GSM系统基站容量方案设计

1、GSM 系统基站容量方案设计1.设计目的本设计以 GSM 数字通信系统为基础，为满足本校区用户的需求，于本校区综合楼顶放置一GSM 基站，要求这一基站能承载5000 人的通信需求。根据GSM 相关理论，设计配置该基站信道数，根据分别计算各扇区的载频数， 设计控制信道的种类及数目， 和业务信道的数目。2.GSM 系统原理GSM是Global System For Mobile Communications的缩写，由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准，GSM 是全球移动通信系统 (Global Systemfor Mobile communications)的简称。它的空中接口采用

2、时分多址技术。GSM 属于第 2 代（2G）蜂窝移动通信技术，也就是说移动电话要连接到它能搜索到的最近的蜂窝单元区域。GSM 网络运行在多个不同的无线电频率上。 根据蜂窝小区的用户需求， 可设计满足用户通信需求的蜂窝单元。我校主要采用GSM 900MHz 频段通信：GSM 900MHz 频段双工间隔为45MHz ，有效带宽为 25MHz ，124个载频，每个载频8 个信道。GSM900：上行（MHz ）890-915 ；下行（MHz ）935-960（GSM最先实现的频段，也是使用最广的频段）GSM900E：上行（MHz ）880-915 ；下行（MHz ）925-960（ 900MHz扩展频

3、段）。2.1 GSM 系统结构GSM 系统主要由移动台（ MS ）、移动网子系统（ NSS ）、基站子系统（ BSS ）和操作支持子系统（ OSS ）四部分组成。3.GSM 容量设计如图为综合楼顶基站例：3.1话务量与信道容量计算根据用户需求，将天线设置成三个扇区全向天线（如下图）， A,B,C 三个分区的用户分配数为 4:3:3 。这样 A,B,C 三个分区将实现在其覆盖范围内，信号全覆盖。因此，A 区的可承载用户数为5000*0.4=2000 （个）：B 区可承载用户数为5000*0.3=1500 （个）：C 区可承载用户数为5000*0.3=1500 （个）。已知，移动信道利用率为70%

4、，用户忙时话务量a=0.02（爱尔兰 /用户）。因此， A 区可承载的话务量为A1=2000*70%*0.02=28 （爱尔兰）B 区可承载的话务量为A2=1500*70%*0.02=21 （爱尔兰）C 区可承载的话务量为A3=1500*70%*0.02=21 （爱尔兰）根据爱尔兰 B 表（见附表），可查的 A 区话务量为 28 爱尔兰时，对应 36 个业务物理信道。 B 区话务量为 21 爱尔兰时，对应 28 个业务物理信道。 C 区话务量为21 爱尔兰时，对应 28 个业务物理信道。由于一个载频有 8 个时隙，对应可承载 8 个物理信道，因此 A 区满足该去话务量的情况下， 需要 5 个载

5、频。考虑到通信的突发性， 控制信道的作用， 因此， A区的实时载频设置数为 6 个，以满足通信信道的冗余与控制。同理， B 区和 C 区的载频设置数目为5 个。3.2 GSM 信道分类图 3.2-1 GSM 的信道分类广播信息（ BCH ）是一种“一点对多点”的单方向控制信道，用于基站向所有移 动台广播公用信息。公共控制信道（ CCCH）是一种“一点对多点”的双向控制信道，其用途是在呼 叫接续阶段，传输链路连接所需要的控制信令与信息。专用控制信道（ DCCH ）是一种“点对点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接 续阶段和在通信进行当中，在移动台和基站之间传输必需的控制信息。业务信道传输话音信息和

6、数据信息。3.3 GSM 信道组合方式在 GSM 系统中，每个小区最多有 2 个物理时隙来传输信令，而每个小区中有9 种控制信息需要传送，也就是 2 个物理时隙需要传递 9 种控制信息。其中，SACCH （慢速辅助控制信道）既可以由传送业务信息的物理时隙传递，也可以由传送控制信息的物理时隙传递。 FACCH 则必须由传送业务信息的物理时隙传递。由于可用信道数量少， 而需要传输的信息多， 因此需要对信息与信道进行组合。将逻辑信道映射到物理信道上的方式叫做信道的组合方式。 逻辑信道的组合以复帧为基础， 逻辑信道的组合包括控制信道的组合和业务信道的组合。 如图为GSM 系统各种帧的格式：图 3.3-

7、1 GSM 系统各种帧的格式3.3.1 控制信道的组合方式图 3.3-2 BCH 和 CCCH 在 TS0 上的复用图 3.3-3 RACH 在 TS0 上的复用图 3.3-4 SDCCH 和 SACCH 在 TS1 上的复用3.3.2 业务信道的组合方式如图：图 3.3-5业务信道的组合方式4.实习心得1) 张志慧2）刘豆豆通过一个周的设计实习， 让我重新复习了相关的移动通信理论知识， 并且在设计的过程中，认识到了自己很多理论知识学习的都不够扎实， 虽然有很多疑惑， 但是通过在网上和图书馆查找相关资料， 慢慢弥补了自身的不足， 从而有了一条完整的设计思路。 在这个过程中， 我主要负责信道相关

8、的分配及计算， 这个任务虽然看起来简单，但是需要仔细斟酌地方也是很多的，所以还是花费了一些时间，但是功夫不负有心人， 通过我同其他组员的团结合作， 我们终于获得了比较满意的结果。也许我们的结果不是最好的， 但是我们每个人都尽力而为做好了自己应该负责的地方，并且能够互相帮助，才使得这次的设计过程顺利地进行。3）宫宁宁通过这次移动通信的实习， 使我对所学知识有了更深的理解。 这次我们组的实习任务是 GSM 系统基站容量方案设计， 刚开始拿到课题， 觉得挺难的， 不过在老师的指导下， 对此课题有了比较全面的认识， 具体的系统化设计也相对比较清楚 。这次我的任务是负责计算，主要是三个扇区信道数及话务量

9、的计算。希望以后能有更多的这种实践机会，这样我们就更易理解并且运用所学的知识。4）冯旭在这次实习中，我们设计了满足用户需求的GSM 系统基站容量的方案。通过这次实习我将理论运用于实习，通过查资料完善了 GSM 的知识体系，同时丰富了我的知识体系和改善了我 GSM 知识体系的不足。通过实习，使我们团队协作能力得以提高。 同时，在实习中也将我们的方案设计方面能力得以提升， 设计中要考虑多种因素，锻炼我们的思维扩展能力。5) 邱勇昂这次实验中， 组长分配任务分配的很好， 虽然我的任务不是很重要， 但很实在。我负责查询控制信道及其作用控制信道 （ CCH）是用于传送信令或同步数据。它主要有三种：广播信

10、道（ BCCH ）、公共控制信道（ CCCH ）和专用控制信道DCCH）。 控制信道（ CCH ）时用于传送信令信息和短的分组数据的信道。还有要用到的控制信道种类，总的来说，我们团结一致还是很快完成了实验。组员名单及任务分配姓名任务分配张志慧（组长）刘豆豆负责信道相关的分配及计算：查找资料。宫宁宁负责计算（主要是三个扇区信道数及话务量的计算）设计报告，写报告：查询GSM 相关理论，以及信道分类，信道组合冯旭方式：，邱勇昂查询控制信道及其作用，打印爱尔兰B 表附表：爱尔兰 B 表ErlangErlangBB TableTableN1.0%1.2%1.5%2%N3%5%7%10%15%20%10.

11、010.0120.0150.0210.0310.0530.0750.1110.1760.2520.1530.1680.190.2220.2820.3810.470.5950.796130.4550.4890.5350.6030.7150.8991.061.271.61.9340.8690.9220.9921.0941.261.521.752.052.52.9551.361.431.521.6651.882.222.52.884.454.0161.9122.112.2862.542.963.33.764.445.1172.52.62.742.9473.253.744.144.675.466.23

12、83.133.253.43.6383.994.5455.66.57.3793.783.924.094.3494.755.375.886.557.558.52104.464.614.815.08105.536.226.787.518.629.68115.165.325.545.84116.337.087.698.499.6910.9125.886.056.296.61127.147.958.619.4710.812136.616.87.057.40137.978.839.5410.511.913.2147.357.567.828.20148.89.7310.511.51314.4158.118.

13、338.619.01159.6510.611.412.514.115.6168.889.119.419.831610.511.512.413.515.216.8179.659.8910.210.701711.412.513.414.516.3181810.410.71111.501812.213.414.315.517.419.21911.211.511.812.301913.114.315.316.618.520.4201212.312.713.20201415.216.317.619.621.62112.813.113.514.002114.916.217.318.720.822.8221

14、3.71414.314.902215.817.118.219.721.924.12314.514.815.215.802316.718.119.220.72325.32415.315.61616.602417.61920.221.824.226.52516.116.516.917.502518.52021.222.825.327.7261717.317.818.402619.420.922.223.926.428.92717.818.218.619.302720.321.923.224.927.630.22818.61919.520.202821.222.924.22628.731.42919

15、.519.920.421.002922.123.825.227.129.932.63020.320.721.221.903023.124.826.228.13133.83121.221.622.122.80312425.827.229.232.135.1322222.52323.703224.926.728.230.233.336.33322.923.323.924.603325.827.729.331.334.437.53423.824.224.825.503426.828.730.332.435.638.83524.625.125.626.403527.729.731.333.436.74

16、03625.52626.527.303628.630.732.334.537.941.23726.426.827.428.303729.631.633.335.63942.43827.327.728.329.203830.532.634.436.640.243.73928.128.629.230.103931.533.635.437.741.344.9402929.530.131.004032.434.636.438.842.646.14129.930.43131.904133.435.637.439.943.647.44230.831.331.932.804234.336.638.440.9

17、44.848.64331.732.232.833.804335.337.639.54245.949.94432.533.133.734.704436.238.640.543.147.151.14533.43434.635.604537.239.641.544.248.252.34634.334.935.636.504638.140.542.645.249.453.64735.235.836.537.504739.141.543.646.350.654.84836.136.737.438.40484042.544.647.451.756493737.638.339.30494143.545.74

18、8.552.957.35037.938.539.240.305041.944.546.749.65458.55138.839.440.141.205142.945.547.750.655.259.75239.740.34142.105243.946.548.851.756.3615340.641.24243.105344.847.549.852.857.562.25441.542.142.944.005445.848.550.853.958.763.55542.44343.844.905546.749.551.95559.864.75643.343.944.745.905647.750.552

19、.956.16165.95744.244.845.746.805748.751.553.957.162.167.25845.145.846.647.805849.652.65558.263.368.4594646.747.548.705950.653.65659.364.569.76046.947.648.449.606051.654.657.160.465.670.96147.948.549.450.606152.555.658.161.566.872.16248.849.450.351.506253.556.659.162.66873.46349.750.451.252.506354.55

20、7.660.263.769.174.66450.651.352.253.406455.458.661.264.870.375.96551.552.253.154.406556.459.662.365.871.477.16652.453.15455.306657.460.663.366.972.678.36753.454.15556.306758.461.664.46873.879.66854.35555.957.206859.362.665.469.174.980.86955.255.956.958.206960.363.766.470.276.182.17056.156.857.859.10

21、7061.364.767.571.377.383.3715757.858.760.107162.365.768.572.478.484.6725858.759.761.007263.266.769.673.579.685.87358.959.660.662.007364.267.770.674.680.8877459.860.661.662.907465.268.771.775.681.988.37560.761.562.563.907566.269.772.776.783.189.57661.762.463.464.907667.270.873.877.884.290.87762.663.464.465.807768.171.874.878.985.4927863.564.365.366.807869.172.875.98086.693.37964.465.266.367.707970.173.876.981.187.794.58065.466.267.268.708071.174.8