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文档简介

1、GSM网络基础知识,华中区域技术交流 2007,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理 二. GSM系统中的无线参数,目 录,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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),移动通信的发展,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,GSM

2、系统结构,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,GSM系统结构,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,各模块功能,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 (

3、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,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,各模块功能,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,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,各模块功能,VLR (Visitor Location R

4、egister):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,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,各模块功能,AUC (Authenticate Center) : 鉴权中心,用于对用户身份的鉴别 EIR (mobile station Equipment Identity Register) :

5、 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。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,BSC框架,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,BTS框架,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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(M

6、S发,BTS收):1710 1785 MHz,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,频率换算方法,GSM900主频段(PGSM): 下行:Fdl9350.2N(MHZ)(1N 124) 上行:FulFdl45(MHZ) GSM900主频段(EGSM): 下行:Fdl9350.2(N-1024)(MHZ)(1N 124) 上行:FulFdl45(MHZ) GSM1800频段: 下行:Fdl1805.20.2(N512)(512N 885) 上行: FulFdl95(MHZ) N为绝对频道号。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,Um接口物理信道帧结构,GSM网络基础

7、知识,一. GSM系统基本结构和原理,话音编码技术,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)矢量和激励线性预测编码技术编码方式(VSELP),GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,

8、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,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,小区全球识别CGI,MCC: Mobile Country Code MNC: Mobile Network Code LAC: Location Area Code CI : Ce

9、ll Identification LAI: Location Identificatoin CGI: Cell Global Identification,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,小区全球识别码,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。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,MNC 移动网号,由两位十进制数组成,表明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。,GSM网络基础知识,

10、一. GSM系统基本结构和原理,LAC 位置区码,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11.11),一个位置区可以包含一个或多个小区。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,CI 小区识别,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。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,NOKIA

11、手机工程模式,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,NOKIA手机工程模式,= |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 Code (02 - Era GSM) LAC- 本地区域识别码 Location Area Code CH- 使用中载频号码 Serving cell channel number CID- 基站编号(Cell ID) Cell Id

12、entifier,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,基站识别码BSIC,NCC,BCC,BSIC,NCC: Network Colour Code BCC:Base station Colour Code BSIC:Base Staion Identification Code,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,NCC 网络色码,NCC 用于让移动台区别相邻的、属于不同GSM PLMN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GSM PLMN中识别BCCH载

13、频号相同 的不同基站。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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

14、往相邻小区的RACH误译为本小区的接入信道。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,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

15、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。,GSM网络基础知识,一. GSM系统基本结构和原理,BSIC选取示意图,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,PLMN的选择,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。,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,PLMN的选择,GSM网络基础知

16、识,二. GSM系统中的无线参数,小区选择,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。,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,小区选择,小区选择标准,1)所选择的小区必须属于所选择的PLMN 2)该小区不被禁止(CB=NO) 3)满足小区选择标准C10 4)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。,GSM网络基础知

17、识,二. GSM系统中的无线参数,小区选择,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。,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,小区选择,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,小区选择,MS在空闲时不停地计算路径损耗标准参数C1,要求C10 C1=(rxlevl-ACCMIN)- MAX(CCHPWR-P,0) rxlevl-MS所接收的信号电平 ACCMIN-M

18、S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:,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,小区重选,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

19、BCCH进行重新解读,以保证小区重选数据的准确。,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,小区重选,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:,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,小区重选,小区重选算法C2:,C2=C1+CRO-TO*H(PT-T) PT31 C2=C1-CRO PT=31 H(X)=0 X0 H(X)=1 X0 H(X)是一个开关函数,当X0时,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。,GSM网络基础知识,二. GSM系统中的无线参数,小区重选,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+CROTO C2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

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