移动通信技术文档--GSM基本原理课程.ppt

1 GSM基本原理课程 1.GSM发展史及系统概述 2.GSM体系结构 3.系统接口简介 4.GSM系统主要参数 5.系统编号方案 6.主要业务介绍 7.系统分层结构 8.空中接口简介 9.主要业务流程举例 什么是移动通信网络? 移动通信是指通信的双方至少有一方能够在移动中进行信息交换的通信方式. 信息交换,不仅包括双方的语音通话,还包括数据、传真、图象等多种业务. 移动通信的工作方式包括单工、半双工、全双工的工作方式. 移动通信的发展 第一代模拟蜂窝移动通信网：AMPS、TACS系统，采用频分复用(FDMA)方法； 第二代数字移动通信网：欧洲GSM系统采用时分复用，北美IS95系统采用码分复用； GSM是Global System for Mobile Communications 的缩写。意思是全球移动通信系统。 第三代IMT2000移动通信网：WCDMA、CDMA2000，TDSCDMA GSM技术的发展 1982年 CEPT启动一个新系统GSM. 1987年 CEPT成员达成谅解备忘录(MoU),进行了频率分配. 1991年,世界上第一次使用GSM进行通话. 1992年,为GSM1800分配新频率. 1996年,已经有120个GSM网络在运行. GSM成功的关键因素是它的标准工作在1989年创建之后并不断完善. GSM的主要特点: 频谱效率高，由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和话音编码技术等，使系统具有高的频谱效率。 话音质量受无线传输质量影响小，在900MHZ频带中，使用TDMA（时分复用多路接入）的全数字的方式工作。 开放的接口：GSM标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且包括网络之间以及网络中各设备实体之间，例如A接口。 安全性好：通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全目的。 与其它网络的互连通常利用现有的标准，如ISUP或TUP等； 能自动选择路由，对一个移动用户发起一次呼叫的用户将不需要知道移动用户的位置，因为呼叫将被自动选路到合适的移动设备；  2.频道间隔: 相邻两频道间隔为200kHz。 每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每信道占用带宽200 kHz/8＝25 kHz。 将来GSM采用半速率话音编码后，每个频道可容纳16个半速率信道。 3.频道配置: 绝对频点号和频道标称中心的频率的关系为: GSM900MHZ频段: F1(n)=890.2 MHZ+(n-1)*0.2 MHZ (上行) F2(n)=F1(n)+45 MHZ (下行) n∈ [1, 124]; GSM1800MHZ频段: F1(n)=1710.2MHZ+(n-512)*0.2MHZ (上行) F2(n)= F1(n)+95MHZ (下行) ∈ [512, 885]; 数字移动通信技术 多址技术 功率控制技术 蜂窝技术 一、多址技术: FDMA是以不同的频率信道实现通信的； TDMA是以不同的时隙实现通信的； CDMA是以不同的代码序列实现通信的； 移动通信的多址技术： 频分多址（FDMA）: 频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入这些信道中的任何一个。 时分多址（TDMA）: 时分多址是在一个宽带的无线载波上，按时间（或称为时隙）划分为若干时分信道，每一用户占用一个时隙，只在这一指定的时隙内收（或发）信号，故称为时分多址。 码分多址（CDMA）: 码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。它不像FDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。 二、功率控制技术: 功率控制是指在一定的范围内,用无线的方式来改变移动台或基站(或两者)的传输功率,它的目的与不连续发射(DTX)的目的相同,是为了减少整个系统的干扰,提高频谱利用率,并可延长移动台的电池的寿命. 在GSM中,对上行链路和下行链路都可分别使用功率控制,而且可对每个处在专用模式下的移动台独立进行. 规范规定上行链路的移动台功率控制的范围为20—30dB.下行链路的功率控制范围有设备制造商来决定. 当手机在小区内移动时，它的发射功率需要进行变化。当它离基站较近时，需要降低发射功率，减少对其它用户的干扰，当它离基站较远时，就应该增加功率，克服增加了的路径衰耗。 所有的GSM手机都可以以2dB为一