GSM移动通信技术入门(1)

1、1移动通信技术 移动通信概述 第一代移动通信：模拟移动通信 第二代移动通信：数字移动通信 移动数据通信 第三代移动通信2移动通信概述 综述 蜂窝技术的基本概念提高容量蜂窝技术不是分割频率而是分割地理区域蜂窝系统的优势：频率复用 蜂窝移动通信的频率分配我国模拟蜂窝移动通信曾使用890905MHz（移动台发，基站收）和935950MHz（基站发，移动台收）工作频段，现已逐步将部分频率让给GSM我国数字蜂窝移动通信使用905915MHz（移动台发，基站收）和950960MHz（基站发，移动台收）工作频段，其中中国移动通信公司GSM系统使用905909MHz和950954MHz工作频段，中国联通公司G

2、SM系统使用909915MHz和954960MHz工作频段。此外中国移动通信公司还使用了1800MHz频段的10MHz的带宽。第三代移动通信工作在2000MHz频段上。3(a) 7个小区模型（每个基站1 个小区）(b) 21个小区模型（每个基站3 个小区）(c) 24个小区模型（每个基站6 个小区）12 4:信 道组编号159131722261014182137111519234812162024159131722B3B1B2A3 A1A2C3C1C2D2G1G2F1E1D3D1E3G3F2F3E2BCGADFE图6-8-1 常用无线区群结构4我国TACS制式：A系统（摩托罗拉网）B系统（爱立

3、信网）第一代移动通信：模拟移动通信 第一代模拟移动通信系统主要制式 AMPS TACS 第一代的主要缺陷： 容量有限 保密性差，容易发生盗码并机 制式不统一，互不兼容，妨碍漫游，限制了服务覆盖面等5数字蜂窝系统的优势 能有效地利用无线频率资源，系统容量大 呼叫质量高 能向用户提供话音以外的多种非话业务 制式比较统一，能方便地提供自动漫游业务（包括国际漫游） 易于加密，提供较完善的保密方法（如话音、接入加密等） 数字网要求的功率较低6第二代数字移动通信系统主要制式 GSM(全球移动通信系统) DCS-1800 TDMA IS136(最初被称为DAMPS) CDMA IS95（QCDMA) PDC

4、(个人数字蜂窝)我国数字蜂窝移动通信网以GSM为主，同时也采用了DCS1800以及CDMA制式7HLRVLREIRAUCMSCOMCBSCBTSNSSBSSPLMNPSTNISDNPSPDNCDPDNMSISDN 综合业务数字网PSTN 公众电话交换网PLMN 公众陆地移动网PSPDN 分组交换公众数据网CSPDN 电路交换公众数据网NSS 网络交换子系统MSC 移动交换中心HLR 归属位置寄存器VLR 访问位置寄存器AUC 鉴权中心EIR 设备识别寄存器BSS 基站子系统BSC 基站控制器BTS 基站收发信台OMC 操作维护中心MS 移动台图6-8-2 GSM系统结构8GSM系统组成 网络交

5、换子系统(NSS)移动交换中心(MSC)归属位置寄存器(HLR)访问位置寄存器(VLR)鉴权中心(AUC)设备识别寄存器(EIR) 基站子系统(BSS)基站控制器(BSC)基站收发信台(BTS) 操作维护中心(OMC) 移动台(MS)9GSM系统的主要优点 标准化程度高，接口开放，联网能力强，能国际漫游 能提供准ISDN业务：电信业务、承载业务、补充业务 使用SIM卡，实现机卡分离，手机通用，适合未来个人通信的需要 保密安全性能好，具有鉴权、加密功能 频谱利用率比模拟系统好，系统容量大，比模拟网大三倍以上 价格便宜10路由选择原则 固定用户呼叫移动用户，应尽可能快的就近进入移动网查询路由，由移

6、动网进行接续。 移动用户呼叫固定用户，应立即进入固定网，由固定网进行接续。11移动通信系统主要采用的多址方式 频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA) 在码分多址系统中，各发送端用各不相同的、相互(准)正交的地址码调制其所发送的信号。在接收端利用码型的(准)正交性，通过地址识别(相关检测)，从混合信号中选出相应的信号12实现码分多址的必备条件（实现码分多址的三大关键技术） 足够多的地址码，且要有良好的自相关特性和互相关特性 在各接收端，必须产生本地地址码，其不但在码型结构上与对端发来的地址码一致，而且在相位上也要完全同步。用本地码对收到的全部信号进行相关检测，从中选出所

7、需要的信号 码分系统必须与扩展频谱(简称扩频)技术相结合13采用CDMA技术的优点 系统容量大 语音激活技术 扇区划分技术 软容量 软切换 特有的分集形式 与窄带系统（模拟系统）共存 保密性强 发射功率低 频率分配和管理简单CDMA系统需攻克的难点：远近效应，如功率控制方法14移动数据通信技术 传输承载平台技术 短消息(SMS) 非结构化补充业务(USSD) 电路交换数据业务(CSD) 高速电路交换数据业务(HSCSD) 通用分组无线业务(GPRS) 增强型分组数据业务(EDGE) 第三代技术(3G) 应用开发平台技术 SIM卡应用工具（SIM Toolkit） 无线应用协议（WAP）15移动

8、数据业务 电路型数据业务 CSD（接入速率9.6 kbits） HSCSD （57.6 kbits） 分组型数据业务 GPRS（171.2 kbits） EDGE （384 kbits） 第三代数据业务（2 Mbits）16Internet计算机基站移动交换机PSTN/ISDN接入服务器接入服务器IWFIWF:互通功能单元电路交换数据业务（C S D ）的实现17高速电路交换数据业务高速电路交换数据业务(HSCSD) 采用了新的信道编码方式，使每个时隙的传输速率从9.6 kbits提高到14.4 kbits 可实现14时隙捆绑，使传输速率最高可达到57.6 kbits 上下行数据传输可采用不同

9、速率18通用分组无线业务通用分组无线业务(GPRS)的特点的特点传输速率快支持4种编码方式,并采用多时隙(最多8个时隙)合并传输技术，使数据速率最高可达171.2kbits可灵活支持多种数据应用网络接入速度快可长时间在线连接计费更加合理高效地利用网络资源，降低通信成本支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许最多8个用户共享)利用现有的无线网络覆盖，提高网络建设速度，降低建设成本在无线接口，GPRS采用与GSM相同的物理信道，定义了新的用于分组数据传输的逻辑信道。可设置专用的分组数据信道，也可按需动态占用话音信道GPRS的核心网络顺应通信网络的发展趋势，为GSM网向第三代演进打下基础19PST

10、NInternetGMSCGGSNSGSNMSCBSS计算机话音数据电路交换域分组交换域GPRS是移动网和I P 网的结合SGSN:服务支持节点GGSN:网关支持节点GPRS终端GPRS终端2021增强型数据业务增强型数据业务(EDGE) 采用一种改进的GSM调制技术，每时隙的速率提高到48 kbit/s 允许集中使用多达8个时隙，此时速率可达到384 kbit/s 属于增强型GPRS数据业务22WAP网关WAP应 用服务器WWW应 用服务器IP网（I nternet/Intranet)无线网络WAP终端WAP协议（W ML)WAP协议（W ML)WWW协议（H TML)图6-8-3 WAP系

11、统结构WAP是在Internet业务实现的机制上进行了简化、优化和扩展，以适应移动终端传输带宽窄、存储和处理能力有限、显示屏幕小等特点23WAP系统组成 WAP网关(或WAP代理服务器) 功能：协议转换；内容编解码；用户认证、用户管理、计费功能等 WAP终端 WAP终端安装有支持WAP协议的微型浏览器作为用户接口，完成类似于Web浏览器的功能 无线网络 应用服务器24InternetSMS中心GGSNSGSNMSCBSSWAP与G SM网 互连方式a:短消息承载b: CSD承载c: GPRS承载接入服务器WAP网关WAP终端abc2526IMT-2000的特点 全球无缝覆盖和漫游 高速传输，提供窄带和宽带多媒体业务 无缝业务传递 支持系统平滑升级和现有系统的演进 适应多种运行环境27第三代移动通信地面无线接口主要技术第三代移动通信地面无线接口主要技术 IMT2000 CDMA DS（直接序列）UTRA/WCDMAcdma2000DS IMT2000 CDMA MC（多载波）cdma2000MC（包括1x，3x并可扩展至6x，9x，12x） IMT2000 CDMA TDD（时分双工）TD-SCDMAUTRA TDD IMT2000 TDMA SCUWC-l36 IMT2000 TDMA MCEP DECT28三种方案的主要差别情况29实施第二代网络向第三代演进时应该考虑