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1、MOTGSM无线设备培训 网络结构和GSM基础 中国联通有限公司广州分公司 覃道满 学习目标 了解网络组成 2 3 了解网络中的各个网元 了解GSM网络的基本原理 学习内容 网络结构部分网元介绍BSC的功能接口GSM无线传输的主要特点无线接口管理频谱分布时分多址技术GSM关键技术 网络组成 交换部分BSS部分操作维护部分移动台MS 交换部分 MSCVLRHLRAUC信令局关口局等 BSS部分 SITEBSCXCDR 移动台MS 包括终端设备和SIM卡两部分 操作维护部分 OMC sOMC r路由器DDN 简单的网络结构 部分网元名称介绍 1 MSC 移动业务交换中心作用 完成呼叫交换控制MS的
2、位置更新和越区切换VLR 拜访位置寄存器作用 负责存储和更新漫游到该VLR所管辖的地区中的移动用户HLR 归属位置寄存器作用 存储全部 归属用户 的信息存储每个 归属用户 的有关的动态数据AUC 鉴权中心作用 为防止非法用户接入GSM系统为每个用户提供鉴权三参数以鉴别用户身份的合法性OMC 操作维护中心作用 运营商对网络进行管理 部分网元名称介绍 2 BSC 基站控制器作用 陆地信道管理无线信道管理BSC与BTS之间的信令信道对呼叫控制的支持BSC的操作维护功能接口XCDR TRAU 编码器作用 负责16K和64K的电路速率转换 部分网元名称介绍 3 BTS 基站收发信机作用 与BSC接口无线
3、信道管理操作维护功能信令协议功能MS mobilestation作用 GSM用户使用的入网设备 包括终端设备和SIM卡两部分 实际的例子 附图为广州分公司一个局的网络图 MSC9七所5楼 4940 OMCr BSC的接口 在功能上 BSC存在六种功能接口 BSC BTSBSC OMC RBSC MSCBSC PCUBSC XCDRBSC CBC BSC与BTS之间的接口 该接口为Abis接口 在这一接口上将传送无线语音和信令控制消息 摩托罗拉将其分别定义为RTF和RSL RSL 使用LAPDm协议 速率为16或64Kb s 接口由BTS的NIU板和BSC的MSI板提供物理链路支持 可用于通过B
4、SC对BTS进行操作维护 也可用于从BSC向BTS下载数据 BSC与OMC之间的接口 可在OMC R上对BSC做各种网管功能 使用X 25协议 链路定义为OML 速率为64K 在BSC上一般定义两条不同路由的OML到OMC 作为主备份 XCDR一般只定义一条到OMC的OML BSC的OML一般通过XCDR进行电路汇集后 到达OMC BSC与MSC之间的接口 该接口定义为A接口 在这一接口上将传送无线语音和7号信令控制消息 摩托罗拉将其分别定义为CIC和MTL MTL 接口由BSC的MSI板和XCDR的GDP XCDR板支持 承载控制信令 位于MSC和BSC之间 使用E1的64Kbps时隙 一般
5、位于2M电路的第16时隙 在BSC上定义的MTL 通过在XCDR进行时隙钉连的方式到达MSC CIC 中继电路编码 传送语音业务 BSC与PCU之间的接口 在这一接口上将传送GPRS无线数据和信令控制消息 摩托罗拉将其分别定义为GDS和GSL GSL GPRSSignalingLinks 接口由PCU的PICP板支持 负责承载GPRS无线控制信令 位于PCU和BSC之间 使用E1的64Kbps时隙 LAPD信道 也用于PCU从BSC下载数据 GDS GPRSDataStreams 接口由PCU的PRP板支持负责承载用户的GPRS数据流 位于PCU和BSC之间 目前为16Kbps信道 BSC与X
6、CDR之间的接口 无规范接口命名 在这一接口上将传送BSC的无线数据和信令控制消息 摩托罗拉将其分别定义为CIC和XBL XBL 使用X 25协议 速率为64K 主要用于BSC与XCDR之间的通信 在开了动态电路功能的BSC和XCDR上 还具备电路的管理的功能 由BSC的MSI板和XCDR的MSI板承载 开了动态电路分配功能的BSC和XCDR上 建议进行备份配置 作为备份的XBL要求配置在不同的接口板上 BSC的MTL通过XCDR进行透明传输到MSC BSC与CBC之间的接口 无规范接口命名 在这一接口上将传送小区广播数据和信令控制消息 摩托罗拉将其分别定义为CBL CBL 使用X 25协议
7、一般通过OMC的路由器与CBC 小区广播中心 连通 一般与OML定义在统一个物理电路上 GSM无线传输的主要特点 频带在900MHz附近或1800MHz附近载波间隔 200kHz调制方式 GMSK270 833Kbit s均衡解调 以适应复杂的地形时分复用 同一载波用于不同速率的信道数字话音传输旨在提高频谱效率的许多功能 跳频 功率控制 DTX MRP等新技术的应用 移动辅助切换等GSM系统最大覆盖范围是 3 7 s 63 3 108m s 70km 其覆盖半径是35km 其中 3 7 s 每个比特的时长63 时间调整的最大比特数3 108m s 电波速度 无线接口管理 MS的两种状态 Det
8、ached MS关机或拔掉SIM卡Attached MS开机且插有SIM卡MS在Attached状态的两种状态 Idle MS监听BCCH和PCH而没有自己的信道 接收小区广播短消息业务 CBSM Active 为MS通信而配置的双向信道 MS在与网络连接状态下当MS进行位置更新 呼叫建立 短消息传送或其他附加业务时 MS从Idle状态转变到Active状态 即接入过程 频谱分配 1 GSM900主频段 P GSM 上行 890 915MHz 移动台发 基站收 下行 935 960MHz 基站发 移动台收 GSM扩展频段 E GSM 上行 880 890MHz 移动台发 基站收 下行 925
9、935MHz 基站发 移动台收 DCS1800频段 上行 1710 1785MHz 移动台发 基站收 下行 1805 1880MHz 基站发 移动台收 相邻频道间隔200kHz每频道为8个时隙 即8个信道 全速率 频谱分配 2 频道配置 GSM900M P GSM Fl n 890 001MHz n 1 x0 200MHz MS BS Fh n fl n 45MHz BS MS N 1 124频道GSM扩展频段 E GSM Fl n 890 001MHz n 1024 x0 200MHz MS BS Fh n fl n 45MHz BS MS N 975 1023频道DCS1800Fl n 1
10、710 200MHz 0 200MHz n 512 MS BS Fh n fl n 95MHz BS MS N 512 885频道中国移动 905 909 950 954MHz 频道序号为76 95中国联通 909 915 954 960MHz 频道序号为96 124相邻频道间隔为200kHz 10MHz频带共有49个频道 载频 时分多址技术 每一频点上可分成8个时隙 每一时隙为一个信道 特点 每载频多路传输速率高 自适应均衡突发脉冲序列传输传输开销大公用设备成本低移动台较复杂 GSM关键技术 话音及信道编码交织技术 内部交织和块间交织安全技术 三参数 Ki 随机数 响应数 鉴权 加密 设备识
11、别 临时识别码 PIN码对数正态衰落 阴影衰落 慢衰落 多径衰落 瑞利衰落 快衰落 空间分集时间色散和均衡基站与移动台的时间调整跳频技术 对数正态衰落 阴影衰落 慢衰落 它的衰落类型称为对数正态衰落 或称为阴影衰落 它对信号的影响为减少发射机总的覆盖 为消除这个影响 必须使用衰落储备 所需的衰落储备决定正态分布的标准偏差 通常假设为4 6dB 如果要使信号损耗的概率在10 范围内 则需要3 5dB衰落储备 多径衰落 瑞利衰落 快衰落 快衰落关于信号的电压是瑞利分布 故称为瑞利衰落 也称为多径衰落 发生在当移动天线收到有几个反射波组成的信号时 例如 由于移动天线低于周围物体 如树木和建筑物 他们
12、起到反射物的作用 最终的信号有幅度和相位不同的几个波组成 有时候互相之间叠加后差不多完全为零输出 快衰落对话音质量的影响表现为能听到讨厌的象爆裂的声音 在直接波处于支配地位的开阔场地这种类型的衰落比城市中明显要少得多 首选及最简单的解决方法是发射足够的功率 以提供衰落储备 减少由瑞利衰落带来的危害的另一个办法是采用空间分集 它把深衰落下降数变得稀少 因此改善了话音质量 经常需要信号强度低于 mm值的概率要小于10 空间分集 空间分集 d 0 6 最好在 4奇数倍 时间色散和均衡 GSM均衡器可以处理延迟达到4比特的反射 相当于15 s 相应于4 5km 大于15 s延迟反射的总和必须至少比小于
13、15 s延迟的反射以及载波之总和小于9dB C R被定义为在均衡器窗口内的能量C和均衡器窗口外的能量R之比值 对时间色散的估计 必须考虑以下因素 服务小区和相邻小区的覆盖预测 服务小区范围 可能的干扰 相邻 小区范围 时延 有难度的环境 山区 岸比较陡或较密集的湖泊 丘陵城市 高层金属建筑物 建议的对策 a 基站选址 将基站尽可能建在靠近反射障碍物处或如果基站位于远离反射障碍物时 将天线指向背离反射物方向 该天线的前后比应该大 B 沿海岸地区应由水域对面基站来覆盖 C 改变天线 俯仰角 d 修改小区参数 基站与移动台的时间调整 基站与移动台的时间调整 也就是时间提前量 在SACCH上以每秒2次的频度通知MS 取值范围 0 63比特 跳频技术 功能 改善衰落 频率分集 改善移动台的通信质量 分为基带跳频和射频跳频 射频跳频必须使用合路器 增加损耗 对基站覆盖范围有一定影响 GSM关键技术 话音及信道编码 试题 简述位置更新过程的主要含义及分类 中国联通有限公司广州分公司 覃道满编制 ThankYou
