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移动通信技术 第2版 第4章 GSM、GPRS到WCDMA的发展及技术应用 第4章 GSM、GPRS到WCDMA的发展及技术应用 内容 GSM主要技术及无线接口 GPRS无线接口和关键技术 WCDMA的无线接口和关键技术 第4章 GSM、GPRS到WCDMA的发展及技术应用 重点 GSM数字信号的处理过程及无线接口的信道配置，时隙帧结构 GPRS的概念、网络结构、空中接口、用户数据的传输 WCDMA的无线接口技术 难点 GSM中数字信号的处理过程 GSM的无线接口 GPRS的无线接口 WCDMA的无线接口、信道结构 目的和要求 掌握GSM各类关键技术及无线接口中信道配置、时隙帧结构 理解GSM系统对信号的基本处理过程 掌握GPRS网络结构、无线接口及关键技术 理解WCDMA的演进及关键技术 4.1 GSM GSM系统组成及网络结构 GSM数字信号的处理 GSM中的频率利用 无线接口 SIM及安全技术 GSM数字移动通信系统的优点 频谱利用率更高，进一步提高了系统容量 提供了一种公共标准，便于全自动漫游 提供新型非话业务，与ISDN兼容 必威体育官网网址性好，安全性好 数字传输技术抗衰落性强，传输质量高，话音质量好 可降低成本费用，减小设备体积 GSM技术指标及参数 频段： GSM900：下行：935～960MHz 上行：890～915MHz双工间隔：45MHz 频带宽度：25MHz 载频间隔：200KHz （频道间隔） 信道分配：每载频8时隙；全速信道8个 通信方式：全双工 （准双工） 信道总速率：270.8kbit/s 调制方式：GMSK 话音编码：RPE-LTP 输出速率：13kbit/s 数据速率：9.6kbit/s（低速） 跳频速率：217跳/秒 每时隙信道速率：33.8kbit/s 其他技术：FDMA/TDMA多址技术、跳频、间断传输、分集接收，交织信道编码，自适应均衡… 4.1.1 GSM系统组成及网络结构 GSM系统 符合典型2G数字移动通信系统结构 网络子系统NSS（或交换子系统SS） MSC HLR、VLR、AUC、EIR 基站子系统（BSS） BSC BTS 操作维护子系统（OSS） OMC 移动台子系统（MS） GSM网络结构 GSM话路网网络结构 二级网络结构TMSC1、MSC 三级网络结构TMSC1、TMSC2、MSC 我国的GSM网络结构：二、三级混合网络结构 二、三级混合网络结构的连接方案 TMSC1：网状结构，各省一对 TMSC2：与对应的一对TMSC1相连 MSC：与对应的两个TMSC相连 4.1.2 GSM数字信号处理 BS与MS的数字信号处理过程相似 区别：基站处理信号来自MSC的64kbit/s的PCM信号 8bit MS处理的语音信号来自话筒 MS对语音信号的处理过程 1.话音编码 GSM的话音编码：RPE-LTP 编码过程 预处理 线性预测 短时分析预测 长期预测 规则激励编码 2.信道编码 信道编码方法： 信道编码后输出速率：456bit/20ms 22.8kbit/s 3.交织 GSM中的交织（第一次交织） 重排和交织 二次交织 GSM中的编码过程 A/D 分段 RPE/LTP 信道编码 交织 信息经交织编码形成8帧， 每帧114bit。将114bit分 成两段，填入普通突发 脉冲序列。 分级帧结构 由普通突发脉冲序列构成帧、复帧、超帧、超高帧的分级帧结构 每个突发脉冲序列共156.25bit，占时577μs，在一个时隙中发送 8个时隙组成一个4.62ms的TDMA帧 26个话音TDMA帧组成一个持续时间为120ms的复帧；在控制信道中51个帧组成一个复帧 51个26帧的复帧（或26个51帧的复帧）构成一个超帧； 2048个超帧组成一个超高帧，总计座机电话号码个TDMA帧，占时3小时28分53.7秒 4.数字调制技术 数字调制方式：ASK、FSK、PSK GSM中的数字调制：GMSKMSK：f1、f2只差半个波形 GMSK：MSK前加高斯低通滤波器 5. Viterbi均衡 GSM中使用的均衡方式 Viterbi均衡：最小均方误差准则 GSM的普通突发脉冲序列NB中26bit的训练序列，收端已知，收端根据收到的解调序列比较，取差值最小作为信道模型输出给信道解码用于纠错 4.1.3 GSM中的频率利用 频率复用：同一载波的无线信道用于覆盖相隔一定距离的不同区域频道序号对应工作频率的计算 GSM系统中的频率复用方式 典型的频率复用方式:4×3、3×3、2×6、1×3方式 频率紧密复用需注意的问题 跳频方式、功控、DTX等抗干扰措施 跳频点数 频率加载率 网络优化 …… 2.频道序号对应工作频率的计算 已知n为频道序号