GSM网络基础知识.pptx

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1、会计学1GSM网络网络(wnglu)基础知识基础知识PPT课件课件第一页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理二.GSM系统中的无线参数目录第1页/共52页第二页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理由模拟向数字(shz)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-95CDMA（美国）第三代蜂窝系统：*WCDMA（欧洲）*cdma20

2、00（美国）*TD-SCDMA（中国）移动通信的发展第2页/共52页第三页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理GSM系统结构MSCBSCBSCBTSBTSMSEIRMSCMSBTSBTSOMCHLRVLRPSTNISDNPDNUmAbisAAUC第3页/共52页第四页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理GSM系统结构第4页/共52页第五页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(ji

3、gu)和原理各模块(mkui)功能MS(MobileStation)：移动台，实现移动终端功能BTS(BaseTransceiverStation)：基站收发信台，实现移动通信系统与MS之间的无线通信BSC(BaseStationController)：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(MobileserviceSwitchingcenter)：移动业务交换中心，实现移动业务交换功能OMC(OperationandMaintenanceCenter)：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功能第5页/共52页第六页，

4、共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理各模块(mkui)功能HLR(HomeLocationRegister)：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(InternationalMobileSubscriberIdentification)用户ISDN号码VLR地址用户的位置信息第6页/共52页第七页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理各模块(mkui)功能VLR(VisitorLoca

5、tionRegister)：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(MobileStationRoamingNumber):移动台漫游号码TMSI(TemporaryMobileSubscriberIdentification):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第7页/共52页第八页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理各模块(mkui)功能AUC(AuthenticateCenter):鉴权中心，用于对用户身份的鉴别EIR(mobilestationEq

6、uipmentIdentityRegister):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。第8页/共52页第九页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理BSC框架(kun ji)交换网络处理器DTDTAAbis第9页/共52页第十页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理BTS框架(kun ji)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Abis第10页/共52页第十一页，共52页。GSMGSM网络网络

7、(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理GSM工作(gngzu)频段GSM主频段（P-GSM）：下行（BTS发，MS收）：935960MHz上行（MS发，BTS收）：890915MHzGSM扩展频段（E-GSM）：下行（BTS发，MS收）：925935MHz上行（MS发，BTS收）：880890MHzDCS1800频段：下行（BTS发，MS收）：18051880MHz上行（MS发，BTS收）：17101785MHz第11页/共52页第十二页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原

8、理频率(pnl)换算方法 GSM900主频段（PGSM）：下行：Fdl9350.2N（MHZ）（1N124）上行：FulFdl45（MHZ）GSM900主频段（EGSM）：下行：Fdl9350.2（N-1024）（MHZ）（1N124）上行：FulFdl45（MHZ）GSM1800频段：下行：Fdl1805.20.2（N512）（512N885）上行：FulFdl95（MHZ）N为绝对频道号。第12页/共52页第十三页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理Um接口物理(wl)信道帧结构204720462101个超高帧2

9、048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个复帧第13页/共52页第十四页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理话音编码(bin m)技术为了满足GSM系统的窄带通信模式，GSM采用三种话音编码技术：速率为13k的全速率（FR）编码技术：规则脉冲激励线性预测编码技术（RPE-LTP）。速率为12.2k的增强型全速率（EFR）编码技术：代数码激励线性预测编码技术（ACELPT）。速率为6.5k的半速率（HR）矢量

10、和激励线性预测编码技术编码方式（VSELP）第14页/共52页第十五页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理系统(xtng)容量每载频占200KHz带宽，含8个物理信道GSM900可容纳124载频DCS1800可容纳374载频第15页/共52页第十六页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理逻辑(lu j)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CB

11、CH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FACCH第16页/共52页第十七页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理无线参数(cnsh)网络识别参数系统控制参数小区选择参数网络功能参数第17页/共52页第十八页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理小区全球(qunqi)识别CGIMCCMNCLACCILAICGIMCC:MobileCountryCodeMNC:MobileNetworkCodeLAC:Locat

12、ionAreaCodeCI:CellIdentificationLAI:LocationIdentificatoinCGI:CellGlobalIdentification第18页/共52页第十九页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理小区(xioq)全球识别码CGI 小区全球识别码LAI 位置区识别码MCC 移动国家号由三位十进制数组成，表明移动用户（或系统)归属的国家。由国际电联（ITU)统一分配和管理。中国为460。第19页/共52页第二十页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基

13、础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理MNC 移动网号由两位十进制数组成，表明(biomng)某个国家内某一特定的GSM PLMN网。中国移动和中国联通MNC分别为00和01。第20页/共52页第二十一页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理LAC 位置(wi zhi)区码 为确定移动台位置，每个GSM PLMN的覆盖区域被划分成许多位置区，LAC用于标识不同的位置区。LAC由两字节组成，采用16进制编码，可用范围0001FFFE H，0000H和FFFFH不可使用（见GSM规范03.03、04.08和11.

14、11)，一个位置区可以包含一个或多个小区。第21页/共52页第二十二页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理CI 小区(xio q)识别 唯一表示GSM PLMN中的每个小区，与LAI结合，用于识别网络中的每个BTS及其覆盖小区。CI由16比特组成，编码容量为65536。第22页/共52页第二十三页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理NOKIA手机(shu j)工程模式=|16-55 xxx|CH Rx1 Pwr|0 1 x xxxx|T

15、S TA RLT xxxx|51 51|Q1 Q1|CCCH|xxCH|=16-表示 BCCH 载频号码；means BCCH carrier number-55-表示接收 功率值；means RX level(in dBm)xxx-Pwr表示 发射功率等级；Pwr means TX power level0-时隙；TS(Time Slot)1-时间前置量；显示手机和基站的距离，乘以500以公尺计算；TA-Timing Advancex-RLT-Radio Link Timeoutxxxx-不详；51(C1)-多径衰耗标准，C1(path loss criterion,used for cel

16、l selection and reselection,the range in GSM is-99.99)CCCH-载频类型之一；(xxCH)type of current channel:第23页/共52页第二十四页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理NOKIA手机(shu j)工程模式=|CC:260 NC:02|LAC:2419|CH:16|CID:5DE9|=CC-(MCC)移动国家码；Mobile Country Code(260-Pland)NC-(MNC)移动网络码Mobile Network Cod

17、e(02-Era GSM)LAC-本地区域识别码 Location Area CodeCH-使用中载频号码 Serving cell channel numberCID-基站编号（Cell ID)Cell Identifier第24页/共52页第二十五页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理基站识别码BSICNCCBCCBSICNCC:NetworkColourCodeBCC:BasestationColourCodeBSIC:BaseStaionIdentificationCode第25页/共52页第二十六页，共52

18、页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理NCC 网络(wnglu)色码NCC用于让移动台区别相邻的、属于不同GSMPLMN的基站。NCC由3比特组成，编码容量为8。NCC由中国电信统一分配，相邻地区的NCC取值应不同。BCC基站色码BCC用于在同一个GSMPLMN中识别BCCH载频号相同的不同基站。第26页/共52页第二十七页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本(jbn)结构和原理BSIC作用(zuyng)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

19、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：BSIC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。第27页/共52页第二十八页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理BSIC作用(zuyng)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。第28页/

20、共52页第二十九页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理BSIC作用(zuyng)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。第29页/共52页第三十页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wn

21、glu)基础知识基础知识一.GSM系统(xtng)基本结构和原理BSIC作用(zuyng)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。第30页/共52页第三十一页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识一.GSM系统基本结构(jigu)和原理BSIC选取(xunq)示意图C CB B

22、A AF FE ED D第31页/共52页第三十二页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数PLMN的选择(xunz)当MS开机后用户手动操作进行网络选择手机从盲区进入覆盖区手机在进行国际漫游时，将周期性尝试返回本国网络。第32页/共52页第三十三页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数PLMN的选择(xunz)启动PLMN选择1）开机2）回到服务区3）用户提出请求4）如果是国内漫游，周期性试图回到归属的PLMNSIM卡中上次登记的PLMN？自动

23、/人工方式选择另一PLMN1）归属的PLMN2）按顺序选择1）归属的PLMN2）选择所要的PLMNMS显示“登记的PLMN”YESNO自动人工第33页/共52页第三十四页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)选择手机通过小区选择算法，选择最合适小区驻留。MS选择了某个小区后，调谐到该小区的BCCH载频上，监听BCCH上的系统信息，在CCCH上接收寻呼消息。如果MS找不到合适的小区驻留，MS进入业务受限状态。只允许紧急呼叫。第34页/共52页第三十五页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wn

24、glu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)选择小区选择标准1）所选择的小区必须属于所选择的PLMN2）该小区不被禁止（CB=NO）3）满足小区选择标准C104）如果处于漫游中，检查是否处于禁止列表中。5）在没有一般小区选择的情况下，才选择低优先级小区。其中4）5）只适用于PHASE2的手机。第35页/共52页第三十六页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)选择小区选择方法储存列表式 手机关机时，把最后的PLMN网络和BA表一并存在SIM卡中。手机再开机时，按SIM

25、卡储存的PLMN和BA表进行网络选择和小区选择。可加速小区选择过程。普通小区选择 若SIM卡中没有空闲BA表或MS搜索的频率与BA表不符时采用。第36页/共52页第三十七页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)选择扫描RF信号和测量信号平均强度3-5秒锁定至次强的RF信号MS读取同步并读取BCCH信息搜索FCCH判定其是否为BCCH载波锁定至这个小区锁定至强度最大的RF信号是否是一个BCCH载波是否是要接入的PLMN小区是否闭掉C1=0？NOYESNOYESYESNONOYES第37页/共52页第三十

26、八页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)选择MS在空闲时不停地计算路径损耗标准参数C1，要求C10C1=（rxlevl-ACCMIN）-MAX（CCHPWR-P，0）rxlevl-MS所接收的信号电平ACCMIN-MS接入系统时所需的最小接收电平（系统信 息中给出）。CCHPWR-MS在RACH信道上的发射功率（系统信息中 给出）,推荐等于MSTXPWR。P-MS的最大发射功率（因不同的级别的MS而不同）小区选择算法C1：第38页/共52页第三十九页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(w

27、nglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)重选MS在空闲模式下因位置变动、信号变化等因素引起重新选择服务小区的过程。小区重选是根据MS的测量报告进行判断的。在MS的测量程序中，包括对6个邻小区的测量，至少每30秒内对邻小区进行BSIC解码，以确定邻小区没有变化，如果发现BSIC发生了变化，则判定邻小区发生了变化，接着就对其BCCH进行重新解读；每5分钟内对邻小区的BCCH进行重新解读，以保证小区重选数据的准确。第39页/共52页第四十页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(

28、xio q)重选服务小区变为禁止状态MS几次（允许的次数MAXRET）接入网络不成功MS检测到下行链路故障（见注释）。服务小区C10超过5秒钟，表明该小区路 径损耗太高，需要改变小区相邻小区的C2超过服务小区的C2+(CRH)大于5秒，需要改变小区MS启动小区重选的条件：第40页/共52页第四十一页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)重选小区重选算法C2：C2=C1+CRO-TO*H（PT-T）PT31C2=C1-CRO PT=31H（X）=0 X0H（X）=1 X0H（X）是一个开关函数，当X0时

29、，即计数器T超过了惩罚作用时间PT，则H（X）0，TO不起作用。反之在惩罚时间内，则TO起作用。小区重选参数指示PI，指示采用C2还是C1算法PI=1，CRO、TO、PT在系统消息中传送，C2不等于C1 C2作为重选依据。PI=0，CRO、TO、PT全为0，C2等于C1 C1作为重选依据。第41页/共52页第四十二页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)重选小区重选算法C2：如果PT之后再选，则C2=C1+CRO 如果PT之前再选，则C2=C1+CROTOC2对PHASE2手机有效，PHASE1手机用

30、C1进行小区重选。在优化中一般通过调整CRO来设置小区重选优先级，通过CRH防止处于位置区边界上小区的MS进行“乒乓位置更新”。第42页/共52页第四十三页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区(xio q)重选小区重选算法C2：如果PT之后再选，则C2=C1+CRO 如果PT之前再选，则C2=C1+CROTOC2对PHASE2手机有效，PHASE1手机用C1进行小区重选。在优化中一般通过调整CRO来设置小区重选优先级，通过CRH防止处于位置区边界上小区的MS进行“乒乓位置更新”。第43页/共52页第四十四页，共5

31、2页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数上下链路平衡上下链路平衡(pnghng)示意示意第44页/共52页第四十五页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数小区禁止(jnzh)限制小区禁止：CellBar(CB)小区禁止限制：CellBarQualify(CBQ)第45页/共52页第四十六页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数网络(wnglu)功能参数一功率控制指示（PWRC）

32、：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，功率可控业务载频，功率可控12340567123405671234056712340567f0f1f2f3第46页/共52页第四十七页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数网络(wnglu)功能参数二非连续发送（DTX）：在有条件的地区应启用DTX。DTX DRX第47页/共52页第四十八页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数网络功能(gngnn

33、g)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。第48页/共52页第四十九页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数网络(wnglu)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。112112第49页/共52页第五十页，共52页。GSMGSM网络网络(wnglu)(wnglu)基础知识基础知识二.GSM系统(xtng)中的无线参数网络(wnglu)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）第50页/共52页第五十一页，共52页。谢谢 谢！谢！第51页/共52页第五十二页，共52页。