1、-1-,GSM网络基础知识,-2-,目 录,GSM发展史及系统结构,GSM系统的关键技术,GSM网络的质量与建设,-3-,GSM发展史,信号,由模拟向数字的发展：,第一代蜂窝系统：* AMPS （美国） * TACS （英国） * NMT （北欧） * NAMTS （日本）,第二代蜂窝系统：* GSM/DCS1800 （欧洲） * IS-95 CDMA （美国）,第三代蜂窝系统：* WCDMA （欧洲） * cdma2000 （美国） * TD-SCDMA （中国）,Group Special Mobile,Global System for Mobile Communications,-4-
2、,GSM系统的网络结构与设备组成,-5-,目 录,GSM发展史及系统结构,GSM系统的关键技术,GSM网络的质量与建设,-6-,多址技术就是要使众多的用户共用公共的通信信道所采用的一种技术。使用多址的方法基本上有三种：,多址技术,频分多址（FDMA）时分多址（TDMA）码分多址（CDMA）,GSM系统的关键技术,-7-,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互不重叠的频道分配给不同的用户使用。每个频道只能传一路话音信号，而在相邻频道之间无明显干扰。,优点：技术比较成熟、容易实现、覆盖范围较大等。缺点：频率利用率低、保密性差、设备复杂、维护量大等。,GSM系统的关键技术,-8
3、-,时分多址,时分多址是指在一个宽带的无线载波上，将某一信道按时间加以分割，各信号按一定顺序占用某时隙即多路信号利用同一个信道在不同时间各自独立地传送,优点：比模拟移动通信系统有抗干扰能力强、频率利用率高等优点。缺点：话音失真大、手机发射功率大等。,此多址方式主要在GSM系统中采用,GSM系统的关键技术,-9-,码分多址,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。,优点：具有更大的通信量；容量与质量之间存在“软”的关系；“软切换能力”；抗干扰、抗多径衰弱、保密性强等。,此多址方式主要在CDMA系统中采用,GSM系统的关键技术,-10-,GSM系统主要有以下几种重要技术：,频
4、率复用技术功率控制技术不连续发射（DTX)技术不连续接收（DRX)技术跳频技术分集接收技术,GSM系统的关键技术,-11-,所谓频率复用，是指一个小区使用的频率，在相隔一定距离后在另外一个小区使用。频率复用是蜂窝移动无线电系统的核心概念。,频率复用,频率复用是有条件的，GSM规定同邻频保护比满足以下要求： 同频载干比：C/I9dB；工程中加3dB的余量，即C/I12dB； 邻频抑制比：C/A 9dB； 工程中加3dB的余量，即C/A6dB。,频率复用的目的是有效提高频率资源利用率,提高系统容量。,GSM系统的关键技术,1M频率相当于24吨黄金！,-12-,频率复用最重要的原则就是：同一基站内不
5、能同邻频。相对小区不能同频，应避免邻频，特别是BCCH载频。,GSM系统的关键技术,复用方式（43）,-13-,功控概念:根据需要调整基站与手机的发射功率。功控作用:在保证通话质量的情况下，降低发射功率，从而降低整网干扰、减少功耗。功率控制依据:移动台和基站上报的测量报告。测量报告中包含的信息有：MS的时间提前量，功率等级，BA的变化指示位，DTX使用指示，下行链路的Quality, 6个邻小区的接收电平，载频号，BSIC值。功控类型:功率控制分为上行链路功率控制和下行链路功率控制。,功率控制,GSM系统的关键技术,-14-,DTX是指移动台在有语音或数据传送时才打开发射机。 采用DTX技术，
6、可降低手机功耗。（上行） 下行DTX采用VAD（话音激活检测）技术。,非连续发射（DTX),非连续接收（DRX),所谓非连续接收是指移动台在空闲模式下，并不是时时解读所有的系统消息及寻呼块内容，而是根据其所属的寻呼组周期性的打开接收机来解读系统广播消息及寻呼块内容。,GSM系统的关键技术,DTX DRX,-15-,跳频技术,跳频是指载波频率在一定范围内，按某种规律跳变。 跳频按实现的方式可分为两种：基带跳频和射频跳频（合成器跳频）。 基带跳频其原理是将话音信号随着时间的变换使用不同频率的发射机发射。 射频跳频又称合成器跳频，它是话音信号使用固定的发射机，在一定跳频序列的控制下，频率合成器合成不
7、同的频率来进行发射。,注：在射频跳频系统中BCCH频点不参与跳频。,GSM系统的关键技术,-16-,分集接收是指将接收到的多径信号分离成不相关的（独立的）多路信号，然后将这些信号的能量按一定规则合并起来，使接收的有用信号能量最大 。,分集接收,常用的分集接收技术有： 空间分集 极化分集 时间分集 频率分集 角度分集 多径分集,分集接收的目的是为了克服各种衰落，提高系统性能。,GSM系统的关键技术,-17-,空间分集：在发端采用一副天线发射，而在接收端采用多副天线接收。空间分集接收的优点是分集增益高，缺点是还需另外单独的接收天线。单极化天线采用空间分集接收技术。极化分集：在发端同一地点装上垂直极
8、化和水平极化两副发射天线，在收端同一地点装上垂直极化和水平极化两副接收天线，就可以得到两路衰落特性互不相关的极化分量。极化分集实际上是空间分集的特殊情况。极化分集的优点是结构紧凑，节省空间，缺点是由于发射功率要分配到两副天线上，将有3dB的信号功率损失。,GSM系统的关键技术,-18-,目 录,GSM发展史及系统结构,GSM系统的关键技术,GSM网络的质量与建设,-19-,GSM特点,频谱效率高、容量大开放的接口 安全性支持全球漫游功能,-20-,无线网络 质量的衡量,通话质量,接通率,网络覆盖,掉话率,切换成功率,GSM网络质量,-21-,GSM根据系统工作频段分为GSM900 和GSM18
9、00两大系统，GSM系统是双工系统，根据GSM协议规定，GSM900的上行工作频段（MS到BTS）为890MHz-915MHz，下行工作频段（BTS-MS）为935MHz-960MHz，双工距离为45MHz；GSM1800的上行工作频段为1710MHz-1785MHz，下行工作频段为1805MHz-1880MHz，双工距离为95MHz。 GSM900： 基站收f1(n)=890+n*0.2MHz 基站发f2(n)=f1(n)+45MHz GSM1800: 基站收f1(n)=1710+n*0.2MHz 基站发f2(n)=f1(n)+95MHz,GSM系统频率资源,GSM系统频率资源,-22-,无
10、线频率 干扰及 资源受限,信息在空口以无线电磁波形式传播，易受到无线干扰应提升信息的抗干扰能力。网络规模的不断扩大与频率受限间的矛盾应提升无线频谱的利用率。,中国联通,GSM,DCS,上行：909915MHZ 下行：954960MHZ,上行：17451755MHZ 下行：18401850MHZ,96124共29个频点,687736共50个频点,中国移动,GSM,DCS,上行：890909MHZ 下行：935954MHZ,上行：17101720MHZ 下行：18051815MHZ,094共95个频点,512562共50个频点,GSM系统频率资源,-23-,双频网概述,最早的GSM数字移动通信网是
11、建立在900M网络上的，由于频率资源的有限性和无线信道容量的不足成为网络发展的重要瓶颈。 引入GSM1800，采用GSM900/GSM1800双频组网方式可以满足GSM网络容量增长的需求。,双频网的优点 有效解决GSM900的频率资源瓶颈制约； 可以重复利用现有的GSM900站址；,双频网的背景,-24-,热点地区零星覆盖 在原有的GSM900的网络基础上，DCS1800只是在某几个（比如话务量比较大）点形成覆盖区。此种覆盖方式只能短期缓解局部区域的容量问题。,特点：DCS1800吸收热点区域话务量，DCS1800基站布局分散，初期频率规划简单，在1800M基站配置容量小时，网络优化需要解决S
12、DCCH、TCH信道拥塞，双频间的频繁切换；初期投资少。,DCS1800的覆盖方式,-25-,连续覆盖双频网的覆盖方式的特点在于它容易扩展，满足中长期容量的需要。由于它采用连续覆盖方式，因此它的频段间的切换要比热点覆盖少得多，所以这种方式的信令负荷也比第一种大为减少。,特点：DCS1800易于吸收话务量，话务量分布易于把握；层间切换少，运行质量高；频率规划可成片规划，网络规划、网络优化的工作量大；建站一步到位，载频按需设置可逐步扩容；投资大，站点难一次选齐。,DCS1800的覆盖方式,-26-,总结,本课程所介绍的是有关GSM数字移动通信系统的一些基础课程，作为以后学习的一些理论铺垫。 介绍了GSM系统的发展简史、GSM系统结构及其相关接口； 介绍了有关GSM系统所采用的一些通信技术，这是该课程的重点，诸如多址技术、频率复用技术、功率控制技术、DTX技术、DRX技术、跳频技术、分集接收技术等，为理解掌握后面的知识打下基础； 介绍了GSM的频率资源，这是该课程的重点，其目的是系统了解GSM数字移动通信系统。,-27-,谢谢！,
