移動通信基礎GPRS初級培訓資料

1、第一章：gprs系統(tǒng)概述一、gprs系統(tǒng)概述 1、gprs系統(tǒng)結構nss：msc（移動交換中心），hlr（歸屬位置寄存器），vlr（訪問位置寄存器），ec，eir（設備識別寄存器），iwf，auc（鑒權中心）bss：bsc（基站控制器），bts（基站收發(fā)信臺），xcdr（變碼器）oms：nmc（網絡管理中心），omc（操作維護中心）ms：me（移動設備），sim（用戶識別模塊） 2、一個msc管理多個xcdr和bsc，一個bsc管理多個bts，一個bts為多個ms進行服務二、移動臺 1、移動設備(me)車載臺(8w)/手提式(5w)/手機(2w) 2、用戶識別模塊(sim)儲存用戶信息 移動臺

2、國際綜合業(yè)務數字網號碼(msisdn):11位手機號碼，3位國家碼 國際移動用戶識別碼(imsi) 用戶鑒權鍵(ki) 臨時移動用戶識別碼(tmsi):代替imsi在空中傳輸 位置區(qū)域識別碼(lai)儲存應用程序 運營商開通的一些服務程序sim卡包含cpu，ram及算法三、基站系統(tǒng)(bss)功能btsbtsbtsmscxcdrbsc64kbps16kbps無線資源的管理和控制與nss共同完成呼叫處理基站收發(fā)信臺(bts)無線介質與有線介質的轉換有限的無線資源控制功能無線相關功能的實施者控制能力：可以支持一個小區(qū)或多個扇區(qū)化小區(qū)多扇區(qū)切換易產生掉話，一般用三扇區(qū)，且容易頻率規(guī)劃1、基站控制器(b

3、sc)控制功能 無線資源的管理和控制呼叫處理功能 傳遞bts和msc的業(yè)務和信令 連接地面鏈路和空中接口信道（空中信道由bsc分配） 對bsc所轄范圍內的ms執(zhí)行切換控制控制能力 只能與一個msc相連 可控制至少1個bts（不同廠商的bsc控制的bts個數不同） 2、變碼器(xcdr)完成空中編碼與陸地網絡編碼的轉換 pcm與rpe-ltp之間的轉換(16kbps) 64kbps的pcm與16kbps（包含3kbps信令）的rpe-ltp之間的轉換 每個bsc都有一個xcdr四、網絡交換系統(tǒng)(nss) 功能處理gprs網絡內及其他網絡間的通信vlrhlraucmsceciwfeir 功能組件移

4、動交換中心(msc)歸屬位置寄存器(hlr)訪問位置寄存器(vir)設備識別寄存器(eir)鑒權中心(auc)互通功能(iwf)回聲消除器(ec) 1、移動交換中心(msc)交換 信道的管理和分配（有線部分信道） 互通功能移動性管理 呼叫的處理和控制(msc) 越區(qū)切換和漫游的控制(msc) 用戶位置信息的登記與管理(vlr/hlr) 用戶號碼和移動設備號碼的登記與管理(hlr/eir) 服務類型的控制(hlr) 對用戶實施鑒權(auc)simhlrvlr永久參數msisdnimsikimsisdnimsiki無臨時參數laitmsi狀態(tài)：附著/分離當前vlr位置msrn狀態(tài)：閑/忙laims

5、rn產生原始呼叫記錄(cdr) 2、歸屬位置寄存器(hlr)功能：與vlr共同完成移動性管理內容：儲存本地用戶信息的數據庫永久性參數 國際移動用戶識別碼(imsi) 移動臺國際綜合業(yè)務數字網號碼(msisdn) 鑒權鍵(ki)暫時性參數 用戶狀態(tài)（附著/分離） 用戶當前vlr位置 移動臺漫游號碼(msrn) 3、訪問位置寄存器(vir)功能：與hlr共同完成移動性管理內容：儲存訪問用戶信息的數據庫 移動臺狀態(tài)（忙/閑） 位置區(qū)域識別碼(lai) 臨時移動用戶識別碼(tmsi) 移動臺漫游號碼(msrn) 4、設備識別寄存器(eir)功能：用于移動設備鑒權內容：存儲移動設備參數的數據庫 國際移動

6、設備識別碼(imei) 5、鑒權中心(auc)功能：用于移動用戶鑒權一般與hlr處于同一位置，不儲存任何參數，需要時從hlr調用 6、互通功能(iwf)功能：提供與其他數據網絡的連接 數據速率的匹配 協(xié)議的匹配 7、回聲消除器(ec)用于消除移動網絡和固定網絡通話時，移動網絡的回聲固話：一收一發(fā)；移動通信：兩收兩發(fā)五、操作與維護系統(tǒng)(oms) 操作維護中心(omc)(區(qū)域性管理)每個網絡多個omc用于日常操作供網絡操作員使用omc-r(radio)專門控制基站系統(tǒng)omc-s(switch)專門控制網絡交換系統(tǒng) 網絡管理中心(nmc)(全局性管理)每個網絡一個nmc用于長期性規(guī)劃供網絡管理者和規(guī)

7、劃者使用24小時監(jiān)視六、gprs網絡接口 1、e1協(xié)議的結構e1是一種協(xié)議標準（歐洲）每幀時長125s，由32個時隙組成每時隙傳輸8bit信息，每個時隙的速率是64kbps(8/125s)e1的傳輸能力是2.048mbpsts0用于同步信息和校驗信息；ts16用戶控制信令：ts1ts15和ts17ts21傳送話音或數據 2、t1協(xié)議的結構t1是一種協(xié)議標準（北美）每幀時長125s，由24個時隙組成，并在最后插入1bit用于控制信令每時隙傳輸8bit信息t1的傳輸能力是1.544mbps每個時隙的速率是64kbpsts0用于幀的同步信息和校驗信息的傳送，其他時隙可以傳輸信令、業(yè)務或控制信息第二章

8、：gprs多址方式一、gprs系統(tǒng)的頻分多址 gprs900系統(tǒng)上行：890915mhz 下行：935960mhz頻分帶寬：200 khzgprs900系統(tǒng)共124個afrcn（絕對射頻信道號）左右各留100khz的頻帶保護上行頻率：fu=890+n0.2mhz下行頻率：fd=935+n0.2mhz上行與下行之間的絕對射頻信道的頻率間隔是45mhz dcs1800系統(tǒng)上行：1710-1785mhz 下行：1805-1880mhz雙工間隔：95mhz頻分帶寬：200khz頻點數量：374個二、gprs系統(tǒng)的頻率規(guī)劃 1、全向小區(qū) 全向天線 小區(qū)內支持多載波 多用于宏蜂窩2、定向小區(qū)天線輻射的效率

9、提高提高了頻率復用率增加了系統(tǒng)容量多用于宏蜂窩 3、4基站/3扇區(qū)頻率規(guī)劃方式4基站一組每個基站下面有3個扇區(qū)化小區(qū)每扇區(qū)1載波時，至少要12載波才能做到4*3復用。（1：12關系）三、跳頻(gsm系統(tǒng)跳頻速率最高為每秒217次) 1、合成器跳頻(sfh)ms使用非bcch載波概念：當用戶接入網絡后，用戶所在載頻板不變，載頻板頻率發(fā)生變化bcch載波一般不參與跳頻 2、基帶跳頻概念：當用戶接入網絡后，用戶所在載頻板頻率不變，用戶在不同載頻板之間跳變四、時分多址(tdma) 1、時隙與tdma幀一個gprs絕對射頻信道在時間上被劃分為一個tdma幀 tdma幀長度為4.615ms一個tdma幀又

10、被分為8個時隙 一個時隙(ts)長度為0.577ms 每個時隙承載的信息都被稱作為一個突發(fā)序列(burst) 2、幀的種類tdma幀(tdma frame)：8個ts復幀(multiframe) 51控制復幀：51個tdma幀 26業(yè)務復幀：26個tdma幀超幀(superframe)：5126個tdma幀超高幀(hyperframe)：2048個超幀。2,715,648個tdma幀一個gsm絕對射頻信道以超高幀為周期進行重復51個傳送業(yè)務的26業(yè)務復幀，叫超幀26個傳送控制信息的51控制復幀，叫超幀 3、tdma在gsm系統(tǒng)中的實現頻分雙工(fdd)：1.上/下行使用不同頻率 2.上/下行頻

11、率成對使用移動臺是半雙工模式（一套收發(fā)器）bts是全雙工模式（兩套收發(fā)器）基站發(fā)射的下行與基站接收到的上行之間有3個ts的偏移（下行在前）電路交換 4、時間提前量(ta)tdma系統(tǒng)的同步是關鍵提前發(fā)送信息，來彌補傳輸延遲ta值與移動臺和bts之間的距離有關第三章：gprs信道邏輯信道控制信道cch業(yè)務信道tch廣播控制信道組bcch group頻率校正信道fcch同步信道sch廣播控制信道bcch公共控制信道組ccch group尋呼信道fcch隨機接入信道rach允許接入信道agch小區(qū)廣播信道cbch專用控制信道組dcch group獨立專用控制信道(sdcch)隨路控制信道acch慢隨

12、路控制信道(sacch)快隨路控制信道(facch)話音信道speech channeltch/fr全速率tch/efr增強型全速率tch/hr半速率數據信道data channeltch/f9.6171.2tch/f4.885.6tch/f2.442.8一、gprs系統(tǒng)邏輯信道二、業(yè)務信道的分類(tch) 1、話音業(yè)務信道(tch)全速率(fr) 信道編碼前速率13kbps 信道編碼后速率22.8kbps增強型全速率(efr)（現網用） 信道編碼前速率12.2kbps 信道編碼后速率22.8kbps半速率(hr)（三方通話用） 信道編碼前速率6.5kbps 信道編碼后速率11.4kbps 2

13、、數據業(yè)務信道tch/f9.6:支持9.6kbps數據tch/f4.8:支持4.8kbps數據tch/f2.4:支持2.4kbps數據三、廣播控制信道組(bcch group)bcch載波用于承擔廣播控制信道(bcch)的物理載波，被稱為bcch載波一個小區(qū)內可以有多個載波，但是只能有一個bcch載波bcch載波不休息，不功控，不跳頻bcch決定小區(qū)的覆蓋半徑 1、頻率校正信道(fcch)方向：下行內容：全“0”在bcch載波上頻繁發(fā)射，ms根據fcch與發(fā)射基站進行頻率同步（確定是bcch載波）只在bcch載波的ts0發(fā)射，是ms辨別bcch載波ts0的標志開始掃描頻點按信號強度排隊鎖定信號

14、最強頻點，找到ts0聽sch信道聽bcch信道bcch與ms參數一致注冊到gprs系統(tǒng)進程gprs開機流程yn 2、同步信道(fch)方向：下行內容：幀號（定時信息），基站識別碼(bsic)只在bcch載波的ts0發(fā)射作用：幀同步 3、廣播控制信道(bcch)方向：下行只在bcch載波的ts0發(fā)射內容：系統(tǒng)參數 位置區(qū)域識別碼(lai) 移動臺需要檢測的相鄰小區(qū)名單 小區(qū)所使用的頻率表 小區(qū)識別碼 功率控制指示 接入控制參數（重發(fā)rach次數等） 4、注冊到gsm系統(tǒng)3個步驟鑒權分配tmsi位置更新四、公共控制信道組(ccch group) 1、隨機接入信道(rach)上行公共信道移動臺申請接

15、入gsm網絡時，向基站發(fā)送接入請求信息rach發(fā)生在移動臺主叫或響應呼叫等情況位置：bcch載波ts0，ts2，ts4，ts6作用：ms與bts相連 2、接入允許信道(agch)方向：下行響應在隨機接入(rach)接收的接入信息sdcch 1.響應上行sdcch 2.分配tchms 接入請求rach btsagch 1.分配sdcch 2.允許/不允許sdcch（私密信息）tch（話音）主叫流程bts利用agcn為ms分配一個專用控制信道(sdcch)ms將移到專用控制信道以便建立呼叫，響應呼叫，位置更新或短信息服務等內容：允許/不允許位置：bcch載波ts0，ts2，ts4，ts6作用：1.

16、響應rach 2.分配sdcch 3、尋呼信道方向：下行用于發(fā)送尋呼信息內容：imsi/tmsi/imei位置：bcch載波ts0，ts2，ts4，ts6短信流程 4、小區(qū)廣播信道(cbch)方向：下行sdcch（短信息）agch 1.分配sdcch 2.允許/不允許ms 接入請求rach btssdcch 1.響應上行sdcch 2.確認用于傳輸要向小區(qū)內所有ms廣播的消息五、專用控制信道組(dcch group) 1、獨立專用控制信道(sdcch)方向：雙向內容：信令信息位置：復合復幀bcch載波ts0 非復合復幀任何載波任何空閑時隙作用：建立呼叫/鑒權/位置更新/短消息 2、慢速隨路控制

17、信道(sacch)雙向信道/周期性發(fā)送下行：功率控制、定時信息(ta)、相鄰小區(qū)列表 上行：測量報告 服務小區(qū)下行信號質量、強度（功率控制） 臨小區(qū)的bcch載波信號強度 臨小區(qū)的bsic位置：任何載波任何空閑時隙作用：傳送bsbts之間的信令 3、快速隨路控制信道(facch)方向：雙向作用：傳送bsbts之間的信令內容：用于載送用戶突發(fā)性（緊急控制）信息，如：切換信息位置：在業(yè)務信道tch發(fā)射，發(fā)送facch時占用相應的tch資源 可以占用全部的一個tch突發(fā)序列資源（電流聲） 也可占用一半的一個tch突發(fā)序列資源（切換時）六、邏輯信道復幀 1、業(yè)務信道26復幀結構可位于任何載波上可位于任

18、何時隙上復幀幀長120mssacch固定占用no.12幀no.25幀是idle幀 解鄰小區(qū)的bsic 不處理業(yè)務其他幀測鄰小區(qū)的信號強度 26復幀中有25幀要測鄰小區(qū)信號強度，idle幀不測 2、控制信道51復幀結構復幀幀長235.365ms，分為復合復幀和非復合復幀 3、控制信道51復合復幀用于低容量小區(qū)，常見于微蜂窩bcch group、ccch group、dcch group共用一個時隙bcch載波的其他時隙用于業(yè)務信道a. bcch/ccch/dcch復合復幀結構 只能使用bcch載波的ts0 上行與下行之間有15幀的延遲 結構：|f|s|bbbb|cccc|f|s|cccc|cccc|f|s|dddd|dddd|f|s|dddd|dddd|f|s|aaaa|aaaa|i| f=fcch、s=sch、b=bcch、d=sdcch、c=ccch group、a=sacch、r=rach、i=idle 4、控制信道51非復合復幀結構a. ccch復幀 可占用bcch載