移动通信基础GPRS初级培训资料

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1、M C N E 培训与认证笔记 MOTOROLA Certified Network Engineer第一章：GPRS系统概述一、GPRS系统概述 1、GPRS系统结构NSS：MSC（移动交换中心），HLR（归属位置寄存器），VLR（访问位置寄存器），EC，EIR（设备识别寄存器），IWF，AUC（鉴权中心）BSS：BSC（基站控制器），BTS（基站收发信台），XCDR（变码器）OMS：NMC（网络管理中心），OMC（操作维护中心）MS：ME（移动设备），SIM（用户识别模块） 2、一个MSC管理多个XCDR和BSC，一个BSC管理多个BTS，一个BTS为多个MS进行服务二、移动台 1、移动设

2、备(ME)车载台(8W)/手提式(5W)/手机(2W) 2、用户识别模块(SIM)储存用户信息 移动台国际综合业务数字网号码(MSISDN):11位手机号码，3位国家码 国际移动用户识别码(IMSI) 用户鉴权键(Ki) 临时移动用户识别码(TMSI):代替IMSI在空中传输 位置区域识别码(LAI)储存应用程序 运营商开通的一些服务程序SIM卡包含CPU，RAM及算法三、基站系统(BSS)功能BTSBTSBTSMSCXCDRBSC64kbps16kbps无线资源的管理和控制与NSS共同完成呼叫处理基站收发信台(BTS)无线介质与有线介质的转换有限的无线资源控制功能无线相关功能的实施者控制能力

3、：可以支持一个小区或多个扇区化小区多扇区切换易产生掉话，一般用三扇区，且容易频率规划1、基站控制器(BSC)控制功能 无线资源的管理和控制呼叫处理功能 传递BTS和MSC的业务和信令 连接地面链路和空中接口信道（空中信道由BSC分配） 对BSC所辖范围内的MS执行切换控制控制能力 只能与一个MSC相连 可控制至少1个BTS（不同厂商的BSC控制的BTS个数不同） 2、变码器(XCDR)完成空中编码与陆地网络编码的转换 PCM与RPE-LTP之间的转换(16kbps) 64kbps的PCM与16kbps（包含3kbps信令）的RPE-LTP之间的转换 每个BSC都有一个XCDR四、网络交换系统(

4、NSS) 功能处理GPRS网络内及其他网络间的通信VLRHLRAUCMSCECIWFEIR 功能组件移动交换中心(MSC)归属位置寄存器(HLR)访问位置寄存器(VIR)设备识别寄存器(EIR)鉴权中心(AUC)互通功能(IWF)回声消除器(EC) 1、移动交换中心(MSC)交换 信道的管理和分配（有线部分信道） 互通功能移动性管理 呼叫的处理和控制(MSC) 越区切换和漫游的控制(MSC) 用户位置信息的登记与管理(VLR/HLR) 用户号码和移动设备号码的登记与管理(HLR/EIR) 服务类型的控制(HLR) 对用户实施鉴权(AUC)SIMHLRVLR永久参数MSISDNIMSIKiMSI

5、SDNIMSIKi无临时参数LAITMSI状态：附着/分离当前VLR位置MSRN状态：闲/忙LAIMSRN产生原始呼叫记录(CDR) 2、归属位置寄存器(HLR)功能：与VLR共同完成移动性管理内容：储存本地用户信息的数据库永久性参数 国际移动用户识别码(IMSI) 移动台国际综合业务数字网号码(MSISDN) 鉴权键(Ki)暂时性参数 用户状态（附着/分离） 用户当前VLR位置 移动台漫游号码(MSRN) 3、访问位置寄存器(VIR)功能：与HLR共同完成移动性管理内容：储存访问用户信息的数据库 移动台状态（忙/闲） 位置区域识别码(LAI) 临时移动用户识别码(TMSI) 移动台漫游号码(

6、MSRN) 4、设备识别寄存器(EIR)功能：用于移动设备鉴权内容：存储移动设备参数的数据库 国际移动设备识别码(IMEI) 5、鉴权中心(AUC)功能：用于移动用户鉴权一般与HLR处于同一位置，不储存任何参数，需要时从HLR调用 6、互通功能(IWF)功能：提供与其他数据网络的连接 数据速率的匹配 协议的匹配 7、回声消除器(EC)用于消除移动网络和固定网络通话时，移动网络的回声固话：一收一发；移动通信：两收两发五、操作与维护系统(OMS) 操作维护中心(OMC)(区域性管理)每个网络多个OMC用于日常操作供网络操作员使用OMC-R(Radio)专门控制基站系统OMC-S(Switch)专门

7、控制网络交换系统 网络管理中心(NMC)(全局性管理)每个网络一个NMC用于长期性规划供网络管理者和规划者使用24小时监视六、GPRS网络接口 1、E1协议的结构E1是一种协议标准（欧洲）每帧时长125s，由32个时隙组成每时隙传输8bit信息，每个时隙的速率是64kbps(8/125s)E1的传输能力是2.048MbpsTS0用于同步信息和校验信息；TS16用户控制信令：TS1TS15和TS17TS21传送话音或数据 2、T1协议的结构T1是一种协议标准（北美）每帧时长125s，由24个时隙组成，并在最后插入1bit用于控制信令每时隙传输8bit信息T1的传输能力是1.544Mbps每个时隙

8、的速率是64kbpsTS0用于帧的同步信息和校验信息的传送，其他时隙可以传输信令、业务或控制信息第二章：GPRS多址方式一、GPRS系统的频分多址 GPRS900系统上行：890915MHz 下行：935960MHz频分带宽：200 kHzGPRS900系统共124个AFRCN（绝对射频信道号）左右各留100kHz的频带保护上行频率：FU=890+N0.2MHz下行频率：FD=935+N0.2MHz上行与下行之间的绝对射频信道的频率间隔是45MHz DCS1800系统上行：1710-1785MHz 下行：1805-1880MHz双工间隔：95MHz频分带宽：200kHz频点数量：374个二、G

9、PRS系统的频率规划 1、全向小区 全向天线 小区内支持多载波 多用于宏蜂窝2、定向小区天线辐射的效率提高提高了频率复用率增加了系统容量多用于宏蜂窝 3、4基站/3扇区频率规划方式4基站一组每个基站下面有3个扇区化小区每扇区1载波时，至少要12载波才能做到4*3复用。（1：12关系）三、跳频(GSM系统跳频速率最高为每秒217次) 1、合成器跳频(SFH)MS使用非BCCH载波概念：当用户接入网络后，用户所在载频板不变，载频板频率发生变化BCCH载波一般不参与跳频 2、基带跳频概念：当用户接入网络后，用户所在载频板频率不变，用户在不同载频板之间跳变四、时分多址(TDMA) 1、时隙与TDMA帧

10、一个GPRS绝对射频信道在时间上被划分为一个TDMA帧 TDMA帧长度为4.615ms一个TDMA帧又被分为8个时隙 一个时隙(TS)长度为0.577ms 每个时隙承载的信息都被称作为一个突发序列(Burst) 2、帧的种类TDMA帧(TDMA frame)：8个TS复帧(Multiframe) 51控制复帧：51个TDMA帧 26业务复帧：26个TDMA帧超帧(Superframe)：5126个TDMA帧超高帧(Hyperframe)：2048个超帧。2,715,648个TDMA帧一个GSM绝对射频信道以超高帧为周期进行重复51个传送业务的26业务复帧，叫超帧26个传送控制信息的51控制复帧

11、，叫超帧 3、TDMA在GSM系统中的实现频分双工(FDD)：1.上/下行使用不同频率 2.上/下行频率成对使用移动台是半双工模式（一套收发器）BTS是全双工模式（两套收发器）基站发射的下行与基站接收到的上行之间有3个TS的偏移（下行在前）电路交换 4、时间提前量(TA)TDMA系统的同步是关键提前发送信息，来弥补传输延迟TA值与移动台和BTS之间的距离有关第三章：GPRS信道逻辑信道控制信道CCH业务信道TCH广播控制信道组BCCH Group频率校正信道FCCH同步信道SCH广播控制信道BCCH公共控制信道组CCCH Group寻呼信道FCCH随机接入信道RACH允许接入信道AGCH小区广

12、播信道CBCH专用控制信道组DCCH Group独立专用控制信道(SDCCH)随路控制信道ACCH慢随路控制信道(SACCH)快随路控制信道(FACCH)话音信道Speech ChannelTCH/FR全速率TCH/EFR增强型全速率TCH/HR半速率数据信道Data ChannelTCH/F9.6171.2TCH/F4.885.6TCH/F2.442.8一、GPRS系统逻辑信道二、业务信道的分类(TCH) 1、话音业务信道(TCH)全速率(FR) 信道编码前速率13kbps 信道编码后速率22.8kbps增强型全速率(EFR)（现网用） 信道编码前速率12.2kbps 信道编码后速率22.8

13、kbps半速率(HR)（三方通话用） 信道编码前速率6.5kbps 信道编码后速率11.4kbps 2、数据业务信道TCH/F9.6:支持9.6kbps数据TCH/F4.8:支持4.8kbps数据TCH/F2.4:支持2.4kbps数据三、广播控制信道组(BCCH Group)BCCH载波用于承担广播控制信道(BCCH)的物理载波，被称为BCCH载波一个小区内可以有多个载波，但是只能有一个BCCH载波BCCH载波不休息，不功控，不跳频BCCH决定小区的覆盖半径 1、频率校正信道(FCCH)方向：下行内容：全“0”在BCCH载波上频繁发射，MS根据FCCH与发射基站进行频率同步（确定是BCCH载

14、波）只在BCCH载波的TS0发射，是MS辨别BCCH载波TS0的标志开始扫描频点按信号强度排队锁定信号最强频点，找到TS0听SCH信道听BCCH信道BCCH与ms参数一致注册到GPRS系统进程GPRS开机流程YN 2、同步信道(FCH)方向：下行内容：帧号（定时信息），基站识别码(BSIC)只在BCCH载波的TS0发射作用：帧同步 3、广播控制信道(BCCH)方向：下行只在BCCH载波的TS0发射内容：系统参数 位置区域识别码(LAI) 移动台需要检测的相邻小区名单 小区所使用的频率表 小区识别码 功率控制指示 接入控制参数（重发RACH次数等） 4、注册到GSM系统3个步骤鉴权分配TMSI位

15、置更新四、公共控制信道组(CCCH Group) 1、随机接入信道(RACH)上行公共信道移动台申请接入GSM网络时，向基站发送接入请求信息RACH发生在移动台主叫或响应呼叫等情况位置：BCCH载波TS0，TS2，TS4，TS6作用：MS与BTS相连 2、接入允许信道(AGCH)方向：下行响应在随机接入(RACH)接收的接入信息SDCCH 1.响应上行SDCCH 2.分配TCHMS 接入请求RACH BTSAGCH 1.分配SDCCH 2.允许/不允许SDCCH（私密信息）TCH（话音）主叫流程BTS利用AGCN为MS分配一个专用控制信道(SDCCH)MS将移到专用控制信道以便建立呼叫，响应呼

16、叫，位置更新或短信息服务等内容：允许/不允许位置：BCCH载波TS0，TS2，TS4，TS6作用：1.响应RACH 2.分配SDCCH 3、寻呼信道方向：下行用于发送寻呼信息内容：IMSI/TMSI/IMEI位置：BCCH载波TS0，TS2，TS4，TS6短信流程 4、小区广播信道(CBCH)方向：下行SDCCH（短信息）AGCH 1.分配SDCCH 2.允许/不允许MS 接入请求RACH BTSSDCCH 1.响应上行SDCCH 2.确认用于传输要向小区内所有MS广播的消息五、专用控制信道组(DCCH Group) 1、独立专用控制信道(SDCCH)方向：双向内容：信令信息位置：复合复帧BC

17、CH载波TS0 非复合复帧任何载波任何空闲时隙作用：建立呼叫/鉴权/位置更新/短消息 2、慢速随路控制信道(SACCH)双向信道/周期性发送下行：功率控制、定时信息(TA)、相邻小区列表 上行：测量报告 服务小区下行信号质量、强度（功率控制） 临小区的BCCH载波信号强度 临小区的BSIC位置：任何载波任何空闲时隙作用：传送BSBTS之间的信令 3、快速随路控制信道(FACCH)方向：双向作用：传送BSBTS之间的信令内容：用于载送用户突发性（紧急控制）信息，如：切换信息位置：在业务信道TCH发射，发送FACCH时占用相应的TCH资源 可以占用全部的一个TCH突发序列资源（电流声） 也可占用一

18、半的一个TCH突发序列资源（切换时）六、逻辑信道复帧 1、业务信道26复帧结构可位于任何载波上可位于任何时隙上复帧帧长120msSACCH固定占用NO.12帧NO.25帧是Idle帧 解邻小区的BSIC 不处理业务其他帧测邻小区的信号强度 26复帧中有25帧要测邻小区信号强度，Idle帧不测 2、控制信道51复帧结构复帧帧长235.365ms，分为复合复帧和非复合复帧 3、控制信道51复合复帧用于低容量小区，常见于微蜂窝BCCH Group、CCCH Group、DCCH Group共用一个时隙BCCH载波的其他时隙用于业务信道A. BCCH/CCCH/DCCH复合复帧结构 只能使用BCCH载

19、波的TS0 上行与下行之间有15帧的延迟 结构：|F|S|BBBB|CCCC|F|S|CCCC|CCCC|F|S|DDDD|DDDD|F|S|DDDD|DDDD|F|S|AAAA|AAAA|I| F=FCCH、S=SCH、B=BCCH、D=SDCCH、C=CCCH Group、A=SACCH、R=RACH、I=Idle 4、控制信道51非复合复帧结构A. CCCH复帧 可占用BCCH载波的TS2、TS4、TS6 CCCH帧之外都是伪突发序列B. DCCH复帧 BCCH载波或其他任何载波任何空闲时隙 上行与下行之间有15帧的延迟C. BCCH/CCCH复帧 位于BCCH载波的TS0 上行与下行之间有15帧的延迟七、GSM突发序列 突发序列在TDMA时隙中传送信息，突发序列的时间长度约为0.546ms 保护带：0.031ms保护带，对准时隙的前提下，允许有微量误差的出现 1、频率校正突发序列(FB)用于载送FCCH信息142个固定比特：全零码，给MS提供用于频率同步的信息尾比特：用于指示突发序列的起点和终点 |-3尾比特-|-142个固定比特-|-3尾比特-|MCNE-AE-5122G-GSM网络系统 于曦昕 9