GSM无线基础理论
GSM无线传播理论
编辑版
16
建筑物穿透损耗
➢ 室内信号取决于建筑物的穿透损耗 ➢ 室内窗口处与室内中部信号差别较大 ➢ 建筑物材质对穿透损耗影响较大 ➢ 电磁波的入射角对穿透损耗影响较大
WdBm XdBm
d w1 D w2
ε 0μ 0 ε μ ε 0μ 0
E2
θ
θ E1
穿透损耗=X-W=B dB
电磁波穿透墙体的反射和折射
Designation
ELF
VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
不同的频段内的频率具有不同的传播特性
编辑版
3
传播途径
直射波及地面反射波 （最一般的传播形式）
对流层反射波 （传播具有很大的随机性）
山体绕射波 （阴影区域信号来源） 编辑版
电离层反射波 （超视距通讯途径） 4
传播途径
A(hm)=(1.1logf - 0.7)hm - (1.56logf - 0.8) 对于郊区： Lps = Lp - 2[log(f/28)]2-5.4 对于开阔地：Lpo = Lp - 4.78[log(f)]2+18.33 logf - 40.94
编辑版
23
无线传播模型
华为规划软件模型（一）
传播模型用于预测地形、障碍物及人为环 境对电波传播中路径损耗的影响。
GSM常用传播模型
编辑版
21
无线传播模型
常见传播模型
➢ Okumura(奥村)/Hata模型 适用于900M宏蜂窝预测
➢ COST231-Hata模型 适用于1800M宏蜂窝预测
➢ COST231 Walfish-Ikegami模型 适用于900M和1800M的微蜂窝
➢ 发射信号来自远离接收天线的物体
GSM理论基础知识1
GSM系统编号计划
网络色码（NCC）
GSM规范及业务功能
GSM规范版本号
GSM规范的版本编号方式：V x.y.z
V：表示版本（Version） x：
Hale Waihona Puke 0：标准的设想 1：标准的原始草案 2：标准的最终草案 3：GSM specification phase 1 4：GSM specification phase 2 5：GSM specification phase 2+ 6：Phase 2+ Release 1997
GSM规范及业务功能
增强型补充业务
语音群呼叫（VGCS）
话音广播业务（VBS）
多用户特征（MSP） 移动定位业务
GSM系统结构及各模块的功能 提供人机界面实
现对系统设备的 监测和控制功能
NMC OMS
实现无线系统到交换 Um 系统的集线功能、无 线资源管理功能以及 其它与无线相关的控 BTS 制功能
GSM规范及业务功能
GSM业务（一）
TELECOMMUNICATION SERVICES BEARER SERVICE Basic Bearer Service Basic Bearer service + supplementary services TELESERVICE Basic Teleservice Basic Teleservice + supplementary service
Telecommunication Service : 电信业务 Bearer service : 承载业务 Teleservice : 用户终端业务 Basic Service : 基本业务 Supplementary service : 补充业务
GSM基础理论概述
GSM的业务功能 GSM的业务功能
补充业务： 补充业务：
GSM系统能提供8大类补充业务，其业务名称、业务种类操作规则和实现阶 段等见表所示。
GSM的业务功能 GSM的业务功能
智能网业务： 智能网业务：
在移动通信技术成熟的情况下，我们又面临一个新的课题，那就是如何向用 户进一步提供更强大并且灵活的增值业务，这种增值业务旨在提供给用户除普 通通话以外的语音和数据等其他种类的通信业务。而这种增值业务又是可以由 运营商开发的，这就是说，新业务的拓展不象传统补充业务那样需要向产品生 产方来进行定制，只需要由运营商对相应软件自行修改补充，就能实现新的业 务。 随着公网智能网技术的成熟和使用，人们就在研究GSM网上的IN业务。移动 网增强业务的客户化应用—CAMEL应运而生。CAMEL并不是一种传统的补充 业务，它是IN在MAP V3下的实现。 CAMEL的实现，是增加了两个功能实体：业务交换功能和业务控制功能。
NMT：1981年，北欧等国 HCMTS：日本
移动通信系统的发展
第二代移动通信系统： 第二代移动通信系统：数字蜂窝移动通信系统 1982年，欧洲邮电管理委员会（CEPT）成立了一个在ETSI（欧洲电信标准协会） 下的“移动特别小组”（Special Mobile Group)，开发数字移动通信技术。1987年， 就泛欧数字蜂窝系统的GSM规范达成一致意见，1991年，GSM900Mhz数字蜂窝移 动通信系统在欧洲问世，从此，移动通信跨入了第二代。GSM，即Global System for Mobile Communications,成为了欧洲蜂窝移动通信系统的代名词。 除了泛欧的GSM系统外，北美的DAMPS及CDMA，日本的PDC等制式也同属于 第二代数字蜂窝移动通信系统。
3 GSM无线通信基础
接收功率(dBm) 接收功率 -20
快衰落 慢衰落
-40
-60
10
20
重庆邮电大学通信与信息工程学院
30
距离(m) 距离
7
慢衰落 慢衰落是由接收点周围对信号反射，使得信号 电平在几十米范围内有大幅度的变化，近似服 从对数正态分布 快衰落 速度很快，每秒可达几十次，除与地形地物有 关，还与MS 的速度和信号的波长有关；并且 幅度最高可达几十个dB，信号的变化呈瑞利分 布，因此也叫瑞利衰落
14
载干比
接收到的希望信号电平与非希望信号电平的 比值 由于地形不规则性及本地散射体的形状、类 型及数量不同，以及其它一些因素如天线类型、 方向性及高度，站址的标高及位置，当地的干 扰源数目等原因，载干比与MS的瞬时位置有关
重庆邮电大学通信与信息工程学院
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同频干扰C/I 同频干扰
同频率干扰保护比 当不同小区使用相同频率时，另一小区对服 务小区产生的干扰，它们的比值即C/I。 一般要求C/I>9dB；工程中一般加3dB 余量， 即要求C/I>12dB。 概率密度服从高斯分布
012345670123456701234567 012345670123456701234567 0 1 2 TDMA 帧
重庆邮电大学通信与信息工程学院 30
信道
物理信道
一个载频上一个TDMA 帧的一个时隙 相当于FDMA 系统中的一个频率
逻辑信道
从信息内容的性质角度定义划分的 分为话音信道和控制信道
C0 的下行信道的每个时隙发送一个突发脉冲，以便MS 做支持BCCH的射频频率的功率测试，保持信号强度，防 止对方解不出消息而将链路释放
GSM无线网络基础
一、无线网络基本概念
•
GSM：Global System for Mobile Communications，中 文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，起源于欧洲的 移动通信技术标准，是第二代移动通信技术。目前，中 国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移 动通信网络。GSM系统包括 GSM 900MHz、DCS1800; GPRS:General Packet Radio Service，通用无线分组业务 ，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到 端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速 数据处理的技术，方法是以“分组”的形式传送数据到用 户端。
三、无线传播
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
信号衰落
慢衰落(正态衰落) 传播路径上大的阻挡物引起的 阴影效应 power 阴影效应出现的同时，
瑞利衰落 正态衰落
多径效应同时存在
快衰落 (瑞利衰落) 几路信号破坏性的叠加
+20 dB
mean value
- 20 dB
2 sec
运行环境复杂，多径传播 用户高速移动
工作于复杂的干扰环境
开放式环境，存在多种干扰：邻道、同信道、邻小区、同小区、互调
可利用的频率资源有限，而通信业务量的需求与日俱增
用户容量，业务能力
网络结构多种多样，网络管理复杂
用户注册和登记，鉴权和计费，安全和保密
用户终端成为个人消费品
移动通信系统概论
D3 D2 D1 A1 A3 A2 B1 C3 C2 A1 C1 D2 D1 C1 D3 A3 A2 A1 D2
D3 D1 C1 C3 C2 B1
GSM基础知识
一、GSM基础理论介绍 二、TD-SCDMA基础理论介绍 三、LTE基础理论介绍
GSM基础理论介绍
• GSM的基本组成系统 • GSM频段，频点 • GSM中常见故障及处理方法
GSM系统组成
一个GSM系统由3个子系统组成，即操作支持子系统（OSS）， 基站子系统(BSS)和网络子系统（NSS）三部分组成。基站子系统通过 无线接口直接与移动台相连，负责无线发送接受和无线资源的管理。 网络子系统是整个系统的核心部分，它对GSM移动用户之间及移动用 户与他网用户之间通信起着交换、连接与管理的功能。操作支持子系 统是操作人员与系统设备之间的中介，它实现了系统的集中操作与维 护，完成包括移动用户管理，移动设备管理及网络操作维护等功能。
GSM中常见故障及处理方法
怎样判断网内干扰还是网外干扰 网内干扰主要来源于同频及临频干扰，这两种干扰可以通过CQT测试来确定；相反则为网 外干扰如电视台、大功率电台、微波、雷达、高压电线等 信号波动有哪些原因 无线信道的传播特性引起的，即多径效应，这样就会产生多径衰落或者快衰落。由于无线 信道传播的这种传播特性，使得在接收端收到的信号场强就产生了波动。 小区重叠覆盖区引起的的小区重选或切换。此时若一些相关的小区参数设置的不当-如小区 重选参数、切换参数等，当这些参数设置的使手机很容易进行小区重选或切换时，手机会 在两个信号大小交替变化的频点上不断进行重选或切换，这是容易造成接收信号波动的一 个原因 外界存在的干扰也会导致信号的波动 如果设备的性能不够稳定，也有可能对信号波动产生一定的影响。
GSM中常见故障及处理方法
1）乒乓效应 乒乓效应指处于两个小区边界的移动用户在通话时，手机会在两个小区之间进行频繁地切换。乒乓效应容易造 成掉话，造成信令负荷增加，另外对话音质量有影响。 2）孤岛效应 孤岛效应是覆盖性问题。当基站覆盖大型水面或多山地区等特殊性地形时，由水面或山峰地区的反射，使用权 基站在原覆盖范围内不变的基础上，在很远处出现“飞地”，而与之切换的相邻基站却因此阻挡覆盖 不到，这样就造成“飞地”与相邻基站之间没有切换关系，“飞地”因此成为孤岛。 3）多径效应 电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，到 达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多径效应。 5）阴影效应： 移动无线通信信道传播环境中的地形、建筑物及其他障碍物对电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。 呼吸效应 呼吸效应指小区覆盖范围是动态的，当两个小区负荷一轻一重时，负荷重的小区通过减小导频发射功率，使本 小区的边缘用户由于导频强度不够而切换到相邻的小区，使负荷分担，相当于增加了容量。 6）远近效应 远近效应就是当基站同时接收到两个不同移动台发来的信号时，由于两个移动台频率相同，则距离基站近的移 动台信号产生严重干扰，就是远近效应。
GSM 无线接口理论
3
TDMA信道的概念
物理信道：一个物理信道就是一个时隙。 逻辑信道：根据传递消息种类不同来定义， 分为业务信道和控制信道。 业务信道：传递话音、数据 控制信道：1.广播信道（包括同步、频率 校正、广播控制信道） 2.公共控制信道 3.专用控制信道
The pulses are summed together (left) The signal is integrated over time to obtain a continuous waveform which captures the bit transition information (right)
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软件无线电功能接口
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GMSK as implemented by quadrature signal processing at baseband followed by a quadrature modulator
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Pulse Shaping
Input: Binary pulse train (+1/-1) Each binary pulse goes through a LPF with a Gaussian impulse response
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GMS/GPRS/EDGE
GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交 换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。 EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术，它 主要是在GSM系统中采用多时隙操作和 8PSK调制技术。 EDGE技术有效地提高了GPRS信道编码效 率及其高速移动数据标准，它的最高速率 可达 384kbit/s.速度比GPRS快2-3倍
4.GSM网络基础知识
GSM网络基础知识 GSM网络基础知识
一. GSM系统基本结构和原理
基站识别码BSIC
NCC BSIC
NCC: BCC: BSIC: Network Colour Code Base station Colour Code Base Staion Identification Code
BCC
GSM网络基础知识 GSM网络基础知识
GSM网络基础知识 GSM网络基础知识
一. GSM系统基本结构和原理
GSM系统结构
EIR BTS MS …… BTS …… MS BTS …… BTS
Um Abis A
……
BSC …… BSC OMC MSC MSC …… HLR VLR
PSTN ISDN PDN
AUC
GSM网络基础知识 GSM网络基础知识
============== | 16 -55 xxx | |0 1 x xxxx | | 51 51 | | CCCH | ============== ================= | CH Rx1 Pwr | | TS TA RLT xxxx| | Q1 Q1 | | xxCH | =================
GSM网络基础知识 GSM网络基础知识
一. GSM系统基本结构和原理
系统容量
• 每载频占200 KHz带宽，含8个物理信道 • GSM900可容纳124载频 GSM900 124 • DCS1800可容纳374载频
GSM网络基础知识 GSM网络基础知识
一. GSM系统基本结构和原理
逻辑信道
• • • • • • • • • • • 业务信道－TCH 广播信道－BCCH 频率校正信道－FCCH 同步信道－SCH 准予接入信道－AGCH 寻呼信道－PCH 随机接入信道－RACH 小区广播信道－CBCH 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
GSM无线网络基础解析
工作于复杂的干扰环境
开放式环境，存在多种干扰：邻道、同信道、邻小区、同小区、互调
可利用的频率资源有限，而通信业务量的需求与日俱增
用户容量，业务能力
网络结构多种多样，网络管理复杂
用户注册和登记，鉴权和计费，安全和保密
用户终端成为个人消费品
移动通信系统概论
D3 D2 D1 A1 A3 A2 B1 C3 C2 A1 C1 D2 D1 C1 D3 A3 A2 A1 D2
D3 D1 C1 C3 C2 B1
B3 B2
A3 A2
D3 D2 D1 A1
C3 C2 B1 B3 B2
C1
B3 B2 D3 D2 D1 A1 C1 C3 A2 B1 B3 B2 C2
同频小区
一般小区，提供大部分的室内室外的覆盖； Umbrella Cell: 伞型小区 覆盖范围广，从覆盖上考虑，填补盲区。注意频率干扰。 Microcell： 微小区（微蜂窝）
低功率，吸收话务。街道站就是其中一种。
Indoor Cell： 室内小区 室内的微蜂窝站。低功率，吸收室内话务。一般称为Picocell。
TS3
TS3 TS3 TS3
TS4
TS4 TS4 TS4
TS5
•
CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址， 是在无线通讯上使用的技术。 在国内为中国电信移动网 络。 cdma2000第一阶段将提供每秒144Kbps的数据传送 率，第二阶段支持每秒2Mbps的数据传送速率，是cdma 发展3G的最终目标.
•
WCDMA 是英文Wideband Code Division Multiple Access（宽带码分多址）的英文简称，是一种第三 代无线通讯技术。目前中国联通采用的此种3G通讯 标准。 WCDMA是由GSM网络核心繁衍而来的 WCDMA，数据传MHz（区别于 窄带200KHz)的宽频网络. TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（时分同步码分多址 ） 的简称，中国提出的第三代移动通信标准(简称 3G)，，也是ITU批准的三个3G标准中的一个，以我 国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无 线通信国际标准。
GSM通信原理基础理论
第一部分GSM通信原理基础理论GSM S 义GSM］全名为：Global System for Mobile Communications ,中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSMft术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。
目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。
GSM系统包括GSM 900 : 900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM1900 1900MHz等几个频段。
GSM（全球移动通信系统）是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。
GSM实际上是欧洲的无线电话标准，据GSM Mo U联合委员会报道，GSM在全球有12亿的用户，并且用户遍布120多个国家。
因为许多GSM 网络操作员与其他国外操作员有漫游协议，因此当用户到其他国家之后，仍然可以继续使用他们的移动电话。
GSM及其他技术是无线移动通信的演进，无线移动通信包括高速电路交换数据、通用无线分组系统、基于GSM网络的数据增强型移动通信技术以及通用移动通信服务GSM历史:20世纪80年代中期，当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时，世界上的发达国家就在研制第二代移动通信系统。
其中最有代表性和比较成熟的制式有泛欧GSM，美国的ADC（D-AMPS）日本的JDC现在改名为PDC等数字移动通信系统。
在这些数字系统中，GSM勺发展最引人注目。
1991年G SM系统正式在欧洲问世，网络开通运行。
GSM数字移动通信系统源于欧洲。
早在1982年，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧多国的NMT北欧移动电话）和英国的TACS全接入通信系统），西欧其它各国也提供移动业务。
GSM培训教材课本-01无线传播基础理论
衰落产生的信号变化
0 -10 -20 -30 -40 -50
衰落空洞
-60 -70
距离 [m]
对数正态衰落 Raleygh 衰落
Technology Support Department
无线蜂窝移动网络基础
常见传播模型
Okumura(奥村)/Hata模型 适用频段：900M－2000MHz
COST231-Hata模型 适用频段：1500-2000MHz
Technology Support Department
无线蜂窝移动网络基础
广播问题
kW !
高话务区信道不够用 需要移动电话有较高的输出功率
50 ... 200 km
Technology Support Department
无线蜂窝移动网络基础
解决方法: 使用蜂窝小区!
问题:
需要小区间自动的切换 漫游过程中需要有效的寻呼
无线蜂窝移动网络基础
无线电波场强大小的单位（功率的单位）
瓦特
W:例如20W
毫瓦
mW:1W = 1000mW
dBm
dBm=10*lg(Power(W)/1mW) 1W=1000mW=30dBm 2W=2000mW=10lg(2000)=33dBm 3dB法则：功率增加或减少一倍，dBm值增加或减少3dB
K1: 常数 (dB). K2: log(d)的乘数因子 d: 发射天线和接收天线之间的距离(m). K3: log(HTxeff).的乘数因子 HTxeff: 发射天线的有效高度 (m). K4: 衍射衰耗的乘数因子。. Diffraction : 经过有障碍路径引起的衍射损耗(dB). K5: log(HTxeff)log(d)的乘数因子. K6:的乘数因子. : 接收天线的有效高度(m). Kclutter: for f(clutter)的乘数因子. f(clutter): 因地物所引起的平均加权损耗.
GSM 无线基础理论
基础理论-无线部分网络发展部第一章工作频段的分配 (3)1.1 我国GSM网络的工作频段 (3)1.2 频道间隔 (3)1.3 频道配置 (3)1.4 干扰保护比 (4)第二章数字移动通信技术 (5)2.1 多址技术 (5)2.1.1 频分多址 (5)2.1.2 时分多址 (6)2.1.3 码分多址 (6)2.2 功率控制 (7)不连续发射（DTX） (8)2.3 蜂窝技术 (9)2.4 频率复用 (10)2.4.1 概念 (10)2.4.2、频率复用方案 (10)2.4.3 频率复用距离 (11)2.5 跳频技术 (13)2.5.1 跳频的种类及各自实现的方法 (13)2.5.2 跳频的优点 (14)2.5.3 跳频序列 (15)2.6 无线路径的损耗和衰落 (15)2.7 移动台和基站的时间调整 (18)2.8语音的传输过程 (19)2.8.1 语音编码 (19)2.8.2 信道编码 (19)2.8.3 交织技术 (22)2.8.4 加密 (23)2.8.5 调制和解调 (23)第三章 GSM系统的无线接口与系统消息 (24)3.1 TDMA信道的概念 (24)3.3 突发脉冲序列（Burst） (26)3.4信道类型和组合 (29)3.5 逻辑信道与物理信道之间的对应关系 (33)3.6 系统消息 (36)3.6.1 系统消息的作用 (36)3.6.2 系统消息包含种类及内容 (36)第四章 GSM通信流程分析 (24)4.1 小区选择 (24)4.2 小区重选 (26)4.3 主叫流程 (29)4.4 被叫流程 (33)4.5 切换流程 (36)4.6 位置更新流程 (36)4.7 鉴权加密流程 (36)第一章工作频段的分配一、我国GSM网络的工作频段我国陆地蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段:GSM900MHz频段为：890~915(移动台发,基站收),935~960(基站发,移动台收);DCS1800MHz频段为：1710~1785(移动台发,基站收),1805~1880(基站发,移动台收);二、频道间隔相邻两频点间隔为200kHz，每个频点采用时分多址（TDMA）方式，分为8个时隙，既8个信道（全速率），如GSM采用半速率话音编码后，每个频点可容纳16个半速率信道，可使系统容量扩大一倍，但其代价必然是导致语音质量的降低。
《GSM无线基本概念》课件
3
干扰管理
通过干扰管理，GSM网络可以最大程度地减少同一频率下的干扰。
GSM语音与短信
语音通信
GSM使用数字语音编码将语音转换为数字信 号，并通过网络进行传输。
短信服务
GSM支持短信服务，在移动设备之间发送和 接收短文本消息。
GSM的数据传输
互联网接入
GSM提供移动设备对互联网的接入能力，以浏览网页、发送电子邮件等。
2 移动设备
3 网络控制器
基站是连接移动设备 和网络的无线电设备。
移动设备是用户使用 的可移动电话、数据 终端或其他无线设备。
网络控制器管理和控 制整个GSM网络。
GSM网络中的频率
1
频谱规划
通过频谱规划，GSM网络将无线电频段分配给不同的运营商和地区。
2
频率重用
使用频率重用技术，GSM网络可以在不同地理区域之间重复使用相同的频率。
3G和4G网络相比， GSM是第二代移动通 信技术。
2 数据传输
3 语音质量
3G和4G网络提供更高 的数据传输速率和更 丰富的互联网应用。
3G和4G网络的语音质 量更好，支持高清音 频和多媒体通信。
移动应用
GSM支持移动应用的下载和使用，提供更多便利和娱乐性。
GSM网络中的安全性
加密传输
GSM使用加密技术保护通信 数据的传输和存储。
身份验证
GSM通过身份验证确保只有 合法用户可以接入网络。
欺诈预防
GSM网络采取措施防止欺诈 行为，保护用户和运营商的 利益。
GSM与3G、4G网络的区别
1 网络技术
《GSM无线基本概念》 PPT课件
介绍GSM无线基本概念的演示文稿，涵盖了GSM网络的原理、通信方式、频 率分配以及语音、短信和数据传输等内容。
培训教材初稿GSM无线接口理论
培训教材初稿GSM无线接口理论培训教材初稿GSM无线接口理论一、GSM的概述GSM（Global System for Mobile Communications）是一种用于移动通信的数字标准，是目前全球使用最广泛的移动电话标准之一。
GSM系统采用数字技术，支持语音、短信、数据通信等多种业务，同时还具有投票、传真等特殊功能。
GSM系统具有全球性，连接了全球超过200个国家和地区的移动电话用户。
二、GSM的体系结构GSM系统包括移动台、基站子系统、移动交换中心和网络管理中心四个部分。
其中，移动台是指手机，基站子系统由基站控制器和多个基站组成，移动交换中心为整个网络的核心，网络管理中心用于监控系统的运行情况。
三、GSM的无线接口GSM系统的无线接口是指手机和基站之间的无线传输介质。
GSM无线接口的标准由ETSI（European Telecommunications Standards Institute）负责制定，是由空闲时分多址（TDMA）技术实现的。
1、GSM的频率规划GSM系统在900MHz和1800MHz频段进行通信，其中900MHz频段被称为GSM900，1800MHz频段被称为DCS1800。
在GSM900频段中，使用了124个时隙，每个时隙持续577us，时隙1-12被分配给控制信道使用，其余时隙被分配给语音信道和数据信道使用。
在DCS1800频段中，使用了374个时隙，每个时隙持续577us，时隙1-12被分配给控制信道使用，其余时隙被分配给语音信道和数据信道使用。
2、GSM的无线传输GSM系统使用了一种称为Gaussian Minimum Shift Keying （GMSK）的调制方式进行无线传输。
该调制方式可以保持信号的带宽，同时又可以减少码间干扰和带内干扰。
GSM发送的数据是通过时间分割多址（TDMA）技术分时发送的，每个时隙都包含了个别信令或语音信号，这些信号在一个时隙中是串行发送的。
3G无线基础知识讲义
WLAN无线局域网主要支持数据
虽然WLAN正在向集成电话功能发展，但是 其目前的结构中缺少支持像语音、多媒体 和内容这类更高水平应用所要求的必需架 构：例如，适应服务质量、可伸缩性和计 费机制要求的架构。 现在有少数国家大型 电信运营商提供了WLAN无线局域网服务 （如上海电信的“天翼通”WLAN业务）， 尽管目前它们在漫游、覆盖以及计费整合 上仍不成熟。
3G的标准
国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定W-CDMA、
CDMA2000和TDS-CDMA三大主流无线接口标准，写入3G
技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》（简称
IMT-2000）。
W-CDMA：即Wideband CDMA，也称为CDMA Direct
Spread，意为宽频分码多重存取，其支持者主要是以GSM
移动用户已经超过5亿，覆盖了1/12的人口，GSM技术在
世界数字移动电话领域所占的比例已经超过70%。由于
GSM相对模拟移动通讯技术是第二代移动通信技术，所以
简称2G。目前，我国拥有2.6亿GSM用户（数据截止5月底，
中国移动GSM用户数量1.9亿，中国联通GSM用户数量0.7
亿），中国移动成为世界第一大GSM运营网络。
即能适应802.11b标准，又符合802.11a标准，它比
802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。
蓝牙技术是以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与
移动设备的通信环境内建立一个特别连接的开放性全球规
范，工作在2.4GHz频段，目前可支持1Mbps的数据速率， 支持数据与语音业务，目前可实现无障碍的接入距离在10 米左右（发射功率为4dBm时）。蓝牙技术研究小组SIG在 2001年年初已出台蓝牙1.1标准（信道数据传输速率为 1Mbps），2001年年底又出台了蓝牙标准2.0版(信道数据 传输速率为2Mbps)。由于蓝牙与802.11b都工作在2.4GHz 频段上，相互之间存在干扰，文献数据表明，使用DSSS 直序扩频的802.11b其发射功率为20dBm时，将使蓝牙数 据包的丢失率达到13.46%，因此去年4月IEEE的PAN （Personal Area Network）工作组提出一项议案，可使 Bluetooth和802.11b同时工作，避免相互干扰。
GSM通信原理基础理论
第一部分GSM通信原理基础理论GSM涵义GSM[1]全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM技术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。
目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。
GSM系统包括GSM 900：9 00MHz、GSM1800：1800MHz 及GSM1900：1900MHz等几个频段。
GSM（全球移动通信系统）是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。
GSM实际上是欧洲的无线电话标准，据GSM MoU联合委员会报道，GSM在全球有12亿的用户，并且用户遍布120多个国家。
因为许多GSM网络操作员与其他国外操作员有漫游协议，因此当用户到其他国家之后，仍然可以继续使用他们的移动电话。
GSM及其他技术是无线移动通信的演进，无线移动通信包括高速电路交换数据、通用无线分组系统、基于GSM网络的数据增强型移动通信技术以及通用移动通信服务GSM历史：20世纪80年代中期，当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时，世界上的发达国家就在研制第二代移动通信系统。
其中最有代表性和比较成熟的制式有泛欧GSM ，美国的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(现在改名为PDC)等数字移动通信系统。
在这些数字系统中，GSM的发展最引人注目。
1 991年GSM系统正式在欧洲问世，网络开通运行。
GSM数字移动通信系统源于欧洲。
早在1982年，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的TACS(全接入通信系统)，西欧其它各国也提供移动业务。
GSM无线通信基础
第
dB、dBm、dBW的含义
5 页
dBm、dBW：是一个表示功率的值。
P （ dBm)=10lgP(mW)
P（ dBW)=10lgP(W)
例1：功率为10W，折算为多少dBm，多少dBW?
第
dB：是一个表示相对的值。
6
页
功率相比
P1
1 0 l g P1 (dB)
P2
P2
例2：甲功率比乙功率大一倍，那么
第
(2) 反射波
8 页
反射波： 电磁波在传播过程中，从不同建筑物或 其它物体反射后到达接收点的传播信号。
第
反射波对直射波的影响
9 页
反射波与直射波的周期相同，但相位可能不同，
导致接收到的信号与原信号增强或者减弱。
第
(3) 绕射损耗
10
页
绕射：无线电波在传播过程中与尖锐的边缘碰撞，信
号能量绕过障碍物传播
第 16
定义：载（波）干（扰）比，即载波的信号电平(dBm) 页
减去干扰的信号电平(dBm).
【单位为 dB】
第
1、同频干扰比C/I
17 页
要求：C/I≥9dB，工程中加3dB的余量，即C/I≥12dB
2、邻频载干比（C/A）
所谓C/A是指在频率复用情况下，服务小区周围所 有邻频信号（载波偏离200KHz）对服务小区频道的干扰。 要求：C/A ≥－9dB，工程中加3dB的余量，【即工程上 C/A≥－6dB】
绕射损耗 ：电波遇到各种障碍物发生绕射 所引起的损耗 。
第
11
3.2 GSM频率资源
页
上行频率：手机到基站 下行频率：基站到手机
第
GSM900:
12
绿皮书
GSM无线基础理论及规划一、GSM网络结构 .............................................................................................. - 3 -二、无线网络规划................................................................................................ - 8 -三 GSM 无线接口理论...................................................................................... - 11 -第一节工作频段的分配 ...................................................................... - 11 -一、我国GSM网络的工作频段 .......................................................... - 11 -二、频道间隔...................................................................................... - 12 -三、频道配置...................................................................................... - 12 -四、干扰保护比.................................................................................. - 12 -第二节时分多址技术（TDMA） ...................................................... - 13 -一、TDMA信道的概念 ..................................................................... - 13 -二、TDMA帧 ..................................................................................... - 15 -三、突发脉冲序列（Burst） ............................................................. - 16 -四、逻辑信道与物理信道之间的对应关系 ...................................... - 18 -五、信道组合种类 .............................................................................. - 20 -六、系统消息...................................................................................... - 21 -第三节无线路径的损耗和衰落 .......................................................... - 22 -一、无线路径的损耗和衰落 .............................................................. - 22 -二、分集接收...................................................................................... - 25 -第四节移动台和基站的时间调整 (27)第五节跳频技术 (27)一、跳频的种类及各自实现的方法 (28)二、跳频的优点 (28)三、跳频序列 (29)第六节语音的传输过程 (29)一、语音编码 (29)二、信道编码 (30)三、交织技术 (31)四、加密 (32)五、调制和解调 (32)四呼叫处理过程 (32)第一节小区的选择与重选 (32)一、小区选择过程 (32)二、小区重选过程 (33)三、不连续接收模式DRX和寻呼信道的定义 (35)第二节初始化过程 (36)一、信道申请 (36)二、初始信道的分配 (37)三、初始化报文 (38)第三节鉴权加密过程 (39)一、鉴权加密过程的三参数组 (39)二、鉴权过程 (40)三、加密过程 (40)四、TMSI重新分配过程 (41)第四节位置更新 (41)一、位置区的概念 (41)二、正常位置更新流程（越位置区的位置更新） (42)三、IMSI 附着和分离过程 (43)四、周期性位置更新过程 (44)第五节MS主叫过程分析 (45)一、呼叫建立过程 (45)二、呼叫释放过程 (48)第六节MS被叫过程分析 (49)一、查询过程 (49)二、寻呼过程 (50)三、被叫的呼叫建立过程 (51)第七节无线链路控制 (53)一、无线链路故障 (53)二、呼叫重建 (54)第八节切换 (55)一、切换过程 (55)二、切换准备 (56)三、触发切换的原因 (57)四、切换的种类 (59)五、切换流程分析 (59)第九节功率控制 (64)一、功率控制 (64)二、不连续发射（DTX） (65)第十节掉话分析（针对北电） (66)五信令协议 (70)第一节信令协议概述 (71)一、接口与协议 (71)二、GSM通信系统内部接口 (71)三、无线接口信令协议 (73)四、A接口信令协议 (73)第二节链路层信令协议 (73)一、帧结构 (74)二、检错和纠错 (74)三、复用 (75)四、流量控制 (76)五、LAPD和LAPDm帧比较 (76)第三节网络层信令协议 (77)一、BSS网络层 (77)二、NSS网络层 (81)第四节GSM信令网 (82)一、信令网络结构 (83)二、信令网路组织 (83)三、信令点编码方案 (84)四、信令网寻址方式 (85)一、GSM网络结构1.1、GSM网络结构如图1给出GSM网络结构。
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1.2 网络结构
Um/LAPDm
其他MSC
PSTN ISDN
BSC
BTS MS
MAP接口
A接口/CCS7
A-bis/LAPD Um X.25协议
BTS
HLR/AUC/LR MS BTS
OMC
SMC
Um
课程内容
第一节 工作频段及网络结构
第二节 第三节 第四节
无线逻辑信道
语音的传输过程 GSM系统技术介绍 链路预算
移动用户漫游号码：MSRN
位置区识别码：LAI=MCC+MNC+LAC 全球小区识别码：CGI=MCC+MNC+LAC+CI 基站识别码：BSIC=NCC+BCC 国际移动设备识别码：IMEI
用户识别模块（SIM）
用户固定数据 IMSI
网络临时数据 TMSI
业务相关数据 使用的语言
Ki
接入控制级 安全算法
LAI
Kc 禁止的PLMN
话费数据
国际移动用户识别号（IMSI）
国际移动用户识别码 (IMSI)
MCC MNC MSIN
国内移动用户识别码
国际移动用户识别码
移动国家号码 (MCC) : 中国为460。 移动网号 (MNC) : GSM为00。 移动用户识别码 (MSIN): 1390 H1H2H3（9）XXXXXX 。 临时移动用户识别码 (TMSI)
1 = M 2） 复D （ 帧 A 0 2 6 帧s T 1 m 0 1 2 2 4 5
1= M 03 复D（ m 帧 A 6 s 5 1 帧/ T 3 1） 0 0 1 4 5 9 0
1 A时 / =5 T 帧 1 6 1） D= （ 4 m M 隙 8 2 . 0 6s 2 0 1 2 3 4 5 6 7
GSM发展历史
日期 发 展 阶 段 1992 GSM 标准委员会更名为“Special Mobile Group” GSM 系 统 命 名 为 ”Global System for Mobile Communications” 颁布 DCS1800 第二阶段的规范（DCS/Phase2） 1992 GSM 系统投入商用 1994 颁布 GSM 第二阶段的规范（GSM/Phase2） 1995 DCS1800 系统投入商用 1996 颁布 GSM 第二阶段增强型规范（GSM/Phase2+）
Cell Site
Cell Site
Cell Site
= 1 ANTENNA
= 3 ANTENNA
= 6 ANTENNA
GSM系统的编号计划
移动用户号码：MSISDN=CC+NDC+SN 国际移动用户识别码：IMSI=MCC+MNC+MSIN 临时移动用户识别码：TMSI
8.25bit
• 同步突发脉冲序列(SB)：用于MS与BTS之间的定时同步
尾比特 数据 数据 尾比特 保护间隔
3bit
39加密bit
64同步bit
39加密bit
3bit 8.25bit
2.2 突发脉冲Burst
• 普通突发脉冲序列(NB)：用于携带业务信道和除RACH之外的控制信道上的信息
尾比特 数据 训练序列 数据 尾比特 保护间隔
MSC
VLR
cell1
cell4 cell7
cell2
cell5
cell3
cell6
cell8 cell11
cel
LA6
基站扇区化
全向小区 3 扇区/小区 6 扇区/小区
（OMNI CELL SITE） （120 SECTOR/CELLS）（60 SECTOR/CELLS）
921~925
2×4
45
20
1.1 工作频段
GSM 900 E-GSM 900 Fu(n) = 890 + 0.2 n Fu(n) = 890 + 0.2 n Fu(n) = 890 + 0.2 x (n -1024) 1 < n < 124 0< n < 124 975 < n < 1023 Fd(n) = Fu(n) + 45 Fd(n) = Fu(n) + 45
3bit
57加密bit
1 26bit 1
0 话音
1 信令
57加密bit
3bit
8.25bit
• 虚拟突发脉冲序列(DB)：用于BTS在无信息下发的时隙发送填充帧
尾比特 尾比特 保护间隔
3bit
142调制bit 156.25 bits (0.577 ms)
3bit
8.25bit
2.3 逻辑信道分类
GSM900 和 GSM1800 的逻辑信道划分是一样的
C 1
C 2
C 3
C 124 (174) 374
C 1„
C 2„
C 3„
C 124„ (174„) 374
200 kHz
C = radio frequency channel (RFC)
512...............885 DCS1800
975....1024 01...............124 GSM900 E-GSM900 ARFCN (Absolute RF channel number)
日讯在线科技有限公司
GSM无线网络优化
无线基础理论
前言
GSM数字移动通信的发展
1G时代——20世纪80年代初，模拟蜂窝技术 2G时代——20世纪90年代初，数字移动通信系统 GSM系统是欧洲在20世纪80年代设计、1992年开通的数字 移动通信系统。 2.5G时代——GPRS、EDGE技术 3G时代——WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA
DCS 1800 GSM-R PCS 1900
Fu(n) = 1710.2 + 0.2 x (n -512) 512 < n < 885 Fu(n) = 876.2 + 0.2 x (n -955) 955 < n < 974
Fd(n) = Fu(n) + 95 Fd(n) = Fu(n) + 45 Fd(n) = Fu(n) + 80
2.2 突发脉冲Burst
• 接入突发脉冲序列(AB)：用于MS初始化接入
尾比特 数据 尾比特 保护间隔
突 发 脉 冲
8bit
41同步bit
36加密bit
3bit
68.25bit
• 频率校正突发脉冲序列(FB)：用于MS与BTS之间的频率同步
尾比特 数据 尾比特 保护间隔
3bit
142bit
3bit
位置区识别码(LAI)
位置区识别码 (Location Area Idetity) MCC MNC LAC
小区全球识别码 (Cell Global Identity) MCC MNC LAC CI
小区识别码 (CI): 二字节的BCD编码
移动用户ISDN号码（MSISDN）
移动用户 ISDN 号码 (MSISDN)
逻辑信道
通用信道 (CCH) 专用信道 (DCH)
广播控制信道 (BCCH)
通用控制信道 (CCCH)
控制信道
话音信道 (TCH)
TCH/H
FCCH SCH
BCCH (系统消息)
PCH
AGCH
RACH
SDCCH
FACCH
TCH/F
SACCH
TCH/9.6F TCH/ 4.8F, H TCH/ 2.4F, H
Fu(n) = 1850.2 + 0.2 x (n -512) 512 < n < 810
1.1 工作频段
(880) 890 Mhz 1710 MHz UPLINK (UL) Transmit band of the mobile station Duplex Distance 45 MHz resp. 95 MHz 25 (35) MHz 75 MHz Guard band not used 25 (35) MHz 75 MHz 915 Mhz 1785 MHz (925) 935 Mhz 1805 MHz DOWNLINK (DL) Transmit band of the base station 960 Mhz 1880 MHz GSM 900 DCS 1800
GSM系统结构
蜂窝通信原理
GSM系统区域分类
GSM区域分类： 服务区 PLMN区 MSC区 位置区 基站区 小区
MSC/VLR 业务区域
MSC/VLR 业务区域
Location Area VLR MSC
VLR MSC
位置区（Location Area）
LA1 LA2 LA3
上行频段 890~915 880~915 1710~1785 1850~1910
下行频段 935~960 925~960 1805~1880 1930~1990
带宽 2×25 2×35 2×75 2×60
双工间隔 45 45 95 80
双工信道数 124 174 374 299
GSM-R
876~880
CC NDC SN
国内有效移动用户ISDN 号码
国际移动用户ISDN
国家号码 (CC): 中国为86。 国内GSM接入号: NDC=139（8、7、6、5、0、1） 移动用户号: H0H1H2H3 ABCD H0 = 0
基站识别色码（BSIC)、IMEI
NCC为PLMN色码，区分国界两侧得运营者（国内区别不同得省） BCC为基站色码，唯一识别相邻得采用相同载频得不同BTS