《GSM网络原理讲义》PPT课件.ppt

GSM网络原理 波导客服培训室马向红 学习目的 1 了解移动通信的发展2 掌握GSM网络的组成3 掌握GSM信道的划分4 熟悉GSM网络的关键技术 课程安排 第一节 GSM网络的发展第二节 GSM网络系统的组成第三节 GSM系统的信道第四节 GSM系统的关键技术 通信的发展 1 古代 2 近代 3 当代 什么是移动通信 通信双方中至少有一方在移动中 或者临时停留在某一预定位置上 进行信息的传输和交换 包括移动体 车辆 飞机或行人 与移动体之间的通信 移动体与固定点 固定无线电话或有线用户 之间的通信 移动通信的发展 第一代 1G 模拟无线网络第二代 2G 数字通信网络 GSM 窄带CDMA 第三代 3G 分组型移动业务 CDMA2000等 目前所处的阶段 GSM网络原理 1 GSM系统组成 1 移动台 MS 2 基站子系统 BSS 3 网络子系统 NSS 4 操作子系统 OSS 2 系统结构框图 2 1MS Handset SIM 组成 移动通信终端设备 用户识别模块1 移动终端设备 语音编解码 信道编解码 信息加密 信息的调制与解调及发送和接收 2 SIM卡 执行与安全保密有关的重要信息 防止非法用户进入网络 移动通信终端设备 用户识别模块 2 2基站子系统 BSS 组成 1 基站收发台 BTS 1 射频信号接 收 2 信号调制 解调 纠错 2 基站控制器 BSC 1 控制多个BTS的射频资源 2 跳频 功率控制 提供数据交换接口 BSC BTS 2 3网络子系统 NSS MSC VLR HLR AUC EIR 4 越区切换和漫游的控制5 IMSI和IMEI码的登记 管理6 服务类型的控制7 对用户进行鉴权 组成 1 移动交换中心 MSC 1 信道的管理和分配2 呼叫的处理和控制3 MS位置信息的登记和管理 2 本地位置寄存器 HLR 存储本地用户位置信息的数据库 1 永久性参数 IMSI IMEI 接入的优先级别 业务类型和保密参数等 2 临时性参数 当前用户所处的位置信息 3 访问位置寄存器 VLR 存储来访用户位置信息的数据库4 鉴权中心 AUC 产生三个参数 以便确定用户身份 对呼叫进行鉴权和加密5 设备标识寄存器 EIR 存储移动台设备参数的数据库 2 4操作子系统 OSS 主要对整个GSM网络进行管理和监控 如 系统自检和报警系统故障诊断与处理备用设备启动话务量的统计计费数据的记录和传递等 3 GSM系统的信道 问题 什么是信道 划分 物理信道 传送信息的载体逻辑信道 物理信道不同时刻的映射 物理信道 逻辑信道 3 1工作频段分配 GSM900频段为 890 915MHz 移动台发射 基站接收 上行链路 935 960MHz 移动台接收 基站发射 下行链路 双工频率间隔 45MHz信道总数 124 E GSM900频段为 880 915MHz 移动台发射 基站接收 上行链路 925 960MHz 移动台接收 基站发射 下行链路 双工频率间隔 45MHz信道总数 174 DCS1800频段为 1710 1785MHz 移动台发射 基站接收 上行链路 1805 1880MHz 移动台接收 基站发射 下行链路 双工频率间隔 95MHz信道总数 374 PCS1900频段为 1850 1910MHz 移动台发射 基站接收 上行链路 1930 1990MHz 移动台接收 基站发射 下行链路 双工频率间隔 80MHz信道总数 299 3 2物理信道 f发射 890 2 0 2 n 1 n 1 124 n为信道数 f接收 935 2 0 2 n 1 n 1 124 n为信道数 GSM900 f发射 f接收 1805 2 0 2 n 512 n为信道数 DCS1800 1710 2 0 2 n 512 n为信道数 3 3逻辑信道 根据物理信道所承载信息的不同来划分信道 称为逻辑信道 逻辑信道分为 1 业务信道携带数字化的用户编码语音或用户数据2 控制信道在移动台和基站之间传递信令和同步指令 逻辑信道的分类 控制信道 CCH 基站和移动台之间传输信令和同步指令 业务信道 TCH 携带数字化用户编码语音或用户数据 控制信道分为 1 广播信道 BCH 2 公共控制信道 CCCH 3 专用控制信道 DCCH 广播信道 BCH 1 频率校正信道 FCCH 校正手机的工作频率2 同步信道 SCH 传输手机帧同步信息和识别基站信息3 广播控制信道 BCCH 传输网络参数 使手机测量小区信号强度和识别小区标志 公共控制信道 CCCH 1 寻呼信道 PCH 传输基站寻呼手机的信息2 随机接入信道 RACH 用于手机呼叫请求和手机对来自基站寻呼的响应3 准许接入信道 AGCH 基站回应手机的呼叫请求 专用控制信道 DCCH 1 独立专用控制信道 SDCCH 手机与基站建立连接后 在基站分配TCH前用来保持联系的中间的 暂时的信道 用于传输手机与基站的连接指令和信道分配信令 2 慢速辅助控制信道 SACCH 在手机与基站之间 周期性地传输一些特定的信息 3 快速辅助控制信道 FACCH 传送与SDCCH相同类型的信息 使用时要中断业务信息 4帧 插入FACCH 业务信道 业务信道分为 1 全速率TCH2 半速率TCH3 可变速率TCH 3 4帧结构 156 25B 1时隙 0 576ms 4 GSM系统的关键技术 4 1多址技术 1 频分多址 FDMA 2 时分多址 TDMA 3 码分多址 CDMA 频分多址即是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道 或称信道 分配给不同的用户使用 时分多址即是把时间分割成周期性的时帧 每一时帧在分割成若干个时隙 无论时帧或时隙都是互不重叠的 然后根据一定的分配原则 使各移动台在每帧内只能在指定的时隙内向基站发送信号 GSM的多址方式 码分多址即不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分 而是用各不相同的编码序列来区分 4 2数字调制技术 调制的目的 1 考虑无线传输过程中 高频信号传输的有效性2 考虑基站发射机 移动电话天线的长度 C f L 4 ASK 幅移键控 改变载波信号振幅FSK 频移键控 改变频率PSK 相移键控 改变相位 FSK MSK GMSK 4 3语音编码技术 采样 量化 编码 1 采样速率为 8KHz s2 将每个采样值用256个不同电平中的一个来表示3 将量化值用8位二进制代码表示数字链路上的信号比特速率为64Kbit s PCM编码 GSM系统采用声码器和波形编码器的混合 即LPC LTP RPE编码器 线性预测编码 长期预测编码 规则脉冲激励编码器 LPC LTP为声码器 3 6kbit sRPE为波形编码器 9 4kbit s因此话音编码器输出的比特速率 13kbit s 20msBlocks SpeechCoder BitsOrdered 260Bits 260Bits 132 78 ImportantBits OtherBits 50 VeryImportantBits 4 4信道编码技术 作用 检验和校正接收比特流中的差错例子信息添加比特 密码 发送比特0000000011111111接收编码可能为 0000001001100111判决结果 00X1 BER BitErrorRatio差错比特率差错控制编码 分组编码 卷积编码 4 5交织技术 作用 将突发错误分散开来 对抗突发干扰例如 打电话时可以防止一些噪音的干扰 使对方接收到清晰 连续的话音信号 交织原理 4 6跳频技术 目的 确保通信的保密性和抗干扰性GSM系统中跳频分为 基带跳频射频跳频功能 改善衰减改善通信质量相当于频率分集 4 7DTX和DRX DISCONTINUOUSTRANSMISSION DTX 非连续发射1 一种在通话中的省电模式2 当语音不激活时 发送端只发射很少信息3 接收端产生舒适噪声DISCONTINUOUSRECEPTION DRX 非连续接收1 一种在待机时的省电模式2 手机基于IMSI被分成不同的寻呼组3 从网络来的寻呼信息会以预定的间隔发送 THANKYOU