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1、联想手机维修认证LMCRE（中级） 联想手机维修工程师认证教材（中级）V2.0 基础分册联想移动通信科技有限公司（内部资料 翻版必究）前 言2004年7月份，联想手机维修工程师认证在全国范围内首次推行，并与2005年1月进行了首次的中级工程师的认证工作。各维修站在技术水平以及维修规范上得到了巩固和加强，取得了良好的成效。本教材是在联想手机维修认证教材（中级）的基础上进行了修订，加强了手机维修方面的规范类的要求，同时将V1.0版本中的基础部分和机型原理部分分离，分为两册。便于工程师日常学习和掌握。本教材适用于取得联想手机初级认证资格的、对联想手机有一定层次了解的维修人员使用。我们衷心希望并相信，
2、这套教材能够帮助大家在维修技术上有所突破。本书由联想移动技术支持处黄跃宗、宋学敏、卓文虎、洪滨卿、叶加林共同执笔完成。此书编撰过程中，还得到了品管、北京上海厦门三地R&D很多同事的支持和帮助，在此表示诚挚的感谢。对于本书错误之处，谨请大家批评指正。 联想移动质量服务部技术支持处 2005年9月于厦门目 录一 、 移动通信原理41、 GSM原理42、 GPRS原理173、 MMS原理24二、维修仪器的使用311、 综测仪和示波器的使用312、 自动校准系统的使用39三、手机维修基础431、 手机常用元器件性能作用介绍432、 手机各功能电路的组成与分析543、 检修手机故障的思路步骤方法654、
3、 手机故障的分类、判断和定位73附一：手机电路图中英文对照表77附二：主板主要电气性能检验判定标准84第一章 移动通信原理第一节 GSM原理 在初级工程师认证教材中，我们简要的介绍了GSM的发展历程和系统组成部分及工作原理，在中级的认证教材中，我们需要对移动通信的几个关键技术加以阐述。回顾：GSM系统的典型结构如图1-1所示。由图可见，GSM系统是由若干个子系统或功能实体组成。其中基站子系统（BSS）在移动台（MS）和网络子系统（NSS）之间提供和管理传输通路，特别是包括了MS与GSM系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS必须管理通信业务，保证MS与相关的公用通信网或与其它MS之间建立通信，
4、也就是说NSS不直接与MS互通，BSS也不直接与公用通信网互通。MS、BSS和NSS组成GSM系统的实体部分。操作支持系统（OSS）则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。OSS：操作支持子系统 BSS：基站子系统NSS：网路子系统NMC：网路管理中心 DPPS：数据后处理系统SEMC：安全性管理中心PCS：用户识别卡个人化中心OMC：操作维护中心 MSC：移动业务交换中心VLR：来访用户位置寄存器HLR：归属用户位置寄存器AUC：鉴权中心EIR：移动设备识别寄存器BSC：基站控制器BTS：基站收发信台PDN：公用数据网PSTN：公用电话网ISDN：综合业务数字网MS：移动台图图1
5、-1 GSM系统结构1.1 多址方式使用多址方式旨在使许多移动用户同时分享有限的信道资源（如无线电频谱资源），即将可用的资源（如可用的信道数目）同时分配给众多用户共同使用，以达到较高的系统容量。多址系统的设计主要有两个问题：一是多路复用，也就是将一条通路变成多个物理信道；二是信道分配，即将单个用户分配到某一具体信道上去。在移动通信系统中，常用的多址方式有：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）以及它们的混合应用方式等。下面对它们的原理作简要介绍。1. 频分多址（FDMA）FDMA是按照频率的不同给每个用户分配单独的物理信道，这些信道根据用户的需求进行分配。在用户通话期
6、间，其它用户不能使用该物理信道。在频分全双工（FDD）情形下，分配给用户的物理信道是一对信道（占用两段频段），一段频段用作前向信道，另一段频段用于反向信道。在频分多址方式中，N个信道在频率上严格分割，但在时间和空间上是可以重叠的，如图1-2所示。TACS系统和AMPS系统均采用FDMA/FDD方式工作。图1-2 FDMA示意图FDMA方式有以下的特点：(A) FDMA信道的带宽相对较窄（2530kHz），但相邻信道间要留有防护带。(B) 同TDMA系统相比，FDMA移动通信系统的复杂度较低，容易实现。(C) FDMA系统采用单路单载波（SCPC）设计，需要使用高性能的射频（RF）带通滤波器来减
7、少邻道干扰，因而成本较高。FDMA的成本较TDMA系统高。2. 时分多址（TDMA）TDMA系统把每个无线载波按时间划分成若干时隙，每个时隙仅允许一个用户发射或接收信号。每个用户占用一个周期性重复的时隙，如图1-3所示。每条物理信道可以看作是每一帧中的特定时隙。在TDMA系统中N个时隙组成一帧，每帧由前置码、消息码和尾比特组成，如图1-4所示。在TDMA/FDD系统中，相同或相似的帧结构单独用于前向（下行）或反向（上行）传输。一般情况下，前向（下行）信道和反向（上行）信道的载波频率不同。图1-3 TDMA示意图图1-4 TDMA帧结构在一个TDMA的帧中，前置码中包括地址和同步信息，以便基站和
8、用户都能彼此识别对方信号。采用保护时间后可使接收机在不同时隙和帧之间同步。TDMA有如下一些特点： TDMA系统中几个用户共享单一的载频，其中，每个用户使用彼此互不重叠的时隙。每帧中的时隙数取决于几个因素，例如调制方式、可用带宽等等。 TDMA系统中的数据发射不是连续的，各移动台发送的是周期性突发信号，而基站发送的是时分复用信号。由于用户发射机可以在不用的时间（绝大部分时间）关掉，因而耗电较少。 由于TDMA系统发射是不连续的，移动台可以在空闲的时隙里监听其它基站，从而使其越区切换过程大为简化。通过移动台在TDMA帧中的空闲时隙监听，可以给移动台增加链路控制功能，如使之提供移动台辅助越区切换（
9、MAHO，mobile assisted handoff）等。 同FDMA信道相比，TDMA系统的传输速率一般较高，故需要采用自适应均衡，用以补偿传输失真。 TDMA必须留有一定的保护时间（或相应的保护比特）。但是，如果为了缩短保护时间而使时隙边缘的发送信号压缩过快，则发射频谱将展宽，并将对相邻信道构成干扰。 由于采用突发式发射，TDMA系统需要更大的同步报头。TDMA的发射是分时隙的，这就要求接收机对每个数据突发脉冲串保持同步。此外，TDMA需要有保护时隙来分隔用户，这使其与FDMA系统相比有更大的报头。 TDMA系统的一个优点是在每帧中可以分配不同的时隙数给不同的用户。这样，通过基于优先级
10、对时隙进行链接或重新分配，可以满足不同用户的带宽需求。3. 码分多址（CDMA）在码分多址（CDMA）系统中，所有移动台使用相同载频，并可以同时发射，如图1-5所示。每个移动台都有自己的地址码，与其他移动台的地址码近似正交。接收机则进行时间相关操作以检测期望的特定地址码，而其它地址码字均被接收机当作噪声。图1-5 CDMA示意图在CDMA系统中，接收机接收的多个用户功率决定了去相关后的噪声大小。如果在一个小区内不对每个用户的功率加以控制，那么它们在基站接收机处是功率不等的，这将会产生远近效应。所以，CDMA系统中，必须采用严格的功率控制技术。1.2 均衡与分集技术移动通信系统需采用一些信号处理
11、技术以改善通信质量，均衡、分集是两种比较重要的技术。1. 均衡由于实际的传输信道特性的不理想而引起数字信号的线性畸变，可以对信道的频域或时域的某些特性进行补偿来尽量减小这种线性畸变。而这就是均衡的基本概念。均衡器可分为频域均衡器和时域均衡器，也可分为人工均衡器和自动均衡器（自适应均衡器）。2. 分集分集是为了减小由于衰落而造成通信质量恶化的一种技术。分集通常分为显分集和隐分集两大类。前者主要有空间分集、角分集、极化分集、频率分集、时间分集等；后者主要通过一些抗衰落（主要是抗频率选择性衰落）的编码调制技术，如时频相编码等来实现。目前应用最为广泛而效果较好的是空间分集。所谓空间分集就是采用两付以上
12、的天线，相隔一定距离，分别进行接收，然后把收到的互相独立的信号进行合并，从而改善接收信号的质量。1.3 调制解调技术调制是使信息载体的某些特性随信息变化的过程，并能使所要传送的信息适合于信道的特性，达到最有效和最可靠的传输。就话音业务而言，经过话音编码所得到的数字信号必须经过调制才能实际传输。在无线通信系统中是利用载波来携带话音编码信号，即利用话音编码后的数字信号对载波进行调制。当载波的频率按照数字信号“1”、“0”变化而对应地变化，这称为移频键控（FSK）；相应地，若载波相位按照数字信号“1”、“0”变化而对应地变化则称之为移相键控（PSK）；若载波的振幅按照数字信号“1”、“0”变化而对应
13、地变化，则称之为振幅键控（ASK）。然而通常的FSK在频率转换点上的相位一般并不连续，这会使载波信号的功率谱产生较大的旁瓣分量。为克服这一缺点，一些专家先后提出了一些改进的调制方式，其中有代表性的调制方式是最小移频键控（MSK）和高斯预滤波最小移频键控（GMSK）。众所周知，移动通信必须占用一定的频带，然而可供使用的频率资源却非常有限。因此，在移动通信中，有效地利用频率资源是至关重要的。为了提高频率资源的利用率，除采用频率再用技术外，通过改善调制技术而提高频谱利用率也是我们必须慎重考虑的一个问题。鉴于移动通信的电波传播条件极其恶劣，衰落导致接收信号电平的急剧变化，移动通信中的干扰问题也特别严重
14、，除邻道干扰外，还有同频道干扰和互调干扰，所以移动通信中的数字调制技术必须具有优良的频谱特性和抗干扰、抗衰落性能。目前在数字移动通信系统中广泛使用的调制技术，主要有以下二大类。1. 连续相位调制技术这种调制技术的射频已调波信号具有确定的相位关系且包络恒定，也称之为恒包络调制技术。它具有频谱旁瓣分量低、误码性能好、可以使用高效率的C类功率放大器等特点。属于这一类的调制技术有平滑调频（TFM）、最小移频键控（MSK）和高斯预滤波最小移频键控（GMSK）。其中高斯预滤波最小移频键控（GMSK）的频谱旁瓣低，频谱利用率高，而其误码性能与差分移相键控（DPSK）差不多。因而得到了广泛的应用。2. 线性调
15、制技术这包括二相移相键控（BPSK）、四相移相键控（QPSK）和正交调幅（QAM）等。这类调制技术频谱利用率较高但对调制器和功率放大器的线性要求非常高，因此设计难度和成本较高。近年来，由于放大器设计技术的发展，实现了高效而实用的线性放大器，这才使得线性调制技术在移动通信中得到实际应用。上述两类调制技术在数字移动通信系统中都有应用，欧洲的GSM系统采用的是GMSK调制技术。在GMSK系统中，MSK已调信号通过Gaussian滤波器后，频率的迅速变化被平滑，这样就会减小信码的能量扩散到相邻信道。在前向信道上传输信号的一部分是我们所需的用户信码，其处在指配的时隙TS和射频帧号上。利用突发数据序列中的
16、提供的同步数据，先确定对应的TS，然后再进行解调，解调输出的二进制信号再进行解密、去交织，信道解码，最后还原成话音信号。1.4 话音编码通信系统中的话音编码在很大程度上决定着话音的质量和系统的容量，因此，具有十分重要的地位。标准的有线传输采用脉冲编码调制（PCM），每秒钟抽样8000次，每次抽样值用8bit来表示，总的码率是64kbps。由于PCM对抽样值之间的关系不作任何假设性分析，因此包含许多冗余信息，编码效率较低。在移动通信系统中，频率资源是非常宝贵的，话音信号编码的速率越低，则在给定频带内可容纳的话音信道就越多。为了满足带宽受限的移动通信系统的要求。人们利用语音过程本身的冗余度、听力特
17、性等知识提出许多高效话音编码方法，这些话音编码的目的都是尽可能减小传输速率和提高话音质量。目前话音编码大致可以分成两大类，即波形编码和参数编码。常用的波形编码有脉冲编码调制（PCM）、增量调制（DM）和自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）等。参数编码主要有线性预测编码及其改进型（如规则脉冲激励长期预测编码RPE-LTP、矢量和激励线性预测编码VSELP等）。GSM声码器采用规则脉冲激励长期线性预测编码（RPE-LPC），声码器将话音分成20ms的块，每块共有260比特，传输速率为13kbit/s。80年代后期，经过对各种不同声码器的综合性能评估，选定了这种类型的声码器。对半速率声码器也作了预先
18、考虑，也包括在GSM规范内。GSM采用声码器是利用了这样一个实际情况，在一般私人谈话中，每人平均讲话时间少于总时间的40。在声码器中，利用话音激活检测（VAD）和不连续发送（DTX）功能，这样可延长移动台电池工作寿命，又由于GSM系统发射机在寂静期不工作，可降低瞬时无线电干扰。GSM采用舒适噪声子系统（comfortable noise subsystem）可在接收机末端产生背景噪声来补偿由于DTX而形成的静寂。1.5 信道编码信道编码就是在所传送的数字信号流中增加一些冗余比特，进行纠错编码，以减小传输过程中所产生的比特差错率。通常用于信道编码的纠错编码方式有两种，即分组码和卷积码。按传统方式
19、在进行信道编码时一般不考虑所要采用的调制方式，即信道编码与调制方式分开改虑，但新出现的网格编码调制方法则将编码与调制放在一起来考虑，可实现较大的编码增益。1. TCH/FS、SACCH及FACCH信道编码为改善话音质量，对声码器输出的信码再进行信道编码。在1帧260比特中，最重要的有50比特，称为Ia类比特，外加3比特校验位作保护。这样，在接收机中错误检查很方便。紧接着第一个53比特（50个Ia类比特3奇偶校验比特）的132重要比特，被重新排序，并在其尾部加入4个零比特，形成一个189比特的数据块。对这数据块，进行码率为1/2，约束长度为5的卷积编码，得到一个378比特的序列。最不重要的78比
20、特不加任何保护，直接传输，这样，在20ms的1帧内，形成456比特的数据块。对声码器输出的信码再进行信道编码改善了GSM话音信号的质量，但经过信道编码，其速率变为22.8kbit/s。具体的信道编码方式见图1-6。图1-6 GSM全速率话音的纠错编码2. 数据信道的信道编码GSM全速数据信道按修改后的ITU-T V.110协议，对60比特的用户信码进行5 ms交织。240比特的用户信码加上4个尾比特后，进行码率为1/2，约束长度为456比特的信道编码，并将之分成4个114比特的突发码块，用于连续时隙的交织。3. 控制信道编码GSM控制信道信码的长度为184比特，先利用截矩Fire循环码进行编码
21、，然后再进行半速卷积编码，编码所用的生成多项式为G5(X) =（X23+1）（X17+X3+1）= X40+X26+X23+X17+X3+1，产生184比特的信码和40比特的校验码。再加上4位的尾比特产生228比特的数据块。然后，再对其进行k5的半速卷积编码（CC（2，1，5），卷积编码的生成多项式为G0(X) =1+X3+X4和G1(X) =1+X+X3+X4（和Ia类TCH数据编码所用的多项式一致）。卷积编码后得到的456比特，再利用同样方法得到的其它8个连续帧内的TCH信码进行交织。1.6 交织、加密和跳频1. 交织为了使突发误码对接收信号的影响尽量降低，采用交织技术使误码离散化，使突发
22、差错信道变为离散差错信道，接收端纠正随机离散差错，从而改善整个数据序列传输质量。在每20ms的话音数据帧或控制信息帧的456比特的已编码数据块，再分成8个57比特的子数据块，将这8个子块分别置于8个连续的TCH时隙内。若一个突发数块受到干扰或衰落的影响产生突发误码时，信道编码通过纠错仍能保证足够的信息被正确接收。每个TCH时隙载有2个57比特的数据块，它们分别属于2个不同20ms（456比特）的话音（或数据）信息。图1-7说明了话音帧如何在时隙内交织。注意，TS0数据由声码器第几帧（图中以“a”表示）的第零个子块和声码器的（n-1）帧（图中以“b”表示）的第4子块的各57比特构成。图1-7 T
23、CH/SACCH/FACCH数据交织2. 加密与鉴权GSM采用仅由特定移动台和基站收发信台掌握的加密算法对8个已交织处理的数据块进行加密，为了进一步保证通信的保密性能，每次通话的加密算法是不同的。GSM采用A5加密算法，用于对每TS内发送的114比特的已编码数据进行特定的变换。另外为了防止无权用户接入网络，采用A3算法对每个移动台进行鉴权，3. 跳频一、基本概念跳频就是手机和基站都按照一个相同的频点序列来收发信息，这个频点序列就是跳频序列。在一个频道组内各跳频序列应是正交的，各信道在跳频传输过程中不能碰撞。当跳频速率小于信息比特速率时，成为慢跳频； 当跳频速率大于或等于信息比特速率时，成为快跳
24、频。 通常情况下，属于某一特定物理信道的所有突发数据块都用同一载频发射。但是，若小区内多径效应严重，网络管理人员可将该小区定为跳频小区，这时，在该小区内采用慢跳来对付多径的影响和干扰影响。跳频以帧为基础进行，因此，最大跳频速率为每秒216.7跳，可用的跳频信道为64个，跳频的实施完全由业务提供者决定。二、跳频的作用1、频率分集：移动无线传输在遇到障碍时不可避免地会遭受短期的幅度变化，这种变化成为瑞利分布，不同频率的信号遭受的衰落会不同，而且随着频率差别增大，衰落更加独立，通过跳频，一个信息按几个频率发送出去，突发脉冲就不会被瑞利衰落以同一种方式破坏，从而提高了传输的性能。2、干扰源分集：跳频的
25、第二个优点是与码分多址相关系的干扰源分集特性。在业务量密集区，系统的容量受频率复用产生的干扰限制，相对干扰比C/I（C为载波电平，I为干扰电平）可能在呼叫之间变化很大，特别是I的变化依赖于此频率是否被附近蜂房的另一呼叫使用，它还随着干扰源距离、电平等的变化而变化。我们考虑一个实际系统，其中一个呼叫感觉到的干扰是由许多其他呼叫引起的干扰电平的平均值，因此，对于一给定的总和，干扰源的数量越多，系统的性能肯定越好，这就是干扰源分集原理。三、各种跳频方法的比较1、帧跳频：即每个TDMA帧频点变换一次，这种方式下，每一个载频可以看做一个信道，在一个小区中BCCH载频不参与跳频，其它不同的载频应有不同MA
26、IO，它是时隙跳频的特例。帧跳频可通过射频跳频和基带跳频来实现，射频跳频时，TRX的发射TX和接收RX都参与跳频；基带跳频时，TRX的发射TX不参与跳频，而是通过基带信号的切换来实现发射的跳频，但其接收必须参与跳频。由于发射为固定频点，基带跳频的优点便体现在：（1）对TRX的发信机可不做跳频要求。（2）可用空腔合路器实现。合路器从其实现形式来说有两种，混合合路器和空腔合路器，这两种合路器各有其特点。混合合路器的优点是宽带合路，信号频率间隔不受限，支持射频跳频，容易实现；缺点是每经过一次合路功率损耗3dB，这对大功率信号来说是很不利的，因此混合合路器通常只做到四合一。空腔合路器的优点是插损小，能
27、将更多的载频合成到一路。缺点是信号频率的最小间隔受限，不支持射频跳频。基带跳频的缺点：如果有N个TRX参与跳频，如果有一个载频坏掉，则下行误码变为1/N，会导致断话或话音不通。2、时隙跳频： 即每577s 变化一次频率，这种方式下，每一个载频的8个时隙就是8个信道；BCCH载频其它时隙也可参与跳频，但BCCH所用的频点不能参与跳频；同一小区相同载频的不同时隙可有不同的MAIO，但不同载频的相同时隙不能有相同的MAIO。1.7 切换技术切换是指将一个正在进行中的呼叫从一个无线信道切换到另一个无线信道，以保证通信不中断。切换判决和目标小区选择是切换操作的基本参数，首先，切换的目的是保证当通话中的M
28、S越出其当前蜂窝小区时，现有通话不中断；另外，当通话中的MS改变小区能够明显地避开强干扰时，以及当“优选小区”拥塞时，MS切换到邻近小区。根据上述不同的切换目的，可以有多种切换判别方法。为保证通话目的切换，其依据是上行和下行的传输质量。在数字系统中，传输误码率就是质量指标。另外还包括无线路径上的传输损耗，以及边缘地域的传播时延。GSM系统无线接口不能支持大的传播时延。当时延太大时，一次连接就会中断。上述参数的测量值是执行切换的判决基础。因此，MS和BTS都需要有规律地测量上行和下行传输质量和接收电平。MS把记录的结果以每秒两次的频度报告BTS。另一个判决方法是把当前小区中MS的上行传输质量与邻
29、近小区进行比较。由于这个比较过程十分复杂，目前大多是采用MS与邻近小区的路径损耗作为比较的依据。实际上，MS仅测量下行传输情况，根据无线传播的互易定理，可以假定上下行的传输损耗是一致的。由于拥塞引发的切换过程，需要依据每个BTS的当前负载量进行判决，这个值只有MSC和BSC知道。这与前面两种切换过程大不相同。这个过程要求在给定小区内，由于话务量原因，命令一定量的MS切换，而不明确指明是哪些MS（通常是一些由于其它原因已经接近门限的MS）。因此，这类切换还要结合其它判决方法和相应的测量。切换算法和目标小区选择方法是非强制性的。下列参数是切换判决中要涉及的：(1)一些静态数据：如有相关MS、本区B
30、TS以及邻近BTS的最大传输功率；(2) MS的实时测量值：当前信道的下行传输质量和接收电平，以及对邻近小区下行信道的接收电平；(3) BTS的实时测量值：当前信道的上行传输质量和接收电平，以及时间提前量；(4) 与话务量相关数据，如小区容量和负载等。在这里值得一提的是GSM系统中的各类测量处理。为了有效地执行切换，要以尽可能高的频度进行测量。在GSM系统中要求至少每秒进行一次测量报告。MS不仅要报告当前业务小区，还要报告那些可能的切换候选小区的测量情况。在GSM系统中，MS可以同时报告六个邻近小区的测量情况。在GSM系统中，MS可以同时报告六个邻近小区的测量结果，以至少130bit/3的传输
31、速率，承载于当前TCH对应的SACCH上。SACCH的最大容量是269bit/s。当SACCH没有用于其它信令任务时，可以执行每秒两次的测量报告。MS在通话的同时不要监测邻近小区的电平，这个要求对GSM手持机带来了一些新的技术问题。TDMA制式下的GSM系统，使MS完成这个工作十分方便。它仅需要用一个接收器，在上下行脉冲收发的间隔间，执行对邻近小区的测量。切换允许在不同的小区之间进行，也允许在同一小区的不同无线信道之间进行。根据切换在时隙、载频、小区、BSC或SC等不同实体之间发生，可分为下列几种情况：(1) 小区内部切换指一小区（基站）的物理信道之间的切换，包括同一载频或不同载频的时隙之间切
32、换。(2) 小区之间切换（BSC内部切换）指同一基站控制器BSC所控制的不同小区（基站）之间的信道切换。(3) MSC之间切换（PLMN内部切换）指同一公用陆地移动通信网PLMN覆盖区内的不同移动业务交换中心MSC之间的信道切换。此类切换可分为两种： 基本切换过程：呼叫从起始建立的那个MSC切换到到另一个MSC。 后续切换过程：呼叫从起始建立的那个MSCA切换到另一个MSC后，再从MSC切换到第3个MSCC或切换回MSCA。(4) PLMN之间切换指不同公用陆地移动通信网PLMN之间的信道切换。从技术角度考虑，这个切换是可行的，但从运营部门的管理角度考虑，这种切换涉及到在不同国家之间进行的话，
33、也许会受到限制。在切换过程中，MS需要重调它的频率和时间提前量，因而产生了不同的切换模式：同步切换和非同步切换。当切换前后的小区同步，即它们的TDMA时隙在起止时间上完全一致，MS能够很简单地计算出新的时间提前量，这称为同步切换。如果切换前后的小区不同步，那么计算时间提前量需要BTS参与，这称为非同步切换，它需要更长的时间才能完成切换过程。1.8 功率控制技术控制无线路径上的发射功率的目的是在达到较好的传输质量的情况下，降低发射功率。这样做，既能保持传输质量高于给定门限，又能降低移动台和基站的平均广播功率，减少对其它信道的干扰。功率控制分为上行功率控制和下行功率控制，上下行功率控制独立进行。上
34、行功率控制控制的对象是移动台（MS），下行功率控制的对象是基站（BTS）。同一方向的连续两次控制之间的时间间隔由操作维护中心（OMC）设定。移动台功率控制的目的是调整MS的输出功率，使BTS获得稳定接收信号强度，以降低相邻信道用户的干扰，减少BTS多路耦合器的饱和度，降低移动台功耗，并能达到克服“远近效应”的目的；基站功率控制目的是调整BTS输出功率，使MS获得稳定接收信号强度，以减小相邻小区的干扰，降低基站功耗。GSM_0508协议规定的功率控制算法是，对应于上行、下行链路，分别设定接收电平上限阈值、接收电平下限阈值、接收质量上限阈值和接收质量下限阈值，并分别设定计数器P、N，当连续接收P个
35、测量信号MR中有N个超过上述阈值，则进行功率调整，超过上限阈值则下调，超过下限阈值则上调。1. 移动台功率控制移动台功率控制分为两个调整阶段：Initial初始调整和Stationary稳态调整。稳态调整是功率控制算法执行的常规方式，初始调整使用于呼叫接续最开始的时刻。当一个接续发生，MS 以所在小区的名义功率输出（名义功率即在收到功率调整命令之前，MS发射功率为所在小区BCCH信道上广播的系统消息中MS最大发射功率MS_TXPWR_MAX_CCH。而如果MS不支持这一功率级别，则采用与之最接近的可支持的功率级别，如在建立指示消息中上报的MS类标Classmark所支持的最大输出功率级别）。但
36、因为BTS可同时支持多个呼叫，必须在一个新的接续中尽快降低接收信号强度，否则该BTS支持的别的呼叫的质量会由于BTS多路耦合器饱和而恶化，并且另外小区的呼叫质量也会由于强干扰而受到影响。因此初始阶段功率控制调整的目的就是尽快降低MS发射功率直到得到稳定的MR，使MS能依据稳态功率控制算法进行调整。上行功率控制中所必须选择的参数：期望的理想上行链路接收电平、理想上行链路接收质量，均由OMC数管台设定，可以根据小区的实际情况动态进行数据配置。接收到一定数量的上行MR后，通过插值、滤波等处理方法得到实际上行链路接收电平及接收质量，与理想上行链路接收电平及接收质量相比较，通过功率控制算法，计算出MS应
37、调整至的功率级别。如果与当前MS输出功率级别不同，且满足一定的应用限制条件（如功率调整步长限制、MS输出功率范围限制等），则发送功率调整命令。上行功率控制调整的实质是使插值滤波得到的实际上行链路接收电平及接收质量不断逼近于OMC设定的理想上行链路接收电平及接收质量。对MR进行插值、滤波的目的是处理丢失的MR、消除野点（毛刺），以保证功率控制算法的稳定性。初始阶段功率控制与稳态阶段功率控制的差别在于：初始阶段的期望上行链路接收电平及接收质量与稳态阶段的不同；滤波器长度不同；初始阶段仅进行向下调整等。2. 基站功率控制基站功率控制为可选的功能。基站功率控制与MS功率控制基本相同，基站功率控制仅使用
38、稳态功率控制算法。基站功率控制分为静态功率控制与动态功率控制，动态功率控制是在静态功率控制的基础上的微调。由GSM_0505协议规范规定基站静态功率级别分为06级（2dB/级），基站可输出的最大功率为46dBm（40W），第6级则为34 dBm。静态功率级别由数管台的小区属性表中定义，即规定了当前动态功率控制的最大输出功率值Pn。动态功率控制级别数设定为015级，因此动态功率控制的范围为Pn Pn-30（dBm）。当动态功率控制达到最大值仍不能满足要求，应该调整静态功率控制级别以提高动态功率控制的最大输出功率值Pn。第二节 GPRS原理一、GPRS系统的结构GPRS网络可以看作是在现有的GSM
39、网络上叠加的一个分组子网，所增加的新设备包括PCU（Packet Control Unit，分组控制单元）、SGSN（Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点）、GGSN（Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点）、CG（Charging Gateway，计费网关）等节点。此外还需要对原有的GSM设备如BTS、BSC、MSC/VLR、HLR、SMC等进行软件升级，使其支持Phase II +接口协议。GPRS的网络构成如图1-8所示，对图中各实体说明如下：图1-8 GPRS网络构成图PCU：分组控制单元 SGSN：服务GPRS支持
40、节点GGSN：网关GPRS支持节点CG：计费网关BG：边缘网关 DNS：域名服务器ISP：Internet 服务提供商 MSC/VLR：移动交换中心/拜访位置寄存器BSC：基站控制器 BTS：基站收发信台MS：移动台 MT：移动终端TE：终端设备 SMS-GMSC：短消息中心-网关MSCHLR/AuC/EIR：归属位置寄存器/鉴权中心/设备识别寄存器TE（Terminal Equipment，终端设备）TE是终端用户操作和使用的计算机终端设备，在GPRS系统中用于发送和接收终端用户的分组数据。TE可以是独立的计算机，也可以将TE的功能集成到手持的移动终端设备上，同MT（Mobile Termi
41、nal）合二为一。从某种程度上说，GPRS网络所提供的所有功能都是为了在TE和外部数据网络之间建立起一个分组数据传送的通路。MT（Mobile Terminal，移动终端）MT一方面同TE通信，另一方面通过空中接口同BTS通信，并可以建立到SGSN的逻辑链路。GPRS的MT必须配置GPRS功能软件，以使用GPRS系统业务。在数据通信过程中，从TE的观点来看，MT的作用就相当于将TE连接到GPRS系统的Modem。MT和TE的功能可以集成在同一个物理设备中。MS（Mobile Station，移动台）MS可以看作是MT和TE功能的集成实体，物理上可以是一个实体，也可以是两个实体（TE + MT）
42、。MS有三种类型： A类MS可以同时支持GPRS业务和其它的GSM业务； B类MS可以同时监测GPRS和GSM的控制信道，但同时只能进行一种业务（GPRS业务或GSM业务）； C类MS不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上，只能互斥地执行这两种业务。SGSN（Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点）SGSN是为了提供GPRS业务而在GSM网络中引进的一个新的网元设备，其主要的作用就是为本SGSN服务区域的MS转发输入/输出的IP分组，其地位类似于GSM电路网中的VMSC。SGSN与BSS间以帧中继连接，在使用GPRS时，SGSN建立包含与信息相符的移动性管理
43、上下文（CONTEXT），比如手机的加密和移动。在PDP（Packet Data Protocol，分组数据协议）环境激活时，SGSN建立一个与所使用GGSN（Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点）之间的用于路由目的的PDP上下文。在具有Gs接口的情况下，SGSN可与MSC/VLR之间发送位置信息或接收电路寻呼。 SGSN提供以下功能： 本SGSN区域内的分组数据包的路由与转发功能：为本SGSN区域内的所有GPRS用户提供服务。下行的分组数据包由SGSN通过BSS发送到MS，上行的数据包由SGSN通过GGSN发送到外部数据网；、 加密与鉴权功能； 会话管理功能： GPRS中的数据业务功能主要包括业务控制功能和数据传送功能，其中业务控制主要依靠会话管理（SM，Session Management）来完成。会话管理功能主要包括移动用户的PDP Context的激活、去活、修改等功能，其目的是为分组数据包的传送提供上下文依据； 移动性管理
