率爲16kbit/s。爲了便於在Abis口和A口上傳送，通常給其加一個3kbit/s的信令。
2. 信道編碼
- 信道編碼的本質：通過增加信息的冗餘來實現對信息的保護，代價是增加了開銷，降低了信息量。
- 在原始數據上附加一些冗餘信息，增加的這些比特是通過某種約定從原始數據中經計算產生的，接收端的解碼過程利用這些冗餘比特檢測誤碼並儘可能糾正。如果收到的數據經過同樣的計算得到的冗餘比特和收到的不一樣，可以確定信息有誤。
- GSM使用的編碼方式主要由塊卷積碼、糾錯循環碼和奇偶碼。
- 塊卷積碼主要用來糾錯，當解調器採用最大似然估計方法時，可以產生十分有效的糾錯結果。
- 糾錯循環碼主要用於檢測和糾正成組出現的誤碼，通常和塊卷積碼混合使用。
- 奇偶碼則是一種普遍使用的最簡單的檢測誤碼的方法。
3. 全速率TCH信道編碼
在對全速率語音編碼時，將信息比特分爲最重要、重要和不重要的比特。劃分的原則是根據編碼器的高位和低位進行的。
- 將260bit分爲3類，最重要50bit，重要132bit，不重要78bit。
- 首先把最重要的50bit加上3bit奇偶檢驗位，這53bit連同132個重要bit與4個尾比特一起進行1:2的卷積碼，得到(53+132+4)*2=378bit，另外78bit不予保護，則共378+78=456bit。每20ms發送456bit，則可以得出 456bit *（1s/20ms）= 22.8kbit/s。
注意：
- 語音編碼後的速率爲13kbit/s，之後進行信道編碼，因此語音在空中接口中的發送速率爲22.8kbit/s。
- 語音編碼在基站側還原之後，考慮到Abis口和A口的傳輸特點，給它加上了3kbit/s的信令，因此語音編碼在Abis接口的傳輸速率爲16kbit/s。
二、分集技術之交織
對於GSM而言，信道編碼無法應對成串的突發脈衝序列丟失，因此需要交織技術。交織技術，是爲了應對無線變參信道而設計的一種干擾平均化的手段。
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爲了克服某一條無線路徑的衰落帶來的失真，採用接收多條無線信道的方法，使得空間路徑帶來的干擾平均化，稱爲空間分集。
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爲了克服某個頻率的干擾帶來的失真，採用跳頻的方法來使得干擾在幾個載頻之間平均化，稱爲頻率分集；
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把碼字的b個比特分散到n個幀中，以改變比特間的臨近關係，因此n值越大，傳輸特性越好，但傳輸時延也越大。這種交織稱爲時間分集。
3種分集技術本質上都一樣，即通過技術手段使得在空間、時間、頻率上的干擾變得平均化來克服無線變參信道的影響。
三、分集技術之跳頻
- 在GSM系統中，干擾可能來自系統內部，比如一個用戶佔用無線信道發射信號時其他用戶的干擾；干擾也可能來自系統外部，比如高頻噪聲、汽車點火裝置，甚至是信號屏蔽干擾器。當某個頻點收到干擾時，我們希望換到另一個頻點上，以避開干擾。實際上，跳頻技術最早用於軍事上，GSM不過是借鑑。
- GSM的跳頻主要分爲基帶跳頻和射頻跳頻兩種。沒有經過調製的信號叫基帶信號；經過調製後的信號叫頻帶信號。基帶跳頻和射頻跳頻本質上一樣，都是把1s的信號分爲217份，每一份都通過不斷變化的頻率上發送出去，即所謂的跳頻。
- 基帶跳頻：基帶信號在調製之前就完成了時隙交換，送到了各塊載頻，實現了每時隙發射頻率的不斷變化。
- 射頻跳頻：BCCH載頻用於向移動臺廣播信息，如果BCCH載頻的頻率變化，移動臺無法鎖定某個頻道來接收系統信息。TCH載頻在接收基帶信號之後，每個TDMA幀時間變換一次頻率，將信號以不同的頻率送到耦合器，再通過天線發射出去。
- 跳頻的作用：干擾源分集；頻率分集。
- GSM中跳頻所採用的參數：終端跳頻的頻點用MA描述，MA是基站小區配置頻點CA的子集，MA可以包含N個頻點（可取164）。跳頻方法由跳頻算法決定，可以用兩個主要參數描述。**跳頻序列號HSN**和**移動分配指數偏置MAIO**。HSN的取值爲063，MAIO的取值爲0~N-1。因此，跳頻算法允許有64種不同的跳頻序列，HSN的取值決定了具體的跳頻序列，MAIO決定了跳頻序列的起始位置。
- 跳頻序列有兩種，分別爲循環跳頻和僞隨機序列跳頻。HSN=0爲循環跳頻，HSN≠0爲僞隨機序列跳頻方式，可以根據一個僞隨機序列表求出相應的跳頻序列。
- 通常在一個小區內不同的終端使用同樣的HSN和不同的MAIO，這樣可以避免小區內不同的終端之間的信道干擾。相鄰小區之間不會有干擾，因爲它們使用不同的頻率組，即不同的MA。使用同樣頻率組的其他小區應該和本跳頻小區採取不同的HSN。