GSM无线网络规划与优化

©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.系统原理及主要技术介绍©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/292目录GSM的系统构成1GSM网络频段划分2GSM数据传输4GSM主要技术5GSM无线帧结构3©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/293GSM的系统构成MSC/VLROMCNMCDPPSPCSSEMCHLR/AUCEIRPSTNISDNPDNBSCBTSBTSMSCOSSNSSBSS●BSS：基站控制器(BSC)，基站收发信台(BTS)●NSS：移动业务交换中心(MSC)，拜访位置寄存器(VLR)，归属位置寄存器(HLR)，鉴权中心(AUC)，移动设备识别寄存器(EIR)●OSS：操作维护中心(OMC)，网络管理中心(NMC)，安全性管理中心(SEMC)，集中计费管理的数据后处理系统(DPPS)，用户识别卡个人化管理中心(PCS)●MS：移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/294GSM的系统构成BSS▬BTS：实现与移动台(MS)空中接口的功能▬BSC：接口管理，BTS与BSC之间的地面信道管理，无线参数及无线资源管理，测量和统计，切换等功能NSS▬MSC：网络接口，公共信道信令系统，计费，BSS与MSC间切换等功能▬VLR：存储MSC为处理管辖区域内MS的来去话呼叫所需检索的信息▬HLR：存储管理部门用于移动客户管理的数据▬AUC：存储鉴权信息和加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线接口中数据被窃▬EIR：存储有关移动台的设备参数，完成对移动设备的识别、监视、锁闭等功能OSS▬OMC：实现GSM系统的维护与操作，包括PLMN的管理，安全管理，操作与性能管理，系统控制，设备维护等©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/295目录GSM网络频段划分2GSM的系统构成1GSM数据传输4GSM主要技术5GSM无线帧结构3©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/296GSM网络频段划分系统频段（MHz）带宽（MHz）频道号载频数（对）GSM900上行890-915下行935-960251~124124DCS1800上行1710-1785下行1805-188075512～885374GSM频率划分EGSM/RGSM频率划分系统频段（MHz）带宽（MHz）频道号载频数（对）EGSM上行880-915下行925-960351~124975~1023174RGSM上行876-1785下行921~960390~124955~1023194©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/297目录GSM无线帧结构3GSM网络频段划分2GSM数据传输4GSM主要技术5GSM的系统构成1©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/298GSM多址技术FDMA将可分配频谱划分为多个无线信道，每个信道可以传输一路话音和控制信息。TDMA在一个宽带无线载波上按时隙（TS,timeslot）划分若干时分信道，每一用户占用一个时隙并且只在这一指定时隙内接收或发送信号。©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/299GSM无线帧结构577ms01234567TDMA帧（4.6ms）01223242526帧复帧（120ms）012484951帧复帧（234ms）500124851复用超帧（6.12s）012232426复用超帧（6.12s）4950250122045204620472048超帧＝1超高帧（3h28min53s760ms）▬含26帧的复帧用于业务信道及其随路控制信道▬含51帧的复帧用于控制信道©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2910突发脉冲TDMA信道上一个时隙中的消息格式定义为突发脉冲序列，可分为五种不同类型：接入突发脉冲序列：用于携带RACH信道的消息。频率校正突发脉冲序列：用于携带FCCH信道的消息。8bit41bit同步36bit加密3bit68.25bit尾比特数据尾比特保护间隔3bit142bit3bit8.25bit尾比特数据尾比特保护间隔©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2911突发脉冲同步突发脉冲序列：用于携带SCH信道的消息。普通突发脉冲序列：用于携带TCH、FACCH、SACCH、BCCH、PCH和ACCH信道的消息。3bit3bit8.25bit尾比特数据尾比特保护间隔数据64bit同步39bit加密39bit加密3bit3bit8.25bit尾比特数据尾比特保护间隔数据26bit57bit加密57bit加密偷帧标志训练序列11©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2912突发脉冲空闲突发脉冲序列：当系统没有任何具体消息发送时传送这种序列。142bit调制3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2913GSM信道物理信道：一个物理信道即为一个TS。逻辑信道：根据BTS与MS之间传递信息种类的不同而定义，映射到物理信道上传送。分为两大类：▬业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音或用户数据，在上/下行信道上以点对点方式传播。可分为全速率（22.8kpbs）和半速率（11.4kbps）业务信道。▬控制信道（CCH）：用于传送信令或同步数据。主要分为三类：广播信道（BCH）：频率校正信道（FCCH）、同步信道（SCH）、广播控制信道（BCCH）公共控制信道（CCCH）：寻呼信道（PCH）、准予接入信道（AGCH）、随机接入信道（RACH）专用控制信道（DCCH）：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）©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2914GSM信道TCH用于传送编码后的话音或用户数据CCHBCHFCCH载有供移动台频率校正用的信息。SCH含移动台帧同步和基站识别的信息BCCH通过该信道向移动台广播系统消息CCCHPCH寻呼被叫移动台，根据移动台当前登记LAC向该LAC区域内所有小区发送寻呼消息AGCH用于基站对移动台的入网请求作出应答，即分配一个SDCCH或直接分配一个TCHRACH用于移动台随即提出入网申请，请求分配一个SDCCHDCCHSDCCH双向专用信道，传送建立连接的信令消息、位置更新消息、短消息、鉴权消息、加密命令、信道分配消息及各种附加业务SACCH与业务信道或SDCCH联用，在传送用户信息期间传送某些特定消息。上行：无线测量报告和第一层包头消息下行：部分系统消息和第一层报头消息FACCH与TCH联用，用于传输过程中给系统提供比SACCH速度和及时性更高的信令信息©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2915GSM系统消息网络侧以广播形式发给移动台，共16种。空闲模式下以BCCH信道传送系统消息1～4及7、8；通话模式下以SACCH信道传送系统消息5和6系统消息1小区信道描述及RACH控制参数在BCCH上发送系统消息2邻小区BCCH频点描述、RACH控制消息以及网络色码允许，用于小区重选系统消息2bis扩展邻小区BCCH频点描述及RACH控制消息系统消息2ter扩展邻小区BCCH频点描述，用于小区重选系统消息3小区识别、位置区识别、控制信道描述、小区选项、小区选择参数及RACH控制参数系统消息4位置区识别、小区选择参数、RACH控制参数、CBCH信道描述及CBCH移动分配系统消息5邻近小区BCCH频点描述，用于小区切换在SACCH上发送系统消息5bis扩展邻近小区BCCH频点描述，用于小区切换系统消息5ter扩展邻近小区BCCH频点描述，用于小区切换系统消息6全球小区识别码、小区选项及网络色码允许系统消息7小区选择参数系统消息8小区重选参数©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2916目录GSM数据传输4GSM网络频段划分2GSM的系统构成1GSM主要技术5GSM无线帧结构3©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2917GSM数据传输话音数字化和源编码信道编码交织突发脉冲格式化加密调制发射机话音源解码信道译码去交织突发脉冲格式化解密解调发射机©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTINGINSTITUTE,Inc.Allrightsreserved.2020/4/2918GSM数据传输语音编码此编码方式称为规则脉冲激励──长期预测编码(RPE-LTP)，其处理过程是先进行8KHZ抽样，调整每20ms为一帧，经过量化及编码压缩，纯比特率为13kbit/s。信道编码为了检测和纠正传输期间引入的差错在数据流中引入冗余通过加入从信源数据计算得到的信息来提高其速率。全速率TCH：由语音编码器中输出的码流为13Kbit/s，被分为20ms的连续段，每段中含有260比特，其中有50个非常重要的比特、132个重要比特及78个一般比特，对它们分别进行不同的冗余处理：块编码器激变编码器132bit50bit78bit+3奇偶校验1/2卷积+4尾比特456bit©2005,CHINAINFORMATIONTECHNOLOGYDESIGNING&CONSULTIN