科虹培訓(xùn)資料GSM原理.ppt

深圳科虹通信有限公司深圳項目部,GMS基本原理,深圳科虹通信有限公司,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,系統(tǒng)及設(shè)備,GSM：Global System for Mobile Communication CME20：愛立信的GSM產(chǎn)品名,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,第一章： 移動通信和GSM的概述,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,GSM網(wǎng)絡(luò)是一個可以全球范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)漫游的“全球通” 系統(tǒng)，所以GSM業(yè)務(wù)區(qū)的范圍可以覆蓋全球，它的業(yè)務(wù)區(qū) 由全球的全部成員國的GSM/PLMN業(yè)務(wù)區(qū)構(gòu)成。一個國家 可以有一個或多個的GSM/PLMN網(wǎng)絡(luò)，每個GSM/PLMN 網(wǎng)絡(luò)可由多個MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)構(gòu)成，每個MSC/VLR業(yè)務(wù) 區(qū)又被分成若個位置區(qū)，每個位置區(qū)又劃分為若干個小區(qū)， 每個小區(qū)是一個特定的BTS覆蓋的區(qū)域。 GSM業(yè)務(wù)區(qū)：由全球所有的成員國的GSM/PLMN業(yè)務(wù) 區(qū)所構(gòu)成的覆蓋區(qū)域。移動臺可以在整個覆蓋區(qū)域內(nèi)漫游。 GSM/PLMN業(yè)務(wù)區(qū)：一個網(wǎng)絡(luò)運營商所運營的GSM/PLMN 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域。一個國家范圍內(nèi)可以一個或多個 GSM/PLMN網(wǎng)絡(luò)。 MSC業(yè)務(wù)區(qū)：表示網(wǎng)絡(luò)中由一個MSC所覆蓋的服務(wù)區(qū)域， 凡在該區(qū)的移動臺均在該區(qū)的拜位置寄存器（VLR）登記。 所以，MSC總與VLR構(gòu)成同一個節(jié)點，寫作MSC/VLR。,GSM系統(tǒng),深圳科虹通信有限公司深圳項目部,CME20的結(jié)構(gòu)劃分,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,位置區(qū)（LA）：位置區(qū)是MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)的一部分。 每一個MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)分成幾個位置區(qū)，在一個位置區(qū) 內(nèi)，移動臺可以自由地移動，不需做位置更新。所以， 一個位置區(qū)是廣播尋呼消息以便找到某移動用戶的尋呼 區(qū)域。一個位置區(qū)只能屬于一個MSC/VLR。利用位置區(qū) 識別碼（LAI），系統(tǒng)能夠區(qū)別不同的位置區(qū)。 LA區(qū)域的劃分要充分慮MS進行位置更新的頻率和小 區(qū)BCCH載波上PCH的數(shù)據(jù)量這兩個方面的因素，盡量使MS 移動較為頻繁的地區(qū)劃在同一LA區(qū)域內(nèi)。 小區(qū)（Cell）：它表示網(wǎng)絡(luò)中一個BTS的無線覆蓋區(qū)域， 一個位置區(qū)可劃分為若干個小區(qū)，一個小區(qū)是具有一個全 球識別碼（CGI）的。同時，利用基站識別碼（BSIC）， 移動臺本身能區(qū)分使用同樣的載頻的各個小區(qū)。,CME20結(jié)構(gòu)解析,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,MS： 移動臺 BSS： 基站分系統(tǒng) SS： 交換分系統(tǒng) TMOS：操作和維護分 系統(tǒng),GSM網(wǎng)絡(luò)模型,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,縮略術(shù)語,MSC：移動業(yè)務(wù)交換中心 Mobile services Switching Center VLR: 拜訪位置寄存器 Visitor Location Register HLR: 歸屬位置寄存器 Home Location Register AUC: 鑒權(quán)中心 Authentication Center EIR: 設(shè)備識別寄存器 Equipment Identity Register BSC: 基站控制器 Base Station Controller BTS: 基站收發(fā)信站 Base Transceiver Station OMC: 操作維護中心 Operation and Maintenance Center NMC: 網(wǎng)絡(luò)管理中心 Network Management Center MS: 移動臺 Mobile Station,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,名詞解析,一個MSC控制多個基站控制器，它控制移動用戶至PSTN、ISDN、PLMN、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的呼叫。移動匯接和網(wǎng)絡(luò)入口功能都由MSC來實現(xiàn)。 HLR/AUC寄存用戶的鑒約信息，如補充業(yè)務(wù)、鑒權(quán)參數(shù)，此外還有MS的位置信息和IMSI，ISDN碼等。 VLR是一個動態(tài)數(shù)據(jù)庫，它包含了當(dāng)前位于相應(yīng)的MSC服務(wù)區(qū)的全部MS的有關(guān)信息（IMSI碼和位置信息LAI）。VLR還包括當(dāng)前的MSC中該MS的更為詳細的位置信息。 與其它網(wǎng)絡(luò)的接口通過GMSC，GMSC稱為入口移動交換中心（GATE WAY網(wǎng)關(guān)或門道交換局）。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,小區(qū)與位置區(qū)的關(guān)系,小區(qū),MSC服務(wù)區(qū),深圳科虹通信有限公司深圳項目部,名詞解析,AUC與HLR相連，是向HLR提供出于安全原因而 使用的鑒權(quán)參數(shù)和密鑰。即三參數(shù)組。 EIR與MSC相連，對接入系統(tǒng)的移動臺的設(shè)備進 行識別。（目前國內(nèi)沒有引入此設(shè)備） MS包括移動終端（如手機）和SIM卡。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,移動通信的蜂窩結(jié)構(gòu),深圳科虹通信有限公司深圳項目部,移動臺的幾種狀態(tài),1、移動臺關(guān)機 這種狀態(tài)下MS不能應(yīng)答尋呼消息，網(wǎng)絡(luò)不能達到MS。同時它也 不能通知網(wǎng)絡(luò)其所處的位置區(qū)的變化。此時MS被認為是“分離”狀態(tài)。 2、移動臺開機，空閑狀態(tài) 這種狀態(tài)下，系統(tǒng)可以成功地尋呼MS，MS被 認為是“附著”。當(dāng) MS移動時，能夠通過測試檢查，MS連接到接收性能最好的BCCH載 波上，MS具有漫游功能，并能通知網(wǎng)絡(luò)其位置區(qū)的變化，即位置更新。 另外，MS還要進行周期性登記。 3、移動臺忙 在這時，網(wǎng)絡(luò)分配給MS一個業(yè)務(wù)信道傳送話音或數(shù)據(jù)，當(dāng)MS移 動時它必須有能力進行定位和切換。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,小區(qū)重選與切換,小區(qū)重選是MS在空閑模式下因位置變動，信號變化等因素引起的重新選擇服務(wù)小區(qū)的過程。 切換，就是指將一個正處于呼叫建立狀態(tài)或忙狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)換到新的業(yè)務(wù)信道上的過程。 切換是由網(wǎng)絡(luò)決定的，一般在下述三種情況下要進行切換： 1、通話過程中從一個基站覆蓋區(qū)移動到另一個基站覆蓋區(qū)； 2、由于外界干擾而造成通話質(zhì)量下降時，必須改變原有的話音信道而轉(zhuǎn)接到一條新的空閑話音信道上去，以繼續(xù)保持通話。 3、MS在兩個小區(qū)覆蓋重疊區(qū)進行通話，可占用的TCH這個小區(qū)業(yè)務(wù)特別忙，這時BSC通知MS測試它鄰近小區(qū)的信號強度、信道質(zhì)量，決定將它切換到另一個小區(qū)，這就是業(yè)務(wù)平衡所需要的切換。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,MS的登記和漫游,移動中的移動臺從一個位置區(qū)移動至另一個位置區(qū)時，需要向系統(tǒng)登記其位置的變化信息，這個過程稱為位置更新。第一次接入系統(tǒng)時向系統(tǒng)報告位置稱為位置登記。,HLR,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,位置更新：Location updating,一個漫游的移動用戶在GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以自由的移動，網(wǎng)絡(luò)保持對移動用戶的位置的跟蹤。這就使得移動用戶無論在什么地方都能收到對他的呼叫。 為了使網(wǎng)絡(luò)能夠跟上對移動用戶當(dāng)前位置的跟蹤，MS（Mobile Station）必須在其改變位置區(qū)（location area）時通知系統(tǒng)。位置區(qū)是由一個或幾個BTS來處理的定義區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)，MS可以自由的移動而不需要通知系統(tǒng)，位置區(qū)由一個或者幾個BSC來控制，但只屬于一個MSC。這個過程稱為位置更新。 有4種形式的位置更新： 1 普通位置更新指不同LAC間的位置更新。 2 IMSI附著指用戶開機時的位置更新。 3 IMSI分離指用戶關(guān)機，或者取出SIM卡時的位置更新。 4 周期性位置登記指移動臺定期向網(wǎng)絡(luò)進行位置登記，范圍為0225。若為0，則該小區(qū)不采用周期性位置登記；若為1，這就意味著每6分鐘登記一次，計數(shù)器為T3212.,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,GSM的頻率,GSM900 上行：890915MHz；下行：935960MHz； 共分為124對雙工載頻，載頻間隔為200KHZ。 頻道號：0-124（0作保護，不用） f=890.2+(N-1)*0.2 每載頻共分8個時隙，即為8個信道。 總信道數(shù)為1248992個信道。 124個頻點中包含了移動GSM(1-95),聯(lián)通(96-124)。 GSM1800 上行： 1710-1785 MHz ；下行： 1805-1880 MHz 共分為374對雙工載頻，載頻間隔為200KHZ。 頻道號：512-885,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,關(guān)于 “下行鏈路”和 “上行鏈路”的概念,手機,基站,上行鏈路,下行鏈路,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,在移動中的移動臺，由于接收質(zhì)量原因，需要通過空 中接口不時地改變與系統(tǒng)的連接，這種能力稱為“漫游”。,移動臺的漫游（小區(qū)重選）,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,第二章： GSM的信號處理原理,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,GSM中的實現(xiàn)分集的方法是使用兩個接收天線，它們 受到的衰落影響是不相關(guān)的。它們兩者在某一時該經(jīng)受某 很深衰落點影響的可能性很小。利用兩付接收天線來接收 信號，它們獨立接收同一信號，并因此受到衰落包絡(luò)的不 同影響，當(dāng)合成來自兩付天線的信號時，衰落的程度能被 減小。在900MHZ頻段，天線間距5米6米，可得到6dB左 右的增益。在1800MHZ頻段，由于波長較短，所以天線間 距可以縮短。 均衡器 用于消除時間色散，當(dāng)出現(xiàn)反射信號時，移動臺收到 的可能是直射信號和反射信號，按一比特1.1公里計算，兩 種信號的路徑差距是1.1公里時，移動臺收到的可能是兩個 比特，如0和1，這時移動臺無法取舍。,天線（空間）分集接收,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,跳頻,瑞利衰落的衰落圖形是與頻率相關(guān)的，即衰落谷點將 因頻率不同而發(fā)生在不同的地點。這樣如果在呼叫期間， 讓載波頻率在幾個頻率點上變化，并假定只在一個頻率上 有一衰落谷點，那么僅會損失呼叫的一小部分，而采用復(fù) 雜的信號處理過程能重新恢復(fù)全部信息內(nèi)容。這種方法稱 為跳頻。 在呼叫期間，載波頻率在幾個頻率上變化，以克服瑞 利衰落。因瑞利衰落谷點只是對某一個頻點有效，對另一 個頻點無效。 另外，跳頻與不連續(xù)發(fā)射可以降低干擾，但當(dāng)大負荷時， 所有的發(fā)信機都同時打開，碰撞的機會很大，跳頻的作用 體現(xiàn)不出來。若按照4/12分組方案，鄰頻碰撞也無妨，但 若采用多頻復(fù)用技術(shù)，鄰頻的距離小于12，彼此干擾變大， 若采用跳頻技術(shù)，且負荷不大時，可以減小碰撞機會。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,快衰落與慢衰落,慢衰落 慢衰落是由接收點周圍地形地物對信號反射，使得信號電平在幾十米范圍內(nèi)有大幅度的變化，若MS在沒有任何障礙物的環(huán)境下移動，則信號電平只與發(fā)射機的距離有關(guān)。所以通常某點信號電平是指幾十米范圍內(nèi)的平均信號電平，這個信號的變化呈正態(tài)分布。,快衰落 快衰落是疊加在慢衰落的信號上的，這個衰落的速度很快，每秒可達幾十次，除與地形地物有關(guān)，還與MS的速度和信號的波長有關(guān)；并且幅度最高可達幾十個dB，信號的變化呈瑞利分布，因此也叫瑞利衰落。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,第三章： 無線信道描述,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,TDMA時分多址,GSM900/1800 上行頻率/下行頻率 載頻間隔為200KHZ 每載頻共分8個時隙，即為8個信道。 在GSM中,無線路徑上傳輸?shù)氖蔷幋a后的數(shù)字話音， 與模擬話音不同，數(shù)字話音是不連續(xù)的信號，可采用時 分的方式傳送，所以，在GSM中，無線路徑上采用的是 時分多址(TDMA)方式。每一個載頻上有8個時隙，每一 個時隙相當(dāng)于模擬系統(tǒng)中的一個信道，可提供一個移動臺 通話，最多可有8個移動用戶使用同一頻帶，他們使用不 同的時隙。如圖所示，8個移動臺分別工作在一個載頻上 的8個不同的時隙上。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,時分多址TDMA示意圖,時分多址TDMA示意圖,GSM是一個采用FMDA和TDMA技術(shù)的制式,每個時序長度為0.557ms,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,信道分類,物理信道是指一個載頻上一個TDMA幀的一個時隙，它 相當(dāng)于FDMA系統(tǒng)中的一個頻道。用戶通過某一個載頻上 的個信道接入系統(tǒng)通信。用戶在該入道上，即該時隙上發(fā) 出的信息比特流被稱為突發(fā)脈沖序列。 邏輯信道是從信息內(nèi)容的性質(zhì)角度定義劃分的。把信 道上傳遞的內(nèi)容分成業(yè)務(wù)信息（話音、數(shù)據(jù)等）和控制信 息（控制呼叫進程的信令）兩大類。定義與之對應(yīng)的邏輯 信道稱為業(yè)務(wù)信道和控制信道。 業(yè)務(wù)信道（TCH）-用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù) 信息。 控制信道（CCH）- 用于傳遞控制信息如控制呼叫 進程的信令的信道傳送控制信息,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,控制信道（CCH）,控制信道(CCH): Control Channel 控制信道分為下面三種： 廣播信道(BCH): Broadcast Channels 公共控制信道(CCCH): Common Control Channels 專用控制信道(DCCH) Dedicated Control Channels,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,廣播信道BCH,1、廣播信道(BCH)包括BCCH 、FCCH、SCH三種 信道。其特點為下行信道，且是點對多點的方式，用于向 移動臺傳遞小區(qū)的各項廣播信息，使移動臺與基站取得同步。 廣播控制信道（BCCH）用于向移動臺傳送所有小區(qū)的 通用消息。如LAI、小區(qū)內(nèi)允許MS最大輸出功率、相鄰小區(qū) 的BCCH載頻等。 頻率校正信道（FCCH）向移動臺傳遞頻率校正信號， 使移動臺能調(diào)到相應(yīng)的頻率上。 同步信道（SCH）用于向移動臺傳送幀同步號，即 TDMA幀號，同時也傳送基站識別碼BSIC。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,公共控制信道CCCH,2、公共控制信道包括PCH、RACH、AGCH三種信道。 該類信道主要用于移動臺作主叫或?qū)ず舯唤袝r， 完成所需專用控制信道的申請和分配。 尋呼信道（PCH）用于在小區(qū)內(nèi)尋呼移動臺，是下行信道。PCH含有被叫移動臺的號碼信息，故只有相應(yīng)的移動臺才會響應(yīng)。 隨機接入信道(RACH)是一個點對點的上行信道。當(dāng)移動臺經(jīng)RACH申請到專用信道后，系統(tǒng)經(jīng)接入允許信道AGCH將分配給該移動臺的專用信道通知移動臺。所以AGCH和RACH成對使用。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,專用控制信道,3、 專用控制信道（DCH）由SDCCH、SACCH、FACCH、和CBCH四種信道組成，用于向特定的呼叫提供專門的信道來傳遞其專用信令信息。 SDCCH： 獨立專用控制信道 SACCH： 慢速隨路控制信道 FACCH： 快速隨路控制信道 CBCH： 小區(qū)廣播信道,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,專用信道描述,獨立專用控制信道(SDCCH)是一個點對點的雙向信道，主要用于在移動臺呼叫建立之前，即在使用TCH之前，傳送系統(tǒng)信息：如登記和鑒權(quán)呼在此信道上進行。 慢速隨路控制信道(SACCH)，它與一個業(yè)務(wù)信道或一個獨立專用控制信道相關(guān),用于傳送有關(guān)連接信息的點對點的雙向連接數(shù)據(jù)信道。如傳送服務(wù)小區(qū)及相鄰小區(qū)的信號強度，移動臺功率等級管理等信息。 快速隨路控制信道(FACCH)與一個TCH相關(guān)，用于傳送速度（實時）要求高的信令信息，它工作于借用模式，每當(dāng)需要傳送該類信息時，例如需要完成一次切換，則需借用TCH，即當(dāng)前的一個20ms的話音信息位置被借用來傳 送這些信息。由于譯碼器會重復(fù)最后20ms的話音，故這 種中斷不會讓用戶感覺到。 小區(qū)廣播信道：CBCH。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,邏輯信道分類圖,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,英語縮略語,BCH： Broadcast Channel FCCH： Frequency Correction Channel SCH： Synchronization Channel RACH： Random Access Channel AGCH： Access Grant Channel PCH： Paging Channel SDCCH： Stand alone Dedicated Control Channel SACCH： Slow Associated Control Channel FACCH： Fast Associated Control Channel CBCH： Cell Broadcast Channel TCH： Traffic Channel,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,舉例說明,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,第五章 無線基本概念,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,小區(qū)類型,Macrocell： 宏小區(qū)（宏蜂窩） 一般小區(qū)，提供大部分的室內(nèi)室外的覆蓋； Umbrella Cell: 傘型小區(qū) 覆蓋范圍廣，從覆蓋上考慮，填補盲區(qū)。注意頻率干擾。 Microcell： 微小區(qū)（微蜂窩） 低功率，吸收話務(wù)。街道站就是其中一種。 Indoor Cell： 室內(nèi)小區(qū) 室內(nèi)的微蜂窩站。低功率，吸收室內(nèi)話務(wù)。一般稱為Picocell。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,站點類型,全向站：Omni Cell 覆蓋 定向站：Sector Cell 容量 功分站,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,同頻干擾,同頻干擾（Co-channel interference） GSM規(guī)范：C/I9dB，愛立信設(shè)計： C/I12dB，視跳頻。,干擾同時考慮上行和下行，一般來講下行的影響會更大！,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,鄰頻干擾,鄰頻干擾（Adjacent channel interference） GSM規(guī)范：C/A-9dB，愛立信推薦要求： C/A3dB。,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,天線波瓣,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,天線調(diào)整在優(yōu)化中應(yīng)用,天線的方位角和下傾角的調(diào)整是網(wǎng)優(yōu)的一項重要內(nèi)容和手段！,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,第六章 案例分析,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,案例一,話務(wù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)問題：博羅H41田美第2、第3小區(qū)切換失敗率較高；,深圳科虹通信有限公司深圳項目部,描述,話務(wù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)問題：博羅H41田美第2、第3小區(qū)切換失敗率較高； 路測現(xiàn)象： 1、在田美2區(qū)正對方向主要占用到第1小區(qū)信號和第三小區(qū)信號卻很少占用第2小區(qū)信號；如上圖所示：可以看到，在