GSM移动通信原理

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedInternal课程内容GSM移动通信概述GSM系统结构与接口GSM系统Um接口GSM移动区域与编号计划GSM移动通信网组网HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3学习完此课程，您将会：了解移动通信的多址技术，蜂窝技术了解GSM系统结构、接口、业务掌握Um接口的物理信道结构、Um接口的逻辑信道功能与组合、理解GSM话音的处理过程掌握GSM移动区域的划分掌握GSM编号计划了解GSM组网方式HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4课程重点移动通信的发展历程，多址技术，蜂窝技术GSM系统结构，接口及业务Um接口GSM移动区域的划分GSM编号计划GSM组网方式HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage51.GSM概述与发展简史2.多址技术3.功率控制4.蜂窝技术5.GSM主要参数GSM移动通信概述HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6第三代移动通信系统介绍移动通信发展展望GSM的发展历程及现状移动通信的定义GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7GSM概述与发展简史移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信.移动体之间的通信只能依靠无线电传输.那什么是无线通信呢？无线通信指利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式.电磁波是它的载体.HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8电磁波频段与波段(C=L*F)频段名称频率范围波段名称波长范围极低频（ELF）3~30Hz极长波100~10Mm超低频（SLF）30~300Hz超长波10~1Mm特低频（ULF）300~3000Hz特长波1000~100Km甚低频（VLF）3~30KHz甚长波100~10Km低频（LF）30~300KHz长波10~1Km中频（MF）300~3000kHz中波1000~100m高频（HF）3~30MHz短波100~10m甚高频（VHF）30~300MHz超短波10~1m特高频（UHF）300~3000MHz分米波1~0.1m超高频（SHF）3~30GHz厘米波10~1cm极高频（EHF）30~30GHz毫米波10~1mm至高频（THF）30~3000GHz亚毫米波1~0.1mm光波310-6~310-8mGSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9移动通信并不是一项很新的技术，但却是一项正在急剧发展的技术.20年代开始在军事及某些特殊领域使用（美国警察的车载无线电系统），40年代才逐步向民用扩展（美国所建第一个公用汽车电话网）.移动通信经历了由模拟通信向数字化通信的发展过程.目前，比较成熟的数字移动通信制式主要有泛欧的GSM，美国的ADC和日本的JDC（现改称PDC）.目前GSM制式的销售额占34%，CDMA制式占28%，TDMA占18%，WLL占7%GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage101982年，欧洲邮电行政大会CEPT设立了“移动通信特别小组”即GSM，以开发第二代移动通信系统为目标.1986年，在巴黎，对欧洲各国经大量研究和实验后所提出的八个建议系统进行现场试验.1987年，GSM成员国经现场测试和论证比较，就数字系统采用窄带时分多址TDMA，规则脉冲激励长期预测(RPE-LTP)话音编码和高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式达成一致意见.其中，GSM的发展历程如下：GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11已有109个国家239个运营者运营着超过4400万用户的GSM网络1988年十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MOU).1989年GSM标准生效.GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行.移动通信跨入第二代.1991年1992年系统命名为：GlobalSystemforMobile（全球通）组织机构：SpecialMobileGroup1993年PhaseII规范1994年全世界范围运行1995年DCS1800商业运行1996年引入微蜂窝的技术，GSM900/1800双网运行1997年GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage121993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网目前有中国移动与中国联通两家运营商中国电信也在积极酝酿进入移动领域截止99年底中国移动用户数已达5000万，中国联通超过400万，年增长率99%以上神州行与如意通移动用户快速增长截止99年8月中国移动已覆盖全国31个省区的308个地市和1856个县市，全国交通干线实现无缝覆盖.地市覆盖率为91%，县市覆盖率为86%专家预测，到2000年底，全国移动用户超过7500万，到2005年达2亿.在我国......GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13我国移动用户增长：GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14全球移动用户增长(1999年全球无线通信市场比1998年增长了21.6%，达到281亿美圆)02468101219992004全球移动用户（亿）GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage151G2G3G2.5G80s初80s末96年2002年无线通信系统时间GSMPDCD-AMPSIS-95AW-CDMACDMA2000TD-SCDMAAMPSTACSNMTNTTGPRSIS-95B无线通信在今天的发展GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16GPRS（GeneralPacketRadioService）：是GSM网络过渡3G（第三代移动通讯）的第一步，能够将数据传送由今天9.6Kbps的速率逐步提升到每秒115Kbps的速度.它还不是真正的第三代移动通信系统.第三代移动通信技术:GSM系列GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17GPRS的特点GSM概述与发展简史GPRS向用户提供从9.6kbps到多于150kbps的接入速率.GPRS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)提高了无线信道的利用率在技术上提供了按数据量计费的可能GPRS支持一个用户占用多个信道：提供较高的接入速率GPRS是移动网和IP网的结合：可提供固定IP网支持的所有业务HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18计费合理——GPRS可以采用以所传输的数据量为依据的计费方法覆盖广泛——依靠GSM广泛的覆盖，GPRS向用户提供无处不在的业务业务丰富——GPRS可向用户提供固定IP网可以提供的所有业务性能优越——GPRS支持更高的接入速率、更短的建立时间可提供更多更优质的增值业务可提高无线资源的利用率运营商将从IP业务的迅猛发展中得到更多的商机.GPRS对于运营商GPRS对于用户GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19EDGE令网络容量及数据传送比GPRS更快，足有283Kbps.网络商只需在软硬件上作出少许相应改动，便可继续沿用现有GSM系统，去支持移动多媒体服务，完全符合低成本高效益的理念，能够与日后WCDMA制式共存.由GSM网络核心繁衍而来的WCDMA，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384Kbps（移动空间）的速率，采用5MHz（区别于窄带200KHz)的宽频网络.WCDMA（WidebandCodeDivisionMultipleAccess）：EDGE（EnhancedDataRatesforGlobalEvolution）：GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20属于CDMA第二代，能达到1.25MHz，目前全球用户接近三千五百万.cdma2000是从cdmaOne蜕变进化出来支援3G的一种制式.确保投资发展CDMA的网络商，能够简单及有效率地由cdmaOne过渡到3G进程.cdma2000第一阶段将提供每秒144Kbps的数据传送率，第二阶段支持每秒2Mbps的数据传送速率，是cdma发展3G的最终目标.cdmaOne（CodeDivisionMultipleAccessOne）：cdma2000（CodeDivisionMultipleAccess2000）：CDMA系列：GSM概述与发展简史HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21多址技术使众多的用户共用公共的通信线路.常用的使信号多路化的方法基本上有三种，它们分别采用频率、时间或代码分隔的多址连接方式，即人们通常所称的频分多址FDMA、时分多址TDMA和码分多址CDMA三种接入方式.GSM系统采用了FDMA、TDMA方式.多址技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22FDMA是以不同的频率信道实现通信的.频分就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收载频），每个信道可以传输一路话音或控制信息.模拟蜂窝系统是FDMA结构的一个典型例子，但GSM系统也采用了FDMA.频分多址FDMA多址技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23TDMA是以不同的时隙实现通信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一时间间隙（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.时分多址TDMA多址技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24CDMA是以不同的代码序列实现通信的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.它不像FDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息.其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息.码分多址CDMA多址技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25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2W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没有20W的移动台存在）.DCS1800移动台的最大输出功率是1W.相应地，它的小区也要小一些.HUAWEITEC