GSM移动通信网络的构成.doc

15/15GSM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。·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一样的载波频率进行覆盖，这些区域必须隔开足够的距离，以致所产生的同频与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的接收天线间保持一定的间隔距离，从而能各自接收同一个信号，最后再把接收到的信号矢量合并到一起。8.3.2.频率分集·跳频相当于频率分集，是指载波频率在很宽频带围按某种序列进行跳变。·加强安全性、抗干扰性，提高通信质量。·基带跳频·射频跳频·两种跳频方式的比较9.干扰和抗干扰9.1.互调干扰•互调干扰的产生原因•主要考虑三阶互调干扰，它的两种形式为2ωa-ωb、ωa+ωb-ωc•无三阶互调信道组9.2.同信道干扰