《GSM常用技術(shù)指標(biāo)》課件

GSM常用技術(shù)指標(biāo)GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobileCommunications）的縮寫，是一種數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。它在全球范圍內(nèi)被廣泛采用，為數(shù)百萬(wàn)用戶提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)。GSM簡(jiǎn)介1全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM全稱為GlobalSystemforMobileCommunications，是一個(gè)全球通用的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。2數(shù)字蜂窩技術(shù)GSM利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信，并使用蜂窩結(jié)構(gòu)來(lái)劃分網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，提高通信容量和覆蓋范圍。3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化GSM標(biāo)準(zhǔn)由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)制定，為全球不同國(guó)家和地區(qū)的移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。4廣泛應(yīng)用GSM技術(shù)被全球200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)采用，擁有超過(guò)50億用戶，成為全球范圍內(nèi)最主要的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。GSM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)GSM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)不同的功能?；咀酉到y(tǒng)(BSS)負(fù)責(zé)無(wú)線信號(hào)的傳輸，包括呼叫建立和數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)資源，包括用戶身份認(rèn)證和計(jì)費(fèi)。操作支持子系統(tǒng)(OSS)負(fù)責(zé)管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)。GSM信號(hào)載波信號(hào)載波GSM系統(tǒng)使用特定頻率的電磁波來(lái)傳輸信號(hào)。這些載波頻率在不同國(guó)家和地區(qū)會(huì)有所不同。載波頻率GSM系統(tǒng)使用900MHz、1800MHz和1900MHz等頻段。不同的頻段適用于不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和手機(jī)。載波帶寬GSM系統(tǒng)使用200kHz的帶寬來(lái)傳輸信號(hào)。帶寬決定了每個(gè)載波所能承載的數(shù)據(jù)量。時(shí)分多址概念時(shí)分多址(TDMA)是一種無(wú)線通信技術(shù)，它允許多個(gè)用戶在同一頻段上共享無(wú)線資源。原理TDMA將每個(gè)頻段的時(shí)間分成多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)用戶被分配一個(gè)特定時(shí)隙，并在該時(shí)隙內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。優(yōu)勢(shì)TDMA提高了頻譜效率，并減少了干擾，因?yàn)樗试S用戶在不同時(shí)隙內(nèi)傳輸，從而避免了信號(hào)沖突。頻分多址頻率劃分將整個(gè)可用頻譜分成多個(gè)頻段，每個(gè)頻段分配給一個(gè)用戶，以避免不同用戶的信號(hào)相互干擾。非重疊頻段不同用戶使用的頻率不會(huì)重疊，確保信號(hào)之間不會(huì)相互干擾。頻率復(fù)用在不同的地理區(qū)域，可以復(fù)用相同的頻率，以提高頻譜利用率。碼分多址獨(dú)特的碼序列每個(gè)用戶分配一個(gè)唯一的碼序列，該序列與其他用戶的碼序列正交。信號(hào)疊加不同用戶的信號(hào)在同一頻率上疊加傳輸，不會(huì)互相干擾。解調(diào)還原接收端通過(guò)接收到的信號(hào)和用戶對(duì)應(yīng)的碼序列進(jìn)行解調(diào)，還原用戶的原始信號(hào)。信道類型流量信道用于傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和短信等信息。TCH（TrafficChannel）：用于傳輸用戶數(shù)據(jù)。SDCCH（StandAloneDedicatedControlChannel）：用于用戶控制信息?？刂菩诺烙糜谙到y(tǒng)管理和控制。BCCH（BroadcastChannel）：用于廣播系統(tǒng)信息。CCCH（CommonControlChannel）：用于尋呼和接入。SDCCH（StandAloneDedicatedControlChannel）：用于用戶控制信息。信道分配頻分多址(FDMA)在FDMA中，每個(gè)用戶分配到不同的頻率范圍，這些頻率范圍不會(huì)相互重疊。例如，每個(gè)用戶可能分配到不同的無(wú)線電頻率。這保證了不同用戶之間的信號(hào)不會(huì)相互干擾。時(shí)分多址(TDMA)在TDMA中，每個(gè)用戶分配到時(shí)間范圍內(nèi)的不同時(shí)隙。例如，每個(gè)用戶可以在不同的時(shí)間段內(nèi)使用相同的頻率。這樣，多個(gè)用戶可以使用同一個(gè)頻率，但不會(huì)相互干擾。碼分多址(CDMA)在CDMA中，每個(gè)用戶分配到唯一的碼序列，每個(gè)碼序列與其他用戶的碼序列是正交的。這樣，多個(gè)用戶可以在同一個(gè)頻率和時(shí)間內(nèi)使用相同的無(wú)線電信道，但由于每個(gè)用戶使用不同的碼序列，所以它們不會(huì)相互干擾。電波傳播特性電波傳播特性是GSM網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化中重要的考慮因素。電波傳播受地形、地貌、植被等因素影響，會(huì)產(chǎn)生衰落現(xiàn)象，影響信號(hào)質(zhì)量和覆蓋范圍。路徑損耗模型路徑損耗是指信號(hào)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)傳播過(guò)程中，信號(hào)強(qiáng)度衰減的程度。路徑損耗模型用于預(yù)測(cè)信號(hào)強(qiáng)度隨距離的變化。常用的路徑損耗模型包括自由空間路徑損耗模型、Okumura-Hata模型、COST-231模型等。陰影衰落陰影衰落是指由于建筑物、山丘或樹木等障礙物阻擋信號(hào)傳播造成的信號(hào)衰落。陰影衰落是一種慢速衰落，其變化范圍可以從幾米到幾百米不等。類型特征慢速衰落變化范圍大隨機(jī)性難以預(yù)測(cè)快衰落快衰落是指信號(hào)強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生快速波動(dòng)，這是由于移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)時(shí)，信號(hào)路徑發(fā)生改變所致?？焖ヂ鋾?huì)導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降，甚至出現(xiàn)斷線。1-10ms持續(xù)時(shí)間快衰落持續(xù)時(shí)間一般在毫秒級(jí)別。10dB波動(dòng)幅度快衰落的信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)幅度可以達(dá)到10dB以上。信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度是指手機(jī)接收到的信號(hào)功率大小，反映手機(jī)與基站之間的連接質(zhì)量。信號(hào)強(qiáng)度越高，手機(jī)與基站的連接越穩(wěn)定，通話質(zhì)量越好。信號(hào)強(qiáng)度常用單位是dBm，通常在-110dBm到-50dBm之間。-110dBm弱-90dBm中等-70dBm強(qiáng)信號(hào)干擾比定義信號(hào)強(qiáng)度與干擾信號(hào)強(qiáng)度的比值單位dB影響因素基站發(fā)射功率、干擾源數(shù)量、天線方向性等重要性衡量信號(hào)質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接影響通話質(zhì)量誤碼率誤碼率是指在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，接收到的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)占總傳輸比特?cái)?shù)的比例。誤碼率是一個(gè)重要的指標(biāo)，它反映了通信系統(tǒng)的可靠性。誤碼率越高，通信系統(tǒng)越不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤的可能性越大。誤碼率通常用百分比表示，例如0.1%表示每1000個(gè)比特中出現(xiàn)1個(gè)錯(cuò)誤比特。GSM系統(tǒng)的誤碼率目標(biāo)通常在1%以下。阻塞率網(wǎng)絡(luò)擁塞用戶操作系統(tǒng)故障信號(hào)干擾其他阻塞率是指用戶呼叫無(wú)法接通的概率。它反映了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷和資源利用情況。掉話率掉話率是指在通話過(guò)程中，由于信號(hào)質(zhì)量下降或網(wǎng)絡(luò)擁塞等原因?qū)е峦ㄔ捴袛嗟母怕?。掉話率是衡量移?dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，反映了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可靠性。1%理想值2%良好5%一般10%較差覆蓋率定義表示GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的指標(biāo)。分類根據(jù)不同的信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。意義反映網(wǎng)絡(luò)服務(wù)范圍和用戶體驗(yàn)。影響因素基站位置、發(fā)射功率、地形地貌等。頻譜利用率頻譜利用率是衡量無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源利用效率的重要指標(biāo)。反映單位頻譜資源承載的通信用戶數(shù)，越高表明頻譜資源利用率越高。10%典型利用率GSM網(wǎng)絡(luò)典型頻譜利用率約為10%20%未來(lái)趨勢(shì)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，利用率有望提升至20%頻帶寬度GSM系統(tǒng)中，頻帶寬度是分配給一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的頻率范圍，決定了可用信道數(shù)量。較寬的頻帶寬度可以容納更多信道，提高網(wǎng)絡(luò)容量，但成本更高。信令開銷信令開銷是指GSM網(wǎng)絡(luò)中用于控制和管理的信令消息占用的無(wú)線資源。它包括呼叫建立、連接保持、數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃帕钸^(guò)程。信令開銷會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的容量和效率。信令開銷過(guò)高會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，降低用戶體驗(yàn)。頻道切換1切換請(qǐng)求手機(jī)發(fā)出切換請(qǐng)求2網(wǎng)絡(luò)選擇基站選擇新小區(qū)3資源分配分配新時(shí)隙和信道4數(shù)據(jù)傳輸切換完成繼續(xù)通話手機(jī)用戶在移動(dòng)過(guò)程中，可能會(huì)超出當(dāng)前基站的覆蓋范圍。為了保持通話質(zhì)量，手機(jī)需要切換到新的基站。手機(jī)會(huì)根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出切換請(qǐng)求。手機(jī)定位1基站定位根據(jù)手機(jī)與基站之間的距離，確定手機(jī)的位置。2GPS定位使用衛(wèi)星信號(hào)，獲取手機(jī)的精確經(jīng)緯度坐標(biāo)。3WLAN定位利用手機(jī)連接的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，推算手機(jī)的位置。4混合定位結(jié)合多種定位技術(shù)，提高定位精度和可靠性。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化指標(biāo)覆蓋率網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍影響用戶體驗(yàn)，優(yōu)化覆蓋率至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)容量網(wǎng)絡(luò)容量反映網(wǎng)絡(luò)處理能力，需提升容量以應(yīng)對(duì)用戶需求。網(wǎng)絡(luò)性能網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)包括誤碼率、掉話率等，影響用戶感知。資源分配合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，提升效率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)容量指標(biāo)呼叫量反映網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況，衡量網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，如接通率、阻塞率等。數(shù)據(jù)流量評(píng)估網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸能力，如數(shù)據(jù)速率、延遲、丟包率等。用戶容量反映網(wǎng)絡(luò)承載用戶的數(shù)量，如用戶數(shù)、并發(fā)用戶數(shù)等。網(wǎng)絡(luò)QoS指標(biāo)吞吐量衡量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率，表示單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。延遲數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸時(shí)間，影響實(shí)時(shí)應(yīng)用性能。抖動(dòng)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)間的不穩(wěn)定性，會(huì)導(dǎo)致語(yǔ)音、視頻質(zhì)量下降。丟包率數(shù)據(jù)包在傳輸過(guò)程中丟失的比例，影響數(shù)據(jù)完整性。網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)吞吐量每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，反映網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。延遲數(shù)據(jù)從源到目標(biāo)的時(shí)間，影響實(shí)時(shí)應(yīng)用的性能?？捎眯跃W(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的時(shí)間比例，保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)穩(wěn)定可靠。安全性網(wǎng)絡(luò)安全措施的有效性，保護(hù)數(shù)據(jù)和隱私。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)運(yùn)營(yíng)成本網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)成本。用戶價(jià)值服務(wù)質(zhì)量、用戶