网优培训――GSM基本原理

河南联通网络优化培训GSM基本原理移动网络优化中心2009.03.151.GSM系统简介2.GSM无线接口和信道3.GSM相关技术4.事件信令流程课程内容一、GSM系统简介GSM系统结构MSCTCSMBTSBSCBTSBTSTRXTRXTRXOMC各单元之间的接口网络子系统组件:MSC,VLR,HLR功能呼叫控制移动性管理信令(对BSS,其它网络,其它NSS组件)用户数据处理为移动终接呼叫定位用户AirAO&MVLRMSCVLRMSCHLR基站子系统组件:基站控制器(BSC),基站收发信台(BTS),码型变换器(TC)功能:无线通道控制,BTS和TC控制,用MSC同步Air和A接口信令，MS-NSS连接确立移动性管理,语音代码速率转换统计数据收集BTSTCBSCBSCTCBTSBTS二、GSM无线接口和信道物理信道：就是一个时隙，通常被定义为给定TDMA帧上的固定位置上的时隙(TimeSlot)逻辑信道：根据BTS与MS之间传递的消息种类不同而定义的不同逻辑信道，其是通过BTS来映射到不同物理信道上来传送的TDMA信道逻辑信道分类TDMA帧中的逻辑信道专用信道26帧-复帧SACCH空闲TDMA帧01234567公共信道51帧-复帧01234950TDMA帧012345670123122524突发脉冲序列07TDMAframe=4.615ms=BURSTPERIOD000fs一个时隙的长度0.577MS每个时隙的间隔包含156.25bitbit速率3.69us/bit广播信道频率校正信道(FCCH)纯粹的正弦波开机后，MS搜寻这个信道下行链路同步信道(SCH)锁定频率之后，MS用SCH同步SCH包含BTS的BSIC和TDMA帧号(用于加密)广播控制信道(BCCH)关于BTS的公共信息:被使用频率跳频序列信道组合寻呼组小区周围环境信息公共控制信道寻呼信道(PCH)BTS使用去寻呼一个移动台只是下行链路随机接入信道(RACH)MS用于请求一个专用控制信道用于移动始发呼叫只是上行链路信道准许接入信道(AGCH)BTS用于指派一个专用控制信道只是下行链路专用信道独立专用控制信道(SDCCH)双向信道用于呼叫建立过程，即：鉴权使用SDCCH指派业务信道(TCH)慢速随路控制信道(SACCH)伴随SDCCH和TCH测量报告MS功率控制时间校准快速随路控制信道(FACCH)伴随TCH对快速控制通信，即：切换物理地代替一个20ms语音TCH突发脉冲序列，“偷帧模式”业务信道全速率双向信道用于语音或数据传输用户数据比特速率13kbit/s半速率双向信道用于语音或数据传输用户数据比特速率6-7kbit/s增强型全速率(EFR)双向信道用于高质量语音传输用户数据比特速率13kbit/s2、3、4类为BCCH上广播的信息，用于移动台在空闲模式下收听；5、6类为SACCH上的广播信息，用于业务状态下的移动台收听；1、7、8类为可选择项。系统信息类型1：此类信息用于跳频时系统消息分类逻辑信道的使用三、GSM相关技术中国通信业频率资源划分Fdl(900M)＝935＋0.2×N(MHz)(1=N=124)Ful(900M)＝Fdl－45(MHz)Fdl(1800M)＝1710.2+0.2×(N-512)(MHz)(512=N=885)Ful(1800M)＝Fdl－75(MHz)基站配置全向BTSf1,f2,f33定向BTS2定向BTSf2f1,f2f5,f6f1f3,f4语音处理流程语音数字化和信源编码信道编码交织和加密TDMA突发脉冲序列格式GMSK调制22.8kbit/s13kbit/s33.8kbit/s22.8kbit/sAir接口MSISDN:=CC+NDC+SN1.MSISDN:MobileSubscriberInternationalISDNNumber2.CC=Countrycode(国家代码：33=France,358=Finland,86=China.)3.NDC=NationalDestinationCode(国内目的地代码)4.SN=SubscriberNumber（用户号码）MSISDNPSTNMSISDNNotmorethan15digits3digits2digitsIMSIMCCMNCMSINNMSIMCC：移动国家码，三个数字，如中国为460。MNC：移动网号，两个数字，如中国联通的MNC为01。MSIN：在某一PLMN内MS唯一的识别码,编码格式为:H1H2H3SXXXXXXNMSI：在某一国家内MS唯一识别码。IMSIC1=RxLev–rxLevelAccessMin-max(msTxPowerMaxCCH-P,0)—P~手机最大输出功率—rxLevelAccessMin（RXP）=-110~-47dBm~小区的接入门限—msTxPowerMaxCCH（TXP）=5~43dBm（GSM900）~手机经过功率控制之后的最大发射功率=0~30dBm（GSM1800）C1是CellSelect的决定条件C1与RxLev和RXP有关，当RXP设置较高时，C1就会减少，手机就比较难接入该小区，实际上，增加RXP值就减少了小区的覆盖范围当C10时，该小区始终不会被选择小区选择参数PI（cellReselectParamIndication）=Y/N当PI=No时，C2=C1640sepenaltyTimctOffsetcellResele-C1640sepenaltyTimT)-imeH(penaltyTOffsettemporary-ctOffsetcellReseleC1C20x10x0xHcellReselectOffset（REO）=0...126(dB)2dBstep~小区重选偏置penaltyTime（PET）=20...640(s)20sstep~惩罚时间temporaryOffset（TEO）=0...70(dB)10dBstep~临时偏置小区重选（1）timepenaltyTimeC1cellReselectOffsetcellReselectOffsetC2C2temporaryOffsetdBC2whenpenaltyTime=640C2whenpenaltyTime640小区重选（2）NCC:NetworkColourCodeBCC:BasestationColourCodeBSIC:BaseStaionIdentificationCodeBSIC=NCC+BCC,其中TSC=BCC,NCC和BCC分别为0~7。以十进制为例BSIC码为0~63。基站识别码BSIC基站识别色码BSICNCCBCCB4A4B3C4B2B1A2C2C3A1C1A1A34*3ReusePatternof12cells频率复用距离A1C1B1A3A2C2B2C3B3A4A1C4B4C1B1A2B2C2A3A3C2B2C1B1A2C3B3A4C4B4C3B3A4B4C4A4B4A2B2A4B4A2B2C3C1C3C1频率复用技术LocationAreasMSC/VLR区被分成称为位置区的小区域。用户可以在这个区域范围内移动，而不需要做出一般的位置更新。LA的最大尺寸可以是一个MSC区，最小尺寸也可以是一小区。寻呼是在用户当前所处的LA中的所有小区中进行的。LAI=MCC+MNC+LACLAI=位置区识别码MCC=移动台国家代码MNC=移动网代码LAC=位置区代码接待台餐厅酒吧游泳池LA1VLRMSCLA5LA4LA3LA2开机时的位置登记发生在手机开机的时候，也就是IMSIAttach。因为只要手机一开机，它就通知拜访位置寄存器（VLR）它已经回到网络中并能接受呼叫了。成功登记后，网络向手机发送两个号码，它们被存储在手机的SIM卡中。这两个号码是位置区识别码（LAI）和移动用户临时识别码（TMSI）。一般性的每次网络广播该区域的识别码时，手机都要将存储在手机上的区域识别码与网络广播的区域识别码比较，如果两个识别码不相同，手机就会向网络发送请求，即向他刚刚进入的区域进行登记。同时把用户新的VLR的位置信息告诉给HLR，并且在老的VLR中删除该用户的有关数据。周期性的当网络在一特定时间内没有收到任何来自手机的位置更新请求时。就执行周期性的位置更新。这种情况发生在当手机被打开但无任何话务时，手机在空闲状态下，不断地测量网络传送的信息。当设置的时间一到，手机通过发送位置更新信号启动一个登记过程，VLR接收请求并确认手机在同一个位置区的登记。如果手机没有遵循这个程序，可能是因为手机的电池用完了或用户不在服务区，VLR将手机的位置数据改为“未知”，手机不能再作被叫。位置区更新的三种类型cellReselectHysteresisThenominalLAborderTherealLAborderLA1LA2LocationUpdatecellReselectHysteresis（HYS）=0…14dB小区内部切换同一BSC之内，不同小区之间的切换同一MSC之内，不同BSC之间的切换不同MSC之间的切换切换的四种类型B=BCCHTSL.Itdoesnothop.TSL1….7ofallTRXshopoverthefrequencylist(f1,f2,f3,f4)BBhoppingon4TRXs.AlsotheBCCHTRXishoppingexceptonRTSL-0.ThecallishoppingoverTRX(TRXkeepthesamefrequencyasplanned)BBHoppingB=BCCHTSL.TRXdoesnothop.NonBCCHTRXsarehoppingovertheMA-list(f1,f2,f3).RFhoppingin2-TRXcell.TheBCCHTRXcannothopbecausetheBCCHfrequencymustbecontinuouslytransmittedinacell.TRXwillphysicallychangefrequencyalongaspecifiedMAL.RFHopping载波干扰保护比（C/I）是指接收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值，简称载干比GSM规范中规定：同频载干比：C/I≥9dB邻频载干比：C/I≥-9dB载波偏离400kHz时的载干比：C/I≥-41dB载波干扰保护比传输损耗—DownlinkWLLsubscriberspathloss=154dBcombinerloss=5dBFeederLoss=4dBRxSensitivity-102dBmTxPower45dBm(20W)AntennaGain=16dBi-102dBm52dBm36dBm40dBm传输损耗—UplinkWLLsubscriberspathloss=154dBFeederLoss=4dBTxPower33dBm(2W)AntennaGain=16dBiDiversityGain=4dB33dBm-121dBm-101dBm-105dBmRxSensitivity-105dB增益及功率(dB、dBm、dBd、dBi)dBm的计算公式：dBm=10log(p/1mW)-30dBm=0.001mW-10dBm=0.0001W=0.1mW0dBm=0.001W=1mW10dBm=0.01W20dBm=0.1W30dBm=1W37dBm=5W40dBm=10W33dBm=2W44dBm=25W50dBm=100W36dBm=4W51dBm=125W60dBm=1000W39dBm=8W58dBm=625W42dBm=16W45dBm=32W8防雷保护器主馈线（7/8“）5馈线卡6走线架4接地装置3接头密