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GSM移動(dòng)電話系統(tǒng),通信一班 宋超 2009191202107,簡(jiǎn)述GSM系統(tǒng),全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)Global System of Mobile communication就是眾所周知的GSM，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)。全球超過200個(gè)國家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。GSM標(biāo)準(zhǔn)的無處不在使得在移動(dòng)電話運(yùn)營商之間簽署“漫游協(xié)定“后用戶的國際漫游變得很平常。 GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是他的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移動(dòng)電話系統(tǒng)。 這說明數(shù)字通訊從很早就已經(jīng)構(gòu)建到系統(tǒng)中。GSM是一個(gè)當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。,GSM的發(fā)展史,盡管當(dāng)前GSM相當(dāng)普及，但是構(gòu)思移動(dòng)電話的歷史在GSM之前很長時(shí)間就開始了。GSM小組 (“Groupe Spcial Mobile“ (法語) 1, 2, 3 and 4)創(chuàng)立于1982年。GSM的名字也是源于這個(gè)小組的名字,盡管后來決定使用縮寫代替了它的原有的含義。最開始這個(gè)小組由CEPT負(fù)責(zé)管理。 GSM系統(tǒng)的原始技術(shù)在1987定義。1989年, ETSI從CEPT接手。1990第一個(gè)GSM規(guī)范說明完成，這個(gè)規(guī)范的文本長達(dá)超過6000頁。 商業(yè)運(yùn)營開始于1991，地點(diǎn)是芬蘭的Radiolinja。 1998年，3G合作項(xiàng)目(3GPP)啟動(dòng)。最初，這個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是制定詳細(xì)的下一代移動(dòng)通訊網(wǎng)（3G）規(guī)范。 然而，3GPP也接受了維護(hù)和開發(fā)GSM規(guī)范的工作。ETSI是 3GPP的一個(gè)成員。.,GSM的系統(tǒng)構(gòu)成,交換分系統(tǒng)（MSS） 基站分系統(tǒng)（BSS） 移動(dòng)臺(tái)（MS） 操作與維護(hù)分系統(tǒng)（OMS）,GSM標(biāo)準(zhǔn)包括兩個(gè)并行的系統(tǒng)：GSM900和DCS1800。 GSM蜂窩系統(tǒng)的主要組成部分可分為：移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。 基站子系統(tǒng)由基站收發(fā)臺(tái)（BTS）和基站控制器（BSC）組成。它通過無線接口與移動(dòng)臺(tái)相接，進(jìn)行無線發(fā)送、接受以及無線資源管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中的移動(dòng)交換中心（MSC）相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間或移動(dòng)用戶之間的通信連接。 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）包括：移動(dòng)交換中心（MSC）、原籍位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）、鑒權(quán)中心、移動(dòng)設(shè)備標(biāo)識(shí)寄存器（EIR）、操作維護(hù)中心（OMC）。,移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),GSM組網(wǎng)技術(shù),組網(wǎng)技術(shù)中需要解決的五個(gè)方面的問題： 1、 對(duì)于給定的頻率資源，大家如何來共享。 2、 覆蓋技術(shù)的問題 3、 移動(dòng)通信采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 4、 如何解決移動(dòng)性管理的問題 5、 在移動(dòng)通信網(wǎng)中應(yīng)采用什么樣的信令系統(tǒng)。,頻率的管理與有效利用,組網(wǎng)過程中必須解決的技術(shù)問題： （1）頻率資源的管理與有效利用 （2）網(wǎng)絡(luò)控制方面的問題 頻率的資源： 頻率的分配需要在全球范圍內(nèi)制定統(tǒng)一的規(guī)則，各個(gè)具體的業(yè)務(wù)使用的頻率頻率均有具體的明確規(guī)定 頻率的有效利用技術(shù) 1.時(shí)間域的頻率有效利用 2.空間域的頻率有效利用 3.頻率域的頻率有效利用,覆蓋技術(shù)的問題,大區(qū)制移動(dòng)通信： 大區(qū)制就是在一個(gè)服務(wù)區(qū)域內(nèi)只有一個(gè)或幾個(gè)基站，并由它負(fù)責(zé)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制 小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)： 大區(qū)制容量小，組網(wǎng)簡(jiǎn)單，投資少，見效快。 小區(qū)制容量大，頻率充裕，頻率利用率高，干擾小。,移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),應(yīng)按照容量大小，覆蓋區(qū)的大小進(jìn)行規(guī)劃 單基站小容量網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 移動(dòng)電話本地網(wǎng)結(jié)構(gòu) 混合式區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)通信結(jié)構(gòu) 疊加式區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的大，中容量移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),常規(guī)的多址方式有三種：頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）。 空閑信道的選取方式主要可以分為兩類：一類是專用呼叫信道方式；另一類是標(biāo)明空閑信道方式。 專用呼叫信道方式適用于大容量的移動(dòng)通信網(wǎng)，是公用移動(dòng)電話網(wǎng)所用的主要方式。 我國規(guī)定900MHz蜂窩移動(dòng)電話網(wǎng)采用專用呼叫信道方式。 標(biāo)明空閑信道方式可分為：循環(huán)定位、循環(huán)不定位、標(biāo)明多個(gè)空閑信道的循環(huán)分散定位、標(biāo)明多個(gè)空閑信道的循環(huán)不定位。 時(shí)分多址：是把時(shí)間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)系。在頻分雙工（FDD）方式中，上行鏈路和下行鏈路的幀分別在不同的頻率山。在時(shí)分雙工（TDD）方式中，上、下行幀都在相同的頻率上。,TDMA系統(tǒng)既可以采用頻分雙工(FDD)方式，也可以采用時(shí)分雙工（TDD）方式。 在TDMA系統(tǒng)中，每幀中的時(shí)隙結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常要考慮三個(gè)主要問題：一是控制和信令信息的傳輸；二是信道多徑的影響；三是系統(tǒng)的同步。 碼分多址是以擴(kuò)頻信號(hào)為基礎(chǔ)的，利用不同碼型實(shí)現(xiàn)不同用戶的信息傳輸。,常用的擴(kuò)頻信號(hào)有兩類：跳頻信號(hào)和直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。對(duì)應(yīng)的多址方式為跳頻碼分多址（FH－CDMA）和直擴(kuò)碼分多址（DS－CDMA）。 基站的兩種激勵(lì)方式：中心激勵(lì)、頂點(diǎn)激勵(lì)。 模擬和數(shù)字的區(qū)別（不懂） 信道分配的方式主要有兩種：一是分區(qū)分組配置法；二是等頻距配置法。 分區(qū)分組配置法的缺點(diǎn)：主要出發(fā)點(diǎn)是避免三階互調(diào)，但是未考慮同一信道組中的頻率間隔，可能會(huì)出現(xiàn)較大的鄰道干擾。 為了進(jìn)一步提高頻率利用率，使信道的配置能隨移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的地理分布的變化而變化，有兩種辦法：一是“動(dòng)態(tài)配置法”、二是“柔性配置法”。,HLR中存儲(chǔ)的用戶信息分為兩類：一類是有關(guān)用戶的參數(shù)信息、另一類是有關(guān)于用戶當(dāng)前位置的信息。 信令：和通信有關(guān)的一系列控制信號(hào)的統(tǒng)稱。 信令的作用：保證用戶信息有效且可靠地傳輸。 信令的分類：一種是用戶到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信令（稱為接入信令）；另一類是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信令（稱為網(wǎng)絡(luò)信令）。,越區(qū)（過區(qū)）切換：是指將當(dāng)前正在進(jìn)行的移動(dòng)臺(tái)與基站之間的通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基站的過程。 越區(qū)切換包括三方面的問題： 1、 越區(qū)切換的準(zhǔn)則，也就是何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換。 2、 越區(qū)切換如何控制。 3、 越區(qū)切換時(shí)的信道分配 越區(qū)切換分為兩類：硬切換、軟切換。 越區(qū)切換的準(zhǔn)則： 1、 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 2、 具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則 3、 具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則。 位置管理包括兩個(gè)主要的任務(wù)：位置等級(jí)、呼叫傳遞。 動(dòng)態(tài)位置更新策略有三種：基于時(shí)間的位置更新策略、基于運(yùn)動(dòng)的位置更新策略、基于距離的位置更新策略。,碼分多址（CDMA）,在CDMA通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來區(qū)分的，而是用各個(gè)不同的編碼序列來區(qū)分的。 碼分多址蜂窩通信系統(tǒng)的特征如下： 1、 根據(jù)理論分析，CDMA蜂窩系統(tǒng)與模擬蜂窩系統(tǒng)或TDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)相比具有更大的通信容量。 2、 CDMA蜂窩系統(tǒng)的全部用戶共享一個(gè)無線信道，用戶信號(hào)的區(qū)分只靠所用碼型的不同，因此當(dāng)蜂窩系統(tǒng)的負(fù)荷滿載時(shí)，另外增加少數(shù)用戶只會(huì)引起話音質(zhì)量的輕微下降，而不會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。,3、 （軟切換與硬切換的區(qū)別）CDMA蜂窩系統(tǒng)具有“軟切換”功能，即在過區(qū)切換的起始階段，由原小區(qū)基站與新小區(qū)的基站同時(shí)為過區(qū)的移動(dòng)臺(tái)服務(wù)，直到該移動(dòng)臺(tái)與新基站之間建立起可靠的通信鏈路后，原基站才中斷和該移動(dòng)臺(tái)的聯(lián)系，CDMA蜂窩系統(tǒng)的軟切換功能既可以保證過區(qū)切換的可靠性，又可以使通信中的用戶不易察覺。如果移動(dòng)臺(tái)處于小區(qū)的邊緣，軟切換能提供正向業(yè)務(wù)信道分集，也能提供反向業(yè)務(wù)信道分析，從而保證了通信的質(zhì)量。 4、 CDMA蜂窩系統(tǒng)可以充分利用人類對(duì)話的不連續(xù)特性來實(shí)現(xiàn)話音激活技術(shù)，以提高系統(tǒng)的通信容量。 5、 CDMA蜂窩系統(tǒng)以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)，因而它具有擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的優(yōu)點(diǎn)。,關(guān)于GSM其他技術(shù),GSM系統(tǒng)的主要接口是指A接口、Abits接口、Um接口。 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)部接口包括：B、C、D、E、F、G接口。 GSM數(shù)字蜂窩網(wǎng)的無線接口即Um接口，是通常所稱的空中接口。 GSM系統(tǒng)工作在以下射頻頻段：上行890～915MHz，下行935～960MHz，載頻間隔0.2MHz。 蜂窩通信系統(tǒng)按邏輯功能而言，可分為業(yè)務(wù)信息和控制信息。,