1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式* 1GSM移动通信基础理论介绍提纲n GSM移动通信概述n GSM系统工作频段划分n GSM移动通信系统关键技术n GSM系统结构与相关接口n GSM系统相关识别号码n GSM系统话音处理流程简介n GSM系统安全性管理功能n GSM系统移动性管理功能n GSM移动通信网网络介绍1.GSM移动通信概述1.1 移动通信概念1.2 移动通信发展简史1.3 GSM移动通信系统发展历程1.1 移动通信的概念n 为什么需要移动通信随时随地、不受时空限制地进行信息交流n 移动通信的概念通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式n 第一个蜂窝
2、移动通信系统n 第一个蜂窝系统（ AMPS）是在 1983年 10月在芝加哥地区开始使用，由美国电话电报公司（AT&T）经营管理1.2移动通信发展简史n 第一代蜂窝移动通信系统n 采用模拟技术n 频率： 800MHz、 900MHzn 主要的制式n 美国： AMPS（先进的移动电话系统）n 欧洲： TACS（总接入通信系统）n 英国： ETACSn 日本： NTACSn 西德、葡萄牙： C-450n 意大利： RTMS1.2移动通信发展简史n 第二代蜂窝移动通信系统n 采用数字技术n 频率： 800MHz、 900MHz、 1800MHzn 主要的系统n 美国： DAMPS、 CDMAn 欧洲
3、： GSMn 日本： PDCn 2.5代移动通信系统n GPRSn IS-95B 1.2移动通信发展简史1.2移动通信发展简史n 第三代蜂窝移动通信系统n 采用数字技术n 频率： 800MHzn 主要的系统 (十种提案 )n 日本： W-CDMAn 欧洲： ETSI-UTRA-UMTS、 EP-DECTn 美国： WIMS W-CDMA、 CDMA2000、 UWC-136、 WCDMA/NAn 韩国： Global CDMA 、 Global CDMA n 中国： TD-SCDMAn 1982年，欧洲邮电大会（ CEPT）成立了一个新的标准化实体 GSM，其目的是制定欧洲 900MHz数字T
4、DMA蜂窝移动通信系统技术规范。n 1989年， PHASE I标准，主要定义了 900M频段的技术标准。n 1991年，第一个 GSM系统正式商用，重新命名为全球移动通信系统（ Global System For Mobile Communication）。n 1993年， PHASE II 标准，对 PHASE I 进行必要的修正和业务补充外，增加 1800M频段技术标准；n 1994年， PHASE II 标准，增加 GPRS的内容。1.3 GSM移动通信系统发展历程2. GSM系统工作频段划分2.1 公用移动通信网频段划分 (900M)2.2 公用移动通信网频段划分 (1800M)2.
5、3 GSM系统的频率结构2.1公用移动通信网频段划分 (900M)n900MHz公用陆地蜂窝移动通信的频段 : 890915/935960 MHz(基站收 /基站发 )n我国主要运营商的频率使用划分890 909MHz/935 954MHz 94个频点 (移动 )909 915MHz/954 960MHz 28个频点 (联通 )2.2 公用移动通信网频段划分 (1800M)n1800MHz公用陆地蜂窝移动通信的频段： 17101785/18051880 MHz(基站收 /基站发 )n我国主要运营商的频率使用划分1710 1720MHz/1805 1815MHz (移动 )1745 1755MH
6、z/1840 1850MHz (联通 )2.3 GSM系统的频率结构nGSM数字移动通信频率结构采用 FDMA-TDMA技术。n手机上行频率 890915MHZ；n基站下行频率 935960MHZ。n在 25MHZ频段内分配 125个载频（一般 96号载频作为保护频道），频率间隔 200KHZ。每个载频又 被 8个信道时分复用，实际最大可用信道数为：8*（ 125-1） =992个。nDCS1800上 /下行频率为： 17101785/18051880 MHz .分配 374个载频 .3.GSM移动通信系统关键技术3.1多址技术3.2功率控制3.3频率复用技术3.4跳频技术3.1GSM移动通信
7、技术多址技术多址方式有三种： FDMA、 TDMA和 CDMA 频率频率时间时间FDMA 频率频率时间时间TDMA 频率频率时间时间码码CDMA在 GSM中，无线路径上是采用时分多址（ TDMA）方式。每一频点（频道或叫载频 TRX）上可分成 8个时隙，每一时隙为一个信道。一个 TRX最多可有 8个移动客户同时使用。3.1GSM移动通信技术多址技术n TDMA方式频分多址和时分多址方式3.1GSM移动通信技术多址技术n TDMA物理信道 -帧结构3.1GSM移动通信技术多址技术n TDMA逻辑信道AGCH RACHPCHTCH/9.6FTCH/ 4.8F, HTCH/ 2.4F, HTCH/F
8、 TCH/H逻辑信道广播信道(BCH)公共控制信道(CCCH) 话务信道 (TCH)控制信道FACCH/ BmSDCCHFACCH/ LmSACCHSCH BCCH(Sys Info)FCH公共信道(CCH)专用信道(DCH)3.2GSM移动通信技术功率控制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 为一等级来调整它们的发送功率， GSM900 移动台的最大输出功率是 8W（规范中最大允许功率是 20W，但现在还没有20W的移动台存在）。 D
9、CS1800移动台的最大输出功率是 1W。相应地，它的小区也要小一些。3.3GSM移动通信技术频率复用技术n几个基本概念n基站移动通信系统采用基站设备来提供无线服务范围的。n蜂窝基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称为蜂窝n大区制采用大功率的基站，提供比较大的服务范围，但它的频率利用率较低，也就是说基站提供给用户的通信通道比较少，这种方式称为大区制。n小区制采用小功率的基站，提供大容量的服务范围，同时它采用频率复用技术来提高频率利用率，有限的频率得到多次使用，所以系统的容量比较大，这种方式称为小区制或微小区制。n频率复用的概念和相关影响n 频率复用 :指处在不同地理位置（不同的小区）上
10、的用户可以同时使用相同频率的信道。频率复用系统可以极大地提高频谱效率。但如果系统设计得不好，将产生严重的干扰。n 同频干扰（ C/I）： 因频率复用造成的相邻小区相同频率对信道的干扰。 GSM要求 C/I9DB。n 邻频干扰（ C/A）：小区内外相邻频率产生的干扰。GSM要求 C/A-9DB。3.3GSM移动通信技术频率复用技术n频率复用方案n 频率复用方案：在系统的作用区域内重复使用相同的频率 这种频率复用方案使整个频谱分配被划分为 K个频率复用的模式。n 公式：D：频率复用距离R：小区半径K：频率复用模式 (K=3、 4、 7)3.3GSM移动通信技术频率复用技术nGSM频率复用方式3.3
11、GSM移动通信技术频率复用技术n7小区复用模式n4基站 3小区复用模式： 4X3n3基站 3小区复用模式： 3X3n1基站 3小区复用模式： 1X3n1基站 1小区复用模式： 1X1nGSM频率复用方式 -7小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术76543212341756nGSM频率复用方式 -4基站 3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术a1a2a3c1c2c3 d1 d2d3b1b2b3c1c2c3d2d1d3b11b2b3nGSM频率复用方式 -4基站 3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术假设：可用的频段为 48 95，载频数为 48个。规划站型为：
12、 3小区每小区 4个载频的基站，即 4/4/4 站型 nGSM频率复用方式 -3基站 3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术a1a2c1c2c3b1b2b3c1c2c3b2b1b3a3nGSM频率复用方式 -3基站 3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术假设：可用的频段为 96 131，载频数为 36个。规划站型为： 3小区每小区 4个载频的基站，即 4/4/4 站型 A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C396 97 98 99 100 101 102 103 104105 106 107 108 109 110 111 112 113114 115 11
13、6 117 118 119 120 121 122123 124 125 126 127 128 129 130 131nGSM频率复用方式 -1基站 3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a2a1a3nGSM频率复用方式 -1基站 1小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3 A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3 A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3 A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3
