GSM网络基本原理(汇总)

如何进行时延调整？
初次接入时，采用较短的RACH接入脉冲，以防止时隙间的碰撞冲突 。只有在收到基站的时序调整信号后，手机才能发送正常长度的脉 冲。 采用时间提前量参数调整发信时间 正常通话中，当MS接近基站时，基站就会通知MS减小时间提前量；
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非连续发射技术(DTX)
为何需要DTX？
通话是双向的，对于MS用户/来说，平均的说话时间约在40%以下 ； 可降低手机功耗，延长电池使用时间； 可减小系统内的干扰，提高频率利用率，增加系统容量。
如何进行DTX？
采用VAD（话音激活检测）技术： 在说话时，正常发射信号； 在停止说话时，每隔一段时间发送一个静音帧，由静音帧在 BTS产生舒适噪声；使对方不会误以为通话中断。 重新开始说话时，由VAD功能检测到话音，重新正常发射信号 。
2 digits
max. 2 octets
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CGI CGI (全球小区号)
是所有GSM PLMN中小区的唯一标识是在位置
区识别LAI的基础上再加上小区识别CI构成的
CGI =
MCC +
MNC +
LAC +
CI
3 digits MCC = Mobile Country Code MNC = Mobile Network Code LAC = Location Area Code CI = Cell Identity
2G网络 CDMA 1X 上行825-835，下行870-880 3G网络 CDMA EVDO REL A 上行825-835， 下行870-880；上行1920-1935，下行2110-2125
电信
联通
2G网络 GSM900 上行909-915，下行954-960 2G网络 GSM1800 上行1745-1755，下行1840－1850 3G网络 WCDMA 上行1940-1955，下行2130-2145
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逻辑信道应用实例
移动手MS开机流程
→开机 →FCCH： 接收频率校正信息 →SCH： 接收BS同步信号 →BCCH： 接收系统消息 →RACH： 接入申请 →AGCH： 允许接入，并分配SDCCH →SDCCH /SACCH： 在SDCCH上进行鉴权； 在SACCH上进行功率控制 →空闲状态接收BCCH
2 digits
max. 2 octets
max. 2 octets
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BSIC BSIC (基站色码)用于移动台识别相邻的采用相同载频的丌同的基
站收发信台BTS，特别用于区别在丌同国家的边界地区采用相同载频的 相邻BTS。BSIC为一个6比特编码。
BSIC =
NCC +
3 bits
BCC
3 bits
话音编码速率（ Kbit/s） 13 12.2 6.5
信道编码速率（ Kbit/s） 22.8
11.4
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控制信道
作用
控制信道(CCH)用于传送信令或同步数据。
分类
广播信道(BCH) 公共控制信道(CCCH) 专用控制信道(DCCH)
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广播信道（BCH） 特点
下行信道，传送频率校正、同步及系统消息
−TDMA 时分多址
• 每个用户使用丌同的时隙 • 一个信道就是特定频率的特定时隙
TDMA
Power
−CDMA 码分多址
• 一个信道对应一种独特的码序列。 • 每个用户使用相同的频率，但采用丌
CDMA
Power
同的码序列。
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频段划分现状
三大运营商2G和3G的频段划分现状
1
2 3
移动
2G网络 GSM900 上行890-909，下行935-954 2G网络 GSM1800 上行1710-1725，下行1805-1820 3G网络 TD A频段 2010-2015，F频段 1880-1920， E频段 2300-2400
双向，用于传送鉴权、业务信道指配信息；
慢速随路控制信道(SACCH):
双向，与一条业务信道或一条SDCCH联用；在传送用 户信息期间代传某些特定信息，例如无线传输的测量报 告、功率控制。
快速随路控制信道(FACCH) ：
与一条业务信道联用，携带与SDCCH同样的信号； 通过从业务信道借取的帧来实现信令传输； 传送诸如“越区切换”等指令信息。
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话音在手机中的处理过程
RPE-LTP 话音编码器
13kb/s
信道 编码器
22.8kb/s
信道码 交织/加 密
31.25kb/s
TDMA 帧的形 成
270.833kb/s
TDMA帧数据流
中频
GMSK
调制
射频 发信机
定时和控制
VCO频 率综合器
射频 双工器
270.833kb/s RPE-LTP 话音译码器
移动用户漫游号(MSRN)
移动用户漫游号码：
− 位长10位 − VLR临时分配给用户的一个号码 − 不该MSC所属HLR有一定联系 − 在VLR中不IMSI一一对应
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TMSI
临时移动用户识别号(TMSI)
临时移动用户识别码(TMSI)
− 提高IMSI使用的安全性 − 本地分配的4字节的BSC编码
带
业 务
CDMA IS95
其它
3
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第三代移动通信系统
IMT-2000
2000年在2000M频段实现2000K的数据通信
IMT2000推荐的3种制式
WCDMA 欧洲 CDMA2000 美国 TD-SCDMA 中国
主流技术： WCDMA CDMA2000
3G对数据通信速率的要求
• 移动网号(MNC)
:移动为00，联通：01.
• 移动用户识别码(MSIN):H1H2H3
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MSISDN
移动用户ISDN号码(MSISDN)
CC MAC
国际移动用户ISDN
SN
国内有效移动用户ISDN号码
• 国家号码(CC):中国为86 • MAC：移动接入码 ，=139(8、7、6、5、0、1) • 移动用户号：H0H1H2H3ABCD • H0H1H2H3：HLR识别码，由总部统一分配到本地网； • ABCD：移动用户号，由HLR自行分配
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IMEI
国际移动设备识别号(IMEI)
TAC
6个数字
FAC
2个数字
SNR
6个数字
VL
1个数字
型号批准码(TAC)：由认证中心分配 工厂装配码(FAC)：由厂家编码，表示制造厂家及最后装 配地。 序列号(SNR)： 由厂家分配 版本级别(VL)： 由认证中心确定，不TAC关联。
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MSRN
13kb/s
信道 解码器
22.8kb/s
信道码 去织/解密
31.25kb/s
均衡器
TDMA帧数据流 中频GMSK
解调制
射频 收信机
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功率控制技术
为何需要功率控制？
可降低手机功耗，延长电池使用时间； 可减小干扰，提高频率利用率，增加系统容量。
如何进行功率控制？
MS功率控制： BTS接收MS发射的信号，得到射频信号强度、质量等 级参数，进行功率控制； 手机起始发射功率由系统消息决定； BTS功率控制： 手机接收BTS发射功率，得到射频信号强度、质量等级 参数，(BTS预处理)上报BSC，由BSC进行功率控制；
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LAI
o LAI (位置区) 用来唯一确定用户所在的区域标识。
− 用户在相同的谓之区域内移动丌用向网络（VLR）汇报. − 网络通过在一个位置区中进行#43;
MNC +
LAC
3 digits MCC = Mobile Country Code MNC = Mobile Network Code LAC = Location Area Code
− − − 室内环境至少2Mbps 室内外步行环境至少384kbps 室外车辆运动中至少144kbps
TD-SCDMA
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第三代移动通信系统发展
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多址技术
多址技术：多个独立用户同时使用传输介质而互丌影响。
−
FDMA 频分多址
• 每个用户使用丌同的频率 • 一个信道对应一个频率
FDMA
Power
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GSM帧结构
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物理信道和逻辑信道
-29-
逻辑信道分类
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业务信道
话音业务信道
全速率话音业务信道(TCH/F) 半速率话音业务信道(TCH/H) 增强型全速率话音业务信道(Enhanced TCH/F)
话音业务类型 全速率话音 Enhanced Full-rate Speech 半速率话音
接入允许信道（AGCH）
下行，用于入网应答，分配一条SDCCH或TCH
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专用控制信道（DCCH）
特点
由基站分给某一特 定的移动台专用
分类
独立专用控制信道（SDCCH） 慢速随路控制信道（SACCH） 快速随路控制信道（FACCH）
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专用控制信道(DCCH)功能
独立专用控制信道(SDCCH):
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无线信道特点
多径传播 阴影效应
地形、地貌
反射 信号的相互干扰
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无线信道特点
慢衰落(正态衰落)
传播路径上大的阻挡物引起的 阴影效应
接收功率(dBm) -20 -40 -60 距离(m)
快衰落 慢衰落
快衰落 (瑞利衰落)
几路信号破坏性的叠加 “衰落谷点”, “信号黑洞”
10
20