第1章GSM概述（中兴NC培训教程）

1、移动基站设备与维护第1章 GSM概述11 GSM概述移动通信概述GSM系统概述GSM系统中的信令基站简介21.1 移动通信概述移动通信概念移动通信特点移动通信中的主要技术31.1.1 移动通信的概念移动通信：通信双方中至少有一方在移动中进行信息交换。移动-移动；移动-固定单向或双向工作方式：单工、半双工、全双工 准双工：仅在有信号时发射，而接收机常开 FDD、TDD信息形式：语音、数据、多媒体、图象按不同的依据有多种分类方式与无线电通信不是相同概念4有线和无线相结合电波传播条件恶劣，存在严重多径衰落强干扰条件下工作具有多普勒效应存在盲区用户经常移动1.1.2 移动通信的特点51.1.3 移动通

2、信中的主要技术同频复用多信道共用多址技术切换位置登记漫游分集技术跳频语音间断传输提高频率利用率跟踪交换抗衰落、抗干扰6同频复用小区制结构无线区群中，间隔一定的距离重复使用相同的频率提高频率利用率多信道共用多个用户共同享用多个信道7分集技术发送端把具有独立衰落特性的信号分散传送；接收端对多个分集信号进行集中合并处理微分集类型极化分集 (不同极化)空间分集 (不同位置上)时间分集 (时间间隔)角度分集 (不同的路径和方向)场分量分集 (不同的场分量)频率分集 (频率间隔)8切换通话中移动台由一个小区进入另一个小区，为保持通话不中断而进行的频道转换。小区重选移动台在空闲状态由一个小区进入另一个小区位

3、置登记移动台向系统发送报文说明自己所处位置的过程漫游移动台离开注册入网的归属区后仍能入网使用91.2 GSM系统概述GSM网络结构频率复用跳频10 GSM网络结构系统组成网络结构GSM系统中的接口11系统组成12网络子系统NSS或交换子系统SSMSCHLR、VLR、AUC、EIR基站子系统BSSBSCBTS操作维护子系统OSSOMC移动台子系统MS 13各组成局部功能NSS：MSC： 交换功能与呼叫相关-核心类型：普通MSC 网关MSCGMSC-选路 汇接MSCTMSC-汇接 GMSC和TMSC可独立设置，或与MSC合设；可兼完成普通MSC的功能14HLR移动用户管理用户数据管理-静态存储信息

4、：用户信息入网、业务 位置信息LAI 号码：MSISDN、IMSIVLR移动性管理 -动态用户离开时，信息即被删除存储信息：用户信息、位置信息、 TMSI、MSRN15EIR：移动设备管理防止非法设备入网使用我国的GSM系统未安装AUC：功能：平安性管理存鉴权信息和加密密钥等用于平安方面的信息16BSCBSC各种接口管理，无线资源和无线参数管理如：切换定位、时间确定；功率控制；时间提前量确定BTS：提供与MS的接口及无线链路由BSC控制并效劳于某小区的无线收发设备，完成信道转接，与MS间无线传输及相关控制17OSS：操作控制、维护管理主要管理工程及功能单元：移动用户管理 计费管理 移动设备管理

5、 平安性管理 移动网络管理OMC：网络监视、操作无线规划交换系统管理性能管理18MS：提供用户接入系统的接口用户设备： 、车载台、MTMS=ME+SIMGSM移动台必须插入SIM才能正常呼叫在紧急呼叫时可不插SIM192.网络结构我国的GSM网络结构二、三级混合网络结构无线覆盖区域结构20系统中的接口GSM中的接口GSM数字信号处理Um接口移动用户的接续过程逻辑信道应用移动用户的呼叫处理过程21GSM中的接口接口类型、位置A、Abis、Um、SmB、C、D、E、F、G -网络子系统内部接口与基站子系统密切相关的接口A： MSCBSCAbis： BSCBTSUm： BTSMS22231GSM数字

6、信号处理BS与MS的数字信号处理过程相似 区别：BSC处理信号来自MSC的64kbit/s的 PCM信号(8bit) MS处理的语音信号来自话筒24MS对语音信号的处理过程25概念仅在有信息需发送时才翻开发射机，而在无声段关闭发射机关发射机时信道不分配给其他用户使用作用为MS省电减少空中干扰电平间接提高频率利用率(2) 语音间断传输技术DTX263数字无线接口Um信道分级帧结构27信道物理信道：物理的 实际存在的GSM中：一个载频上的一个时隙每个载频分为8个时隙-8个物理信道一个时隙中传送的信息格式-突发逻辑信道：根据信息种类人为定义必须映射到物理信道才能实现信息传输类型：业务信道TCH：传送

7、编码后的话音或用户数据 可能被FACCH借用 控制信道CCH：传送信令或同步数据28逻辑信道的分类 TCH FCCH频率校正信道 BCH 播送信道 SCH同步信道 BCCH播送控制信道 PCH寻呼信道 CCH CCCH公共控制信道 RACH随机接入信道 AGCH允许接入信道 SDCCH独立专用控制信道 DCCH专用控制信道 SACCH慢速随路控制信道 FACCH 快速随控制信道29逻辑信道到物理信道的映射C0载频TS0：FCCH、SCH、BCCH、PCH、AGCHTS0：RACH TS1：SDCCH；SACCHTS2TS7：TCH上下行偏移3个时隙，使MS收发不需同时进行C1Cn载频全部8个时

8、隙(TS0TS7)用作TCH30时隙帧结构突发脉冲序列-时隙共，占时类型普通突发脉冲序列NB保护间隔： TCH、BCCH、PCH、AGCH、SDCCH频率校正突发脉冲序列FBFCCH同步突发脉冲序列SBSCH接入突发脉冲序列ABRACH 保护间隔：空闲突发脉冲序列DB无信息时代替NB发送31分级帧结构32频率复用 频率复用：间隔一定的距离重复使用相同频率提高频率利用率的措施：同频复用多信道共用33GSM中频道序号对应工作频率的计算 n为频道序号 GSM900 n：1124上行：fl下行：fh(n)=935.2+(n-1)*0.2MHz = fl(n)+45MHzDCS1800 n：512885

9、上行：fl下行：fh(n)=1805.2+(n-512)*0.2MHz = fl(n)+95MHz34频率复用方式43 、33、26、13方式 43方式：4个基站组成一个无线区群，每个基站3个扇区即至少需12个载频构成一个区群覆盖的频道组复用越紧密，频率利用率越高但需考虑同频干扰问题选择复用方式需考虑网络具体情况35概念：通话期间，工作载频在几个频点上跳变工作时隙不变采用跳频技术的原因多径衰落与频率有关不同频率，其衰落谷点位置不同利用跳频技术尽可能作用：改善由衰落造成的误码特性 提高系统的抗衰落性能 1.2.3 跳频36跳频的类型快跳频FFH：跳频速率高于比特传输速率慢跳频SFH：跳频速率低于

10、比特传输速率GSM中采用SFH，跳频速率为217跳/秒每个时隙帧一跳，即传一跳速率为：1/4.62ms21737跳频的实现基带跳频：适用于多发射机系统频率合成器跳频射频跳频：可单发射机工作GSM系统中跳频的实现BTS设备可能支持两种跳频方式，但只能选一种实现MS只能采用频率合成器跳频方式381.3 GSM中的信令在GSM系统中采用信令系统信令系统GSM中的信令与协议39信令系统信令的层次以功能划分模块，完成相对独立的功能以原语在模块间传递业务信息和网管信息层次结构40层次结构MTP(消息传递局部)分三级信令网功能网络层-第三层信令链路功能链路层-第二层物理层-第一层SCCP(信令连接控制局部)

11、：加强MTP局部功能TCAP(事务处理能力应用局部)：应用业务通信时提供规约和功能OMAP(操作维护管理局部)：监视、测量及管理功能，协议测试及在线监视MAP(移动应用局部)：负责移动网特有的信令CAP(CAMEL应用局部)：提供移动智能业务ISUP(ISDN应用局部)：在ISDN环境中提供语音/非话交换功能，支持承载、补充业务TUP( 用户局部)：有关 呼叫建立、释放功能及程序，支持局部补充业务41图信令系统的层次结构 42 1.3.2 GSM的信令与协议GSM中信令分层高层应用、网络层、链路层、物理层图系统在GSM网络中的应用 43GSM网络接口与协议不同接口采用不同协议图1-9 GSM系

12、统中的协议 44Um接口：MS-BTS在信令中包含其他GSM设备的信令物理层：无线信道链路层：LAPDm基于ISDN网络层：RIL3-RR(支持无线连接、测量报告处理)无线接口三层协议：无线资源管理RR、移动性管理MM、连接管理CM图1-10 MS与GSM各设备通信关系45Abis接口物理层：PCM (2Mbit/s)链路层：LAPD网络层：BTSM和RR BTSM为BTS管理层：用于支持分配传输路径 和测量报告A接口物理层：PCM链路层：MTP2网络层：MTP3、SCCP用户局部：BSSAP和Um三层信令 BSSAP为BSS应用层46GSM的分层结构和协议GSM采用OSI七层模型各对等层间进

13、行信息交换物理层：GSM L1提供物理链路 为高层提供TCH和CCH链路层：L2(基于ISDN的D信道的LAPDm) 提供数据码流传送中的纠错能力 A(MTP2)、 Abis(LAPD)、Um(LAPDm)网络层：信息流组织和选路中的协调和调度 L3：RR、MM、CM AMTP3/SCCP AbisBTSM/RR UmRR/MM/CM47图1-11 GSM系统中层次结构和各自协议 48GSM信令系统的特点严格分层：支持业务开放和系统互连网络侧(MSC/HLR/VLR/EIR)-OSI七层一致的NO.7 信令互连用户接入侧(MSC和BTS、空中接口) -ISDN用户/网络口一致的三层结构 业务综

14、合接入Um上的不同协议MS对HLR设置补充业务参数BTS和BSC不对MM-CM处理移动性管理和通信接续信息RR：MS和BSC间交换无线资源分配消息49图1-13 Um接口信令示意图 50图1-14 Abis接口上的4层信令 51GSM网络中与BSS有关的信令链路MTL：MSC与BSC之间的信令链路，俗称A接口，采用中国7#信令，链路速率64kb/s RSL：BSC与BTS之间的信令链路，俗称Abis接口，第二层采用LAPD，链路速率64kb/s OML：OMC-R与编码器及OMC-R与BSC之间的信令链路，采用分组交换协议，链路速率64kb/s XBL：编码器与BSC之间的信令链路，第二层采用

15、LAPD，链路速率64kb/s CBL：CBC与BSC之间的信令链路，采用分组交换协议，链路速率64kb/s 52基站信令三层层3：Abis：BTS的操作维护局部 SW下载、TRX 配置、失效管理、CPU 复位、硬件测试BTS操作维护协议：各系统不能混用层2 ：Abis：OML、RSL(业务管理) BTS操作维护：OML层1：A、Abis采用 图1-15 基站信令的三层结构 531.4 基站简介BSS：BSC、BTSBTS基站机房的根本配置主设备天馈系统、直放站与室内分布系统传输设备电源空调监控基站故障时的故障处理流程 54 1.4.1 基站机房的根本配置55基站中各类信号的传输用户信息和信令：通过传输线由BSC经过传输设备和主设备相连，无线信号经主设备中的收发信局部通过天馈线收发 电源：提供可由交流市电或油机提供，两者间用转换设备转换，在短暂停电时间由蓄电池供电，所提供的电源经通信电源设备提供给主设备、传输设备等监控：告警信号传至基站设备与主设备告警、传输设备的告警信号经由传输设备送至OMC。监控系统主要完成对动力和环境的监控动力的监控：交直流、空调环境的监控：水浸、火情、温度、湿度、烟雾、门禁、防盗等 561.4.2 基站故障时的故障处理流程 当基站故障时，处理流程为先电源，后传输，最后主设备。对电源局部，检查开关电源输出、设备电源输入(指示灯对传输局部，在传输网