GSM移动通信网络的构成.docx

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GSM移动通信网络的基本构成

一.数字蜂窝陆地移动通信系统概论
1.移动通信系统的发展历程
1.1.大区制移动电话系统
•单站覆盖整个区域、
•高功率发信设备
•优点：组网简单，投资少、见效快，覆盖区域大。
•缺点：容量不足、服务质量差、频谱利用率低
1.2.蜂窝移动通信系统
•接近正六边形的小区联网
•小区覆盖变小，具有以下特点：
1.频谱利用率提高
2.组网灵活
3.系统发信功率降低
4.设备增多，结构复杂
2.数字移动通信系统与模拟移动通信系统的不同之处
·数字调制对载干比（C/I）的要求低得多
·时分多址更能提供设计上的灵活性
·数字系统中需增加信道编码
·需采用自适应均衡技术
·需采用回波控制技术
·实施保密相当简单
3.数字移动通信系统分析比较
·世界上最具代表性和比较成熟的制式有：
•欧洲的GSM
•美国的ADC（也常称D-AMPS）
•日本的JDC（现改称为PDC）
·GSM的主要目标是与ISDN兼用；优点是各种接口规定明确，网路适合未来数字化要求；缺点是数模不兼容。
·美国数字系统D-AMPS的目标是扩大容量和数模兼容；优点是充分利用现有模拟系统；缺点是不能与ISDN兼容，接口实现较困难。
·日本PDC的情况类似美国，但数模不兼容。
4.GSM数字移动通信系统的发展历程
·1982年：设立“移动通信特别小组”，即GSM。
·1986年：进行现场试验
·1987年：作出技术选择
·1988年：十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录
·1989年：GSM标准生效
·1991年：GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行。从此，移动通信跨入了第二代。
二.GSM的基本特点
·可与各种公用通信网互连互通，明确了接口规范。
·能提供穿越国界的自动漫游功能
·支持多种业务
·具有很好的网络安全性
·组网结构灵活方便，频率复用率高，话务承担能力强。
·抗干扰能力强，通信质量高。
·用户终端更小、更轻便、功能更强。
三.GSM中使用的基本技术
1.数字信号调制和解调
将需要远距离传输的低频信号加载到高频振荡的射频信号上，使这些射频信号的幅度、频率或相位受这些低频信号的控制，这个处理过程称为调制。相反的过程称为解调。这里的低频信号称为调制信号，射频信号称为载波。
2.时分多址技术
·多址技术
·实现方法：
•频分多址（FDMA）
•时分多址（TDMA）
•码分多址（CDMA）
·TDMA系统具有如下特性：
•每载频多路
•突发脉冲序列传输
•时间色散，需自适应均衡
•传输开销大
•对新技术开放
•共用设备的成本低
•移动台较复杂
3.时间色散和均衡
·起源于反射，但与多径衰落不同，其反射信号来自远离接收天线的物体。
·GSM系统中1比特对应约1.1公里。
·采用自适应均衡技术来缓解这一问题的严重性。
·GSM规范要求均衡器应能处理时延高达15μs左右（约对应4比特的时间）的反射信号。
4.频率复用
·频率复用是指在不同的地理区域上用相同的载波频率进行覆盖，这些区域必须隔开足够的距离，以致所产生的同频及邻频干扰可以忽略不计。
·频率复用方式就是指将可用频道分成若干组。
5.话音编码
·即将话音模拟信号转换成数字信号。
·PCM编码分为三步：采样、量化、编码。
·GSM采用：线性预测编码—长期预测编码—规则脉冲激励编码器（LPC—LTP—RPE编码器）。
·GSM每话音信道的编码速率为13kbit/s。
6.信道编码
·采用数字传输时，所传信号的质量常常用“接收比特中有多少是错误的”来表示。
·为了能检出和校正接收比特流中的差错，在原信息上加入了一些多余的比特帮助检错。
·为此加大了传输的开销。
7.交织技术
·比特差错成串发生，而信道编码仅能检测和校正单个差错和不太长的差错串。
·把相继比特分散开发送
·这样，在传输过程中，即使发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个的（或长度很短），这时再用信道编码的纠错功能纠正差错，恢复原消息。
8.衰落和抗衰落
8.1.阴影衰落
•阴影效应
•当移动台通过不同障碍物形成的电磁场阴影时，接收场强中值就会发生变化。
•可以通过调整基站位置，增加发射功率、天线高度的方法减少阴影衰落的不良影响。
8.2.多径衰落
•多径效应
ü信号经直射和多次反射、散射
ü形成合成场强
ü形成随机驻波场
•多径衰落也称快衰落
•随信号瞬时值变动
8.3.分集技术
分集技术就是在几个支路上接收同一个信号，然后通过合并技术将几个支路信号合并输出。
8.3.1.空间分集
空间分集就是使两副独立