基站培训.docx

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基站培训

CME20系统主要分为三个子系统：

•交换子系统

•基站子系统

•操作与支持中心

交换子系统包括以下功能模块：

•MSC

•HLR用户归属位置寄存器

•VLR拜访位置寄存器

•AUC鉴权中心

基站子系统包括以下功能模块：

•BSC基站控制器

•BTS基站

系统接口

∙A接口：

MSC与BSC间的接口

∙Abis接口：

BSC与BTS间的接口

∙Um接口：

BTS与MS间的接口

∙C接口：

MSC与HLR间的接口

∙D接口：

HLR与VLR间的接口

∙E接口：

MSC与MSC间的接口

∙G接口：

VLR与VLR间的接口

二、无线信道简介

载波：

GSM可用的频带是（单位兆赫兹）：

GSM900*

GSM1800*

GSM1900

上行

890-915

1710-1785

1850-1910

下行

935-960

1805-1880

1930-1990

每载波带宽为200K，可以计算出每个频带所支持的载波数和信道数：

GSM900可支持124个载波，992个信道

GSM1800可支持374个载波，2992个信道

物理信道和逻辑信道：

上述信道指的是TDMA桢中的时隙，称为物理信道。

因为基站和移动台之间需要传送不同形式的信息，例如：

语音流、寻呼信息、呼叫建立信息等，所以根据信道承担的任务将其分为不同的逻辑信道。

逻辑信道

可分为两大类，话音信道和信令信道：

1、话音信道（TCH）

•全速率话音信道（TCH/F）毛速率22.8k,净速率13k

•半速率话音信道（TCH/H）毛速率11.4k,净速率6.5k

2、信令信道

•广播信道

•公共控制信道

•专用控制信道

广播信道：

（BroadcastChannel,BCH）

•频率校正信道（FCCH）

其作用是，表明本载波为BCCH载波，携带供移动台频率校正用的信息，下行发射，FB；

•同步信道（SCH）

携带供移动台桢同步信息（TDMA桢号）和基站色码（BSIC）并带有一长串训练码，下行发射，SB；

•广播控制信道（BCCH）

携带丰富的信息，提供给移动台解读，了解网络参数设置，例如：

LAI、基站发射功率、邻小区BCCH等等。

下行发射，NB

公共控制信道（CCCH）

•寻呼信道（PCH）

移动台每隔一段时间就要侦听一次PCH，确定网络是否要与移动台联系（来电话或短消息时）。

寻呼信息主要包括IMSI或TMSI。

下行发射，NB；

•随机接入信道（RACH）

移动台希望和网络联系时（主、被叫时），通过RACH申请信令信道。

上行发射、AB；

•接入准许信道（AGCH）

网络分配给移动台的SDCCH，由AGCH通知移动台。

下行发射、NB；

专用控制信道（DCCH）

•独立专用控制信道（SDCCH）

用于建立呼叫、空闲模式下收发短信。

呼叫建立后，通知移动台转到TCH，上、下行发射，NB；

•慢速随路控制信道（SACCH）

配合TCH或SDCCH使用，在用户占用TCH或SDCCH时传送某些特定的信息，例如：

上行传送手机的测量报告，下行接受系统的指令，调整传输功率，指示TA值，上、下行发射，NB；

专用控制信道（DCCH）

•快速随路控制信道（FACCH）

如果移动台在通话过程中，突然需要进行切换，就需要FACCH来完成，将TCH的一段20ms时间置换成FACCH，完成切换，语音编码器会重复前20ms的通话以维持连续性。

见下图。

•小区广播控制信道（CBCH）

下行发射小区广播短消息，NB

LU流程说明:

1.移动台侦听基站BCCH发送的LAI,发现已经改变;

2.RR连接:

a.移动台通过RACH申请控制信道,并说明原因---LU;

b.BSC分配一个空闲的SDCCH,并命令BSC激活它;

c.BTS通知移动台调到指定的SDCCH上;

3.移动台发出LU消息,内容有:

IMSI,旧的LAI,LU类型等;

4.鉴权；

5.进行位置更新，如果MSC不发生变化，5b不进行；

6.位置更新成功；

7.BTS和移动台释放信令信道；

定时位置更新流程：

1、BCCH广播信息中包括定时位置更新的周期，0-255，0表示不进行定时位置更新，1表示周期为6分钟（0.1小时），255为25.5小时。

2、在移动台（2a）和MSC（2b）中分别有定时器控制时间，在MSC中有时间扫描功能。

3、时间一到，移动台就进行定时位置更新（3a），如果时间到了，MSC未收到移动台的登记消息，就将移动台状态设为DETACH（3b）。

切换---MSC间切换流程：

1、BSC判断要切换的基站属于其他MSC，将切换请求发到MSC；

2、MSC向目标MSC请求配合；

3、目标MSC分配一个MSRN，同时通知BSC；

4、BSC激活一个TCH；

5、6、MSC将TCH和MSRN号码一同送回原MSC；

7、根据MSRN，原MSC建立一条话路到目标MSC；

8、9、10、切换过程，同前；

11、GS中建立新通路后，呼叫被接续过去；

12、通话结束后进行位置更新；

注意：

原MSC控制通话一直到结束为止，话单在原MSC中产生。

还有两种形式的切换：

•小区内部切换

当信号强度很强但通话质量较差时，会进行小区内部TCH间的切换；

•SDCCH切换

同TCH切换相类似

•同一MSC，不同BSC间的切换

请大家自己分析同一MSC内不同BSC间切换的流程图

二、GSM信号处理

（一）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。

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。

由于采用了TDMA技术，因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）。

（二）、话音编码

GSM中话音编码采用混合编码器，其编码过程分为：

第一阶段：

话音分段。

64KBIT\S的话音分成20MS一段进行编码。

第二阶段：

编码。

每20MS话音编成260BIT的数码。

即比特速率为：

260\20=13KBIT\S

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，本节主要讲

述CME20系统对话音的处理过程，包括PCM编码技术、话

音编码技术、信道编码技术、交织技术、突发脉冲形成技

术、均衡技术、分集接收技术和移动台的构成框图。

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

的比特速率，公用电话中每个话路的比特速率为64Kbit/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。

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。

CME20系统中采用了混合编码方式。

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。

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。

（三）、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

此例可见信道编码可以纠错和检错。

在CME20系统中，信道编码采用了卷积编码和分组

编码两种编码方式。

卷积编码具有纠错的功能；分组编

码具有检错的功能。

同时由于编码时要添加比特，而使

话音信号的比特速率升高，所以不能对全部的话音比特

进行编码，而是只对部分重要的比特进行编码。

GSM中采用分组编码和卷积编码两种编码方式。

把话音编码产生的260比特分成

50个最重要比特

132个重要比特

78个不重要比特

对50个比特先添加3个奇偶检验比特（分组编码）。

再与132比特和4个尾比特一起卷积编码，比率为1∶2，

形成378个比特。

另外78个不重要比特不予保护。

信道编码的过程是：

50个最重要的比特先加入3个比特

进行分组编码，再与132个重要比特一起加入4个比特进行

第二次分组编码，然后再按1：

2的比率进行卷积编码，形

成378个已编码比特，78个不重要比特不进行编码。

这样，

260个比特的数字话音信号经信道编码后成为456个比特。

（四）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。