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GSM基本原理的理论培训方案

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2020年4月19日
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GSM基本原理的理论培训方案

1、 GSM 移动通信系统组成的原理
Abit接口

MSC/VL12网络子系统

MS
A接口
BSC
BTS
OMC
BTS

a ：Ms→移动台。 OMC→操作维护子系统。
NSS→网络与系统（移动交换机） BSS 基站子系统

（BSC+BTS）

b ：接口方式：基本接口 A接口

c ：各系统功能：
1）NSS→网络与交换子系统：实现GSM的主要交换功能的交换中心以及管理用户数据和移动性所需的数据库。要由一系列实件构成。NSS→BSS→传输信令。NO.7协议即7号信令。具体传输为PCM信号：信令传输以PSO~TS16号时限传输。

TSO TS/5 TS/6 TS/31
2）MSC→是移动业务交换中心是网络的核心，要完成最基本的交换功能：即实现与其它网络的用户之间的共通。具体网络如下：
PSTS
PABX
移动交换机（内部交换网或其它运营商）
A接口
BSC

BBS（口）
其它通信
移动交换机

3）操作与维护子系统OSS
OSS是操作人员与系统设备之间的中介，要实现系统的集中操作与维护。（但不包括BTS的维护，对BTS的维护是经过MSC来进行管理）

4）基站子系统（BSS）
基站子系统包含了GSM移动系统中无线通信部分的所有基础设施，要经过无线接口直接与移动台实现通讯连接。同时又连接到网络站的交接机。
从功能上：BTS实现无线收发、BSC实现控制管理。BSC经过BTS和移动台的远端命令完成信道分配、释放，以及越飞切换等功能，BSC可管理十几个BTS。

5）切换的概念
a) BSC控制下，1个BSC之间切换。
b) 不同BSC之间的切换。
c) 不同移动交换网络之间的切换。→省级切换。

2、 GSM接口协议：
1) 接口：代表两个相邻实体之间的连接点。
协议：说明连接站上交换信息时所需遵守的规则。
协议是各功能实体之间所规定的语言约定，因此，一种协议可能要经过若干个接口等。根据电信网开放系统的互连模式OSI概念：协议分为不同的层面：
物理层 链路层 网络层
2) GSM通信系统内部接口
B
G
D
D
C
F
F
C
A
A
VM
MS
BSS
MSC
MSS
BSS
EIR
HLR
VLR
VLR
E

移动通信系统由许多功能单元接口上连构成。接口指各单元之间的物理与逻辑接口。
NSS→B、C、D、E、F、G→7号信号系统。
BSS MS→A UM Abis 以及Arer接口等。
其中A接口与Um接口具有统一及公开的标准，以便于组网。
Aki＋接口，Ater接口定义尚不统一，差别较大。当前BSC和BTS还不能实现多家厂家互接。
物理接口采用PCM（2.048mbit/S）基础
具体接口解释：

3) 与我们优化工程相关的接口协议：
A、Vm接口→无线接口→m表示移动：
a）物理层：（信号令一）这是无线接口的最底层，用来传送的比特流所需的物理链络（无线链络）它为高层提供各种不同功能的逻辑信道，（包括业务信道与控制信道）。
b）链络层：（信号层二）
本层主要目的是在移动台与基站之间建立可靠的专用数据链络，第二层数据链络层协议基于ISDN信道链络接口协议（2Ｂ＋D）接口，在GSM规范中对要进行了修改，使适合在无线链络上传输。
c）网络层（信号层三）第三层是具体负责控制和管理的协议层，即把客户和系统控制过程的特定信号按一定的协议分组安排到指定的逻辑信道上。

B、A接口信令
a) 物理层：2Ｍ/s PCM 用于数据/信号。
（TS~TS15）上行（TS17~TS31）下行 Tso. Ts16→信号时隙。
b) 链络层：7号信号MTP（消息传道部级分）
c) 网络层：由于BSC→MSC之间的A接口逐接BSC→MSC之间的消息，以及MS→MSC之间的消息。
此类消息类型的集合称为：BSSMAP ( BSS管理应用部分)

C、ABIT接口：
BSC-BTC 接口用2M biｔ/s 或 b4 kibit/s 的PCM数字传输链路来实现。Abit→未开放

3、 GSM系统管理：（与优化相关的内容）
1) 小区的选择与重选
过程描述：
小区的选择与重选程序是保证MS选择一个最适合的小区进行解译BCCH信道的下行链接数据。

2) 小区重选过程
当手机开机或从盲区进行覆盖区时，手机将寻找允许的所有频点，并选择合适小区驻留。
如果移动台并无存储的BCCH消息，它将首先搜索124个RF信道（双频→374GSM1800M）RF信道，并读取信号强度，计算平均电平，整个测量过程3～5S.
MS 调整至接收电平最大的载波上，将首先判断该载波是否为BCCH载波，如果是，同步→频率同步→时间同步。
如果MS存储了BCCH载波消息，它首先搜索已存贮的BCCH载波，如没有搜到则执行以上过程。
C1为供小区选择与重先路径损耗的准则，服务小区的C1必须大于0
C1=Rx-Rxmin-Tx(max)
Rx→移动台接收电平
Rxmin→允许移动台接入最小电平
Txmax→移动台接入时系统可使用最大发射功率。

3) 小区重选过程（重点）
当移动台选择当前的服务小区后，在各种条件变化不大的情况下，移动台将驻留所选的小区中，并继续监测由服务小区的BCCH系统消息所指示的小区重选邻小区频点配置表中的所有BCCH载波。对这些BCCH载波进行监测时，对它们的接收电平至少5个测量样点采平场，至少在每分钟更新最强的6个BCCH载波。

A. 为了降低功耗，Ms在译码寻呼时测量BA(BCCH)表中各载波电平。并获得取各BCCH频点上的电平测量值本值。
B. Ms在至少30S内应试图解码服务小区的BCCH广播的全部系统消息，并至少对6个BCCH数据块进行解码。该数据包含影响小区重选的参数。当一个新的BCCH载波变为最强载波之一时，则至少在30S内对新的BCCH进行解码。
当发生以下现象时，将触发下区重选：（C2算法尚未激活则C2=C1）
a) 当移动台计算小区C2值超过C1值连续5S
b) 计算C1值超移动台当前服务小区C2值与小区重选滞后值之和连续5S
c) 当前服务小区被禁止
d) MS监测出下行链路故障
e) 服务小区C1值连续5S小于0
f) MS随机接入后，在最大重传后接入尝试仍不成功
优先级0.0 Lell，C2＝4
重选迟滞和重选时间满口
优先级：0.0
Lell
C2＝18

4) 无线链路控制
所谓无线链路故障是指通信中丢失通信链路。在通信中往往会由于系统存在干扰或接收电平低的原因，导致MS或网络无法正确解码。且无法经过其它手段来控制时，系统将认为出现无线链路障。即所谓的掉话。往往是系统强拆的结果。还有一个是无线链路超时的概念，此值在小区参数中设定。

5) 切换
A、切换过程：
切换就是维持从一个小区到另一个小区的通话能维持下去的过程。由MSC负责。

B、切换准备：
测量报告→测量周期→测量报告处理→邻小区的预同步→邻小区表的小区应满足的条件。
1） 预防性功率切换
2） 救援性电平切换
3） 救援性质量切换
4） 距离切换
5） 功率控制

6) 功率控制：
功率控制是指在一定范围内，用无线方式来改变移动台或基站的传输功率：主要目的减少整个系统的干扰。
在GSM中，对上/下行都可进行功率控制，控制功率级别
手机：33dbm~5dbm,每级2dＢ共15级（5～19级）
不连续发射：DTX

4、 无线传输与模型
1) 蜂窝小区概念：
a) 空间再用的概念
b) 覆盖区域的六边形小区

2) 传播信道观测特性的测量
a) 小区域信号的变化：快衰落
b) 小区域内平均值变化：阴影衰落
c) 从距离关系中分离出阴影衰落
d) 宏小区距离关系的斜率一截距模型
3) 无线传输模型概念
L（d）=L(do)+10lgd

4) 模测的概念
a) 室内模测
b) 室外模测

5) 几个基本概念
a) 频率衰落
b) 多普勒扩展
c) 去极化

5、 GPRS概念