無線通信技術培訓課件

1、 無線通信技術培訓資料 廣東達安工程項目管理有限責任公司 2005年9月24日1B培 訓 內(nèi) 容第一部分 第一章、無線通信原理 第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化 第三章、網(wǎng)優(yōu)工程第二部分 第一章、基站安裝工藝要求 第二章、基站安裝質(zhì)量通病與防治2B 第一章、無線通信理論原理1、無線通信的發(fā)展第一代移動通信（1G） 1G稱為模擬移動技術，通話質(zhì)量差、保密性差，容易被非法并機。我國從1988年開通移動電話就是上的第一代技術。那時候的電話由于體積碩大被戲稱為“磚頭”。 第二代移動通信（2G） 2G稱為數(shù)字移動技術。全球主要有GSM和CDMA兩種體制。GSM技術標準是歐洲提出的，目前全球絕大多數(shù)國家使用

2、這一標準。我國移動通信也主要是GSM體制，比如中國移動的135到139手機，中國聯(lián)通的130到132都是GSM手機。目前使用GSM的用戶國占內(nèi)市場的97。CDMA是美國高通公司提出的標準，目前在美國、韓國等國家使用。聯(lián)通公司今年開始大規(guī)模發(fā)展。第二代移動通信技術的特點是除了話音業(yè)務以外，可以開展一些簡單的數(shù)據(jù)業(yè)務如發(fā)短信等。話音質(zhì)量、安全性較第一代技術好很多。 3B第一章、無線通信理論原理第三代移動通信（3G） 3G是寬帶多媒體移動通信技術，目前全球有三大標準，分別是歐洲提出的WCDMA、美國提出的CDMA2000和我國提出的TDSCDMA。第三代移動通信基于足夠帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務不同于目前的手機

3、，不僅可以發(fā)送圖片，還可以發(fā)送接受動態(tài)圖像。在第三代技術上，我國不僅首次提出了自己的標準，而且在其他兩大標準的研發(fā)上，也緊跟世界步伐，骨干企業(yè)已經(jīng)基本具備提供商用設備的能力。 2.5代移動通信（2.5G） 在二代與三代技術之間，目前市場上還推出了2.5代技術，比如中國移動的GPRS技術和中國聯(lián)通即將推出的CDMA1X技術。這些技術的傳輸速率雖然沒有3G快，但理論上也有100多K，實際應用基本可以達到撥號上網(wǎng)的速度，因此可以發(fā)送圖片、收發(fā)電子郵件等。同時，還可以廣泛應用于生產(chǎn)領域。 4B第一章、無線通信理論原理2、無線通信原理圖：5B第一章、無線通信理論原理 GSM基本上可分為三部分：交換系統(tǒng)（

4、SS）、基站系（BSS）和操作維護子系統(tǒng)（OSS）（1）、交換系統(tǒng)（SS） 交換系統(tǒng)包括下列功能單元: 移動業(yè)務交換中心(MSC) 拜訪位置寄存器(VLR) 歸屬位置寄存器(HLR) 鑒權中心(AUC) 設備識別寄存器(EIR) 入口移動交換中心(GMSC)6B第一章、無線通信理論原理MSC：一個MSC控制多個基站控制器，它控制移動用戶 自、至PSTN、ISDN、PLMN、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的呼叫。移動匯接和網(wǎng)絡入口功能都由MSC來實現(xiàn)。 A控制通話的建立，監(jiān)視和拆除。 B計費和其它功能。 C. 引入SSF和GPRS之后，MSC實現(xiàn)SSP的功能和GPRS的 數(shù)據(jù)交換。VLR：是一個動態(tài)數(shù)據(jù)庫，它包含了

5、當前位于相應的MSC服務區(qū)的全部MS的有關信息（IMSI碼和位置信息LAI，MS的狀態(tài)）。VLR還包括當前的MSC中該MS的更為詳細的位置信息。7B第一章、無線通信理論原理GMSC：與外界網(wǎng)絡的聯(lián)接的關口局。（GATE WAY網(wǎng)關或門道交換局），提供CME20、PLMN網(wǎng)絡與其它通信網(wǎng)間的鏈路。具有為呼叫查詢、選接呼叫路由的功能。HLR：它是管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫。HLR主要存儲有關用戶目前所處的位置信息（MS所在的MSC/VLR的指針）、存用戶的鑒約信息，如補充業(yè)務、鑒權參數(shù)和MS的IMSI，ISDN碼等。每個移動用戶都在某個HLR注冊登記。AUC：與HLR相連，是向HLR提供出于

6、安全原因而使用的鑒權參數(shù)和密鑰。即三參數(shù)組。3 TRIPLET：Kc+RAND+SERS，在每次登記、呼叫建成立嘗試、位置更新以及補充業(yè)務的激活、去活、刪除之前均需要鑒權。8B第一章、無線通信理論原理EIR：用戶側的移動臺包括兩部分，一部分是用戶識別卡（SIM），它寄存用戶的簽約信息。沒有SIM卡，MS不能接入GSM網(wǎng)絡，但是當用于緊急業(yè)務時除外。另一部分是用戶設備（即話機，也可以使用另一個話機），這樣為防失竊，系統(tǒng)配置了EIR，用來檢驗設備的合法性，可以禁止末經(jīng)批準的話機設備使用。用戶權與用戶設備是分開的，用戶設備只是一臺有權收發(fā)信機，用戶可以買卡租機，這也是一種新的業(yè)務。 三種名單： 白名

7、單-合法設備，包括已分配可參與運營的GSM各國的所有設備識別序列號碼。 黑名單-非法設備，包括所有應禁用的設備識別碼。 灰名單-故障設備，包括甩有故障的及未經(jīng)型號認證的移動臺設備，由網(wǎng)絡運營者決定。9B第一章、無線通信理論原理（2）、基站系統(tǒng)（BSS）基站系統(tǒng)由以下兩個部分組成1）、基站控制器（BSC） BSC控制一組基站，其任務是管理無線網(wǎng)絡，即管理無線小區(qū)及其無線信道，并提供基站至MSC之間的接口。無線設備的操作和維護，移動臺的業(yè)務過程。 （1）、無線基站的監(jiān)視。 （2）、無線資源的管理。 （3）、處理與移動臺的連接。 （4）、定位和切換。10B第一章、無線通信理論原理 （5）、尋呼管理。

8、 （6）、傳輸網(wǎng)絡的管理。 （7）、碼型變換。 （8）、話音編碼。 （9）、BSS的操作和維護。2）、無線基站（RBS） RBS用來提供移動臺與系統(tǒng)的無線接口，主要由無線收發(fā)信機構成。處理在稱作“蜂窩小區(qū)”（簡稱小區(qū)）范圍內(nèi)的話務，一個基站能控制一個或幾個“小區(qū)”，移動通信的地理覆蓋區(qū)是一個個小區(qū)組合而成的，由于在移動通信存在大量的基站，故需要對基站的小區(qū)進行編號，以便識別和管理。 同時負責無線傳輸、完成無線和有線的轉(zhuǎn)換，RF的測量、無線分集、無線信道的加密、跳頻、非連續(xù)發(fā)射等。11B第一章、無線通信理論原理RBS 2206簡單介紹 Size: 1850 x 600 x 400 mmWeigh

9、t: 230 kg AC Input: 110-230VAC, -48VDC, +24VDC (wide range)Power Consumption: max 3900W with AC VoltageGSM 800, GSM 900, GSM 1800 or GSM 1900Capacity of 12 transceiversTransmission 75/120/100 ohmOutput power: 35 W Indoor designTemperature: +5C up to +40C External power backup with up to 8h of batter

10、y backupNormal sound power: 5.8 Bel16 External alarm inputs12B第一章、無線通信理論原理13B第一章、無線通信理論原理 YLINKCXUCDUCDUCDUdTRUdTRUdTRUdTRUdTRUdTRUOMTInterfacePCM APCM BPCM CPCM DExternal Alarms(16)DXU21ESB(TG Sync)Mains SupplyPSUBFUBatteriesFCUFansEPC Bus14B第一章、無線通信理論原理3）、操作維護子系統(tǒng)（OMS）（1）、網(wǎng)絡管理，存儲和處理交換數(shù)據(jù)。（2）、用戶簽約管理。

11、（3）、性能管理。3、網(wǎng)絡接口與協(xié)議 接口：是兩個相鄰實體之間的連接點。 協(xié)議：是說明連接點上交換信息需要遵守的規(guī)則。 15B第一章、無線通信理論原理3、GSM工作頻段的分配 我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900 MHz和1800MHz頻段。 （1）GSM900工作的無線頻率分配為： GSM900：890915MHz上行頻率 935960MHz下行頻率 雙工間隔為45MHz，工作帶寬為25MHz，載頻間隔200KHz。 頻道序號和頻點標稱中心頻率的關系為： fu(n)=890.200MHz+(n-1)0.200MHz 上行頻率fd(n)= fu(n)+45MHz 下行頻率 n

12、=1124頻道 GSM900頻段共有124個載波頻道。16B第一章、無線通信理論原理（2）GSM1800工作的無線頻率分配為： GSM1800：1710-1785MHz上行頻率 1805-1880MHz下行頻率 雙工間隔為95MHz，工作帶寬為75MHz，載頻間隔為200KHz。 頻道序號和頻點標稱中心頻率的關系為： fu(n)=1710.2MHz + (n-512)0.200MHz 上行頻率 fd(n)= fu(n)+95MHz 下行頻率 n=512885頻道 目前只有中國移動公司擁有GSM1800網(wǎng)絡，擁有1800網(wǎng)絡的移動分公司大多申請10M的帶寬，頻道號為512562。17B第二章、無

13、線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化1、GSM蜂窩網(wǎng)絡結構 GSM服務區(qū)PLMN服務區(qū)MSCVLR服務區(qū)位置區(qū)小區(qū)18B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化2、編號系統(tǒng) 1）移動臺的國際身份號碼ISDN（MSISDN） 是在公用交換電話網(wǎng)編號計劃中唯一地識別移動電話的鑒約號碼。CCITT建議結構為： MSISDNCCNDCSN CC國家碼即在國際長途電話通信網(wǎng)中的號碼(86) NDC國內(nèi)目的地碼 SN用戶號碼 如1392223456139222便是NDC，前三位用于識別網(wǎng)號，后三位用于識別歸屬區(qū)，目前開通的135-138實際上是同一個網(wǎng)。19B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化2）國際移動用戶識別碼（IMSI） 是唯一

14、地識別GSM PLMN網(wǎng)中某一用戶的信息。 IMSIMCCMNCMSIN (460-00-) MCC移動網(wǎng)的國家號碼（與CC不同） MNC移動網(wǎng)號 MSIN移動臺識別號 ，最長為15位。3） 移動臺漫游號碼（MSRN） 用于一次呼叫的路由選擇。 MSRNCCNDCSN CC國家號 NDC國內(nèi)目的地號碼(用于識別MSC/VLR） SN用戶號，對應于用戶的IMSI號碼20B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化4） 臨時移動用戶識別碼（TMSI） 用于保護IMSI碼，該號只在本MSC區(qū)域有效，其結構可由各電信部門選擇，長度不超過4個字節(jié)。5）國際移動臺設備識別碼（IMEI） 是唯一用來識別移動臺終端設備的

15、號碼，稱作系列號。 IMEITACFACSNRSP TAC型號論證碼 FAC最終裝配碼，用于識別制造廠家。 SNR序號 SP備用 21B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化6）位置區(qū)識別碼（LAI） LAI代表MSC業(yè)務區(qū)的不同位置區(qū)，用于移動用戶的位 置更新。 LAIMCCMNCLAC MCC移動國家號，識別一個國家 MNC移動網(wǎng)號，識別國內(nèi)的GSM網(wǎng) LAC位置區(qū)號碼，識別一個GSM網(wǎng)中的位置區(qū)7）小區(qū)全球識別碼（CGI） 用于識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)。 CGIMCCMNCLACCI22B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化8） 基站識別碼（BSIC）(6bit） BSICNCCBCC NCC網(wǎng)絡色碼，

16、用于識別GSM移動網(wǎng) (3bit) BCC基站色碼，用于識別基站(3bit) :BCC=TSC訓練序列碼23B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化3、網(wǎng)絡結構與編號系統(tǒng)關系 每個MSC/VLR服務區(qū)又被分成若干個位置區(qū)，位置區(qū)是MSC/VLR服務區(qū)的一個部分，在一個位置區(qū)內(nèi)，移動臺可以自由地移動，不需做位置更新。一個位置區(qū)是廣播尋呼消息以便找到某移動用戶的尋呼區(qū)域。一個位置區(qū)只能屬于某一個MSC/VLR。利用位置區(qū)識別碼（LAI），系統(tǒng)能夠區(qū)別不同的位置區(qū)。 一個位置區(qū)又劃分為若干個小區(qū)。每個小區(qū)具有專用的識別碼（CGI），它表示網(wǎng)絡中一個基本的無線覆蓋區(qū)域。利用基站識別碼（BSIC），移動臺本身能

17、區(qū)分使用同樣載頻的各個小區(qū)。24B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化 GSM網(wǎng)絡是一個可以全球范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)漫游的“全球通”系統(tǒng)，所以GSM業(yè)務區(qū)的范圍可以覆蓋全球，它的業(yè)務區(qū)由全球的全部成員國的GSM/PLMN業(yè)務區(qū)構成。一個國家可以有一個或多個的GSM/PLMN網(wǎng)絡，每個GSM/PLMN網(wǎng)絡可由多個MSC/VLR業(yè)務區(qū)構成，每個MSC/VLR業(yè)務區(qū)又被分成若個位置區(qū)，每個位置區(qū)又劃分為若干個小區(qū)，每個小區(qū)是一個特定的BTS覆蓋的區(qū)域。 GSM業(yè)務區(qū)：由全球所有的成員國的GSM/PLMN業(yè)務區(qū)所構成的覆蓋區(qū)域。移動臺可以在整個覆蓋區(qū)域內(nèi)漫游。 GSM/PLMN業(yè)務區(qū)：一個網(wǎng)絡運營商所運營的GSM/P

18、LMN網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域。一個國家范圍內(nèi)可以一個或多個GSM/PLMN網(wǎng)絡。25B 在呼叫過程中各種號碼的應用如下圖所示：PSTNMSISDNGMSCMSISDNMSRNMSRNIMSIVLRMSCIMSIMSRNMSISDNIMSIMSC地址MSRN HLRVLR第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化26B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化4、移動臺的呼入接續(xù)過程：1）、尋呼 MSC/VLR在數(shù)據(jù)庫中查出用戶的資料并向相關的BSC發(fā)尋呼信息。該信息包含用戶所在區(qū)域的LAI和用戶的IMSI或者TMSI。2）、尋呼命令 BSC向LA區(qū)內(nèi)的所有BTS發(fā)出尋呼命令。該信息包含IMSI或TMSI,發(fā)信單元識別碼、信道

19、類型和時隙號。3）、尋呼請求 BTS在PCH上向移動臺發(fā)送尋呼信息。信息包含用戶的IMSI或TMSI。4）、信道請求 被尋呼的移動臺在RACH上發(fā)送一個短的接入脈沖串至BTS。BTS接收該尋呼響應信號后記錄該突發(fā)脈沖串的遲滯值。5）、信道請求 BTS向BSC發(fā)信道請求信息。該信息還包含移動臺接入系統(tǒng)的遲滯值。27B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化6）、信道激活。 SC選擇一條空閑的SDCCH并指示BTS激活該信道。7）、信道激活證實。 TS激活SDCCH后向BSC發(fā)信道激活證實信息。8）、立即分配 BSC透過BTS經(jīng)由AGCH向移動臺發(fā)出允許接入系統(tǒng)信息。該信息包含頻率、時隙號、SDCCH信道號

20、和移動臺將要使用的時間提前值TA等。9）、尋呼響應 移動臺通過SDCCH向BSC發(fā)尋呼響應信息。該信息包含移動臺的IMSI或TMSI和移動臺的等級標記，BSC加入CGI后把信息送往MSC/VLR。10）、鑒權請求 MSC/VLR透過BSC、BTS向移動臺發(fā)鑒權請求，其中包含隨機數(shù)RAND，用移動臺的鑒權運算。11）、鑒權響應 移動臺經(jīng)鑒權計算后向MSC/VLR發(fā)回鑒權響應信息，MSC/VLR檢查用戶合法性，如用戶全法，則開始啟動加密程序。28B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化12）、加密模式命令 MSC/VLR通過BSC、BTS向移動用戶發(fā)加密模式命令。該命令在SDCCH上傳送。13）、加密模式

21、完成 移動臺進行加密運算后向BTS發(fā)出已加密的特定信號，BTS解密成功后透過BSC向MSC/VLR發(fā)加密模式完成信息。14）、設置呼叫類型 MSC向移動臺發(fā)送呼叫類型設置信息。該信息包含該次呼叫的類型。如傳真、通話或數(shù)據(jù)通信等類型。15）、呼叫類型證實 移動臺設置好呼叫類型后向MSC發(fā)出呼叫類型證實信息。16）、分配請求 MSC要求BSC選擇一條通往移動臺的話音信道，同時MSC在一條通往BSC的PCM上選擇一個空閑時隙，并把時隙的電路識別碼CIC送往BSC。17）、信道激活 如果BSC發(fā)現(xiàn)某小區(qū)上有一條空閑的TCH，它將向BTS發(fā)送信道激活命令。29B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化18）、信道

22、激活證實 BTS激活TCH后向BSC發(fā)回信道激活證實信息。19）、分配命令 BSC通過SDCCH向移動臺發(fā)信道切換指令，命令移動臺切換至所指定的TCH。20）、分配完成 移動臺切換至所指定的TCH后向BSC發(fā)送信道 分配完成信息，BSC接收后再送往MSC/VLR。21）、無線頻率信道釋放/釋放證實 BSC釋放SDCCH信道并把它標記為空閑狀態(tài)。22）、振鈴回應 當移動臺開始振鈴時移動臺要向MSC發(fā)送一個通知信息。23）、連接 當移動臺摘機應答時，移動臺向MSC發(fā)送一個連接信息，MSC把移動臺的電路接通，開始通話。30B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化下例是一個北京的固定電話用戶撥打廣州的一個移動

23、用戶的呼叫接續(xù)過程中各種識別碼的應用過程。1、主叫撥號。北京市話用戶A撥打廣州GSM用戶B的MSISDN號碼，PSTN網(wǎng)絡的交換機分析MSISDN號碼，得知B用戶為移動用戶，它把呼叫轉(zhuǎn)到GSM網(wǎng)絡上距它最近的一個具有入口功能的移動業(yè)務交換中心GMSC。2、GMSC分析被叫號碼。GMSC分析該號碼為廣州位置寄存器HLR的用戶后將MSISDN號碼送至廣州HLR，要求查詢有關該被叫用戶目前所在的位置信息。3、HLR申請漫游號碼MSRN。HLR把MSISDN號碼轉(zhuǎn)換成IMSI后查出用戶目前處于哪個MSC并將該IMSI發(fā)至該MSC，向該MSC申請分配一個漫游號碼。31B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化4、

24、選定漫游號碼MSRN。MSC收到IMSI后臨時給被叫用戶B分配一個漫游號碼并將此號碼送回HLR，再由HLR發(fā)給GMSC使用。5、連接呼叫至被叫所在的MSC。GMSC收到MSRN后，用此號碼選擇一條出中繼路由至MSC。MSC將負責本次呼叫的建立和計費功能。6、令被叫所在位置區(qū)內(nèi)的所有基站發(fā)尋呼信息。MSC發(fā)出尋呼命令到MS所在位置區(qū)內(nèi)的所有無線基站，再由基站向被叫用戶B發(fā)呼叫信號。7、基站尋呼被叫用戶B?；臼盏綄ず裘詈螅瑢⒃搶ず粝ⅲê蠱S的IMSI）通過無線控制信道發(fā)射。MS接收到尋呼后向基站發(fā)回響應信號。8、呼叫連接。MS響應信號經(jīng)BTS、BSC送回MSC，經(jīng)鑒權、設備識別后認為合法，

25、則令BSC給該MS分配一條TCH，接通MSC至BSC的路由，并向主叫送回鈴音，向被叫振鈴。當被叫摘機應答，則系統(tǒng)開始計費。32B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化4、網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化4.1、頻率規(guī)劃分配有限的頻點，以使網(wǎng)絡干擾最少，容量最大為目標。頻率規(guī)劃是GSM網(wǎng)絡無線設計中最重要的一項。頻率規(guī)劃的好壞直接影響網(wǎng)絡的質(zhì)量和容量。頻率規(guī)劃有多種方式：4/12，MRP，1X3，1X1。33B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化頻率規(guī)劃的方式：4/1224個頻點，12復用，每個小區(qū)2個載頻。小區(qū)最大配置2/2/2連續(xù)BCCH錯開BCCH34B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化 A1A2A1A1A2A3B1B2B3C1C2C3D1D2D335B第二章、無線網(wǎng)絡結構與頻率優(yōu)化4.2網(wǎng)絡優(yōu)化必要性 改善網(wǎng)絡服務質(zhì)量，提高用戶滿意度。 充分發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，減少沒有必要的增加投資。無線網(wǎng)絡優(yōu)化的方法 無線覆蓋調(diào)整（天線高度、角度）； 越區(qū)切換邊界調(diào)整； 重新設置參數(shù)； 位置登記區(qū) 。36B第三章、網(wǎng)優(yōu)工程