GSM基本原理-GSM无线网络优化.ppt

辽宁移动 GSM 技术交流,GSM 无线网络优化,2,万国光 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：200233 Email : ,3,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,一. GSM系统基本结构和原理,5,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,* 连续覆盖面广,* 技术难度提高,6,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） * cdma2000 （美国） * TD-SCDMA （中国）,7,GSM 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 I 1991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+,8,GSM规范版本号（一）,GSM规范的版本编号方式：V x.y.z 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 1 4：GSM specification phase 2 5：GSM specification phase 2+ 6：Phase 2+ Release 1997,9,GSM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,10,常用缩写,ETSI: European Telecommunication Standard Institute GSM: Global System for Mobile SMG: Special Mobile Group TC: Technical Committee (E)TR: (ETSI) Technical Report (G)TS: (GSM) Technical Specification,11,GSM 规范系列（一）,0112（除10以外）共11个系列 01: 01.02 : General description of GSM system 01.04 : abbreviation 01.48 : Interworking between DECT and GSM 01.61 : GPRS加密算法的要求 02 : GSM service 03 : GSM network function & architecture 04 : Um interface (L2 & L3) 05 : radio charateristics,12,GSM 规范系列（二）,06 : transcoder and rate adapter 07 : Mobile station 08 : A & Abis interface 09 : Interworking 11 : test specification 12 : Telecommunication Network Management,13,GSM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,14,GSM业务（二）,15,GSM系统结构,16,17,PLMN接口配置,18,19,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功能,20,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,21,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 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,22,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。,23,GSM系统信令结构,TDMA : Time Division Muple Access LAPDm: Link Access Protocol for Dm Channel RR : Radio Resource MM : Mobility Management CM : Connection Management PCM : Pulse Code Modulation LAPD : Link Access Protocol for D channel,BTSM : Base Transceiver Station Management MTP : Message Transfer Part SCCP : Signalling Connection & Control Part BSSMAP: Base Station System Mobile Application Part L1 : Layer 1 L2 : Layer 2 L3 : Layer 3,24,BSC框架,交换网络,处理器,DT,DT,A,Abis,25,BTS框架,26,GSM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 MHz GSM扩展频段（E-GSM）： 下行（BTS发，MS收）：925 935 MHz 上行（MS发，BTS收）：880 890 MHz DCS1800频段： 下行（BTS发，MS收）：1805 1880 MHz 上行（MS发，BTS收）：1710 1785 MHz,27,Um接口物理信道帧结构,28,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,29,Burst type,30,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FACCH,31,信道组合,i) TCH/F + FACCH/F + SACCH/F ii) 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 + CCCH v) FCCH + SCH + BCCH + CCCH + SDCCH/4 + SACCH/C4 vi) BCCH + CCCH vii) SDCCH/8 + SACCH/C8,CCCH = PCH + RACH + AGCH,32,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 系统消息类型9 系统消息发送的时间是确定的,33,移动台,网络,早分配 early assignment without OACSU,移动主叫流程一,34,移动主叫流程二,移动台,网络,晚分配 late assignment with OACSU,35,移动主叫流程三,移动台,网络,特别早分配 very early assignment,36,移动被叫流程一,移动台,网络,早分配 early assignment without OACSU,37,移动被叫流程二,移动台,网络,晚分配 late assignment with OACSU,38,位置更新流程,移动台,网络,39,A接口,A接口消息,BSSOMAP : BSS Operation & Maintenance Application Part,BSSAP,BSSMAP : BSS Management Application Part,DTAP : Direct Transfer Part,40,BSSMAP,41,二. GSM系统中的无线参数,42,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,43,小区全球识别CGI,MCC: Mobile Country Code MNC: Mobile Network Code LAC: Location Area Code CI : Cell Identification LAI: Location Identificatoin CGI: Cell Global Identification,44,基站识别码BSIC,NCC,BCC,BSIC,NCC: Network Colour Code BCC: Base station Colour Code BSIC: Base Staion Identification Code,45,BSIC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： 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。,46,BSIC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。,47,BSIC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。,48,BSIC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。,49,BSIC选取示意图,50,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,51,系统控制参数二,CCCH_CONF 意义 一个BCCH复帧 中CCCH块数 000 CCCH使用一个物理信道 9 不与SDCCH共用 001 CCCH使用一个物理信道 3 与SDCCH共用 010 CCCH使用二个物理信道 18 不与SDCCH共用 100 CCCH使用三个物理信道 27 不与SDCCH共用 110 CCCH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）,52,系统控制参数三,接入准许保留块数（BS_AG_BLKS_RES）,CCCH_CONF BS_AG_BLKS_RES 每个BCCH复帧中保留 编码 给AGCH的块数 000 0 001 1 001 010 2 其它 000 0 001 1 010 2 011 3 其它 100 4 101 5 110 6 111 7,53,系统控制参数四,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 000 2 001 3 010 4 011 5 100 6 101 7 110 8 111 9,54,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 00000010 12分钟 00000011 18分钟 11111101 25小时18分 11111110 25小时24分 11111111 25小时30分,55,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 ALLOCATION）,56,系统控制参数七,无线链路超时（Radio_Link_timeout）,参数编码 对应S值 0000 4 0001 8 0010 12 1101 56 1110 60 1111 64,A,B,P,Q,57,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BSIC,58,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NCC,59,系统控制参数十,最大重发次数（MAX retrans）,M 最大重发次数 00 1 01 2 10 4 11 7,60,系统控制参数十一,发送整数 Tx integer,61,系统控制参数十一（续）,发送整数 Tx integer, 0，1，MAX（T，8）-1 S，S+1，S + T -1 ,62,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。,Overlay,underlay,63,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,64,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,65,系统控制参数十五,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 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 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。,66,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) = 0 x 0 C2 = C1 - Cell_reselect_offset 当Penalty_time等于11111时,67,上下链路平衡示意,68,Cell A : 宏蜂窝 Cell B : 微蜂窝,69,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？,70,小区禁止限制,小区禁止：Cell Bar (CB) 小区禁止限制：Cell Bar Qualify (CBQ),71,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。,f0,f1,f2,f3,72,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 DRX,73,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。,74,网络功能参数四,紧急