GSM通信基础知识培训.ppt

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1、,一、GSM通信基础二、GSM基本无线参数与功能三、GRRS与EDGE简介,目录 contents,GSM通信基础,一、GSM通信基础,(一）GSM系统的基本构成1、GSM系统的基本特点 GSM数字蜂窝移动通信系统(简称GSM系统)是完全依照欧洲通信标准化委员会(ETSI)制定的GSM规范研制而成的，任何GSM数字蜂窝移动通信系统都必须符合GSM技术规范。GSM系统是一种典型的开放式结构，作为一种面向未来的通信系统，它具有下列主要特点：,一、GSM通信基础,1）、GSM系统由几个分系统组成，各分系统之间都有定义明确且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统设备可以互连。2）GSM系统

2、除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种承载业务、补充业务以及与ISDN相关的各种业务。3）GSM系统采用FDMATDMA及跳频的复用方式，频率重复利用率较高，同时它具有灵活方便的组网结构，可满足用户的不同容量需求。4）GSM系统具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全需求。5）GSM系统抗干扰能力较强，系统的通信质量较高。,一、GSM通信基础,2、GSM系统的构成一套完整的蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统（SS）、无线基站子系统（BSS）、移动台（MS）及操作维护子系统（OMC）四大子系统设备组成。交换系统(SS)包括下列功能单元：移动业务交换中心（MSC）拜访位置寄存器（

3、VLR）归属位置寄存器（HLR）鉴权中心（AUC）设备识别寄存器（EIR）短信息服务中心（SC）操作维护中心（OMC）,一、GSM通信基础,一、GSM通信基础,一个MSC控制多个基站控制器，它控制移动用户自、至PSTN、ISDN、PLMN、公用数据网的呼叫。移动汇接和网络入口功能都由MSC来实现。HLR寄存用户的鉴约信息，如补充业务、鉴权参数，此外还有MS位置信息和IMSI，ISDN码等。AUC与HLR相连，是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组（RAND、SRES、Kc）。VLR是一个动态数据库，它包含了当前位于相应的MSC服务区的全部MS的有关信息（IMSI码和位置信

4、息LAI）。VLR还包括当前的MSC中该MS的更为详细的位置信息。与其它网络的接口通过GMSC，GMSC称为入口移动交换中心（GATE WAY网关或门道交换局）。,一、GSM通信基础,在用户的移动台包括两部分，一部分是用户识别卡SIM），它寄存用户的鉴约信息，没有SIM卡，MS不能接入GSM网络，但是当用于紧急业务时除外。另一部分是用户设备（即话机，也可以使用另一个话机），这样为防失窃，系统配置了EIR，用来检验设备的合法性，可以禁止末经批准的话机设备使用。用户权与用户设备是分开的，用户设备只是一台有权收发信机，用户可以买卡租机，这也是一种新的业务。三种名单：白名单-合法设备 黑名单-非法设备

5、 灰名单-故障设备,一、GSM通信基础,基站系统（BSS）基站系统由以下两个部分组成 1）基站控制器（BSC）BSC控制一组基站，其任务是管理无线网络，即管理无线小区及其无线信道，并提供基站至MSC之间的接口。无线设备的操作和维护，移动台的业务过程。2）无线基站（RBS）RBS用来提供移动台与系统的无线接口，主要由无线收发信机构成。操作维护子系统（OMC）用于整个系统的集中操作与维护。,一、GSM通信基础,GSM 系统中的不同接口,一、GSM通信基础,其中BSC与MSC 之间的接口为“A”接口；移动交换中心与访问位置寄存器之间的接口为“B”接口；移动交换中心与归属位置寄存器之间的接口为“C”接

6、口；归属位置寄存器与访问位置寄存器之间的接口为“D”接口；移动交换中心之间的接口为“E”接口；移动交换中心与设备标志寄存器之间的接口为“F”接口；访问位置寄存器之间的接口为“G”接口；BSS 与MS 之间的接口为“Um”接口；基站收发台与基站控制器之间的接口为“Abis”接。,一、GSM通信基础,（二）GSM系统的网络结构,一、GSM通信基础,GSM/PLMN网络和其它PSTN、ISDN或PLMN网间的链路，将位于国际或国内汇接交换机的级别上。GSM/PLMN网的全部入局呼叫将选路入口至一个或多个入口MSC。MSC作为GSM/PLMN的入局汇接交换机，它具有为移动终端的呼电询问呼叫路由的功能。

7、它能使系统为呼叫选路至它们的最终的目的地被叫移动台。在GSM/PLMN网络中，全部至移动终端的呼叫，都要选路至某一个具有入口功能的MSC，该MSC称为GMSC。GSM/PLMN网络的区是由一个或几个MSC/VLR业务区构成，能够提供GSM/PLMN网络与其它通信网络间的链路，具有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能的MSC称为入口MSC，简称GMSC。MSC服务区表示由该MSC所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的拜访位置寄存器（VLR）登记。因此，MSC总与VLR构成同一个节点，写作MSC/VLR。位置区（LA）：位置区是MSC/VLR业务区的一部分。每一个MSC/VLR业务区分成几个位置区

8、，在一个位置区内，移动台可以自由地移动，不需做位置更新。所以，一个位置区是广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。位置区只能属于一个MSC/VLR。利用位置区识别码（LAI），系统能够区别不同的位置区。,一、GSM通信基础,小区（Cell）：它表示网络中一个BTS的无线覆盖区域，一个位置区可划分为若干个小区，一个小区是具有一个全球识别码（CGI）的。同时，利用基站识别码（BSIC），移动台本身能区分使用同样的载频的各个小区。GSM网络是一个可以全球范围内联网漫游的“全球通”系统，所以GSM业务区的范围可以覆盖全球，它的业务区由全球的全部成员国的GSM/PLMN业务区构成。一个国家可以有一个或

9、多个的GSM/PLMN网络，每个GSM/PLMN网络可由多个MSC/VLR业务区构成，每个MSC/VLR业务区又被分成若个位置区，每个位置区又划分为若干个小区，每个小区是一个特定的BTS覆盖的区域。GSM业务区：由全球所有的成员国的GSM/PLMN业务区所构成的覆盖区域。移动台可以在整个覆盖区域内漫游。,一、GSM通信基础,（三）GSM系统的技术特点采用TDMA时分多址调制技术，可使不同的移动台分时占用同一频率来实现同时通话，目前可以做到8个用户同时使用同一频率。采用TDMA方式，基站设备中的多个信道可共用一套收发信机，有利于降低成本，增加系统配置的灵活性。采用高斯滤波最小移频键控频率调制技术

10、（GMSK）。数字调制是用基带数字信号，改变高频载波信号的某一参数以传递数字信号的过程。话音编码方面采用了波形编码和声源编码相结合的混合编码技术，速率可低于16Kbit/s。保密方面采用加密和用户身份鉴别的识别数字化处理技术，安全、保密性能好。,一、GSM通信基础,GSM系统与TACS系统的比较与模拟移动通信系统相比较，GSM系统的优越性是比较明显的，由于采用了不同的技术，GSM系统的优越性可从表中的比较看出。,一、GSM通信基础,（四）GSM 无线接入原理1、时分多址（TDMA）GSM900：上行频率：890915MHZ 下行频率：935960MHZ 共分为124对双工载频，载频间隔为200

11、KHZ。每载频共分8个时隙，即为8个信道。总信道数为1248992个信道。频道号0-124，（0作保护，不用）124个频点中包含了移动（1-95）联通(96-124)GSM1800 上行1710-1785MHZ 下行1805-1880MHZ 共374对双工载频，载频间隔200KHZ 频道号512-885,一、GSM通信基础,在GSM中,无线路径上传输的是编码后的数字话音，与模拟话音不同，数字话音是不连续的信号，可采用时分的方式传送，所以，在GSM中，无线路径上采用的是时分多址(TDMA)方式。每一个载频上有8个时隙，每一个时隙相当于模拟系统中的一个信道，可提供一个移动台通话，最多可有8个移动用

12、户使用同一频带，他们使用不同的时隙。如图所示，8个移动台分别工作在一个载频上的8个不同的时隙上。,关于“下行链路”和“上行链路”的概念,手机,基站,上行链路,下行链路,一、GSM通信基础,一、GSM通信基础,一、GSM通信基础,2、GSM信号处理 GSM中的技术难点 1、时间色散 2、时间提前 3、话音编码-压缩话音数据的比特速率 4、误码处理 采用信道编码、交织、跳频等技术。,一、GSM通信基础,2.1时间色散,010101,010101 010101,一、GSM通信基础,在接收端，由于射频信号的反射作用，接收机接收到的信号是多种多样的，其中有的反射信号来自远离接收天线的物体，比直射的信号经

13、过的路程长很多，因而形成相邻符号间的相互干扰。这种现象称为时间色散。如图所示：基站发射101010的数字序列，一路是直射至移动台，一路经物体反射至移动台，可见反射信号比直射信号经过路程长。在GSM系统中，比特速率为270Kbit/s，则每一比特时间为3.7us，也即是一比特对应1.1Km。假若反射信号经过的路程比直射信号经过的路程长1.1公里，则移动台就会在接收到的有用信号中混有比它迟到一个比特时间的一个信号，即移动台同时会收到一个为“1”的信号和一个为“0”信号，这种现象会使移动台接收时的误码率升高。,一、GSM通信基础,3,2,2.2时间提前,一、GSM通信基础,由于采用了TDMA技术，因

14、此要求移动台必须在指配给它的时隙内发送，而在其余时间则必须保持沉默。否则它将对使用同一载频上不同时隙的另一些移动台的呼叫造成干扰。如图所示：某一移动台非常靠近基站，指配给它的是时隙2（TS2），它只能利用该时隙进行呼叫，在该移动台呼叫期间，它向远离基站的方向移动。因此，从基站发出的信息，将会越来越迟地到达移动台，与此同时，移动台的应答信息也将越来越迟地到达基站。如果不采取任何措施，则该时延将会长到使该移动台在TS2发送的信息与基站在TS3接收到的信息相重迭起来，引起相邻时隙的相互干扰。所以，在呼叫期间，要监视呼叫到达基站的时间，并向移动台发出指令，使移动台能够随着它离开基站距离的增加，逐渐提前

15、发送信号，这个移动台提前发送信号的时间称为定时提前时间（TA）。,一、GSM通信基础,2.3话音编码在GSM系统中，由于无线信道的带宽只有200KHZ，且无线信道为变参信道，传输数字信号的误码率高，因此，话音信号在无线信道上传送之前应进行处理，使话音数字信号能够适合无线信道的高误码、窄带宽的要求PCM编码方式是一种波形编码器，这类编码方式传送的是实际波形的直接信息，其编码过程是先对模拟信号进行取样，再对取样值进行量化，然后进行编码形成数字信号，即是我们较为熟识的取样、量化、编码的过程。在现在的公用电话中通常采用这种编码方式，它质量相应较高，但需要很高的比特速率，公用电话中每个话路的比特速率为6

16、4Kbit/s。这样高的比特速率不适应在GSM系统中的无线信道中传输,一、GSM通信基础,在公用电话网中用户电路的模拟信号经PCM抽样、量化、编码后形成每个话路的数字信号速率为64Kbit/s，在GSM系统中，无线信道也采用数字信号，但每载频的带宽只有200KHZ，如果采用传统的PCM编码方式，则每个移动台的数字话音比特速率为64Kbit/S，8个用户至少为512Kbit/S，调制后的频带远远大于200KHZ，因此必须采用其它的编码方式来降低每个话路信息编码所需的比特率。当前的话音编码方式主要有三种：波形编码、声音编码和混合编码。波形编码器具有音质好的特点，但比特速率要求高；声音编码器具有编码

17、比特速率低的特点，但音质较差；混合编码器为波形编码器和声音编码器两者的结合，吸取两种编码器的优点，使话音编码后的比特速率能够满足GSM系统中无线信道的传输要求，而又能保证一定的话音质量，但话音质量比公用电话的PCM编码方式差。GSM采用混合编码,一、GSM通信基础,其编码过程为：先对64Kbit/S的数字话音进行分段，每段20ms，然后再进行混合编码，每20ms的话音编成260个比特，即比特速率为260bit/20ms=13Kbit/S，这样每路话音的比特速率从64Kbit/S降至13Kbit/S。,一、GSM通信基础,2.4信道编码 作用是克服无线信道中传输过程的误码。由于在GSM系统中的无

18、线信道为变参信道，传输时的误码较为严重，采用信道编码能够检出和校正接收比特流中的差错，克服无线信道的高误码缺点。信道编码的纠错和检错原理可以从下面简单的例子看出：假定要发送的信息是一个“0”或是一个“1”。为了提高保护能力，以这样简单的方式添加3个比特，对于每一个比特（0或1），只有一个有效的编码组（0000或1111）。如果收到的不是0000或1111，就说明传输期间出现了差错，差错的情况有三种，错一个比特、错二个比特和错三或四个比特。由图例可见，错一个比特可以校正；错二个比特时不能够校正，但能够检出；错三或四个比特才发生误码。所以，这个简单的编码方式能够校正一个差错和检出二个差错。由此例可

19、见信道编码可以纠错和检错。GSM中采用分组编码和卷积编码两种编码方式,一、GSM通信基础,2.5交织在实际应用中，比特差错经常成串发生。这是由于持续时间较长的衰落谷点会影响到几个边续的比特。而信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才是最有效的。采用交织技术，即是将码流以非连续的方式发送出去，使成串的比特差错能够被间隔开来，再由信道编码进行纠错和检错。在GSM系统中，由于采用了TDMA技术，所以移动台接收到的信号不是连续的，而是每帧接收到一串数据，信息量为257bit，所以信道编码后的20ms的话音要分成857bit，即分成8组，要4个帧才能送完。为克服比特差错经常成串发生，而信道编码

20、只在检测和校正不太长的差错串时才最有效，利用交织可把一条消息中相继比特隔开，将它们以非相继的方式发送，从而使成串的差错化为较短的差错串。一次交织在20MS话音内进行二次交织在相邻的两个20MS话音间进行,一、GSM通信基础,2.6跳频瑞利衰落的衰落图形是与频率相关的，即衰落谷点将因频率不同而发生在不同的地点。这样如果在呼叫期间，让载波频率在几个频率点上变化，并假定只在一个频率上有一衰落谷点，那么仅会损失呼叫的一小部分，而采用复杂的信号处理过程能重新恢复全部信息内容。这种方法称为跳频。在呼叫期间，载波频率在几个频率上变化，以克服瑞利衰落。因瑞利衰落谷点只是对某一个频点有效，对另一个频点无效。另外

21、，跳频与不连续发射可以降低干扰，但当大负荷时，所有的发信机都同时打开，碰撞的机会很大，跳频的作用体现不出来。若按照4/12分组方案，邻频碰撞也无妨，但若采用多频复用技术，邻频的距离小于12，彼此干扰变大，若采用跳频技术，且负荷不大时，可以减小碰撞机会。,一、GSM通信基础,2.7天线（空间）分集接收 GSM中的实现分集的方法是使用两个接收天线，它们受到的衰落影响是不相关的。它们两者在某一时该经受某很深衰落点影响的可能性很小。利用两付接收天线来接收信号，它们独立接收同一信号，并因此受到衰落包络的不同影响，当合成来自两付天线的信号时，衰落的程度能被减小。在900MHZ频段，天线间距5米6米，可得到

22、6dB左右的增益。在1800MHZ频段，由于波长较短，所以天线间距可以缩短(2-3米）。2.8均衡器用于消除时间色散，当出现反射信号时，移动台收到的可能是直射信号和反射信号，按一比特1.1公里计算，两种信号的路径差距是1.1公里时，移动台收到的可能是两个比特，如0和1，这时移动台无法取舍。,一、GSM通信基础,2.9移动台框图,一、GSM通信基础,话音先要经A/D电路的数字化处理，分成20ms的音段。此后是话音编码，以降低比特率，信道编码以控制差错。经交织处理和加密，然后，这些比特形成8个1/2突发脉冲串（对应每20ms的话音）。最后，它们填充在适当的时隙内，以约270Kbit/s的速率发送。

23、接收机的工作流程是：接收突发脉冲串，在均衡器中计算评估比特序列的同时，还建立起信道模型。在全部8个1/2突发脉冲串接收齐和解密之后，它们被 重新装配成456个比特的消息。该消息序列被解码，以便检测和校正传输期间的差错。解码器使用来自均衡器的、能改善差错校正功能的软信息，即比特正确的概率。最后是对该比特流进行话音解码，把它转换成模拟话音。,一、GSM通信基础,3、无线数字信道物理信道是指一个载频上一个TDMA帧的一个时隙，它相当于FDMA系统中的一个频道。用户通过某一个载频上的个信道接入系统通信。用户在该入道上，即该时隙上发出的信息比特流被称为突发脉冲序列。逻辑信道是从信息内容的性质角度定义划分

24、的。把信道上传递的内容分成业务信息（话音、数据等）和控制信息（控制呼叫进程的信令）两大类。定义与之对应的逻辑信道称为业务信道和控制信道。业务信道（TCH）-用于传送编码后的话音或数据信息。控制信道（CCH）-用于传递控制信息如控制呼叫进程的信令的信道传送控制信息,一、GSM通信基础,3.1、控制信道（CCH）控制信道分为广播信道、公共控制信道和专用控制信道三种。广播信道包括FCCH、SCH、BCCH三种信道。其特点为下行信道，且是点对多点的方式，用于向移动台传递小区的各项广播信息，使移动台与基站取得同步。频率校正信道向移动台传递频率校正信号，使移动台能调到相应的频率上。同步信道用于向移动台传送

25、帧同步号，即TDMA帧号，同时也传送基站识别码BSIC。广播控制信道用于向移动台传送所有小区的通用消息。如LAI、小区内允许最大输出功率、相邻小区的BCCH载频等。,一、GSM通信基础,3.2、公共控制信道包括PCH、RACH、AGCH三种信道。该类信道主要用于寻呼被叫，以及完成移动台所需专用控制信道的申请和分配。所以移动通信的实现不仅要有传递话音的业务信道，而全要相应的控制信道配合才行。寻呼信道用于在小区内寻呼移动台，是下行信道。PCH含有被叫移动台的号码信息，故只有相应的移动台才会响应。随机接入信道是一个点对点的下行信道。当移动台经RACH申请到专用信道后，系统经AGCH将分配给该移动台的

26、专用信道通知移动台。所以AGCHRACH成对使用。3.3专用控制信道由SDCCH、SACCH、FACCH三种信道组成，用于向特定的呼叫提供专门的信道来传递其专用信令信息。是点对点的双向信道。独立专用控制信道(SDCCH)是一个点对点的双向信道，主要用于在移动台呼叫建立之前，即在使用TCH之前，传送系统信息：如登记和鉴权呼在此信道上进行。,一、GSM通信基础,慢速随路控制信道(SACCH)，它与一个业务信道或一个独立专用控制信道相关,用于传送有关连接信息的点对点的双向连接数据信道。如传送服务小区及相邻小区的信号强度，移动台功率等级管理等信息。快速随路控制信道(FACCH)与一个TCH相关，用于传

27、送速度（实时）要求高的信令信息，它工作于借用模式，每当需要传送该类信息时，例如需要完成一次切换，则需借用TCH，即当前的一个20ms的话音信息位置被借用来传送这些信息。由于译码器会重复最后20ms的话音，故这种中断不会让用户感觉到。,一、GSM通信基础,4、突发脉冲序列,一、GSM通信基础,突发脉冲序列是指移动台与基站间一个载频上8个时隙中任一时隙内（即在一帧中）发送的信息比特流，约为156.25bit。其结构在前面已经有初步的介绍。突发脉冲序列分为五种类型：普通突发脉冲序列、空闲突发脉冲序列、频率校正突发脉冲序列、同步突发脉冲序列和接入突发脉冲序列。普通突发脉序列用于携带TCH及除RACH、

28、SCH和FCCH以外的控制信息。其结构如图所示。包含用于均衡器识别起始位和停止位的尾比特TB；257个加密的数据或话音；用于表示此突发脉冲序列是否被FACCH信令借用的2个比特的借用标志；8.25比特的保护空间，防止每帧中8个时隙的突发脉序列发射时不互相重迭。空闲突发脉冲序列是指基站发出的不含任何信息的突发脉序列，其格式与普通突发脉冲序列相同。其结构如图所示。频率校正突发脉冲序列用于移动台的频率同步，在FCCH上发送。其结构如图所示，包含前后各3个尾比特；142个固定比特，固定比特全为0，用于使调制器发送一个未调制的载波；8.25比特的保护空间。同步突发脉冲序列用于移动台的时间同步。它包括一个

29、易被检测的长同步序列并携带有TDMA帧号和基站识别码（BSIC）信息，这在SCH上发送。其结构如图所示。接入突发脉冲序列用于随机接入，它有一个较长的保护间隔，这是为适应移动台首次接入不知道时间提前值而设置的。其结构如图所示。,一、GSM通信基础,5、编号系统5.1移动台的国际身份号码ISDN（MSISDN）是在公用交换电话网编号计划中唯一地识别移动电话的鉴约号码。CCITT建议结构为：MSISDNCCNDCSN CC国家码即在国际长途电话通信网中的号码 NDC国内目的地码 SN用户号码5.2、国际移动用户识别码（IMSI）是唯一地识别GSM PLMN网中某一用户的信息。IMSIMCCMNCMS

30、IN MCC移动网的国家号码（与CC不同）MNC移动网号 MSIN移动台识别号，最长为15位。,一、GSM通信基础,5.3、临时移动用户识别码（TMSI）用于保护IMSI码，该号只在本MSC区域有效，其结构可由各电信部门选择，长度不超过4个字节。5.4、国际移动台设备识别码（IMEI）是唯一用来识别移动台终端设备的号码，称作系列号。5.5位置区识别码（LA）LAI代表MSC业务区的不同位置区，用于移动用户的位置更新。LAIMCCMNCLAC MCC移动国家号，识别一个国家 MNC移动网号，识别国内的GSM网 LAC位置区号码，识别一个GSM网中的位置区,一、GSM通信基础,5.6小区全球识别码

31、（CGI）用于识别一个位置区内的小区。CGIMCCMNCLACCI5.7、基站识别码（BSIC）BSICNCCBCC NCC国家色码，用于识别GSM移动网 BCC基站色码，用于识别基站,GSM基本无线参数与功能,二、GSM基本无线参数与功能,1、ACCMINACCMIN定义手机接入网络的最低下行接受电平。ACCMIN设置为110 即-110dBm或低于，许多手机可以接入网络确不能建立有效链接，以致浪费SDCCH资源并增加SDCCH及TCH掉话。如果手机在低接受电平建立话路，呼叫可能会因为服务小区的弱电平波动而迅速掉话。适当的调整ACCMIN可以解决上下行不平衡问题，减少掉话，但改动过大会影响覆

32、盖同时对话务量造成影响，甚至会影响邻小区，我们基本以保持小区ACCMIN为102（-103to-102dBm）的基础上适当调整部分小区的ACCMIN，以减少部分小区由于上下行链路功率不平衡造成的上行弱信号掉话或双向弱信号掉话。,二、GSM基本无线参数与功能,2、CRO和PT手机进行小区重选是依据小区重选标准C2。当满足小区重选标准，则PHASE2的手机就会选择C2最高的小区。一些小区SDCCH拥塞或掉话，通过调整小区重选参数可以促使这些小区少被选择。CRO 小区重选偏移量 0-63 对应 0-126dB TO临时偏移量 0-6 对应 0-60dB 7对于无穷大 PT 临时偏移量TO的作用时间

33、0-31 对应 20-620秒,二、GSM基本无线参数与功能,3、CRHCRH是小区重选的滞后值,当手机发现邻小区LA与当前小区不同时，通过比较当前小区的C2与邻小区C2-CRH的大小来决定是否到邻小区做”位置区更新”;过多的位置区更新会导致SDCCH拥塞,但太大的CRH又会导致小区重选困难，因此我们应增大或减少了边界小区的CRH，从而减少了位置更新的次数，减轻了系统的信令负荷，提高了边界地区的随机接入成功率。,二、GSM基本无线参数与功能,4、BTS输出功率参数的调整 BSPWRB/BSPWRT郊区基站减小发射功率会导致覆盖面积减少,吸收的话务量降低,发射功率过大又会导致上下行链路功率不平衡

34、问题，因此一般来将建议郊区基站功率可以适当调大一点如45dBm左右，城区基站功率一般最多为43dBm。备注：在可以保证覆盖的情况下，应尽量降低BSPWRB和BSPWRT，这样做，不但可以减少干扰，而且可以延长设备的使用期，并增强设备的工作稳定性，减低掉话率。,二、GSM基本无线参数与功能,5、C1算法，即为小区选择-手机的开机状态C1必须满足=0，才能锁定这个小区，否则将不接入该小区。C1的运算公式如下:C1=A-MAX(B，0)A=RXLEV-ACCMIN B=CCHPWR-P 得出C1=RXLEV-ACCMIN-MAX（CCHPWR-P，0）因MAX（CCHPWR-P，0）普遍为0，先暂不

35、考虑该值，便于理解我们把C1转变为如下公式：C1=RXLEV-ACCMIN 注释：RXLEV:手机接收电平（下行）ACCMIN:手机接入系统最小接收电平 CCHPWR:手机接入系统的最大发射功率 P:手机最大发射功率(手机功率级别),二、GSM基本无线参数与功能,MS的开机过程：,二、GSM基本无线参数与功能,在下列情况下移动台将会改变与当前小区的连接：小区变成禁止状态。移动台接入几次不成功。在下行链路上的误码率太高（移动台不能够对寻呼的信息进行解码）。C10超过5秒。另一个小区的C2比当前小区的C2好的时间超过5秒。,二、GSM基本无线参数与功能,6、C2算法，即为小区重选-手机的空闲状态移

36、动台选择小区后，在各种条件不发生重大变化的情况下，移动台将停留在所选的小区中，同时移动台开始测量邻近小区的BCCH载频的信号电平，记录其中信号电平最大的6个相邻小区，并从中提取出每个相邻小区的各类系统消息和控制信息。在满足一定的条件时移动台将从当前停留的小区转移到另一个小区，这个过程称为小区重选。若移动台计算某邻区（与当前小区位于同一位置区）的C2值超过移动台当前停留小区的C2值，且维持5秒钟以上，则移动台将启动小区重选而进入该小区。若移动台测量到一个与当前小区不在同一个位置区的小区，其计算得到的C2值超过当前小区C2值与小区重选滞后参数(CRH)的和，且维持5秒钟以上，则移动台将启动小区重选

37、而进入该小区，即出现位置更新。但必须注意，每次由参数C2引起的小区重选至少间隔15秒，这是为了避免移动台频繁的小区重选过程。,二、GSM基本无线参数与功能,C2算法公式如下：C2=C1+CRO-TO*H(PT-T)PT不等于31 C2=C1-CRO PT等于31 普遍情况TO*H(PT-T)为0，那么 C2=C1+CRO PT不等于31（增益结果）C2=C1-CRO PT等于31（惩罚结果）CRO:小区重选偏置 TO:惩罚值 PT:惩罚时间 CRH:小区重选滞后,二、GSM基本无线参数与功能,7、位置更新 移动中的移动台从一个位置区移动至另一个位置区时，需要向系统登记其位置的变化信息，这个过程

38、称为位置更新。,二、GSM基本无线参数与功能,优化位置登记区（LAC）边界 如果位置登记区的边界位于城市主要道路的两侧，或是其他人群密集的区域，会造成该区域内移动台发生频繁的位置登记，加重SDCCH的负荷，产生拥塞。解决办法是：调整天线，增大或减小个别基站发射功率，使该区域有一明显占优势的小区，优化位置登记区（LAC）边界；提高位于LAC边缘小区的重选滞后参数（CRH：cell_reselect_hysteresis）。位置登记区重新分区，使位置登记区（LAC）边界避开人群密集地区。,二、GSM基本无线参数与功能,7.1、正常位置更新过程:1）、MS在新的小区内读到其BCCH上的信息，找到该小

39、区的LAI，该LAI 与MS内所存的LAI进行比较，当两者不一致时，需进行位置更新。2）、MS通过RACH向系统发出接入申请，通过申请到的SDCCH建立与网络的联系3）、MS经SDCCH向系统发出位置更新请示。4）、新的LAI与旧的LAI属于同一MSC/VLR时，位置更新在该MSC内完成，MSC仅需在VLU中对该MS的位置信息进行修改。5）、位置更新被系统认可，MS、RBS被通知释放所占用的信令信道。,二、GSM基本无线参数与功能,二、GSM基本无线参数与功能,7.2不同MSC/VLR区间漫游时的位置更新过程:1）、MS在新的小区内读到其BCCH上的信息，找到该小区的LAI，该LAI 与MS内

40、所存的LAI进行比较，当两者不一致时，需进行位置更新。2）、MS通过RACH向系统发出接入申请，通过申请到的SDCCH建立与网络的联系 3）、MS经SDCCH向系统发出位置更新请示。4）、新的LAI属于另一MSC/VLR（MSC发现MS为新来访者，VLR中无此 MS的信息），此时，MSC向HLR发位置更新请求，由HLR接收并修改 用户的位置信息，通知原来的MSC删除相关用户信息，并通知新MSC 在VLR中作记录。5）、位置更新被系统认可，MS、RBS被通知释放所占用的信令信道。,二、GSM基本无线参数与功能,8、切换 8.1、同一BSC内小区间的切换（小区属于不同的基站）1）BSC令新小区所在

41、的基站激活一TCH信道。2）BSC经原小区的基站向MS发送切换的信息，包括频率、信道等。3）MS调谐到新频率上，在给定的时隙内发送切换接入脉冲序列。4）当新的基站收到这一突发脉冲序列后，即经FACCH信道发送有关 5）同步、输出功率、时间调整等参数信道至MS。6）MS接收此信息后，经新的基站向BSC发送切换完成消息 7）BSC通知老基站释放其TCH。,二、GSM基本无线参数与功能,二、GSM基本无线参数与功能,8.2、同一MSC/VLR内不同BSC控制的小区间的切换1）、BSC决定在切换时，先向MSC发送包括新小区基站号在内的切换请求信息。2）、MSC查出哪个BSC控制该基站，将请求发往该BS

42、C。3）、新BSC令该基站激活一TCH信道。4）、新BSC经过MSC、老BSC、老基站发送切换频率、信道等信息（经FACCH发送）。5)、MS调谐到新的载频上，并在指定的信道上（FACCH）传送切换接入突发脉冲序列。6)、当新基站检测到该信息后，同样由FACCH信道，向MS发送定时、功率等级等信息。7)、MS接收之后，经新BSC、MSC向老BSC发送切换完成消息。8)、新BSC通过MSC发送命令至老BSC，释放其TCH信道。9)、老BSC令其基站释放TCH信道。,二、GSM基本无线参数与功能,二、GSM基本无线参数与功能,9、分层小区结构 LAYER：定义小区属于哪个小区层(1层、2层、3层)

43、。也即是小区的优先等级。LAYERTHR：定义各层小区之间切换的信号强度门限值。它对于层1和2的小区都要设置。LAYERHYST：是信号强度的迟滞值，它对于层1和2的小区都要设置。当前的服务小区是层1小区，如果服务小区的信号强度减小至LAYERTHRs-LAYERHYSTs之下，定位算法将会把高层小区加入可切换的候选对象中，但是即使高层小区在基站排队中比低层小区前，但信号强度在LAYERTHRn+LAYERHYSTn之上的层1相邻小区的优先等级仍然比高层小区高。如果服务小区是一个层2小区，其规律与上述是相同的。注意信号强度是包括惩罚值。,二、GSM基本无线参数与功能,例如：湖北大厦l0的lay

44、er1，layerthr75，layerhyst3，那么作为服务小区的湖北大厦l0当信号强度低于layerthrlayerhyst75378dBm时，此时有一相邻小区的新洲m2（layer2）的信号强度为55dBm，另一相邻小区新洲d2（layer1，layerthr78，layerhyst3）的信号强度为74dBm，虽然新洲m2的信号强度比新洲d2的信号强度高出很多，即高层小区在基站排队中比低层小区前，但是新洲d274LAYERTHR(新洲d2)+LAYERHYST(新洲d2)=78375，那么新洲d2将比新洲m2优先等级高，将切向新洲d2。反之如果新洲d2的信号强度76 AYERTHR(新

45、洲d2)+LAYERHYST(新洲d2)=78375，那么新洲m2将比新洲d2优先等级高，将切向新洲m2。,二、GSM基本无线参数与功能,10、KHYST对于一些切换比较频繁且切换丢失率较高的相邻小区，我们通过适当加大KHYST，可以减少它们相互间的切换次数，提高切换性能。考虑到郊区小区边界处信号较弱，迟滞不宜加得过大,根据不同情况给予增大或减小。,二、GSM基本无线参数与功能,11、跳频HOP跳频意味着呼叫过程中上下行可在多个频率上发射。基站和手机在每个时隙间改变发射频率。这样将改善干扰情况。跳频将降低多径衰落，同邻频干扰。但对于载频数等于2的小区，调频增益较小，在优化过程中，所有载波数等于

46、2个的小区，根据实际效果，来设置小区的HOP=ON/OFF状态。建议一般都应采用BB跳频。采用跳频,根据GSM规范，规定GSM无线设备应支持跳频功能。理论分析表明，跳频可以改善空间的频谱环境，提高全网的通信质量。网络中是否应用跳频，可以通过设置参数“跳频状态（HOP）”来实现。此参数采用字符串表示，取值范围为ON、OFF和TCH，其意义如下：ON：在信道组中，所有的TCH信道和SDCCH信道均采用跳频。OFF：在信道组中，所有的信道均不采用跳频。TCH：在信道组中，所有的TCH信道均采用跳频，SDCCH信道不采用跳频。,二、GSM基本无线参数与功能,12、动态功率控制基站/手机的动态功率控制能

47、对网内的干扰起到很好的抑制和控制作用。基站动态功率控制开启时，基站的平均发射功率将降低，因而网内下行干扰减少。手机动态功率控制开启时，手机的平均发射功率将降低，这意味着网内上行干扰也降低了，同时手机的功耗也减少，手机电池的使用时间增长。而对于铁路和高速公路沿线的小区，由于在这些地方手机接收的信号变化较快，如开启上行的动态功率控制会造成因为手机来不及调整功率而造成的掉话，所以，优化项目中，结合对高速公路和铁路沿线的路测情况，将部分小区的上行动态功率控制关闭，其他小区的动态功率控制打开。,二、GSM基本无线参数与功能,移动台的最大发射功率 移动台在通信过程中所用的发射功率是受BTS控制的。BTS根

48、据上行信号的场强、上行信号的质量，以及功率预算的结果控制移动台提高或降低移动台的发射功率。为了减小邻区之间的干扰，移动台的功率控制一般都设有上限，即BTS控制移动台的发射功率不可以超过该门限。参数“移动台最大发射功率（MSTXWR）”规定了在连接模式下，BTS可控制的 MS的最大发射功率。MSTXPWR以十进制数表示，单位为dBm，取值范围为：对GSM900系统：1343 dBm，奇数有效。对GSM1800系统：430 dBm，偶数有效。,二、GSM基本无线参数与功能,13、BA表 一个在空闲状态下的MS会不断地测量服务小区和相邻小区 的BCCH载波的信号强度。这些测量的结果用于选择最好的小区

49、来锁定。在激活模式下，MS测量服务小区的信号强度和误码率，同时也测量相邻小区的BCCH载波的信号强度。这些测量结果用于定位运算和BTS的功率控制。双BA表的功能为空闲模式和激活模式这两种模式提供合适的测量频率。BA表在 BCCH上的系统信息中送到MS。这个表可能包含GSM900和/或DCS1800的频率。这个双BA表的功能由BSC执行。,二、GSM基本无线参数与功能,MS在激活模式下执行对相邻小区测量更为频繁。如果激活模式上的BA表中的频率少，则测量会更为精确。一般空闲BA表长度要比激活BA表长。双BA表的功能是可选的，它在每个小区都要定义。这意味 着在一些小区中可能有两个表而在一些小区中只有

50、一个表。BA 表在BSC中设置，仅属于BSC的内部小区才能定义。参数 MBCCHNO定义一个表而参数LISTTYPE定义这个表用于空闲 模式或用于激活模式。在一个激活的小区中这个表能够被改变。在附着状态的MS中，有两个方法用于更新BA表，这两个方法是：默认方法和立即方法。用何种方法由参数MRNIC决定。,二、GSM基本无线参数与功能,主要控制参数 MBCCHNO：是BA表中的MS将要测量的相邻小区的 BCCH载频（它以ARFCN方式给出），这个参数在每个小 区都要设置。LISTTYPE：用于规定BA表是空闲模式或是激活模式（idle 或 active）。如果LISTTYPE缺省值，通过参数 M