移动通信GSM技术知识点分解

1、移动通信 GSM 技术知识点分解1、移动通信是干扰受限的系统：即有限的基站和频率建成的通信系统提供的满足信噪比的区域就 是网络服务范围；2、GSM 是数字系统，良好的通话质量需要的是信噪比（信号 /干扰 9dB） 。自然界的无线噪声最大约为-100dBm，手机、基站灵敏度约 -102-108。因此中国业内认为 GSM的手机或者基站在仅有自然 界干扰的情况下，接收电平大于 -85dBm ，就会有良好的通话感觉。于是 BSC 参数设置的功控目标 往往是 -80，切换判断门限往往是 -90。3、GSM 网络规划优化：利用有限的基站数量达到最好的覆盖，提高信号电平；利用有限的频率实 现覆盖范围内需要的

2、容量，降低干扰。即：电平先达标，不然自然界的噪声都比不过。然后降低内 部干扰，不是消灭干扰，而是把干扰分散。最终的结果是提供能够通话的信噪比；4、无线网络优化人员最有经验是体现在对天线的感觉上，天线是无线网络的窗口，实现全向、定向、远近不同的各种波形。 GSM 业内最常用凯瑟林、 ANDREW 、 ALLGON 三个品牌天线。凯瑟林 最多，在中国没有设厂，价高质优供货慢。ANDREW在苏州有厂，因此价低质X供货快一些了。5、天线是上下行双向放大的。日常用的天线没有电源即不放大信号功率，内部通过波形反射变形 把向上下或者向后的功率集中射向我们希望的区域，实现相对于无天线时的“放大”。因此天线大

3、小和频段、设计增益有关：频段低，则波长大，天线大；设计增益大，则要求反射集中或者接收的 信号多，天线大。因为 电波能量守恒，天线波形的半功率角宽度、垂直波形厚度都和天线增益成 反比的；有经验的无线工程师能够根据天线长度、宽度估计出天线频段、放大增益。6、 天线的方向和下倾角比基站功率更主要的决定了覆盖。业内惯例是正北为方向角0度，顺时针 计算方向角，顺时针第一个天线定为第一小区。下倾角、天线挂高、大致信号强度范围等等就象三 角函数啦。7、GSM 业内普遍是每个小区 1 根天线发射， 2根天线接收 （2路分集接收取合成信号 ）。早期用 3个天线，每个天线都性能一样。中期后基站本身普遍采用双工器使

4、得1 根天线同时收发，另一根天线还是接收。到了后期，出现了双极化天线，一根天线内置不同振子，相当于2根天线。于是现在普遍是一个小区一根双极化天线完成 1 发 2 收。8、常用的 dB 是相对变化值， dBm 是毫瓦功率值的一种数学表达方式，为的是和无线传播损耗dB可以直接加减运算代替复杂的百分比乘除运算；46dBm=10Lg（40000 毫瓦 ）；3dB= 10Lg（0.5）;因此3dB就是表示相对变化一半；43dBm=46dBm-3dB=10Lg（40000）+10Lg（0.5）=10Lg（40000*0.5）=10Lg（20000） ，是 20瓦。9、 信噪比决定了接收质量RxQua（误码

5、率），因而决定了解码后的通话效果。接收质量07级，在4 级以下均能保持通话效果良好，偶尔的5、 6、 7 级人耳只会稍有感觉。因为有大量数字编码冗余，只有连续的 6、 7 级质量才会有听不清的现象。10、 在小区内部每个载频都有各自的发射和接收，但小区天线是可以全GSM 频段发射和接收的。 因此在每个小区 N 个载频的时候，为了节省发射天线，要把全部载频的输出信号合成为一个输出发射，业内使用了 “合路器”。要把从2根天线的分集接收并合成的信号里分岀N路信号分别送给每个载频，业内使用了“分路器”。11、合路器不用电源，根据设计原理和器件不同，分为“空腔合路器”和“协震腔合路器” 。“空腔合路器”

6、： 几乎没有损耗 （1 2dB） ，器件价格极高。还必须人工事先设定需要的频率才能 进行合路，因此不能大范围跳频，优化改频不方便。只在大站型时，业内也很少用，有从二合一到 六合一的。“协震腔合路器”：损耗大，器件价格便宜，全频段合路。理论上二合一损耗3dB以上（2个40W的载频输入，合成输岀总共不到40W，即每个载频只有不到 20W 了），四合一损耗6dB以上。业内常用就此二种，各种组合搭配实现不同站型的合路。也造成了同一个小区不同载频经过了不同级数 的合路发射岀来，需要优化某些单板的初始功率。GSM 后期在大站型的时候为避免发射信号经过多级“协震腔合路器”（业内称 CDU 、SCU 、CBF

7、） ，损耗太大影响覆盖，单个小区的N 个载频最后不合成一路信号，而是合到二路就不合了，即减少最后一次二合一。因为每个小区有 2 根天线，可以采用 2 个双工器，使得 2根天线实现分别 发射本小区载频的功能。12、分路器本身简单并不需要电源，把接收的所有信号相同地输出到任意多个接头去，没有分开频 率的功能，由载频根据自身的频点来提取相应频率的信号进行处理。 天线收到的手机信号很弱很 杂，分路的时候不能再有衰减，而是需要尽量针对 GSM 范围放大信号功率。业内往往把低噪放大 器（LNA），滤波器和分路器做在一起，因而需要电源。华为的 CDU 是双工器、二合一合路器、 LNA 、滤波器、分路器的打包

8、体。不同厂家、不同型号设 备的 GSM 、CDMA 里面大部分关于基站、天线的东西都是类似的。13、路测电平：其实大部分的用户在室内通话，而我们无法去每个楼房测试信号。室内的信号是室 外信号经过建筑物衰减进入室内的，业内对于建筑材料的衰减程度有成熟的判断标准。因此把街道 上的路测电平分强度统计，是为了估计这些街道周围的各种建筑物里面的信号能达到什么级别，是 否需要优化覆盖。14、路测切换：可以立刻看出乒乓切换、切换失败的前后情况、越区覆盖、天线方向和规划不一致 的地方、规划数据错误。15、 路测质量：手机通话时有RxQual指示07的质量级别，表明的是话音信道的误码率；手机空闲时有解码小区 B

9、CCH 信息的计数器，不能正确解码时计数器会逐渐减少，降为0 时手机就会不顾信号电平强度放弃当前小区更换小区；我们可以根据不同位置的干扰程度，寻找干扰来源。根据干 扰来源方向，估计当地室内的通话质量；通过路测，对网络特定问题的优化能力，是一个合格GSM 优化工程师的标志。路测最主要是统计电平、通话质量，切换。其实话统也能实现这些统 计，而且是全部通话，不仅仅是街道上的，因此要了解路测对于话统分析的优势。16、GSM 的无线规划优化一共就几十个参数，作用于不同的方面，对于手机、基站、BSC、 MSC在 GSM 网络里面的作用要能够严格区分。从无线网络角度看，MSC 对于无线部分的控制就是位置更新

10、、被动执行切换信令、指定基站是否下行不连续发射（下行 DTX ，是唯一作为基站控制器的BSC 反而不能控制基站的网络参数）。17、DTX（ 不连续发射 ），仅指在手机和基站通话时某方无语音时尽量少发射功率，只发射少量舒适噪声，让人感觉没有断线。 MSC 指示基站是否下行 DTX ，对于基站正在被使用的 TCH 时隙，以时 隙为单位减少无语音时的发射，不是整个载频；BSC 指示手机是否上行 DTX 。为了减少干扰、节省耗电。18、BSC 是控制 GSM 无线部分的核心。指定了基站的一切活动状态：初始发射功率、通话时下行功率控制方式、小区频率、色码、 CGI ；指定了手机在空闲状态下能够上网的条件

11、 （最小下行接入电平 ）、发起呼叫的条件 （初始 MS 发射功率和 RACH 接入电平 ）、选择相邻小区的条件 （BA1 表和 CRO）、监听网络寻呼手机的条件（CCCH组合方式、寻呼组间隔）；指定了手机在通话状态下的一切动作。19、GSM 手机是个简单的终端，一切活动都是由使用人或者 BSC 控制的。手机空闲时和通话时的 特有行为和控制方式是严格分开的。相应参数之间是没有联系，没有同时能够生效的。请在学习参 数的时候想一想是作用于手机的哪个状态，尤其是那些似乎重复类似的参数，其实是用于手机不同 状态的。手机刚刚发起呼叫的瞬间，还是受到空闲状态下参数的控制。20、 手机空闲时特有行为有：开电的

12、瞬间进行位置更新和小区选择（只用C1）;持续开机状态下移动 位置时，进行小区重选 （C1或者C2）;跨越位置区小区重选时位置更新；监听本小区寻呼信息； 手机空闲状态根据小区系统消息指示进行自主活动，都是手机做些简单的对比判断进行的。除了位 置更新会向基站发 SIM 卡信息、需要 BSC/MSC 传递信息、需要 HLR 进行鉴权外，其他自主的判 断活动是不使用任何基站、 BSC、 MSC 资源或者判断的，与这些设备没有什么信令联系。21 、手机通话时特有的行为：被 BSC 功控、被 BSC 指定切换、与网络脱离联系。手机通话后与 BSC 建立了一对一的联系，不再有自身的判断，完全执行BSC 的指

13、令，手机空闲状态下记住的网络控制参数也不再起作用。 BSC 会为每个通话中的手机分别建立专用的管理进程，一 对一的发所有的控制信息。22、网络规划人员制作数据，根据需要，指定了每个小区的手机空闲状态下应该搜索的相邻小区频点 BA1 表。手机在小区下空闲时，根据本小区 BCCH 信道发送的 BA1 表（因此业内惯称 BCCH 表 ） 频点序列，自主搜索这些频点并进行小区重选。其他的频点，无论信号有多强，手机弱智是不会知 道。除非自身小区和所有 BA1 表的频点信号都达不到最小接入电平，使得手机掉网，手机才会寻 找 BA1 表以外的频点。23、网络规划人员制作数据，根据需要，指定了每个小区的手机通

14、话状态下应该搜索的相邻小区频点 BA2 表。手机在小区下通话时，占用了某个特定 TCH 时隙。 BSC 会“偷用”此 TCH 时隙中的 部分帧，临时组成 SACCH（ 慢速随陆控制信道 ）信道向手机发送 BA2 表 （因此业内惯称 SACCH 表 ）频 点序列。手机搜索这些频点，并也“偷用”唯一和 BSC 有联系的那个 TCH 时隙中部分帧，每个 480ms就组成一个SACCH向基站发送一次本身小区的接收状态信息和6个最强的BA2频点序列的搜索信息，成为下行测量报告。24、 基站会忠实转发手机每隔480ms 上报的下行测量报告， BSC 根据这个通话手机的报告，判断 手机正在使用的那个基站单板

15、 TCH 时隙是否需要下行功控或者手机是否需要触发下行电平、质量、 TA 等等的切换更换小区。基站每隔 480ms 也会把每个正在使用的 TCH 时隙的上行接收状况报告给BSC，成为上行测量报告，同样是BSC对这个通话手机进行上行功率控制和上行电平、质量等等一切切换判断的基础资料；25、 480ms是测量报告的周期，或称SACCH周期。因此BSC的功控、切换判断周期都是它的整数 倍。功控、切换都是只在通话时进行的动作，而且是在通话后有了一些测量报告的积累、通话稳定 下来之后。26、BSC 规定了基站的最大发射功率，在通话开始的几秒内就以此功率发射，然后根据手机上报的 下行测量报告，调整 TCH

16、 时隙的功率；手机在空闲时接收小区系统消息里规定的最大发射功率， 并以此功率发起呼叫开始通话。然后 BSC 根据基站对此手机的上行接收测量报告，命令手机调整 发射功率。27、所有厂家都有基于电平目标、质量目标等等的功控算法，还有各自号称的算法。无论什么算法，都是各个厂家 BSC 自己的事情。对于基站的功率调整命令，是厂家设备内部消息，没有标 准。对于手机的功率调整命令，无论什么功控方式和算法，BSC 都是发出标准的功率调整信令给手机。28、 所有厂家都有基于电平、质量、PBGT（ 发送功率最小化或称传播路径损耗最小化）、小区 TCH拥塞、 TA 等等的切换算法，还有很多厂家各自号称的算法，内容

17、和作用是类似的，只是各自名称不同； 无论目标小区有没有空闲信道可以接受切换、切换的时刻目标小区是否仍然比原小区更适 合通话，只要原 BSC 做出了切换决定，手机和系统都只能执行。因此执行切换后新的BSC 可能会很快作出再次切换的判断，这就是优化的问题了。29、 无论什么算法，都是各个厂家BSC自己的事情；无论什么原因或算法触发的切换，BSC都是发岀标准的切换信令给手机和MSC，只有触发切换的 BSC知道每个切换的原因，目标BSC只收到了标准信令，手机更仅仅是执行标准命令。无论是上行或者下行的测量报告原因触发切换，最终都 是手机改变自身占用的小区 TCH 信道，然后基站的载频原来那个 TCH 时

18、隙转为空闲。30、功控、切换参数都是以小区为单位设置的。功控算法每次只能是一种起作用，各种算法之间是互斥的，免得算法不同引起功率忽高忽低的控制，因此BSC 的功控算法业内所有厂家都比较单一。而各种切换算法是并行的，不是互斥的。即对于一个通话，BSC 在同时进行所有规划人员设置的切换算法的判断，任何一个算法的判断条件满足了，都会触发标准切换信令。31、 小区TCH拥塞切换（或称负荷切换）只能在同一个 BSC内进行，因为只有 BSC自己才知道本小 区拥塞时哪些相邻小区不拥塞可以用来分担手机；对于有所谓分层切换算法（注意不是优先级排序算法 ）的 BSC 来讲，小区分层往往意味着网络规划人员希望有特别的方式控制切换，因此PBGT 切换只能在与本小区定义的层级相同的本 BSC 或者外部 BSC 小区之间进行，不同层级定义的相邻小 区之间 BSC 是不会进行 PBGT 切换的。32、 业内常称的乒乓切换，是指某BSC根据手机所在小区的切换判断数据，把手机切换到其他小 区（也可能是同 BSC） ，在手机没有怎么移动