GSM原理
GSM是Global System for Mobile Communication 的縮寫。意思是全球移動通信系統(tǒng)。分GSM900、DCS1800和PCN1900三個(gè)頻段,一般的所謂的雙頻手機(jī)就是在GSM900和DCS1800頻段切換的手機(jī)。PCN1900則是別的一些國家使用的頻段(如美國)。 GSM900/1800分別是工作在890~960mhz/1710~1880mhz頻段的。GSM900的手機(jī)最大功率是8W(實(shí)際中移動臺沒這么大的功率,一般的手機(jī)最大功率是 2W,車載臺功能大),而 DCS1800的手機(jī)的最大功率是1W。
l?GSM900/DCS1800/PCN1900的區(qū)別: GSM900是初始的GSM 系統(tǒng), MOBILE 的功率從輸出1W-8W, GSM900的通道從1 ~124, DCS1800的通道從512~885;?DCS1800是低功率的, 最高是1W;?
l?GSM的頻段:GSM900?小區(qū)半徑35km 上行880~915MHZ 下行將925~960MHZ
PHASE2:?890~925MHZ 和935~960MHZ; 通道號1---124.
GSM1800小區(qū)半徑2km(由于1800mhz手機(jī)的低功率) 上行710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2:?SAME; 通道號 :512—885. 為高密度的用戶.
GSM1900:?1850~1910MHZ?1930~1990MHZ
上行和下行組成一頻率對, 上行就是手機(jī)發(fā)射、機(jī)站接收;下行就是基站到手機(jī)。例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二個(gè)通道上, 上行落后下行三個(gè)時(shí)隙.
1.?BTS 基站:base transceiver station 基站首要是收發(fā)器,收發(fā)器的多少決定小區(qū)的容量,一個(gè)收發(fā)器能支持 8個(gè)用戶。一個(gè)小區(qū)由3 個(gè)天線,一個(gè)發(fā)射,兩個(gè)接收(分級接收)。(
a)?每個(gè)BTS都會有一套收發(fā)器。
b)?一個(gè)BTS覆蓋一個(gè)小區(qū),BTS發(fā)送BCH信號在RF信道的0時(shí)隙。BCH幫助Mobile識別/尋找網(wǎng)絡(luò)。
c)?小區(qū)的手機(jī)用戶容量依靠信道數(shù)
d)?GSM空中接口的數(shù)據(jù)傳輸速率是13Kbps, 即BTS收發(fā)語音數(shù)據(jù)速率是13KB/S.
e)?有BTS命令手機(jī)設(shè)置其發(fā)射功率、遷時(shí)、切換。
2.?BSC base station controller 基站控制器:
a)?幾個(gè)BTS基站連接一個(gè)BSC, 基站安排信道配置、切換、和BTS連接BSC; 所有的BSC連接至MSC,
b)?每個(gè)BTS連結(jié)BSC用abis 接口,是2Mbps的連接。使用microwave link、optical fiber、 co-axial line等方式連接 .
c)?Microwave link 經(jīng)常是最好的連接方式選擇。
d)?BSC連結(jié)MSC使用的是A口
e)?在BSC可提供小區(qū)廣播等服務(wù)。
3.?MSC mobile switching center 是網(wǎng)絡(luò)的核心,呼叫建立、保持、和釋放;鏈接BSC和PSTN、認(rèn)證、呼叫轉(zhuǎn)接、短信息、收費(fèi)等。當(dāng)用戶增加到一定數(shù)量時(shí),可增加 MSC;MSC與MSC之間使用GMSC連結(jié)(GATEWAY)
a)?當(dāng)呼叫建立時(shí),MSC起到保持通話和斷開通話的功能。
b)?存儲所有的用戶數(shù)據(jù)和它們的相關(guān)特征。
c)?介于MS和PSTN之間,交換通信數(shù)據(jù).
d)?MSC是GSM 網(wǎng)絡(luò)的心臟。是與別的GSM 網(wǎng)絡(luò)、非GSM網(wǎng)絡(luò)的連接口。
e)?MSC主要功能:認(rèn)證、位置更新、連接、收費(fèi)、呼叫轉(zhuǎn)接、SMS。
f)?當(dāng)用戶增加時(shí),超過一個(gè)MSC的容量,就需要多一個(gè)MSC,就增加一倍的用戶
4.?TRAN------Trans coding/rate adapter unit 速率適配器。
a)?TRAN轉(zhuǎn)換13KB/S的GSM速率為標(biāo)準(zhǔn)的64KB/S; TRAN作為一MSC 的一部分。
b)?Trans coding 也使用在下行時(shí),將64kbps轉(zhuǎn)換成16kbps.
c)?Trans coding在MSC\BSC\BTS中。
5.?HLR Home location register歸屬位置寄存器。
a)?在MSC中有所有的用戶數(shù)據(jù)庫存在于HLR。HLR中有永久用戶數(shù)據(jù)庫。
b)?用戶發(fā)出呼叫時(shí),MSC從HLR之中獲得用戶數(shù)據(jù)。是用戶核心數(shù)據(jù)庫,大部分在SIM卡中的數(shù)據(jù)都可以在HLR中獲得。
6.?VLR visiting location register 訪問位置寄存器。
a)?在VLR中有被激活的所有的用戶號碼。
b)?當(dāng)別的MSC中的用戶漫游到新的MSC時(shí),MSC和HLR之間通信,新的MSC就將漫游的用戶注冊到它的VLR中。
c)?當(dāng)手機(jī)漫游時(shí),用戶訪問區(qū)被別的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,而且歸屬位置網(wǎng)絡(luò)批準(zhǔn)它使用被訪問的網(wǎng)絡(luò),它的用戶信息將從 HLR被拷貝到VLR( 訪問位置寄存器)中暫存。
7.?鑒權(quán)中心AUC----Authentication center
a)?是SIM 卡的驗(yàn)證過程。
b)?每個(gè)SIM卡有一個(gè)IMSI,在IMSI有加密碼
c)?在HLR中有IMSI和密碼
d)?手機(jī)通信時(shí),首先驗(yàn)證SIM 卡的合法性,由AUC 進(jìn)行驗(yàn)證。
8.?裝備身份注冊:EIR----Equipment identify register
a)?包含了IMEI信息。所有的手機(jī)IMEI都存儲在EIR中,是手機(jī)的數(shù)據(jù)庫。
b)?在GSM中有助于驗(yàn)證當(dāng)手機(jī)遺失時(shí),運(yùn)營商可以禁止已經(jīng)報(bào)失手機(jī)的使用。
c)?EIR分類:Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown
9.?收費(fèi)中心BC---Billing center
a)?BC產(chǎn)生每一個(gè)用戶的費(fèi)用狀況.
b)?直接連到MSC, 由MSC發(fā)送收費(fèi)信息給BC(通話時(shí))
c)?BC處理按單位計(jì)費(fèi)。
10.?操作運(yùn)營中心:OMC----operation and maintenance center.
a)?每個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)超過100 個(gè)BTS組成,每一個(gè)實(shí)體需要操作和維護(hù)。
b)?一些遠(yuǎn)程操縱是必要的,檢測和遠(yuǎn)程進(jìn)入。
c)?有時(shí)有兩種OMC(不同的供應(yīng)商),OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio network。
11.?短信中心:SMSC信息通過短信息中心發(fā)到指定的手機(jī)。
a)?信息通過SMSC傳輸
b)?信息可通過人工終端(連到SMSC)發(fā)送。
c)?短信中心SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS
12.?語音服務(wù)中心:
a)?它擁有所有語音用戶的數(shù)據(jù)庫;
b)?它也存儲了語音信息。
13.?設(shè)備報(bào)警:
a)?BTS, BSC, Trans coder failure.
b)?Link failure
c)?Module failure(transceiver, processor)
l?小區(qū)身份,網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)小區(qū)都由唯一的識別號,CI: Cell Identity. 一個(gè)小區(qū)由56個(gè)用戶可同時(shí)通話
l?調(diào)制方式: GSM 采用的是0.3GMSK調(diào)制高斯最小頻移鍵控,0.3是描述濾波器帶寬和比特率的關(guān)系,不是相位調(diào)制,是一種典型的數(shù)字調(diào)頻調(diào)制,實(shí)際上是調(diào)頻。 0和1代表的是載波加減不同的頻率+67.708KHZ 和-67.708KHZ,1被看作是相位增加90度,0被看作是相位在相反方向改變,兩個(gè)頻率表示頻移鍵控; 語音編碼速率時(shí)13kbps. 數(shù)據(jù)速率(調(diào)制速率)BIT傳送速率是270.833Kbps。剛好是四倍于射頻頻移。這樣一來就有效的減少調(diào)制頻譜和提高了通道利用率 .?高斯濾波: 劇烈的頻率變化會導(dǎo)致頻譜擴(kuò)散, 所以用濾波器進(jìn)行濾波平滑后, 減少頻譜擴(kuò)散;?RF載頻加67.708和減67.708KHZ; 靠頻率轉(zhuǎn)移.
l?GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):手機(jī)和機(jī)站的接口是空中接口,基站(BS)和基站控制臺BSC是靠abis接口2Mbps的連接。(是光纖或者常用微波連接, DCS1800 Abis接口經(jīng)常使用微波連接), 一個(gè)BSC控制20~30個(gè)BTS;基站控制臺BSC到交換局是A口連接。手機(jī)和基站的最大距離是34.9km。
手機(jī)開機(jī)后的步驟:
1.?首先搜索124個(gè)信道,即所有的BCH通道, 決定收到的廣播信道BCH強(qiáng)度, (BCH 的承載的信息是距Mobile最近的BTS; 呼叫信息);
2.?跟網(wǎng)絡(luò)同步時(shí)間和頻率, 由FCH/SCH調(diào)整頻率和時(shí)間
3.?解碼BCH的子通道BCCH.
4.?網(wǎng)絡(luò)檢查SIM 卡的合法身份.是否是網(wǎng)絡(luò)允許的SIM 卡。
5.?手機(jī)的位置更新.
6.?網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)
l手機(jī)主叫(MOC)過程:
1.?手機(jī)給基站發(fā)送通道需求,即手機(jī)發(fā)送一個(gè)短的隨即接入突發(fā)脈沖 .(RACH Burst)
2.?由BCH 指定傳輸信道. SDCCH
3.?手機(jī)和基站在獨(dú)立專用信道(SDCCH)上通信.
4.?權(quán)限認(rèn)證
5.?指定手機(jī)在一個(gè)業(yè)務(wù)信道(TCH)上通信.
6.?在TCH上進(jìn)行語音通信.
手機(jī)被叫
1.?BTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI號碼來呼叫用戶。
2.?由手機(jī)發(fā)送RACH
3.?通道指定在BCH.
4.?手機(jī)和基站在SDCCH 上通信
5.?手機(jī)用戶被鑒權(quán)
6.?手機(jī)被指定TCH通道。
7.?在TCH通道上進(jìn)行語音和數(shù)據(jù)通信。
緊急呼叫:
1.?GSM規(guī)格定義了112 為緊急呼叫號碼
2.?112在手機(jī)有無SIM卡的情況下均可呼叫。
3.?在RACH 上, 手機(jī)112 建立緊急呼叫。
l?Authentication 鑒權(quán):
1.?目的:驗(yàn)證用戶身份(IMSI /SIM); 提供手機(jī)新的加密鍵。
2.?鑒權(quán)是在什么情況下:每一次注冊、每次呼叫或被叫企圖、執(zhí)行一些增值服務(wù)、漫游時(shí)的位置更新。
l?切換handover: 切換是手機(jī)通信從一個(gè)小區(qū)/信道到另外一個(gè)小區(qū)/信道。
1.?上行和下行的接收質(zhì)量報(bào)告
2.?上行和下行的接收信號強(qiáng)度
3.?距離,遷時(shí)
4.?干擾層。
5.?功率預(yù)算。
6.?切換包括:同一小區(qū)內(nèi)部信道 /時(shí)隙之間的切換。小區(qū)于小區(qū)之間。
l?加密ciphering: 語音和數(shù)據(jù)的保密、信號信息的保密;
l?手機(jī)位置更新location update:
1.?MSC應(yīng)知道呼叫手機(jī)的位置。
2.?手機(jī)連續(xù)的改變位置,手機(jī)在改變位置時(shí)通知MSC關(guān)于新位置。由MSC處理位置更新。
3.?手機(jī)位置更新過程:(location area identity LAI)
a)?手機(jī)改變位置區(qū)
b)?手機(jī)從BCCH 上讀新的位置區(qū)
c)?發(fā)送RACH, 為通道需求。
d)?在AGCH上獲得一個(gè)SDCCH.
e)?在SDCCH發(fā)送IMSI和新舊LAI位置更新需求給MSC
f)?MSC開始認(rèn)證
g)?如果認(rèn)證成功,更新手機(jī)位置在 VLR上
h)?發(fā)送確認(rèn)信息給手機(jī)
i)?手機(jī)離開SDCCH, 進(jìn)入空閑模式。
l?上行和下行:上行是手機(jī)通過上行頻率發(fā)信息給基站,下行是相反。上行和下行組成一對頻率對( 45MHZ分割),上行滯后下行3個(gè)時(shí)隙;上行和下行使用相同的時(shí)隙號;上行和下行使用相同的通道號;上行和下行使用不同的波段。(間隔 45MHZ)。
功率等級:
由于手機(jī)在小區(qū)內(nèi)移動,它的發(fā)射功率要隨著移動,當(dāng)他靠近基站時(shí),防止干擾別的用戶功率要減小,當(dāng)他遠(yuǎn)離基站是為防止衰減要增大發(fā)射功率??偣灿?19個(gè)功率等級, 功率等級存于手機(jī)的EEPROM中. 功率控制的好處是:手機(jī)可以省電、基站減少干擾。
1.?由基站在SACCH上發(fā)送命令手機(jī)改變發(fā)射功率
2.?改變功率是和路徑的衰減成比例。 TX Level 5 –33dbm ,19---5dbm。
3.?每個(gè)等級之間是間隔2dbm.
4.?BTS需要在上行開始的Rxlev、Rxqual
5.?每480ms 發(fā)送報(bào)告給BSC 關(guān)于Rxlev、Rxqual。
6.?每一定時(shí)間跟初始的進(jìn)行比較。
動態(tài)基站功率控制:
1.?目標(biāo)是減少平均干擾
2.?基于MS發(fā)送的測量報(bào)告計(jì)算
3.?不是和BCH載波????。
4.?非強(qiáng)制性的
DTX 不連續(xù)發(fā)射:
1.?當(dāng)語音中斷的大部分時(shí)間里,允許無線發(fā)射器關(guān)掉。
2.?有DTX Handler處理器:在發(fā)射端有語音激活檢測、在發(fā)射端有背景聲噪音、在切斷時(shí)產(chǎn)生舒適噪音。
3.?不連續(xù)發(fā)射在上行和下行都有執(zhí)行。不連續(xù)發(fā)射、不連續(xù)接收;
4.?在手機(jī)上執(zhí)行不連續(xù)發(fā)射和不連續(xù)接收。
5.?在BTS接收時(shí)有不連續(xù)接收
時(shí)遷(定時(shí)提前):
Timing advance 就是為了保證信號能在準(zhǔn)確的時(shí)間內(nèi)到達(dá) BS, 當(dāng)MS移動時(shí), 隨著MS距離BS 的遠(yuǎn)近, 上行傳遞的時(shí)延的可變,基站命令移動臺提前發(fā)送。由BS在SACCH信道上命令MS來改變它的遷時(shí)的大小. 手機(jī)在空閑模式時(shí)接收機(jī)站和解碼BCH,在BCH中的SCH允許手機(jī)調(diào)整它的內(nèi)部時(shí)間,當(dāng)手機(jī)接收到SCH時(shí)不知道距離基站多遠(yuǎn),通過SACH特殊的短突發(fā)。當(dāng)手機(jī)在下行的SACCH上獲得遷時(shí)信息,才發(fā)送正常的突發(fā),30KM 手機(jī)設(shè)置遲延100US.
信道介紹:
1.?BCH 廣播信道:?
BCH就象燈塔, 在每一小區(qū)的任何時(shí)候, 都有BCH在ARFCN上,使手機(jī)能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò), 并使手機(jī)同步于網(wǎng)絡(luò),并且BCH信號的強(qiáng)度告訴手機(jī)那個(gè)是距它最近的GSM網(wǎng)絡(luò); 手機(jī)幾乎每30秒會報(bào)告相鄰小區(qū)的BCH 功率, 以便于由基站決定是否切換.?? 每一小區(qū)使用的BCH頻率通道都不同, 通道被遠(yuǎn)距離的小區(qū)重復(fù)使用; 小區(qū)中的所有的手機(jī)接收BCH.?在ARFCN上有BCH信道. BCH的信息在下行的通道 0時(shí)系, 其他時(shí)系用于業(yè)務(wù)信息TCH; 使MS 同步, 運(yùn)載控制信息和呼叫信息. 和網(wǎng)絡(luò)身份信息。所有手機(jī)的呼叫信息都在BCH上。BCH由FCH、SCH、BCCH、CCCH、SDCCH、SACCH組成。基站產(chǎn)生的BCH在零時(shí)隙,
a)?FCH: frequency correction channel 在BCH 上重復(fù)使用特別的BURST, 讓手機(jī)開機(jī)時(shí)調(diào)整它的頻率.
b)?SCH: synchronization channel, 在FCH后, 調(diào)整時(shí)間.
c)?BCCH: 廣播控制信道, 帶有網(wǎng)絡(luò)身份.
d)?CCCH: 共用控制信道, 它的子通道PCH(PAGING CHANNEL)在CCCH上. 手機(jī)能認(rèn)出并用一個(gè)RACH作出反應(yīng).; 還有子通道AGCH 訪問認(rèn)可通道, 命令手機(jī)進(jìn)入SDCCH或TCH.
2.?CCCH共用控制信道: 是雙向控制信道, CCCH和BCH在多幀上分享0時(shí)隙;CCCH包括RACH; PCH; AGCH; CBCH; PCH呼叫通道用于運(yùn)載IMSI報(bào)知手機(jī)有呼叫、PCH是下行通道,
3.?DCCH專用控制信道: 雙向控制信道, 由三個(gè)子通道組成:SDCCH,FACCH,SACCH.。
u?SDCCH獨(dú)立專用控制信道:指定TCH之前的過渡信道,話務(wù)建立和用戶驗(yàn)證. SDCCH 獨(dú)立專用控制信道: 在呼叫建立時(shí), 于BCH 和TCH之間起連接作用.
u?SACCH 慢速相關(guān)控制信道:?
上行: 接收信號質(zhì)量報(bào)告、接收信號 RX LEVEL 報(bào)告、相鄰小區(qū)的BCH 功率報(bào)告。通道功率;手機(jī)的狀態(tài).?
下行:命令MS的TX 功率控制的命令、小區(qū)信道配置、遷時(shí)、跳頻。
u?FACCH 快速相關(guān)控制信道:由BTS用作命令手機(jī)切換,
上行:中斷TCH信號、切換時(shí)快速信息交換。
下行:中斷TCH. 控制BITS
u?SACCH和FACCH的區(qū)別: SACCH報(bào)告基站說有另外的小區(qū)可提供給手機(jī)更好的信號質(zhì)量, 切換是必要的.在段時(shí)間內(nèi), 由于SACCH 沒有足夠的帶寬, 所以在短時(shí)間內(nèi)由FACCH取代TCH; 切換就發(fā)生了. FACCH象一個(gè)TCH. 當(dāng)聽到語音有小的中斷時(shí), 可能發(fā)生了切換.
4.?TCH業(yè)務(wù)信道: 通話時(shí)使用的信道. 運(yùn)載語音信息、是雙向的用于手機(jī)和基站交換語音信息 ,TCH full rate?26 frames是 120ms。包含24carry speech, 1個(gè)idle , 1個(gè)sacch。TCH half rate?26 frames 是120ms ; 包含24carry speech , 2個(gè)sacch.
5.?RACH隨機(jī)接入信道:
由手機(jī)發(fā)送短的突發(fā)給基站,即呼叫需求;由MS使用來從基站獲取注意; 手機(jī)并不知道路經(jīng)的遲延, 所以手機(jī)發(fā)短的BURST, 當(dāng)手機(jī)在下行的RACH上獲得遷時(shí)時(shí), 手機(jī)才發(fā)正常的BURST.
6.?手機(jī)測量報(bào)告:
SACCH的測量報(bào)告提供給GSM系統(tǒng)。每個(gè)手機(jī)測量服務(wù)小區(qū)的功率,也測量相鄰小區(qū)的 BCH功率;手機(jī)也測量在TCH 上接收的信號的強(qiáng)度和質(zhì)量。通過SACCH將接收RxLev(dbm)和RXQuaL(be mapped directly to bit error ratio)報(bào)告給所在服務(wù)小區(qū)。
7.接收表現(xiàn):GSM接收器要在復(fù)雜的無限環(huán)境中有效的操作。接收器要適應(yīng)多徑和多普勒衰減,低信號、高信號、以及別的收發(fā)射器或別的用戶的干擾。要能以最小的比特誤碼率解調(diào) 0.3GMSK 信號。GSM 的語音通道的語音信息編碼為Ia和Ib帶有錯(cuò)誤糾正,而Ⅱbits沒有錯(cuò)誤糾正?;フ{(diào)測試手機(jī)在GSM波段的對兩個(gè)干擾的選擇,
l?IMEI是 international mobile equipment identity 國際移動設(shè)備識別號就是手機(jī)串號,每一個(gè)手機(jī)都有一唯一的不同于別的手機(jī)的串號。 IMSI:international mobile subscriber identity國際移動用戶識別號是手機(jī)用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的正確身份。15位IMSI存于SIM卡中.
l?SIM subscriber identity module : 由4-8位的PIN碼,3次錯(cuò)誤的輸入卡就停止工作;8位的PUK碼,10次錯(cuò)誤的輸入SIM卡就被永久的鎖住。SIM卡包含有:串號、IMSI、鑒權(quán)算法加密、網(wǎng)絡(luò)代碼、PIN PUK、充電信息。SIM 卡: 保持有所有的用戶信息,(IMSI\ 允許的網(wǎng)絡(luò)單); 存有最后的位置信息. 撥打信息和存儲信息.存儲電話號碼等。
l?Dual band & dual mode:
1.?dual band : 雙帶,手機(jī)有頻率開關(guān),可工作在兩個(gè)頻率段
2.?dual mode 雙重模式在手機(jī)中,mode 是所使用發(fā)射技術(shù)的類型, 數(shù)字模式和模擬模式。手機(jī)支持AMPS和TDMA, 能按需要的模式轉(zhuǎn)換。AMPS是模擬的。
l?Mobile Station ISDN number: (MSISDN): 也就是手機(jī)號碼。
l小區(qū)接入技術(shù):
1.?FDMA: frequency division multiple access: 每個(gè)通話放在一個(gè)單獨(dú)的頻率上。
2.?TDMA: Time division multiple access: 在指定的頻率上,通話在固定的時(shí)間段上。
3.?CDMA: Code division multiple access 每個(gè)通話都有唯一的代碼。
時(shí)分多址接入技術(shù):
1.?GSM 使用了TDMA 和FDMA多路傳輸:124 Frequency channels for GSM900; 100khz channel; mobile share ARFCN by TDMA. 0.3GMSK Modulation 270.833kbits/sec.
2.?在GSM系統(tǒng)中有124個(gè)頻道,頻道間隔是200khz; 每個(gè)頻道由8個(gè)用戶共享,在時(shí)間上進(jìn)行時(shí)分復(fù)用。就是說信號的發(fā)送是突發(fā)的不是連續(xù)的發(fā)送的。上行和下行規(guī)定使用相同的信道號( ARFCN)和時(shí)系號,而且基站和移動臺相差三個(gè)時(shí)系,即上行電路落后于下行電路三個(gè)時(shí)系時(shí)間。
物理通道和邏輯通道 :
物理通道: 被描述在時(shí)域和頻域;?是實(shí)際的頻率和時(shí)域, 由頻道或絕對射頻信道號和時(shí)系共同決定的。TS number 和ARFCN的組合就是物理信道。
邏輯通道; 是在物理通道上,在任何頻率和時(shí)系可能是業(yè)務(wù)信道或是控制信道.
l?1 timeslot period=576.92us, 1frame =8timeslots. Frame period=4.615ms, voice coder bit rate=13kbps,
l?在Timeslot/normal burst 中,有26bits的慢或是Training bits。
l?跳躍業(yè)務(wù)通道:所有的手機(jī)都有跳頻的能力,但是不是所有的小區(qū)都是跳躍區(qū)(象城市有較多的建筑物造成多徑,被設(shè)為跳頻小區(qū))。手機(jī)測量相鄰小區(qū) bch的強(qiáng)度,跳躍順序由小區(qū)配置和手機(jī)配置表定義。小區(qū)配置表列出所有的特別小區(qū)跳躍順序。
1.?小區(qū)重選-----測量并進(jìn)行BCCH解碼:MS每5秒算出服務(wù)小區(qū)C1和非服務(wù)小區(qū)C2
2.?MS最少要每30秒解碼服務(wù)小區(qū)全部的BCH數(shù)據(jù)。
3.?手機(jī)解碼BCCH數(shù)據(jù)包含影響小區(qū)選擇的參數(shù),最少5分鐘6個(gè)最強(qiáng)的小區(qū)BCCH載波。
4.?當(dāng)MS找到6個(gè)最強(qiáng)的BCCH 載波,在30秒內(nèi)BCCH數(shù)據(jù)到新的載波。
l?跳頻:
1.?多路衰減產(chǎn)生不同的信號強(qiáng)度被叫做瑞利衰減
2.?瑞利衰減是由不同的路徑和由此的接收頻率決定
3.?快速移動的手機(jī)可能體驗(yàn)不到由于路徑的改變而產(chǎn)生劇烈的影響??
4.?慢速或停止的手機(jī)可能體驗(yàn)到語音質(zhì)量的嚴(yán)重影響( why)?
5.?如果當(dāng)衰減發(fā)生時(shí)接受頻率改變,問題就會解決
6.?衰減現(xiàn)象是連續(xù)的和快速的,這樣頻率變化也應(yīng)該是連續(xù)的。
7.?這種連續(xù)變化的頻率叫做跳頻
8.?在上行和下行都要進(jìn)行跳頻處理
9.?在每個(gè)TDMA幀頻率改變
10.?手機(jī)的跳頻最多64個(gè)頻率
11.?跳躍順序是循環(huán)或非循環(huán)的??。
12.?什么是跳頻順序??不同的跳頻順序可在同一小區(qū)使用。
13.?BCH時(shí)隙不跳躍??
14.?跳頻能使平均干擾減少。即使共道小區(qū)將使用相同的ARFCN跳頻,干擾將不連續(xù)。
15.?GSM 小區(qū)不是幀同步,頻率的改變相關(guān)于Frame nos.?
16.?如果相同的HSN(??)用在兩個(gè)小區(qū),干擾要么是零,或者如果相位更正存在將是連續(xù)的????
17.?所以兩個(gè)小區(qū)要盡可能的使用不同的 HSN.
18.?扇形小區(qū)(同一個(gè)BTS)能使用相同的HSN, 由于區(qū)域不同時(shí)出現(xiàn)。
l?語音編碼: 現(xiàn)代的數(shù)字通信中使用語音壓縮技術(shù), RELP殘余激勵線性預(yù)編碼和LTP 長期與編碼。語音質(zhì)量被影響由首要的Ia bits,有錯(cuò)誤檢測加CRC糾錯(cuò)。評價(jià)語音質(zhì)量MOS=Mean opinion score , 1---5; 5 是最好的。1 是最差。
GSM蜂窩通信系統(tǒng)和測量
第一帶的模擬移動通信技術(shù):是模擬系統(tǒng),信道上的信息是語音信息以模擬方式傳輸?shù)?,使用的也是模擬調(diào)制(調(diào)頻)。 存在頻譜利用、容量、功率利用率、保密等缺點(diǎn)。
第二代的數(shù)字的、以電話業(yè)務(wù)為主的窄帶移動通信技術(shù)。采用語音壓縮編碼使話音數(shù)字化、以 TDMA、FDMA多種編碼方式調(diào)制。
第三代以有限多媒體業(yè)務(wù)為主的寬帶移動通信技術(shù)。是一種全球性的個(gè)人移動通信系統(tǒng)、為靜止或慢速移動的用戶提供 2Mbps數(shù)據(jù)流,高速移動的用戶144Kbps。中速移動的是384Kbps。有幾種標(biāo)準(zhǔn):WCDMA;CDMA2000.
第四代是以多媒體為目的的廣帶移動通信技術(shù)。
l?GSM測量中使用到的儀器:
時(shí)域分析:示波器易觀察相位失真。
頻域分析:頻譜分析儀易觀察諧波失真。
加密cipher/encryption: 安全保密是GSM系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn), 由基站控制加密的開關(guān),
測量時(shí)的原則是:
要有足夠的功率保證連接, 連接調(diào)制質(zhì)量, 克服路經(jīng)衰減;選擇的測量:要避免假壞、找出所有的真壞、解釋失??;測量時(shí)要的是為什么要測量?和尋找什么?提供給可靠的質(zhì)量、可靠的操作安全、提供有缺陷的數(shù)據(jù)給制造商。尋找潛在的生產(chǎn)缺陷、缺陷的生產(chǎn)過程,從手機(jī)的壽命和損壞的結(jié)果。實(shí)際生產(chǎn)中需要測試的外設(shè):鍵盤和顯示、電池連接、 SIM卡的連接、耳機(jī)語音、天線測試、液晶顯示等。
1.?誤碼率:
接收靈敏度的表現(xiàn),誤碼率 BER bit error ratio是評價(jià)在模擬的輸入時(shí)接收的情況. 所有的手機(jī)都有一LOOP BACK 模式, 由GSM TEST SET給手機(jī)發(fā)送命令,讓手機(jī)進(jìn)入Loop back 模式, 而且只有當(dāng)TESTSIM插入手機(jī)時(shí), loop back 才能被激活, 一旦手機(jī)循環(huán)回調(diào)制的數(shù)據(jù)流, BER就可測量了; 比特誤碼是由于手機(jī)接收引起的. 由GSM TEST SET 模擬一個(gè)基站, 由GSM TEST SET產(chǎn)生一個(gè)高質(zhì)量的0.3GMSK信號, 和手機(jī)建立呼叫, 手機(jī)被命令進(jìn)入loop back模式, 通常語音數(shù)據(jù)編碼在TCH上, 但此時(shí)被偽隨機(jī)比特(pseudo random binary sequence)序列取代, PRBS被調(diào)制在下行的TCH 上, 手機(jī)收到并解調(diào)PRBS, 重新調(diào)制到上行的TCH上, 在TEST SET 里,解調(diào)并和原始的PRBS比較., 錯(cuò)誤的就以百分比.
2.?接收靜態(tài)靈敏度:
手機(jī)在小區(qū)內(nèi)移動, 由于路經(jīng)的衰減, 基站使用從手機(jī)發(fā)來的RXLev顯示接收的功率, 當(dāng)顯示接收的功率小時(shí), 基站調(diào)整它的輸出功率; 這叫動態(tài)功率控制, 范圍超過30DB.在最遠(yuǎn)-102dbm 時(shí)BER<2%, 在最高(最近)-15DBM時(shí)BER<0.1%;
a)?衰退條件下的接收靈敏度.
b)?干擾條件下的接收表現(xiàn):
3.?GSM BURST:
是功率對時(shí)間的關(guān)系(power versus time)。0.3GMSK的突發(fā)脈沖中的平坦部分是有用部分,其波動范圍應(yīng)在±1.0dbm.內(nèi)。測量功率對時(shí)間power versus time burst profile: 用時(shí)門頻譜分析儀, 由頻譜分析儀設(shè)置零頻率跨度(SPAN);調(diào)至信號中心頻率,分辨率帶寬要選到足夠窄使信噪比能顯示出整個(gè) Burst的動態(tài)范圍,而且分辨率帶寬也要足夠而不至于扭曲顯示的輪廓。
4.?測量輸出的RF 頻譜:
RF調(diào)制輸出頻譜平均的軌跡,平均的和中心頻率的值相比就是dbc. 由于Ramping輸出的RF頻譜. Ramping 頻譜的測量是為了保護(hù)那些使用相鄰頻率通道的用戶,要求TDMA burst 有足夠的動態(tài)范圍、上升的足夠快、不要超過目標(biāo),而且在中心要平坦。波紋的出現(xiàn)在 burst中央是產(chǎn)品測量期望的。瞬間的輸入頻率接近±67khz和數(shù)據(jù)模型??
5.?雜散波的散發(fā)的測試 :
1.?保護(hù)別的無線頻譜用戶,不被干擾。在 R&D要測試,生產(chǎn)一般不需要。
2.?保護(hù)別的用戶、從9KHZ 到12.75GHZ。、空閑模式/通話中
a)?用Spectrum analyzer 去搜索9K-12.75GHZ內(nèi)的所有頻譜。
b)?在空閑模式和在通話中模式中。
c)?要在完全屏蔽的RF測量條件下,屏蔽掉別的無限頻譜。
6.?發(fā)射部分:
EEPROM 存儲了I/O增益平衡參數(shù), Ramping 控制線路的形狀參數(shù);發(fā)射輸出的校準(zhǔn)功率值和功率更正系數(shù)也存儲在 EEPROM中;發(fā)射輸出功率是GSM規(guī)則中最重要的一個(gè)協(xié)議。所有的收集都需要EEPROM 校準(zhǔn)表以滿足GSM 協(xié)議要求,在不同的輸出頻率,功率校準(zhǔn)表為每一個(gè)功率等級留有更正值;發(fā)射輸出功率能被 GSM TEST SET 來測量。最大的功率輸出偏差是2dbm. 其他的是3dbm.偏差。
7.?調(diào)制合成是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)流從通道編碼器到無線信號,調(diào)制和信道合成器成單個(gè)線路。?
8.?相位和頻率誤差:相位和頻率誤差能顯示手機(jī)許多性能。峰值相位誤差peak〈20deg; 平均相位誤差<5deg; 頻率誤差<90hz.
9.?時(shí)基調(diào)整范圍
timing tuning range: 時(shí)基調(diào)整范圍檢查是每個(gè)手機(jī)生產(chǎn)商都要做的,所有的手機(jī)都有一個(gè)內(nèi)部頻率參考振蕩器 (時(shí)基),手機(jī)里所有別的頻率都要和這個(gè)參考頻率同步;這個(gè)參考頻率時(shí)可調(diào)的、所以手機(jī)能和網(wǎng)絡(luò)同步;充足的調(diào)整范圍是必要的。是因?yàn)槎嗥绽账p和溫度的變化。
10.?dbc 測量射頻頻譜,由調(diào)制引起的頻譜曲線測量,將平均測量結(jié)果與中心頻率處的平均值相比,就是相對的 dbc值.
11.?RELP: 殘余激勵線性預(yù)編碼。 LTP: 長期預(yù)編碼。
12.?空閑模式(idle mode): 沒有在通話,但仍然扎營在網(wǎng)絡(luò)上。從基站接收和解碼BCH。
手機(jī)Camp on:
Preferred list.
QUSTION:
1、小區(qū)的一個(gè)基站一般有幾副天線? 3
2、一副天線能否同時(shí)發(fā)射幾個(gè)頻道?如果不能,那么如何給一個(gè)小區(qū)同時(shí)提供幾個(gè)頻道?
3、小區(qū)的一個(gè)控制信道(如 BCCH)是否只能占用小區(qū)中一個(gè)載頻的一個(gè)時(shí)隙(而不能變化信道或同時(shí)占用幾個(gè)信道)?
4、業(yè)務(wù)信道和控制信道能否同處于一個(gè)頻道中?
國內(nèi)GSM手機(jī)進(jìn)網(wǎng)檢測的測試標(biāo)準(zhǔn)
目前我國GSM手機(jī)進(jìn)網(wǎng)檢測執(zhí)行的是1996年頒布的YD/T 884-1996 《900MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)移動臺設(shè)備技術(shù)指標(biāo)及測試方法》。該標(biāo)準(zhǔn)是基于ETSIGSM 11.10的12-14章,主要規(guī)定了GSM900移動臺無線收發(fā)信機(jī)的射頻、音頻指標(biāo)的定義、要求及測試方法。該標(biāo)準(zhǔn)除用于手機(jī)進(jìn)網(wǎng)檢測外,還廣泛用于仲裁測試、性能測試以及手機(jī)廠家、運(yùn)營單位、和維修部門對手機(jī)進(jìn)行的檢測。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主要指標(biāo)有:
發(fā)射機(jī):
-相位誤差和頻率誤差
-多徑與干擾條件下的頻率誤差
-發(fā)射機(jī)載頻峰值功率與突發(fā)脈沖定時(shí)
-輸出射頻頻譜
接收機(jī):
-壞幀指示性能
-參考靈敏度
-接收機(jī)適用的輸入電平范圍
-同信道抑制
-鄰信道抑制
-互調(diào)抑制
-阻塞與雜散響應(yīng)抑制
雜散輻射
音頻測試:
-發(fā)送靈敏度/頻率響應(yīng)
-發(fā)送響度評定值
-接收靈敏度/頻率響應(yīng)
-接收響度評定值
-側(cè)音掩蔽評定值
-電話聲耦合損耗
-失真
-帶外信號抑制
-空閑信道噪聲
YD/T 884-1996自頒布以來一致指導(dǎo)我國的GSM手機(jī)檢測,為保證國內(nèi)進(jìn)網(wǎng)和銷售的GSM手機(jī)質(zhì)量起到了技術(shù)支持和保障作用。但隨著GSM技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)在GSM雙頻、多頻手機(jī)已全面上市,手機(jī)的各項(xiàng)新業(yè)務(wù)新功能不斷出現(xiàn),該標(biāo)準(zhǔn)只覆蓋900MHz一個(gè)頻段,因此急需更新。目前中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)委員會(CWTS)正在研究制訂新的標(biāo)準(zhǔn)。
國內(nèi)GSM手機(jī)進(jìn)網(wǎng)檢測的測試標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求
目前國內(nèi)對GSM手機(jī)的進(jìn)網(wǎng)檢測采用抽樣檢測的方式進(jìn)行。
手機(jī)廠家申請新型號的手機(jī)入網(wǎng)時(shí),需按照信息產(chǎn)業(yè)部《電信設(shè)備進(jìn)網(wǎng)審批管理辦法》辦理各項(xiàng)手續(xù),信息產(chǎn)業(yè)部委托各地行業(yè)主管部門對申請入網(wǎng)的手機(jī)隨機(jī)抽樣5臺,連同測試必須的附件,包括專用射頻測試電纜、電池、充電器和說明書,一起封樣送至信息產(chǎn)業(yè)部授權(quán)的檢測中心進(jìn)行檢驗(yàn)。
基本功能測試包括:
-位置登記
-移動主叫通話
-移動被叫通話
-移動臺掛機(jī)
-切換
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