GSM Baseband Implementation
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通信原理的一些重要的概念:信源----信息的来源,可以是人、机器、自然界的物体等等。
信号的产生(物)被称为信源,相对应的概念应该是信号的接受(物)被称为信宿。
信宿----信息动态运行一个周期的最终环节。
其功能是接收情报信息,并选择对自身有用的信息加以利用,直接或间接地为某一目的服务信号----是运载消息的工具,是消息的载体。
从广义上讲,它包含光信号、声信号和电信号等。
信息----指音讯、消息;通讯系统传输和处理的对象,泛指人类社会传播的一切内容。
消息----外界的各种报道,消息反映知识状态的改变。
比特----每个0或1就是一个位(bit),位是数据存储的最小单位。
其中8bit就称为一个字节(Byte)。
基带信号----(Baseband Signal):信源(信息源,也称发终端)发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号信噪比---即SNR(Signal to Noise Ratio)又称为讯噪比,狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比,常常用分贝数表示。
设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。
一般来说,信噪比越大,说明混在信号里的噪声越小,声音回放的音质量越高,否则相反。
误码率---指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,或者更确切地说,误码率是码元在传输系统中被传错的概率。
位同步---位同步的目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步帧同步---指的是接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。
串行通信---是指使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。
其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息,特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
并行通信---在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。
如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输,这种传输方式称为并行通信。
非线性失真---亦称波形失真、非线性畸变,表现为音响系统输出信号与输入信号不成线性关系,由电子元器特性:曲线的非线性所引起,使输出信号中产生新的谐波成分,改变了原信号频谱,包括谐波失真、瞬态互调失真、互调失真等,非线性失真不仅会破坏音质,还有可能由于过量的高频谐波和直流分量烧毁音箱高音扬声器和低音扬声器。
GB_002_C1 GSM协议课程目标:z掌握LAPD协议基本内容,Abis口层3协议,各信令消息和过程z掌握Um口的RR,MM,CM协议各信令消息和过程z掌握A口的SCCP协议基本内容,BSSMAP协议各信令消息和过程z掌握各典型信令流程z了解GPRS协议体系基本结构参考资料:z《ZXG10-BSC(V2.8)基站控制器技术手册》z《GSM原理及其网络优化》z《GSM Networks:Protocols,Terminology,and Implementation》z《GSM (Phase 1/Phase 2/Phase 2+)规范》目录第1章 GSM协议栈(BSS部分) (1)1.1 GSM协议栈概述 (1)1.2 Abis接口协议 (2)1.2.1 LAPD协议 (3)1.2.2 Abis层3协议 (11)1.3 Um接口协议 (37)1.3.1 LAPDm协议 (39)1.3.2 无线资源管理(RR)协议 (39)1.3.3 移动性管理(MM)协议 (48)1.3.4 呼叫控制(CC)协议 (55)1.4 A接口协议 (64)1.4.1 SCCP (65)1.4.2 BSSAP协议 (72)1.5 典型信令流程分析 (84)1.5.1 位置更新流程 (84)1.5.2 手机关机流程 (86)1.5.3 手机主叫流程 (87)1.5.4 手机被叫流程 (88)1.5.5 小区内切换 (89)1.5.6 BSC内小区间切换 (89)1.5.7 MSC内BSC间切换 (90)1.5.8 空闲态MO短消息流程(带加密过程) (91)1.5.9 空闲态MT短消息流程(带加密过程) (92)1.5.10 通话时MO短消息流程(带加密过程) (92)1.5.11 通话时MT短消息流程(带加密过程) (93)1.5.12 MS接入和信道分配 (95)1.5.13 寻呼流程 (95)1.5.14 加密模式改变流程 (96)1.5.15 模式改变流程 (96)i1.5.16 切换流程 (97)1.5.17 释放流程 (98)1.5.18 其他流程 (98)第2章 GPRS协议 (103)2.1 GPRS协议体系 (103)2.1.1 Gb和Um接口协议介绍 (103)2.1.2 Gn接口协议介绍 (104)2.2 GPRS业务信令流程 (105)2.2.1 接入控制与安全性 (105)2.2.2 附着 (107)2.2.3 分离 (108)2.2.4 PDP激活流程 (111)2.2.5 SGSN内路由区更新 (113)2.2.6 SGSN间路由区更新 (114)2.2.7 上行TBF建立 (115)2.2.8 下行TBF建立 (118)2.2.9 TBF释放 (119)2.2.10 寻呼 (119)2.2.11 信道配置改变 (122)2.2.12 BVC状态管理 (122)ii第1章GSM协议栈(BSS部分)知识点:z BSS协议栈结构z LAPD协议的帧结构,帧类型z LAPD协议的各项特性z ABIS层3协议各过程和消息z LAPDm协议及其与LAPD的区别z层3协议RR,MM,CM协议各信令消息和过程z SCCP协议消息及其功能z BSSMAP的消息和过程1.1 GSM协议栈概述GSM/GPRS网络结构如图1.1-1所示。
(产品管理)华为GSM无线产品华为GSM无线产品第一节:华为BSS基础数据名词解释1.1华为设备概述:华为BSS无线设备包括BSC和BTS,BSC设备型号有BSC32、BSC6000、BSC6900,其中BSC32目前湖北已经退网,本次不做介绍。
现网主要运行的BSC是BSC6000,BSC6900型号设备在15期工程中投入使用,为后期主要型号设备。
对于BTS设备,现网主要有BTS312、BTS3012、BTS3900、DBS3900设备型号,BTS312设备华为目前已经停产(现网较少,本次不做介绍),现在华为主推BTS3900、DBS3900和BTS3012设备,BTS3900基站为多密度载波基站,适用于城区大配置基站,BTS3012基站为双密度载波基站,适用于农村地区小配置基站,DBS3900为拉远基站,可以灵活配置安装,对主站进行有效补充。
1.2基本概念➢BSS(BaseStationSystem):基站系统,由BSC和BTS两部分组成。
➢BSC(BaseStationController):基站控制器,处理同无线相关的功能,例如切换,管理无线网络资源和小区结构数据。
也控制基站和手机的无线频率功率级别。
➢BTS(BaseTransceiverStation):基本收发信机单元,是服务于一个小区的无线设备。
包含天线系统,无线频率功率放大器,所有的数字信号处理设备。
➢AntennaSystem:天线系统,由覆盖同一区域的或multi-casting结构的所有发射和接收天线组成。
➢双密度:一个模块承载两个载波,故称双密度➢PBT:powerbursttechnology,一种功率增强技术➢发分集:同源信号人为制造多径,手机接收信号因为两路多径得到统计意义的信号增强的一种技术➢四收分集:采用四路接收,比主分集可获得更多的上行分集增益的一种技术➢Sidepower:一种占地面积小,可侧立于设备旁边的瘦长电源机柜➢射频前端单元(DAFU):对DDPU、D、CDU、SCU、EDU等合分路单元、双工单元的统称。
1.手机校准测试的项目内容有哪些?手机校准主要是针对RF参数的校准,比如AFC、AGC、APC,另外,还有电池ADC的校准、温度校准,要看不同平台的要求,校准的项目也不同,但是大体相同。
AFC校准是为了保证手机的时钟频率能正确的与网络同步。
AGC校准手机从天线端接收到的信号强度大约在–110dBm至–10dBm之间(这可能会稍微超出GSM05.05定义的范围),但BBC基带转换器(BaseBand Converter)输入信号的可接受动态范围没有这么大,AGC校准是为了保证输入到手机BBC的信号强度在BBC的可操作范围内。
APC校准影响功率的一般有两个参数,一个是Power Ramp(时间包络) 它表现了一个时隙的打开和关闭是否合理,另一个是PA Offset。
前者会对输出频谱和TimeMask(时隙)产生影响,因此,在研发阶段就要调好Power Ramp; 而后者,在Power Ramp固定的情况下,直接影响输出功率的大小。
APC校准就是调整PA Offset,保证手机的发射功率在各频段,各功率等级都能满足GSM05.05规范。
ADC的校准在我们的Windows Mobile设备上,锂离子电池的电量都是以“电量计”的形式显示的。
从电量计中,我们可以准确的读出设备中的电池还有多少剩余电量,精确到以1%为单位。
Windows Mobile设备长久以来一直以这种方式显示电池的电量信息。
很多人可能都遇到过在设备出现低电量报警之后软启动,电量计又显示还剩20-30%电量的问题,或者是系统提示已经充满电,但是电池电量计只显示到90%,而不是100%。
这时,我们就需要动手对电池的电量进行重新校准了。
也就是电池电量的显示与实际不符合。
2.校准的原理\算法是怎样的?校准的简单原理就是:由于器件不一致、温度变化、器件老化等因素的影响,即使是基于同样的平台同样的设计,也会表现出不同的电性能。
为了消除这种影响,每个手机在出厂之前都要对这些参数进行测量计算得到一些参数误差数据,并把这些误差数据存储到一定的存储介质(一般为EEPROM)里,在手机正常使用过程中,CPU会读取这些数据并利用一定的算法对需要补偿的参数进行补偿。
ZXSDR B8200 & R8860 调试指导手册目录第1章调试准备........................................................................................................................................ 1-41.1 上电前检查流程图....................................................................................................................... 1-41.2 单板检查....................................................................................................................................... 1-41.2.1 SA板内部跳线开关检查................................................................................................... 1-51.3 输入电源检查............................................................................................................................... 1-61.4 线缆连接检查............................................................................................................................... 1-71.5 设备上电/下电 ............................................................................................................................. 1-71.5.1 B8200上电/下电................................................................................................................ 1-71.5.2 R8860上电/下电................................................................................................................ 1-7 第2章LMT安装和使用 .......................................................................................................................... 2-12.1 LMT安装 ...................................................................................................................................... 2-12.1.1 安装JA V A环境软件......................................................................................................... 2-12.1.2 修改IE浏览器设置.......................................................................................................... 2-12.2 LMT客户端IP设置..................................................................................................................... 2-22.3 LMT软件安装 .............................................................................................................................. 2-22.4 LMT使用 ...................................................................................................................................... 2-42.4.1 配置文件导出.................................................................................................................... 2-42.5 开通工具准备 (5)2.6 开通软件准备 (5)2.7 B8200硬件准备 (5)2.7.1 B8200配置示意图 (6)2.7.2 B8200单板 (6)2.7.3 B8200线缆连接示意图 (7)第3章数据配置 (9)3.1 版本管理 (9)3.1.1 版本检查 (9)3.1.2 版本升级 (9)3.2 Node B配置 (11)3.3 地面资源配置 (14)第一步,拓扑结构 (14)第二步,干结点配置 (16)3.4 传输资源配置 (17)3.4.1 使用E1/T1时传输资源配置 (18)3.4.2 使用FE时传输资源配置 (28)第4章附录B ................................................................................................................ 错误!未定义书签。
2G—GSM篇GSM 缩略语(Abbreviations)英文缩写(Abbreviations)英文原语(English) 中文含义(Chinese) 2G 2nd Generation Mobile Communications System 第二代移动通信系统3G,3GMS 3rd Generation Mobile Communications System 第三代移动通信系统3GPP 3rd Generation Partnership Project 第三代移动通信标准化伙伴项目第三代合作组织8PSK 8 Phase Shift Keying 八进制移相键控调制方式AABB Abis Bypass Board Abis传输旁路单元板A/D Analog/Digital 模数转换AC Access ClassAccess ControlAlternating Current接入类访问控制交流电ACL Access Control List 访问控制列表ACCH Associated Control Channel 随路控制信道ACS Additional Reselection Parameters Indication 附加重选参数指示ADM Add Drop Multiplexer 利用时隙交换实现宽带管理AEC Acoustic Echo Cancellation 声学回声抑制AFP Automatic Frequency Planning 自动频率规划AGCH Access Grant Channel 允许接入信道AIS Alarm Indication Signal 告警指示信号ALC Automatic Level Control 自动功率控制ALM Alarm Board 告警板AMR Adaptive Multi-Rate 自适应多速率ANR Automatic Noise Restrain 自动噪声抑制APC Automatic Power Control 自动功率控制APDU Application Protocol Data Unit 应用协议数据单元API Application Program Interface 应用程序接口APL Advanced Phase Lock 高级时钟锁相APM Advanced Power Module 一体化后备电源系统APS Automatic Protection Switching 自动保护倒换ARFCN Absolute Radio Frequency Channel Number 绝对射频号ASU Access network SDH transmission Unit 接入网SDH传输单元ATM Asynchronous Transfer Mode 异步转移模式、异步传输模式ATT Attach-Detach allowed 附着和分离允许AUC Authentication Center 鉴权中心AUTHR Authentication Response 鉴权响应(Abbreviations)BBA BCCH Allocation 广播控制信道分配BAM Back Administration Module 后管理模块BBU Baseband Control Unit 基带控制单元BCC Base station Color Code 基站色码BCCH Broadcast Control Channel 广播控制信道BCD Binary-Coded Data 二进制编码数据BCF Base Station Control Function 基站控制功能BCHBroadcast Channel 广播信道,用于携载基站对移动台的控制和寻呼信息的信道。
GSM 手机器件知识简介前言:本文围绕目前GSM 手机的基础知识以及常用的各类器件做了一些简单的介绍。
分为以下几个部分:平台芯片组(基带)存储器显示屏摄像头多媒体处理芯片天线电池扬声器/受话器/耳机/麦克风电路板由于本人水平所限加之编写时间比较仓促,文中遗漏或错误之处望各位谅解。
2006-2-2GSM(全球移动通讯系统Global System of Mobile communication 就是众所周知的GSM,是当前应用最为广泛的移动电话标准。
全球超过200 个国家和地区超过10 亿人正在使用GSM 电话)信道使用的基本原理:TDMA(时分复用)+ FDMA(频分复用)(Time Division Multiple Access + Frequency Division Multiple Access)—————————————————————————————————————————BaseBand(基带):指未调制到高频之前的信号的传输与处理部分的电路2006 年中国国产手机平台使用情况目前应用比较常见的厂商有以下一些:1:TI 的 OMAPTexas Instruments(TI 美国德州仪器公司)是目前最大的手机芯片提供商,其已经提供了GSM、GPRS、CDMA2000 和WCDMA 的全套系统解决方案,并占有高达60%的市场份额。
在全球10 大OEM 手机厂商中,有8 家采用了TI 的产品。
OMAP(Open Multimedia Applications Platform 开放式多媒体应用平台)是TI 公司针对移动通讯以及多媒体嵌入应用系统开发的一套应用处理器架构体系。
OMAP 平台具有可扩展、灵活而开放的构架,长期以来一直以最佳性能和极低功耗而著称2:Motorola 的Innovative Convergence 平台Motorola 提出的Innovative Convergence 平台同样是一个非常有实力的产品,Motorola 在电子业的造诣绝对不次于Intel,目前Motorola 是全世界最大的手机提供商(2004 年销售了1.045 亿台手机)。
GSM Baseband Implementation
Fig 1. A Conceptual block diagram for GSM transmitter/Receiver. Only the above six blocks will be implemented.
As a input, voice interfaces will not be implemented. Instead a random bits are generated to be as input as shown in Fig 1.2
Fig 1.2 . Input is replaced by random bit generator here. TRANSMITTER:
The overall picture of the transmitter seems to be as below.
Fig 1.3 Transmitter block diagram
To provide an input data stream to channel encode/interleaver, a sequence of random data bits are generated. This sequence is – after processing- received by the MUX which splits the incoming sequence to form the GSM normal burst. As this burst type requires that a training sequence is included , so that is also supplied (as shown in pic above).
After generating the normal GSM burst data sequence , the MUX returns this to GMSK modulator. GMSK block performs the differential encoding of the incoming burst to form the NRZ (non return to zero) sequence.
This modified sequence is then subject to actual GMSK modulation , after which the resulting signal is represented as complex baseband signal (in form of I and Q signal). RECEIVER:
The overall structure of receiver is as follows:
Fig 1.4 Receiver block diagram
The demodulator accepts the GSM burst r using a complex baseband representation. based on the data sequence information concerning the over sampling sequence OSR, the training sequence TRAINING , and the desired length of the receiving filter Lh , the demodulator determines the most probable bit sequence.
This sequence is used as input to the DeMUX , Where the bits are split in order to retrieve the actual data bits., remaining control bit and training sequence is discharged here.
As a final operation channel decoding and de-interleaving is performed. Parameter values used in receiver is used as equal to values used in transmitter.
Matlab implementation:
The following .m files are propsed to simulate the above mentioned block diagram. Transmitter section:
1.data_gen.m for DataGenerator in Tx
2.channel_enc.m for channelEncoder
3.interleav.m for Interleaver.
4.burst_g.m for MUX
5.diff_enc.m for differential encoding (GMSK Mod)
6.gmsk_mod.m (GMSK Mod)
7.ph_g.m (GMSK Mod)
Fig 1.5 A Typical GSM Burst Structure
Receiver Section:
1.mf.m (for matched filter in case of demodulator).
2.viterbi_init.m
3.viterbi_detector.m
4.demux.m for demultiplexer
5.channel_dec.m for channel decoder
6.deinterleaver.m for DeInterleaving
7.
file number 2 and 3 are for viterbi equalizer (minimum least square error detection).
In brief, on a broad level the functionality looks like as below.
1.data_gen.m --- generates random data for transmission
2.channel_enc.m – performs parity and convolutional encoding of data bits
3.interleave.m -- interleave the encoded data bits
4.gsm_mod.m - - modulates the burst and does multiplexing as well.
5.mf.m – performs chanel estimation, synchronization, matched filtering and down sampling
6.viterbi_init.m -- set up data structure for viterbi detector to use
7.viterbi_detector.m – viterbi algo based on MLSE
8.demux.m -- does simple demultiplexing
9.deinterleave.m – takes care of deinterleaving
10.channel_dec.m – performs cahnnel decoding.
Other detailed desctiption about each block and its implementation will be given later. These things are still in design phase and not yet finalized.
Your comments/suggestion/critics are most welcome in order to make the simulation more refined.
All of the above implementation will be done on 6.x or higher version of Matlab. Currently I am identifying the built it APIs and other blocks which an be used to simulate it.。