GSM基本原理-GSM无线网络优化.ppt

《GSM基本原理-GSM无线网络优化.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSM基本原理-GSM无线网络优化.ppt（83页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、辽宁移动辽宁移动 GSM 技术交流技术交流GSM 无线网络优化1万国光上海大唐移动通信设备有限公司上海市钦江路333号41幢PB：2002332目录1.GSM系统基本结构和原理2.GSM系统中的无线参数3.关于双频组网3一.GSM系统基本结构和原理4移动通信的发展由大区向蜂窝的发展：*容量大幅度提高*功率大大降低功率大大降低*连续覆盖面广*技术难度提高5移动通信的发展由模拟向数字的发展：第一代蜂窝系统：*AMPS（美国）*TACS（英国）*NMT（北欧）*NAMTS（日本）第二代蜂窝系统：*GSM/DCS1800（欧洲）*IS-95 CDMA（美国）第三代蜂窝系统：*WCDMA（欧洲）*cdm

2、a2000（美国）*TD-SCDMA（中国）6GSM 规范1982年欧洲电信标准化委员会（ETSI）开始研究GSM规范1990年ETSI推出GSM规范Phase I1991年ETSI制定DCS1800技术规范1994年ETSI推出GSM规范Phase II，将DCS1800归并1996年ETSI推出GSM规范Phase II+7GSM规范版本号（一）GSM规范的版本编号方式：V：表示版本（Version）x：0：标准的设想1：标准的原始草案2：标准的最终草案3：GSM specification phase 14：GSM specification phase 25：GSM specifica

3、tion phase 2+6：Phase 2+Release 19978GSM规范版本号（二）y：从0开始编号，每次增加表示文本中有技术性的修改、完善或更正等z：从0开始编号，每次增加表示文本中有文字或表达方式的修改9常用缩写ETSI:European Telecommunication Standard InstituteGSM:Global System for MobileSMG:Special Mobile GroupTC:Technical Committee(E)TR:(ETSI)Technical Report(G)TS:(GSM)Technical Specification1

4、0GSM 规范系列（一）0112（除10以外）共11个系列01:01.02:General description of GSM system01.04:abbreviation01.48:Interworking between DECT and GSM01.61:GPRS加密算法的要求02:GSM service03:GSM network function&architecture04:Um interface(L2&L3)05:radio charateristics11GSM 规范系列（二）06:transcoder and rate adapter 07:Mobile statio

5、n08:A&Abis interface09:Interworking11:test specification12:Telecommunication Network Management12GSM业务（一）Telecommunication Service:电信业务Bearer service:承载业务Teleservice:用户终端业务Basic Service:基本业务Supplementary service:补充业务13GSM业务（二）14GSM系统结构MSCBSCBSCBTSBTSMSEIRMSCMSBTSBTSOMCHLRVLRPSTNISDNPDNUmAbisAAUC1516

6、PLMN接口配置1718各模块功能（一）MS(Mobile Station)：移动台，实现移动终端功能BTS(Base Transceiver Station)：基站收发信台，实现移动通信系统与MS之间的无线通信BSC(Base Station Controller)：基站控制器，实现无线系统到交换系统的集线功能、无线资源管理功能以及其它与无线相关的控制功能MSC(Mobile service Switching center)：移动业务交换中心，实现移动业务交换功能OMC(Operation and Maintenance Center)：操作维护中心，提供人机界面实现对系统设备的监测和控制

7、功能19各模块功能（二）HLR(Home Location Register)：归属位置登记处。实际上是一个数据库，主要储存二类数据：用户数据，主要包括：用户的身份IMSI(International Mobile Subscriber Identification)用户ISDN号码VLR地址用户的位置信息有关用户数据在GSM03.08中描述20各模块功能（三）VLR(Visitor Location Register)：拜访位置登记处。实际上是一个数据库，储存用户信息，主要包括：MSRN(Mobile Station Roaming Number):移动台漫游号码TMSI(Temporary

8、 Mobile Subscriber Identification):临时移动用户身份移动台登记的位置区（LAC）与补充业务有关的数据有关用户数据在GSM03.08中描述21各模块功能（四）AUC(Authenticate Center):鉴权中心，用于对用户身份的鉴别EIR(mobile station Equipment Identity Register):移动台设备身份登记处，用于储存及鉴别移动台的设备身份。22GSM系统信令结构UmAbisABTSBSCMSCL1L2L3MSTDMALAPDmRRMMCMTDMAPCMLAPDmLAPDRRBTSMPCMLAPDRRBTSMPCMBS

9、SMAPSCCPMTPPCMBSSMAPSCCPMTPMMCMMSTDMA :Time Division Muple AccessLAPDm:Link Access Protocol for Dm ChannelRR :Radio ResourceMM :Mobility ManagementCM :Connection ManagementPCM :Pulse Code ModulationLAPD :Link Access Protocol for D channelBTSM :Base Transceiver Station ManagementMTP :Message Transfer

10、 PartSCCP :Signalling Connection&Control PartBSSMAP:Base Station System Mobile Application PartL1 :Layer 1L2 :Layer 2L3 :Layer 323BSC框架交换网络处理器DTDTAAbis24BTS框架发信机收信机合分路器调制器解调器交织反交织编码译码编码译码基站接口信令处理Abis25GSM工作频段GSM主频段（P-GSM）：下行（BTS发，MS收）：935 960 MHz上行（MS发，BTS收）：890 915 MHzGSM扩展频段（E-GSM）：下行（BTS发，MS收）：92

11、5 935 MHz上行（MS发，BTS收）：880 890 MHzDCS1800频段：下行（BTS发，MS收）：1805 1880 MHz上行（MS发，BTS收）：1710 1785 MHz26Um接口物理信道帧结构204720462101个超高帧2048个超帧012345671个帧8个时隙0252410504911个复帧26个帧1个复帧51个帧0504910252411个超帧51个复帧1个超帧26个复帧27系统容量每载频占200 KHz带宽，含8个物理信道GSM900可容纳124载频DCS1800可容纳374载频28Burst type 正 常 突 发（NB）频 率 突 发（FB）同 步 突

12、 发（SB）接 入 突 发（AB）假 突 发（DB）时隙长度为156.25比特，保护段8.25比特尾比特：3比特，000尾比特 信息比特 训练序列 信息比特 尾比特尾比特 全0码 尾比特尾比特 信息比特 扩展训练序列 信息比特 尾比特尾比特 训练序列 信息比特 尾比特 保护段尾比特 填充比特 尾比特29逻辑信道业务信道TCH广播信道BCCH频率校正 信 道FCCH同步信道SCH准予接入 信 道AGCH寻呼信道PCH随机接入信道RACH小区广播信道CBCH独立专用控制信道SDCCH慢速随路控制信道SACCH快速随路控制信道FACCH30信道组合i)TCH/F+FACCH/F+SACCH/Fii)

13、TCH/H(0,1)+FACCH/H(0,1)+SACCH/TH(0,1)iii)TCH/H(0,0)+FACCH/H(0,1)+SACCH/TH(0,1)+TCH/H(1,1)iv)FCCH+SCH+BCCH+CCCHv)FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/C4vi)BCCH+CCCHvii)SDCCH/8+SACCH/C8CCCH=PCH+RACH+AGCH31系统消息系统消息（SI）包括：系统消息类型1 系统消息类型2、2bis、2ter 系统消息类型3 系统消息类型4 系统消息类型5、5bis、5ter 系统消息类型6 系统消息类型7 系统消息类型8 系统

14、消息类型9系统消息发送的时间是确定的32移动台网络信道请求立即指配CM业务请求鉴权请求鉴权响应加密模式命令加密模式完成呼叫处理建立指配命令指配完成提醒连接连接证实早分配early assignmentwithout OACSU移动主叫流程一33移动主叫流程二移动台网络信道请求立即指配CM业务请求鉴权请求鉴权响应加密模式命令加密模式完成呼叫处理建立指配命令指配完成提醒连接连接证实晚分配late assignmentwith OACSU34移动主叫流程三移动台网络信道请求立即指配(TCH)CM业务请求鉴权请求鉴权响应加密模式命令加密模式完成呼叫处理建立信道模式修改信道模式修改证实提醒连接连接证实特

15、别早分配very early assignment35移动被叫流程一移动台网络信道请求立即指配寻呼响应鉴权请求鉴权响应加密模式命令加密模式完成呼叫证实建立指配命令指配完成提醒连接连接证实早分配early assignmentwithout OACSU寻呼请求36移动被叫流程二移动台网络信道请求立即指配寻呼响应鉴权请求鉴权响应加密模式命令加密模式完成呼叫证实建立指配命令指配完成提醒连接连接证实晚分配late assignmentwith OACSU寻呼请求37位置更新流程移动台网络信道请求立即指配位置更新请求鉴权请求鉴权响应加密模式命令加密模式完成位置更新接受38A接口A接口消息BSSOMAP:

16、BSS Operation&Maintenance Application PartBSSAPBSSMAP:BSS Management Application PartDTAP:Direct Transfer Part39BSSMAP40二.GSM系统中的无线参数41无线参数网络识别参数系统控制参数小区选择参数网络功能参数42小区全球识别CGIMCCMNCLACCILAICGIMCC:Mobile Country CodeMNC:Mobile Network CodeLAC:Location Area CodeCI:Cell IdentificationLAI:Location Identi

17、ficatoinCGI:Cell Global Identification43基站识别码BSICNCCBCCBSICNCC:Network Colour CodeBCC:Base station Colour CodeBSIC:Base Staion Identification Code44BSIC作用一 移动台收到SCH后，即认为已同步于该小区。但为了正确地译出下行公共信令信道上的信息，移动台还必须知道公共信令信道所采用的训练序列码（TSC）。按照GSM规范的规定，训练序列码有八种固定的格式，分别用序号07表示。每个小区的公共信令信道所采用的TSC序列号由该小区的BCC决定。因此：BSI

18、C的作用之一是通知移动台本小区公共信令信道所采用的训练序列号。45BSIC作用二由于BSIC参与了随机接入信道（RACH）的译码过程，因此它可以用来避免基站将移动台发往相邻小区的RACH误译为本小区的接入信道。46BSIC作用三当移动台在连接模式下（通话过程中），它必须根据BCCH上有关邻区表的规定，对邻区BCCH载频的电平进行测量并报告给基站。同时在上行的测量报告中对每一个频率点，移动台必须给出它所测量到的该载频的BSIC。当在某种特定的环境下，即某小区的邻区中包含两个或两个以上的小区采用相同的BCCH载频时，基站可以依靠BSIC来区分这些小区，从而避免错误的切换，甚至切换失败。47BSIC

19、作用四移动台在连接模式下（通话过程中）必须测量邻区的信号，并将测量结果报告给网络。由于移动台每次发送的测量报告中只能包含六个邻区的内容，因此必须控制移动台仅报告与当前小区确实有切换关系的小区情况。BSIC中的高三位（即NCC）用于实现上述目的。网络运营者可以通过广播参数允许的NCC控制移动台只报告NCC在允许范围内的邻区情况。48BSIC选取示意图C CB BA AF FE ED D49系统控制参数一IMSI结合和分离允许（IMSI Attach/Detach Allowed）一般设置为允许；同一位置区内的小区本参数设置必须相同50系统控制参数二CCCH_CONF 意义 一个BCCH复帧 中C

20、CCH块数 000CCCH使用一个物理信道9不与SDCCH共用 001CCCH使用一个物理信道3与SDCCH共用 010CCCH使用二个物理信道18不与SDCCH共用 100CCCH使用三个物理信道27不与SDCCH共用 110CCCH使用四个物理信道36不与SDCCH共用 其它保留不用 公共控制信道配置（CCCH_CONF）51系统控制参数三 接入准许保留块数（BS_AG_BLKS_RES）CCCH_CONFBS_AG_BLKS_RES每个BCCH复帧中保留编码给AGCH的块数00000011 0010102其它0000001101020113 其它100410151106111752系统控

21、制参数四 寻呼信道复帧数（BS_PA_MFRMS）BS_PA_MFRMS同一寻呼组在寻呼信道上编码重复的复帧数0002001301040115100610171108111953系统控制参数五 周期位置更新定时器（T3212）T3212编码 T3212的时间 00000000无穷大 00000001 6分钟 0000001012分钟 0000001118分钟 11111101 25小时18分 11111110 25小时24分 11111111 25小时30分54系统控制参数六 小区信道描述(cell allocation)小区信道描述用于让移动站知道本小区使用的射频信道组合（CELL ALLO

22、CATION）55系统控制参数七 无线链路超时（Radio_Link_timeout）参数编码 对应S值 00004 00018 001012 110156 111060 111164ABPQ56系统控制参数八 邻小区描述(Adjacent cell allocation)注意设置相邻小区正确的绝对频道号和相应的BSIC57系统控制参数九 允许的网络色码(NCC permitted)每个小区中的NCC Permitted应包含相邻小区的NCC58系统控制参数十 最大重发次数（MAX retrans）M最大重发次数00101210411759系统控制参数十一 发送整数 Tx integer60系

23、统控制参数十一（续）发送整数 Tx integer 0，1，MAX（T，8）-1 S，S+1，S+T-1 61系统控制参数十二 小区接入禁止（CELL BAR ACCESS）一般用于双层或多层网络结构。Overlayunderlay62系统控制参数十三 接入等级控制（AC）注意：AC的值不影响小区的选择和重选。等级 09：普通用户 等级 11：用于PLMN的管理等 等级 12：安全部门应用 等级 13：公用事业部门 等级 14：紧急业务 等级 15：PLMN职员63系统控制参数十四 等待指示（T3122）：0 255秒等待指示对于业务量超载地区相当重要。网络忙！稍后64系统控制参数十五多频段指

24、示多频段指示(Multiband Report)-00：移 动 台 需 根 据 邻 区 的 信 号 强 度，报 告 6 个 信 号 最 强 的 NCC 已 知 的 且 是 允 许 的 邻 区 测 量 结 果，而 不 管 邻 区 处 于 哪 个 频 段。-01：移 动 台 需 报 告 邻 区 表 中 包 含 的 每 个 频 段（不 包 含 当 前 服 务 区 所 用 频 段）的、信 号 强 度 最 强、NCC 已 知 且 是 允 许 的 一 个 邻 区 测 量 结 果。在 剩 余 位 置 上 报 告 当 前 服 务 区 所 用 频 段 中 的 邻 区。若 还 有 剩 余 位 置，则 报 告 其

25、余 邻 区 的 情 况，而 不 管 邻 区 处 于 哪 个 频 段。-10：移 动 台 需 报 告 邻 区 表 中 包 含 的 每 个 频 段（不 包 含 当 前 服 务 区 所 用 频 段）中、信 号 强 度 最 强、NCC 已 知 且 是 允 许 的 两 个 邻 区 的 测 量 结 果。在 剩 余 位 置 上 报 告 当 前 服 务 区 所 用 频 段 中 的 邻 区。若 还 有 剩 余 位 置，则 报 告 其 余 邻 区 的 情 况，而 不 管 邻 区 处 于 哪 个 频 段。-11：移 动 台 需 报 告 邻 区 表 中 包 含 的 每 个 频 段（不 包 含 当 前 服 务 区 所

26、用 频 段）中、信 号 强 度 最 强、NCC 已 知 且 是 允 许 的 三 个 邻 区 的 测 量 结 果。在 剩 余 位 置 上 报 告 当 前 服 务 区 所 用 频 段 中 的 邻 区。若 还 有 剩 余 位 置，则 报 告 其 余 邻 区 的 情 况，而 不 管 邻 区 处 于 哪 个 频 段。65小区选择C1=Rxlev-Rxlev_access_min-Max(Ms_txpwr_max_cch-P),0)C2=C1+Cell_reselect_offset-Temporary_offset*H(Penalty_time-T)当Penalty_time不等于11111时H(x)=

27、0 x 0C2=C1-Cell_reselect_offset当Penalty_time等于11111时66上下链路平衡示意上下链路平衡示意67Cell ACell BCell A:宏蜂窝Cell B:微蜂窝68小区重选滞后小区重选滞后（Cell Reselection Hysteresis）仅用于位置区不同的相邻小区重选。位置区相同吗？69小区禁止限制 小区禁止：Cell Bar(CB)小区禁止限制：Cell Bar Qualify(CBQ)70网络功能参数一功率控制指示（PWRC）用于下行功率控制和跳频同时启用的情况。f0f1f2f3BCCH，功率不可控，功率不可控业务载频，功率可控业务载

28、频，功率可控12340567123405671234056712340567f0f1f2f371网络功能参数二非连续发送（DTX）在有条件的地区应启用DTX。DTX DRX72网络功能参数三呼叫重建允许（RE）在网络资源较紧张的地区一般不建议启用RE。73网络功能参数四紧急呼叫允许（EC）应注意中国的紧急呼叫编号的特殊性。112？74网络功能参数五跳频应用（H）移动分配索引偏置（MAIO）跳频序列号（HSN）75三.关于双频组网76设备的要求频段不同导致传播损耗的不同GSM900：890915/935960 MHzGSM1800：17101785/18051880 MHz信令结构：基本相同信令

29、的个别元素：不同双频组网的设备要求：ECSC，SI2ter，SI5ter77组网方式 独立组网 共用HLR、AUC等网络单元 共用MSC 及其以上部分（A接口组合）共用 BSC 及其以上部分（Abis接口组合）共用全系统78优化双频网络的原则1.在允许的最低服务质量基础上2.以最小的投资获取最大的收益对于运维:1.解决设备或工程中的问题2.话务均匀79双频网发展的阶段第一阶段:GSM900单频移动台占据大多数;第二阶段:GSM双频移动台与单频移动台数量相当;第三阶段:双频移动台占据大多数.80双频组网的技术手段FGSM900与GSM1800采用独立的网号 中国移动随着用户的发展,(IMSI)号

30、码资源日趋紧张，开辟第二网号已势在必行。同一个运营商使用二个网号实际上存在一定的技术难度，而GSM1800的应用则为此发展奠定了良好的基础；除非中国移动将现网上的单频移动台有计划地置换成双频移动台，否则在双频网络中一般不希望在双频段上切换。不同的网号是实现这一目标的最佳手段。81双频组网的技术手段F通过合理设置小区重选参数C2，控制驻留在不同频段上的用户数量 第一阶段给予GSM1800系统较高的C2 随着双频移动台数量的增加，逐渐减小GSM1800系统的C2值 第三阶段将双频段的C2值设置为同一个值82双频组网的技术手段F合理设置邻区、切换门限和切换优先级，控制话务流量 在GSM1800覆盖较好的区域，双频段间不设置邻区关系，减少双频切换；在GSM900系统明显拥塞，而GSM1800系统话务较低的地区，设置单向的切换关系。83