GSM網(wǎng)絡(luò)原理講義課件

GSM網(wǎng)絡(luò)原理波導(dǎo)客服培訓(xùn)室學(xué)習(xí)目的：1、了解移動通信的發(fā)展2、掌握GSM網(wǎng)絡(luò)的組成3、掌握GSM信道的劃分4、熟悉GSM網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)課程安排:第一節(jié)、GSM網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第二節(jié)、GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成第三節(jié)、GSM系統(tǒng)的信道第四節(jié)、GSM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)2、近代發(fā)報機早期的電話3、當(dāng)代固定電話尋呼機手機什么是移動通信？通信雙方中至少有一方在移動中(或者臨時停留在某一預(yù)定位置上）進行信息的傳輸和交換，包括移動體（車輛、飛機或行人）與移動體之間的通信，移動體與固定點（固定無線電話或有線用戶）之間的通信。目前所處的階段第三代第二代第2.5代GSM網(wǎng)絡(luò)原理1.GSM系統(tǒng)組成1）、移動臺（MS）2）、基站子系統(tǒng)（BSS）3）、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）4）、操作子系統(tǒng)（OSS）2.1

MSHandset＋SIM組成：移動通信終端設(shè)備+用戶識別模塊1、移動終端設(shè)備：語音編解碼、信道編解碼、信息加密、信息的調(diào)制與解調(diào)及發(fā)送和接收。2、SIM卡：執(zhí)行與安全保密有關(guān)的重要信息，防止非法用戶進入網(wǎng)絡(luò)。移動通信終端設(shè)備+用戶識別模塊2.2基站子系統(tǒng)（BSS）組成：1、基站收發(fā)臺（BTS）1）、射頻信號接、收；2）、信號調(diào)制、解調(diào)、糾錯。2、基站控制器（BSC）1）、控制多個BTS的射頻資源；2）、跳頻、功率控制、提供數(shù)據(jù)交換接口。BSC+BTS2.3網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）MSC、VLR、HLR、AUC、EIR

4）、越區(qū)切換和漫游的控制5）、IMSI和IMEI碼的登記、管理6）、服務(wù)類型的控制7）、對用戶進行鑒權(quán)組成：1、移動交換中心（MSC）

1）、信道的管理和分配2）、呼叫的處理和控制3）、MS位置信息的登記和管理

3、訪問位置寄存器（VLR）存儲來訪用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫4、鑒權(quán)中心（AUC）產(chǎn)生三個參數(shù)，以便確定用戶身份、對呼叫進行鑒權(quán)和加密5、設(shè)備標(biāo)識寄存器（EIR）存儲移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫2.4操作子系統(tǒng)（OSS）主要對整個GSM網(wǎng)絡(luò)進行管理和監(jiān)控，如:系統(tǒng)自檢和報警系統(tǒng)故障診斷與處理備用設(shè)備啟動話務(wù)量的統(tǒng)計計費數(shù)據(jù)的記錄和傳遞等3.GSM系統(tǒng)的信道問題:什么是信道?劃分:

物理信道:傳送信息的載體邏輯信道:物理信道不同時刻的映射

人自貨轎行行車車道車道道道物理信道+邏輯信道E_GSM900頻段為:880-915MHz(移動臺發(fā)射,基站接收：上行鏈路)

925-960MHz(移動臺接收,基站發(fā)射：下行鏈路)雙工頻率間隔:45MHz信道總數(shù):174DCS1800頻段為:

1710-1785MHz(移動臺發(fā)射,基站接收,上行鏈路)

1805-1880MHz(移動臺接收,基站發(fā)射,下行鏈路)雙工頻率間隔:95MHz信道總數(shù):374PCS1900頻段為:

1850-1910MHz(移動臺發(fā)射,基站接收：上行鏈路)

1930-1990MHz(移動臺接收,基站發(fā)射：下行鏈路)雙工頻率間隔:80MHz信道總數(shù):299C5121785/MHz0.1M保護帶寬17100.1M保護帶寬1710.3TxC5121880/MHz0.1M保護帶寬18050.1M保護帶寬1805.3Rxf發(fā)射=f接收=？？1805.2+0.2(n-512)(n為信道數(shù))DCS18001710.2+0.2(n-512)(n為信道數(shù))3.3

邏輯信道根據(jù)物理信道所承載信息的不同來劃分信道，稱為邏輯信道。邏輯信道分為：1）、業(yè)務(wù)信道攜帶數(shù)字化的用戶編碼語音或用戶數(shù)據(jù)2）、控制信道在移動臺和基站之間傳遞信令和同步指令控制信道分為：1）、廣播信道（BCH）2）、公共控制信道（CCCH）3）、專用控制信道（DCCH）廣播信道（BCH）1）、頻率校正信道（FCCH）校正手機的工作頻率2）、同步信道（SCH）傳輸手機幀同步信息和識別基站信息3）、廣播控制信道（BCCH）傳輸網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使手機測量小區(qū)信號強度和識別小區(qū)標(biāo)志公共控制信道（CCCH）1）、尋呼信道（PCH）傳輸基站尋呼手機的信息2）、隨機接入信道（RACH）用于手機呼叫請求和手機對來自基站尋呼的響應(yīng)3）、準(zhǔn)許接入信道（AGCH）基站回應(yīng)手機的呼叫請求專用控制信道（DCCH）1）、獨立專用控制信道（SDCCH）手機與基站建立連接后，在基站分配TCH前用來保持聯(lián)系的中間的、暫時的信道；用于傳輸手機與基站的連接指令和信道分配信令。2）、慢速輔助控制信道（SACCH）在手機與基站之間，周期性地傳輸一些特定的信息；3）、快速輔助控制信道（FACCH）傳送與SDCCH相同類型的信息；使用時要中斷業(yè)務(wù)信息（4幀），插入FACCH。業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道分為：1）、全速率TCH

2）、半速率TCH

3）、可變速率TCH3.4幀結(jié)構(gòu)012345671幀=4.615msGSM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率＝270.833KB/S1時隙內(nèi)所傳遞的數(shù)據(jù)＝？156.25B1時隙＝0.576ms4.GSM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)4.1多址技術(shù)1、頻分多址（FDMA）2、時分多址（TDMA）3、碼分多址（CDMA）信道總頻段頻分多址即是把通信系統(tǒng)的總頻段劃分成若干個等間隔的頻道(或稱信道)分配給不同的用戶使用。TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7時隙時幀4.615ms時分多址即是把時間分割成周期性的時幀，每一時幀在分割成若干個時隙（無論時幀或時隙都是互不重疊的），然后根據(jù)一定的分配原則，使各移動臺在每幀內(nèi)只能在指定的時隙內(nèi)向基站發(fā)送信號。GSM的多址方式123456734567012時間頻率絕對物理信道時隙碼分多址即不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時隙不同來區(qū)分，而是用各不相同的編碼序列來區(qū)分。4.2數(shù)字調(diào)制技術(shù)調(diào)制的目的：

1）考慮無線傳輸過程中，高頻信號傳輸?shù)挠行?/p>

2）考慮基站發(fā)射機、移動電話天線的長度（λ=C/f,L=λ/4)ASK（幅移鍵控）：改變載波信號振幅FSK（頻移鍵控）：改變頻率PSK（相移鍵控）：改變相位

FSKMSKGMSK4.3語音編碼技術(shù)采樣、量化、編碼:1）、采樣速率為：8KHz/s2）、將每個采樣值用256個不同電平中的一個來表示3）、將量化值用8位二進制代碼表示數(shù)字鏈路上的信號比特速率為64Kbit/s

PCM編碼GSM系統(tǒng)采用聲碼器和波形編碼器的混合，即LPC-LTP-RPE編碼器（線性預(yù)測編碼－長期預(yù)測編碼－規(guī)則脈沖激勵編碼器）LPC-LTP為聲碼器：3.6kbit/sRPE為波形編碼器：9.4kbit/s因此話音編碼器輸出的比特速率:13kbit/s20msBlocksSpeechCoderBitsOrdered260Bits260Bits13278ImportantBitsOtherBits50VeryImportantBits4.4信道編碼技術(shù)作用：檢驗和校正接收比特流中的差錯例子信息添加比特（密碼）發(fā)送比特

0000

00001111

1111接收編碼可能為：0000001001100111判決結(jié)果:00X1分組編碼器信息信息檢驗消息組編碼組卷積編碼器消息分組編碼信息流信息信息編碼信息BER：BitErrorRatio差錯比特率差錯控制編碼：分組編碼、卷積編碼BlockCode1327850TypeIaTypeIbTypeIIRe-orderingHalfrateconvolutionalcodeCRC50132783TypeIaTypeIbTypeII37878TypeII252578466663TailCRCTypeIbTypeIaTypeIaTypeIbTypeII260Bitsin4.5

交織技術(shù)作用：將突發(fā)錯誤分散開來，對抗突發(fā)干擾例如：打電話時可以防止一些噪音的干擾，使對方接收到清晰、連續(xù)的話音信號將錯誤分散開交織原理交織消息分組交織后的消息分組12341234123412341111222233334444xx341x3411341x34解交織信息丟失57575757575757575757575757575757456456Bitsfrom20msofSpeech456Bitsfrom20msofSpeech575757575757575757575757574.6跳頻技術(shù)目的：確保通信的保密性和抗干擾性GSM系統(tǒng)中跳頻分為：基帶跳頻射頻跳頻功能：改善衰減改善通信質(zhì)量相當(dāng)于頻率分集4.7DTX和DRX

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