无线通信技术培训资料PPT课件

无线通信技术培训资料广东达安工程项目管理有限责任公司2005年9月24日 培训内容 第一部分第一章 无线通信原理第二章 无线网络结构与频率优化第三章 网优工程第二部分第一章 基站安装工艺要求第二章 基站安装质量通病与防治 第一章 无线通信理论原理 1 无线通信的发展第一代移动通信 1G 1G称为模拟移动技术 通话质量差 保密性差 容易被非法并机 我国从1988年开通移动电话就是上的第一代技术 那时候的电话由于体积硕大被戏称为 砖头 第二代移动通信 2G 2G称为数字移动技术 全球主要有GSM和CDMA两种体制 GSM技术标准是欧洲提出的 目前全球绝大多数国家使用这一标准 我国移动通信也主要是GSM体制 比如中国移动的135到139手机 中国联通的130到132都是GSM手机 目前使用GSM的用户国占内市场的97 CDMA是美国高通公司提出的标准 目前在美国 韩国等国家使用 联通公司今年开始大规模发展 第二代移动通信技术的特点是除了话音业务以外 可以开展一些简单的数据业务如发短信等 话音质量 安全性较第一代技术好很多 第一章 无线通信理论原理 第三代移动通信 3G 3G是宽带多媒体移动通信技术 目前全球有三大标准 分别是欧洲提出的WCDMA 美国提出的CDMA2000和我国提出的TD SCDMA 第三代移动通信基于足够带宽的数据业务不同于目前的手机 不仅可以发送图片 还可以发送接受动态图像 在第三代技术上 我国不仅首次提出了自己的标准 而且在其他两大标准的研发上 也紧跟世界步伐 骨干企业已经基本具备提供商用设备的能力 2 5代移动通信 2 5G 在二代与三代技术之间 目前市场上还推出了2 5代技术 比如中国移动的GPRS技术和中国联通即将推出的CDMA1X技术 这些技术的传输速率虽然没有3G快 但理论上也有100多K 实际应用基本可以达到拨号上网的速度 因此可以发送图片 收发电子邮件等 同时 还可以广泛应用于生产领域 第一章 无线通信理论原理 2 无线通信原理图 第一章 无线通信理论原理 GSM基本上可分为三部分 交换系统 SS 基站系 BSS 和操作维护子系统 OSS 1 交换系统 SS 交换系统包括下列功能单元 移动业务交换中心 MSC 拜访位置寄存器 VLR 归属位置寄存器 HLR 鉴权中心 AUC 设备识别寄存器 EIR 入口移动交换中心 GMSC 第一章 无线通信理论原理 MSC 一个MSC控制多个基站控制器 它控制移动用户自 至PSTN ISDN PLMN 公用数据网的呼叫 移动汇接和网络入口功能都由MSC来实现 A 控制通话的建立 监视和拆除 B 计费和其它功能 C 引入SSF和GPRS之后 MSC实现SSP的功能和GPRS的数据交换 VLR 是一个动态数据库 它包含了当前位于相应的MSC服务区的全部MS的有关信息 IMSI码和位置信息LAI MS的状态 VLR还包括当前的MSC中该MS的更为详细的位置信息 第一章 无线通信理论原理 GMSC 与外界网络的联接的关口局 GATEWAY 网关或门道交换局 提供CME20 PLMN网络与其它通信网间的链路 具有为呼叫查询 选接呼叫路由的功能 HLR 它是管理部门用于移动用户管理的数据库 HLR主要存储有关用户目前所处的位置信息 MS所在的MSC VLR的指针 存用户的鉴约信息 如补充业务 鉴权参数和MS的IMSI ISDN码等 每个移动用户都在某个HLR注册登记 AUC 与HLR相连 是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥 即三参数组 3TRIPLET Kc RAND SERS 在每次登记 呼叫建成立尝试 位置更新以及补充业务的激活 去活 删除之前均需要鉴权 第一章 无线通信理论原理 EIR 用户侧的移动台包括两部分 一部分是用户识别卡 SIM 它寄存用户的签约信息 没有SIM卡 MS不能接入GSM网络 但是当用于紧急业务时除外 另一部分是用户设备 即话机 也可以使用另一个话机 这样为防失窃 系统配置了EIR 用来检验设备的合法性 可以禁止末经批准的话机设备使用 用户权与用户设备是分开的 用户设备只是一台有权收发信机 用户可以买卡租机 这也是一种新的业务 三种名单 白名单 合法设备 包括已分配可参与运营的GSM各国的所有设备识别序列号码 黑名单 非法设备 包括所有应禁用的设备识别码 灰名单 故障设备 包括甩有故障的及未经型号认证的移动台设备 由网络运营者决定 第一章 无线通信理论原理 2 基站系统 BSS 基站系统由以下两个部分组成1 基站控制器 BSC BSC控制一组基站 其任务是管理无线网络 即管理无线小区及其无线信道 并提供基站至MSC之间的接口 无线设备的操作和维护 移动台的业务过程 1 无线基站的监视 2 无线资源的管理 3 处理与移动台的连接 4 定位和切换 第一章 无线通信理论原理 5 寻呼管理 6 传输网络的管理 7 码型变换 8 话音编码 9 BSS的操作和维护 2 无线基站 RBS RBS用来提供移动台与系统的无线接口 主要由无线收发信机构成 处理在称作 蜂窝小区 简称小区 范围内的话务 一个基站能控制一个或几个 小区 移动通信的地理覆盖区是一个个小区组合而成的 由于在移动通信存在大量的基站 故需要对基站的小区进行编号 以便识别和管理 同时负责无线传输 完成无线和有线的转换 RF的测量 无线分集 无线信道的加密 跳频 非连续发射等 第一章 无线通信理论原理 RBS2206简单介绍 Size 1850 x600 x400mmWeight 230kgACInput 110 230VAC 48VDC 24VDC widerange PowerConsumption max3900WwithACVoltageGSM800 GSM900 GSM1800orGSM1900Capacityof12transceiversTransmission75 120 100ohmOutputpower 35WIndoordesignTemperature 5 Cupto 40 CExternalpowerbackupwithupto8hofbatterybackupNormalsoundpower 5 8Bel16Externalalarminputs 第一章 无线通信理论原理 第一章 无线通信理论原理 第一章 无线通信理论原理 3 操作维护子系统 OMS 1 网络管理 存储和处理交换数据 2 用户签约管理 3 性能管理 3 网络接口与协议接口 是两个相邻实体之间的连接点 协议 是说明连接点上交换信息需要遵守的规则 第一章 无线通信理论原理 3 GSM工作频段的分配我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz和1800MHz频段 1 GSM900工作的无线频率分配为 GSM900 890 915MHz上行频率935 960MHz下行频率双工间隔为45MHz 工作带宽为25MHz 载频间隔200KHz 频道序号和频点标称中心频率的关系为 fu n 890 200MHz n 1 0 200MHz上行频率fd n fu n 45MHz下行频率n 1 124频道GSM900频段共有124个载波频道 第一章 无线通信理论原理 2 GSM1800工作的无线频率分配为 GSM1800 1710 1785MHz上行频率1805 1880MHz下行频率双工间隔为95MHz 工作带宽为75MHz 载频间隔为200KHz 频道序号和频点标称中心频率的关系为 fu n 1710 2MHz n 512 0 200MHz上行频率fd n fu n 95MHz下行频率n 512 885频道目前只有中国移动公司拥有GSM1800网络 拥有1800网络的移动分公司大多申请10M的带宽 频道号为512 562 第二章 无线网络结构与频率优化 1 GSM蜂窝网络结构 P L M N 服 务 区 M S C V L R 服 务 区 位 置 区 小 区 第二章 无线网络结构与频率优化 2 编号系统1 移动台的国际身份号码ISDN MSISDN 是在公用交换电话网编号计划中唯一地识别移动电话的鉴约号码 CCITT建议结构为 MSISDN CC NDC SNCC 国家码即在国际长途电话通信网中的号码 86 NDC 国内目的地码SN 用户号码如1392223456 139222便是NDC 前三位用于识别网号 后三位用于识别归属区 目前开通的135 138实际上是同一个网 第二章 无线网络结构与频率优化 2 国际移动用户识别码 IMSI 是唯一地识别GSMPLMN网中某一用户的信息 IMSI MCC MNC MSIN 460 00 MCC 移动网的国家号码 与CC不同 MNC 移动网号MSIN 移动台识别号 最长为15位 3 移动台漫游号码 MSRN 用于一次呼叫的路由选择 MSRN CC NDC SNCC 国家号NDC 国内目的地号码 用于识别MSC VLR SN 用户号 对应于用户的IMSI号码 第二章 无线网络结构与频率优化 4 临时移动用户识别码 TMSI 用于保护IMSI码 该号只在本MSC区域有效 其结构可由各电信部门选择 长度不超过4个字节 5 国际移动台设备识别码 IMEI 是唯一用来识别移动台终端设备的号码 称作系列号 IMEI TAC FAC SNR SPTAC 型号论证码FAC 最终装配码 用于识别制造厂家 SNR 序号SP 备用 第二章 无线网络结构与频率优化 6 位置区识别码 LAI LAI代表MSC业务区的不同位置区 用于移动用户的位置更新 LAI MCC MNC LACMCC 移动国家号 识别一个国家MNC 移动网号 识别国内的GSM网LAC 位置区号码 识别一个GSM网中的位置区7 小区全球识别码 CGI 用于识别一个位置区内的小区 CGI MCC MNC LAC CI 第二章 无线网络结构与频率优化 8 基站识别码 BSIC 6bit BSIC NCC BCCNCC 网络色码 用于识别GSM移动网 3bit BCC 基站色码 用于识别基站 3bit BCC TSC训练序列码 第二章 无线网络结构与频率优化 3 网络结构与编号系统关系每个MSC VLR服务区又被分成若干个位置区 位置区是MSC VLR服务区的一个部分 在一个位置区内 移动台可以自由地移动 不需做位置更新 一个位置区是广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域 一个位置区只能属于某一个MSC VLR 利用位置区识别码 LAI 系统能够区别不同的位置区 一个位置区又划分为若干个小区 每个小区具有专用的识别码 CGI 它表示网络中一个基本的无线覆盖区域 利用基站识别码 BSIC 移动台本身能区分使用同样载频的各个小区 第二章 无线网络结构与频率优化 GSM网络是一个可以全球范围内联网漫游的 全球通 系统 所以GSM业务区的范围可以覆盖全球 它的业务区由全球的全部成员国的GSM PLMN业务区构成 一个国家可以有一个或多个的GSM PLMN网络 每个GSM PLMN网络可由多个MSC VLR业务区构成 每个MSC VLR业务区又被分成若个位置区 每个位置区又划分为若干个小区 每个小区是一个特定的BTS覆盖的区域 GSM业务区 由全球所有的成员国的GSM PLMN业务区所构成的覆盖区域 移动台可以在整个覆盖区域内漫游 GSM PLMN业务区 一个网络运营商所运营的GSM PLMN网络的覆盖区域 一个国家范围内可以一个或多个GSM PLMN网络 在呼叫过程中各种号码的应用如下图所示 PSTN MSISDN GMSC MSISDN MSRN MSRN IMSI VLR MSC IMSI MSRN MSISDN IMSI MSC地址 MSRN HLR VLR 第二章 无线网络结构与频率优化 第二章 无线网络结构与频率优化 4 移动台的呼入接续过程 1 寻呼MSC VLR在数据库中查出用户的资料并向相关的BSC发寻呼信息 该信息包含用户所在区域的LAI和用户的IMSI或者TMSI 2 寻呼命令BSC向LA区内的所有BTS发出寻呼命令 该信息包含IMSI或TMSI 发信单元识别码 信道类型和时隙号 3 寻呼请求BTS在PCH上向移动台发送寻呼信息 信息包含用户的IMSI或TMSI 4 信道请求被寻呼的移动台在RACH上发送一个短的接入脉冲串至BTS BTS接收该寻呼响应信号后记录该突发脉冲串的迟滞值 5 信道请求BTS向BSC发信道请求信息 该信息还包含移动台接入系统的迟滞值 第二章 无线网络结构与频率优化 6 信道激活 SC选择一条空闲的SDCCH并指示BTS激活该信道 7 信道激活证实 TS激活SDCCH后向BSC发信道激活证实信息 8 立即分配BSC透过BTS经由AGCH向移动台发出允许接入系统信息 该信息包含频率 时隙号 SDCCH信道号和移动台将要使用的时间提前值TA等 9 寻呼响应移动台通过SDCCH向BSC发寻呼响应信息 该信息包含移动台的IMSI或TMSI和移动台的等级标记 BSC加入CGI后把信息送往MSC VLR 10 鉴权请求MSC VLR透过BSC BTS向移动台发鉴权请求 其中包含随机数RAND 用移动台的鉴权运算 11 鉴权响应移动台经鉴权计算后向MSC VLR发回鉴权响应信息 MSC VLR检查用户合法性 如用户全法 则开始启动加密程序 第二章 无线网络结构与频率优化 12 加密模式命令MSC VLR通过BSC BTS向移动用户发加密模式命令 该命令在SDCCH上传送 13 加密模式完成移动台进行加密运算后向BTS发出已加密的特定信号 BTS解密成功后透过BSC向MSC VLR发加密模式完成信息 14 设置呼叫类型MSC向移动台发送呼叫类型设置信息 该信息包含该次呼叫的类型 如传真 通话或数据通信等类型 15 呼叫类型证实移动台设置好呼叫类型后向MSC发出呼叫类型证实信息 16 分配请求MSC要求BSC选择一条通往移动台的话音信道 同时MSC在一条通往BSC的PCM上选择一个空闲时隙 并把时隙的电路识别码CIC送往BSC 17 信道激活如果BSC发现某小区上有一条空闲的TCH 它将向BTS发送信道激活命令 第二章 无线网络结构与频率优化 18 信道激活证实BTS激活TCH后向BSC发回信道激活证实信息 19 分配命令BSC通过SDCCH向移动台发信道切换指令 命令移动台切换至所指定的TCH 20 分配完成移动台切换至所指定的TCH后向BSC发送信道分配完成信息 BSC接收后再送往MSC VLR 21 无线频率信道释放 释放证实BSC释放SDCCH信道并把它标记为空闲状态 22 振铃回应当移动台开始振铃时移动台要向MSC发送一个通知信息 23 连接当移动台摘机应答时 移动台向MSC发送一个连接信息 MSC把移动台的电路接通 开始通话 第二章 无线网络结构与频率优化 下例是一个北京的固定电话用户拨打广州的一个移动用户的呼叫接续过程中各种识别码的应用过程 1 主叫拨号 北京市话用户A拨打广州GSM用户B的MSISDN号码 PSTN网络的交换机分析MSISDN号码 得知B用户为移动用户 它把呼叫转到GSM网络上距它最近的一个具有入口功能的移动业务交换中心GMSC 2 GMSC分析被叫号码 GMSC分析该号码为广州位置寄存器HLR的用户后将MSISDN号码送至广州HLR 要求查询有关该被叫用户目前所在的位置信息 3 HLR申请漫游号码MSRN HLR把MSISDN号码转换成IMSI后查出用户目前处于哪个MSC并将该IMSI发至该MSC 向该MSC申请分配一个漫游号码 第二章 无线网络结构与频率优化 4 选定漫游号码MSRN MSC收到IMSI后临时给被叫用户B分配一个漫游号码并将此号码送回HLR 再由HLR发给GMSC使用 5 连接呼叫至被叫所在的MSC GMSC收到MSRN后 用此号码选择一条出中继路由至MSC MSC将负责本次呼叫的建立和计费功能 6 令被叫所在位置区内的所有基站发寻呼信息 MSC发出寻呼命令到MS所在位置区内的所有无线基站 再由基站向被叫用户B发呼叫信号 7 基站寻呼被叫用户B 基站收到寻呼命令后 将该寻呼消息 含有MS的IMSI 通过无线控制信道发射 MS接收到寻呼后向基站发回响应信号 8 呼叫连接 MS响应信号经BTS BSC送回MSC 经鉴权 设备识别后认为合法 则令BSC给该MS分配一条TCH 接通MSC至BSC的路由 并向主叫送回铃音 向被叫振铃 当被叫摘机应答 则系统开始计费 第二章 无线网络结构与频率优化 4 网络规划与优化4 1 频率规划分配有限的频点 以使网络干扰最少 容量最大为目标 频率规划是GSM网络无线设计中最重要的一项 频率规划的好坏直接影响网络的质量和容量 频率规划有多种方式 4 12 MRP 1X3 1X1 第二章 无线网络结构与频率优化 频率规划的方式 4 12 24个频点 12复用 每个小区2个载频 小区最大配置2 2 2连续BCCH错开BCCH 第二章 无线网络结构与频率优化 第二章 无线网络结构与频率优化 4 2网络优化必要性改善网络服务质量 提高用户满意度 充分发挥现有网络资源 减少没有必要的增加投资 无线网络优化的方法无线覆盖调整 天线高度 角度 越区切换边界调整 重新设置参数 位置登记区 第三章 网优工程 1 网优工程概述网优工程通过安装直放站等移动中继设备和信号分布系统 从而改善边远村镇 公路隧道以及建