培训讲座PPT GSM基本原理.ppt

1999-9-12 GSM 原理 内部培训 目录 1. GSM系统基本结构和原理 2. GSM系统中的无线参数 3. 关于双频组网 一. GSM系统基本结构和原理 移动通信与特点 移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交互的通信。可以是移动台与移动台之间的通信，也可以是移动台与固定用户之间的通信。由于用户的移动性，其管理技术要比固定通信复杂，同时，由于移动通信网中依靠的是无线电波的传播，其传播环境要比固定网中有线媒质的传播特性复杂，因此，移动通信有着与固定通信不同的特点。 1 、无线电波传播环境复杂。移动通信的电波处在特高频（ 300M—3000MHz ）频段，即分米微波段，传播的主要方式是空间传播，又称视距传播，电磁波在传播时不仅有直射信号，而且还会经地面、建筑群或障碍物等产生反射、折射、绕射传播，从而产生多径传播引起的快衰落、阴影效应引起的慢衰落等衰落，以及多卜勒频移。因此移动通信系统要有分集接收等抗衰落措施，才能保证正常运行。 2 、噪声和干扰严重。移动台在移动时既受到环境噪声的干扰，又有系统干扰。由于系统内有多个用户和采用频率复用技术，因此，移动通信系统有互调干扰、邻道干扰、同频干扰等主要的系统干扰。这就要求移动通信系统需要合理的同频复用规划和无线网络优化等措施。 3 、用户的移动性。用户具有移动性和移动的不可予知性，因此，系统中要有完善的管理技术来对用户的位置进行登记、跟踪，不因为位置的改变而中断通信。 4 、有限的频率资源。无线网络频率资源是有限的， ITU 对无线频率的划分有严格的规定，采取频率复用和跳频技术等，提高系统的频率利用率是移动通信系统的又一重要特点。 移动通信多址技术 在蜂窝通信系统中，移动台是通过基站和其他移动台进行通信的，因此必须对移动台和基站的信息加以区别，使基站能区分是哪个移动台发来的信号，而各移动台又能识别出哪个信号是发给自己的，要解决这个问题，就必须给每个信号赋以不同的特征，使多用户共用公共的信道，这就是多址技术。当把多个用户接入一个公共的传输媒质实现相互间通信时，需要给每个用户的信号赋以不同的特征，以区分不同的用户，这种技术称为多址技术。移动通信中常用的主要有ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ和ＣＤＭＡ等多址方式。１、频分多址（ＦＤＭＡ）。把整个可分配的频谱划分成许多单个无线载频，每个载频信道可以传输一路话音或控制信息，在通信时，不同的移动台占用不同频率的信道进行通信。２、时分多址 (TDMA) 。 TDMA 是把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙 ( 无论帧或时隙都是互不重叠的 ) ，每一个时隙就是一个通信信道。通信时，给每个用户分配一个时隙，使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发射信号。这样，同一个频道就可以供几个用户同时进行通信。 3 、码分多址 (CDMA) 。对于时域上的脉冲信号，其脉冲宽度越窄，频谱就越宽。那么，如果用所需要传送的信号信息去调制很窄的脉冲序列，就可以将信号的带宽进行扩展。所谓扩频调制，就是指用所需要传送的原始信号去调制窄脉冲序列，使信号所占的频带宽度远大于所传原始信号本身需要的带宽。这个窄脉冲序列称为扩频码。由于信号扩展在非常宽的带宽上，因此来自同一无线信道的用户干扰就很小，使得多个用户可以同时分享同一无线信道。在通信系统中，如果多用户使用相同频率和时间上都是重叠的，而采用每个移动台分配一个独特的码序列，与所有别的码序列都不相同，用这种不同的正交编码序列来区分不同的用户，在发送时，信号信息和该用户的码序列相乘进行扩频调制，在接收端，接收器使用与发端同样的码序列对宽带信号进行解扩，恢复出原始信号，而其他使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。这种靠不同的码序列来区分不同的移动台，称为码分多址。 多址技术 多址技术主要是解决多用户共享系统无线资源的问题。频率、时间、正交码是 三种易于使用的资源，对应的有三种基本的多址方式，即频分多址（FDMA）、时 分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）  多址方式的选择取决于通信系统的应用环境和要求。移动通信网络面临着用户 数量和通信业务量的激增，从而引发了在有限的频率资源情况下如何提高通信系 统的容量问题。 频分多址 频分多址是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道(也称信道)分配给不 同的用户使用。这些频道互不交叠，其宽度应能传输一路数字话音信息，而在相 邻频道之间无明显的串扰 。 时分多址 时分多址是把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙(无论帧或时 隙都是互不重叠的)，再根据一定的时隙分配原则，使各个移动台在每帧内只能按 指定的时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时 隙中接收到各移动台的信号而不混扰。同时，基站发向