《GSM通信原理》课件

GSM通信原理投稿人：目录1.GSM系统概述GSM历史发展通信系统分类蜂窝通信系统原理2.GSM系统结构GSM系统组成各子系统功能MS、BTS、BSC、MSC3.GSM信号传输信号的调制解调时分多址技术信道复用4.GSM接入技术信号交换原理呼叫设置过程频道分配算法1.GSM系统概述GSM(GlobalSystemforMobileCommunications)是全球范围内使用最广泛的移动通信系统之一。它于1991年正式投入使用，并迅速发展成为全球最大的移动通信网络。GSM历史发展11970s移动电话发展初期，模拟系统为主。21980s数字移动通信技术开始涌现。31990sGSM标准正式发布并推广。42000sGSM技术不断完善和发展。通信系统分类1模拟通信系统模拟通信系统直接对模拟信号进行传输，例如传统的电话和广播系统。2数字通信系统数字通信系统将模拟信号转换为数字信号进行传输，例如现代的移动电话和互联网。3无线通信系统无线通信系统利用无线电波进行信号传输，例如卫星通信和移动通信。4有线通信系统有线通信系统通过电缆或光纤进行信号传输，例如固定电话和互联网。蜂窝通信系统原理蜂窝通信系统采用小区制，将覆盖区域划分为许多六边形小区，每个小区配备一个基站，负责与小区内用户进行通信。每个小区都有自己的频率和信道，通过信道复用技术，多个小区共享有限的无线频谱资源，提高频谱利用率，同时减少干扰。当用户移动到另一个小区时，系统会自动切换到新的基站，确保通话质量。2.GSM系统结构GSM系统由多个子系统组成，共同协作完成通信任务。这些子系统包括移动台(MS)、基站子系统(BSS)、网络子系统(NSS)和操作支持子系统(OSS)。GSM系统组成移动台(MS)用户使用的手机或其他移动设备基站子系统(BSS)负责与移动台进行无线通信网络子系统(NSS)负责处理各种网络功能，如呼叫控制和计费各子系统功能基站子系统(BSS)负责无线信号的收发，包括基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)。移动交换中心(MSC)负责呼叫的连接和路由，是GSM网络的核心。归属位置寄存器(HLR)存储用户的信息，例如电话号码、位置信息和服务信息。鉴权中心(AUC)负责用户身份验证和安全管理。GSM系统组成移动台（MS）用户使用的移动电话，包含射频、基带等模块。基站收发信机（BTS）连接移动台和基站控制器的无线接口，负责信号的传输和接收。基站控制器（BSC）负责管理多个基站收发信机，控制无线信道分配、呼叫处理等。移动交换中心（MSC）负责管理GSM网络中的所有移动台，负责呼叫路由、用户数据管理等。3.GSM信号传输GSM信号传输是整个通信系统中的关键环节。它涉及到信号的调制解调、时分多址技术、信道复用等关键技术，确保信号在无线信道中高效传输。信号的调制解调1调制将数字信号转换为模拟信号，以便通过无线信道传输。2解调将模拟信号还原为数字信号，以便在接收端进行处理。时分多址技术原理将一个信道的时间轴划分为若干个时间片，每个时间片分配给不同的用户，用户在自己的时间片内进行通信。特点效率高，可以同时服务多个用户，适用于移动通信系统。应用广泛应用于GSM、CDMA等移动通信系统中。信道复用1频率复用在不同的地理位置使用相同的频率，以提高频谱利用率。2时分复用将时间分割成不同的时隙，每个时隙分配给不同的用户，以实现多用户共享同一频率。3码分复用为每个用户分配唯一的码序列，并在同一时间使用相同的频率进行通信，以区分不同的用户信号。4.GSM接入技术GSM接入技术是移动电话用户接入GSM网络的关键环节。信道分配GSM系统采用动态信道分配方式，根据用户需求灵活分配信道资源。呼叫建立用户发起呼叫时，GSM网络会根据用户位置和网络状况分配信道，建立语音或数据连接。信号交换原理呼叫建立用户发起呼叫时，信号通过基站传递到交换中心，并根据号码查找目标用户所在基站，建立连接。数据传输语音或数据信号通过无线链路传输到基站，再通过交换中心传递到目标用户。呼叫结束呼叫结束时，信号通过逆向路径传递，释放连接。呼叫设置过程1呼叫建立用户发起呼叫2呼叫连接建立语音连接3呼叫处理数据传输4呼叫释放呼叫结束频道分配算法频率复用利用频率复用技术，将同一频率在不同区域或时间段进行分配，提高频谱利用率。动态分配根据用户的实际需求，动态分配频段，避免频段浪费，提高系统容量。干扰控制通过合理的分配算法，最大限度地减少不同信道间的干扰，保证通信质量。5.GSM网络管理GSM网络管理是保证GSM网络正常运行的关键，包括基站管理、运行维护、网络优化等方面。基站管理子系统负责监控和管理每个基站的运行状态，包括信号强度、功率控制、信道分配等。运行维护子系统负责监控网络性能，检测故障并进行修复，确保网络的稳定性和可靠性。基站管理子系统监控与管理实时监控基站设备运行状态，包括硬件、软件、信号等方面。网络优化分析网络覆盖情况，进行小区参数调整，提升网络性能。故障处理快速定位并解决基站出现的故障，确保网络正常运行。运行维护子系统性能监控实时监测网络设备的运行状态，例如信号强度、数据流量和设备温度。故障诊断定位和解决网络故障，例如信号中断、呼叫失败和设备异常。网络优化根据网络流量和用户需求，调整网络参数和配置，提高网络效率和性能。网络优化与优化指标覆盖范围优化网络覆盖范围，确保信号覆盖到更多用户，提高用户体验。容量优化网络容量，提高网络承载能力，避免网络拥塞，确保用户正常使用。质量优化网络质量，提高信号质量，降低掉话率，提升用户感知。GSM业务与应用语音业务GSM最初设计用于语音通信，提供高质量、可靠的语音服务。数据业务支持多种数据速率，例如SMS、GPRS和EDGE，满足不同数据传输需求。语音业务语音通话GSM的核心业务之一，支持高质量的语音通话，提供清晰稳定的通话体验。语音信箱用户可以随时收听、回复语音留言，方便沟通。呼叫转移将呼入的电话转移到其他号码，提高通话效率。数据业务短信传统的短信业务仍然是重要的通信方式，为用户提供简短文字信息的传递。互联网接入通过GPRS、EDGE、HSPA+等技术，为用户提供高速数据连接，支持网页浏览、邮件、社交等应用。文件传输用户可以通过移动网络传输各种文件，包括图片、视频、音频等，满足不同需求。增值业务短信服务包括普通短信、彩信、语音短信等，满足用户日常沟通和信息传递需求。移动支付提供便捷的手机支付功能，包括手机充值、购物、转账等，方便用户进行移动支付。位置服务提供基于地理位置的服务，如导航、地图、LBS等，帮助用户了解周围环境和便捷出行。其他服务包括游戏、音乐、视频、新闻等增值服务，满足用户多元化娱乐和信息需求。GSM发展与展望GSM技术经过多年发展，已成为全球最广泛使用的移动通信技术之一。但随着移动互联网的快速发展，GSM标准面临着新的挑战和机遇。14G/5G演进GSM技术正在向4G/5G演进，以满足更高的数据速率和更低的延迟需求。2未来应用趋势GSM技术在物联网、车联网等领域将发挥重要作用，推动社会发展。3技术创新方向GSM技术将不断创新，以提升网络效率、降低成本，并满足用户对更高质量服务的需求。4G/5G演进15G超高速率、超低时延、海量连接24G高速率、低时延、移动互联网33G宽带数据、视频通话42G语音通话、短信51G模拟信号、语音通话未来应用趋势物联网GSM网络将与物联网技术相结合，支持各种智能设备的连接和数据传输。智慧城市GSM网络将为智慧城市建设提供可靠的通信基础设施，支持交通管理、环境监测等应用。车联网GSM网络将支持车联网的发展，实现车