GSM网络移动终端干扰性能研究.docx

GSM网络移动终端干扰性能研究.docx

《GSM网络移动终端干扰性能研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSM网络移动终端干扰性能研究.docx（86页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

GSM网络移动终端干扰性能研究

毕业设计说明书（论文）

GSM网络移动终端干扰性能研究

作者:

学号：

学院（系）:

电子工程系

专业:

通信工程

指导教师：

评阅人：

毕业设计（论文）任务书

学院（系）：

电子工程系

专业：

学生姓名：

学号：

6

设计（论文）题目：

GSM网络移动终端干扰性能研究

起迄日期:

200

设计（论文）地点:

电子工程系

指导教师:

专业负责人:

发任务书日期:

2日

毕业设计（论文）任务书

1．毕业设计（论文）课题的任务和要求：

1、学习相关原理知识；

2、GSM网络移动终端技术研究；

3、GSM网络干扰性能研究；

3、查询10篇以上文献，其中至少1-2篇外文资料；

2．毕业设计（论文）课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

1、学习相关原理知识；

2、GSM网络移动终端技术研究；

3、GSM网络干扰性能研究；

4、完成论文撰写；

5、外文资料翻译。

毕业设计（论文）任务书

3．对毕业设计（论文）课题成果的要求〔包括毕业设计（论文）、图纸、实物样品等）：

1、毕业论文一份；

2、英文文献一份，相应的中文译文一份。

4．毕业设计（论文）课题工作进度计划：

起迄日期

工作内容

2005年

1月15日~3月31日

4月1日~5月31日

6月1日~6月20日

6月21日~6月25日

系统学习，查阅资料，作开题报告；

GSM网络移动终端技术研究；GSM网络干扰性能研究；

撰写毕业论文；

论文答辩；

所在专业审查意见：

负责人：

年月日

学院（系）意见：

院（系）领导：

年月日

中北大学

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名：

学号：

学院（系）：

专业：

设计（论文）题目：

指导教师:

20**年3月20日

毕业设计（论文）开题报告

文献综述

移动通信按其更新换代的顺序进行分类，可分为；第一代移动通信（即模拟移动通信系统），第二代移动通信系统（即GSM系统），和第三代移动通信系统（3G系统）。

由于第三代移动通信系统从标准台到全面商业化还需要一段较长时间，目前国际上各大通信公司都忙于开发2.5G的无线系统，该系统为向3G标准过度的中间系统。

其中，模拟手机属于第一代移动通信终端，GSM手机属于第二代移动通信终端，CDMA和GPRS手机则属于2.5G移动通信终端。

目前，我国正在研发一种双模手机，即在成熟的GSM网络基础上推出了同时支持GSM网络和CDMA网络的手机。

使用GSM/CDMA双模手机，可以实现在GSM网络和CDMA网络之间的自由切换，从而有效的避免了断线，通话难和音质差等问题。

GSM网络通信过程中的干扰主要包括同频道干扰、时隙干扰、邻频道干扰、码间干扰、互调干扰。

1.同频道干扰

在GSM系统中降低同频道干扰是网络优化的一个重要内容，可考虑的方法有：

（1）增加两个同频道小区的间距

（2）消除玻璃幕墙反射引起的同频道干扰

（3）降低发射功率电平

（4）不连续发射（DTX）

（5）使用跳频技术

（6）降低基站天线高度

（7）更改天线安装位置

（8）天线方向偏移

（9）天线向下倾斜

（10）分集接收

2.邻频道干扰

邻频道干扰是指干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰。

在GSM移动通信蜂窝系统中，关于邻频道干扰保护比，规定载干比C/I>-9dB，工程设计时需另加3dB余量。

3.互调干扰

当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时，将互相调制产生新频率信号输出，如果该频率正好落在接收机公用信道带宽内，则构成对该接收机的干扰。

4.时隙干扰

时隙干扰指使用同一载频不同时隙的呼叫之间的干扰。

5．码间干扰

移动通信中的多径传播对接收信号的影响有两方面，一方面会造成接收信号包络的多径衰落现象，另一方面在时域上会使数字信号传输时产生时延扩展。

由于时延扩展接收信号中一个码元的波形会扩展到其他码元周期中，造成码间干扰。

造成码间干扰的另一个原因是频率选择性衰落。

当数字信号在传输过程中由于频率选择性衰落而使各频率分量的变化不一致而造成信号失真，引起码间干扰。

在GSM系统中采用带均衡的解调技术来解决码间干扰。

GSM系统发展历史

GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成的。

蜂窝系统的概念和理论在20世纪60年代就由美国贝尔实验室及其他一些公司提了出来，但其复杂的控制系统，尤其是实现移动台的控制直到70年代随着半导体技术的城市、大规模集成电路器件和微处理技术的发展及表面贴装工业的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。

1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS（现金的移动电话业务）模拟蜂窝系统，而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT（北欧移动电话）系统，接着欧洲先后在英国开通TACS系统（全接入通信系统），德国开通C-450系统。

蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。

其频率再用大大提高了频率利用率并增大系统容量，网络的智能化实现了越区切换和漫游功能，扩大了客户的服务范围，但上述模拟系统有4大缺点：

（1）各系统间没有公共接口。

（2）很难开展数据承载业务。

（3）频谱利用率低无法适应大容量的需求。

（4）安全保密性差，易被窃听，易做假机。

尤其是在欧洲各系统间没有公共接口，这些系统都只是国内系统，手机不可能在国外使用，相互间不能漫游，给用户造成很大的不便。

为了方便全欧洲统一使用移动电话，1982年北欧国家向欧洲邮政电信会议提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。

在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会（ETSI）技术委员会下的“移动通信特别小组”，简称“GSM”，由该小组来制定有关的标准和协议书。

1987年5月GSM成员国就数字系统采用窄带时分多址（TDMA）、规则买冲击力线性预测RPE-LTP语音编码和高斯滤波最小移频键控（GMSK）调制方式达成一致建议。

同年欧洲17个国家的运营者和管理者签署了谅解备忘录，相互达成履行规范的协议。

与此同时还成立了MoU组织，致力于GSM标准的发展。

1990年完成了GSM900的规范制定，共产生大约130项的全面建议书。

1991年在欧洲开通了第一个系统，同时MoU组织为该系统设计和注册了市场商标，将GSM更名为“全球移动通信系统”。

从此移动通信跨入了第二代数字移动通信系统。

同年，移动通信特别小组根据英国的建议，完成了制定1800MHz频段的公共欧洲电信业务的规范，名为DCS1800系统。

该系统与GSM900具有同样的基本功能特性，因而该规范只占GSM规范的很小一部分，仅将GSM900和DCS1800之间的差别加以描述，绝大部分是通用的。

1992年大多数欧洲GSM运营者开始商用业务。

1993年欧洲第一个DCS1800系统投入运营。

此后GSM系统在全球迅速发展，全球绝大多数移动运营商都采用GSM制式。

到2003年3月GSM网络已经覆盖近200个国家，450家运营商经营GSM网络，总用户数已超过8亿。

GSM网络已成为最成熟的第二代移动通信系统，随着GPRS的开通和发展，GSM网络已经平滑过渡到2.5G移动通信系统，目前有好多运营商选择GSM-GPRS-3G的发展之路。

根据欧洲的计划，GSM将近一步过渡到WCDMA，这是今后主流的第三代移动通信系统。

参考文献

[1].张威编著.GSM网络优化-原理与工程.北京:

人民邮电出版社.2003.4416-418

[2].郭梯云等编著.移动通信.修订版.西安:

西安电子科技大学出版社.2000.5231-261

[3].李延廷等编著.移动通信设备原理与维修.北京:

机械工业出版社.2003.1104-106

[4].王建新等编著.手机维修技能速培教程.北京:

机械工业出版社.2003.74-14

[5].杨小牛等.软件无线电原理与应用.北京:

电子工业出版社.2001.1136-42

[6].樊昌信等.通信原理.第四版.北京:

国防工业出版社.1995.10

[7].王俊林等.全球移动通信系统干扰分析方法.电子对抗技术.2003.5第18卷

[8].林迎春.GSM无线公话产品的干扰研究.无线通信技术.2004.第一期

[9].王明元等.GSM无线网络干扰成因.测试及解决方案.移动通信.2004.第五期

[10].鲍威.手机干扰设备介绍与分析.移动通信.2003.1.2

[11].李兆宏.移动通信中的电磁干扰分析.移动通信.2004.6

[12].李一兵等.自适应跳频通信系统抗干扰性能分析.信息技术.2004.5第28卷

[13].李俊等.一种基于软件无线电技术的手机干扰器设计.移动通信.2004.1.2

[14].杨清爽等.GSM系统的主要技术参数及网络构成.现代通信.1996.6

[15].ParsonsJD,GardinerJG,MobileCommunicationSystem.NewYork:

JohnWileyandSons,Inc.,1993

毕业设计（论文）开题报告

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

GSM手机的结构

GSM手机的结构可分为射频电路部分、逻辑音频部分与输入输出接口部分，如下图1所示。

射频电路大致分为射频发送电路、射频接收电路与频率合成器三部分。

逻辑音频电路可分为两部分：

音频信号处理部分和系统逻辑控制部分。

输入输出接口部分包括模拟语言接口、数字接口和人机接口三部分。

模拟语言接口包括A/D、D/A转换器；数字接口主要是数字终端适配器；人机接口有显示器、键盘、听筒、话筒、振铃器、振动器、背景灯和状态指示灯等。

图1GSM手机结构图

手机的接收电路主要有三种：

第一种是超外差一次变频接收电路，第二种是超外差二次变频接收电路，第三种是直接变频的线性接收电路。

不管是哪一种接收电路，均包括以下几个主要电路：

天线接收电路、低噪声放大电路混频电路、频率合成电路、中频放大电路、解调电路和音频处理电路。

手机的发射电路有三种：

一种是带发射变换功能的发射电路；一种是带上变频功能的发射电路；还有一种是直接调制的发射电路。

不管是哪种发射电路，都包括：

音频处理电路、调制电路、发射变换电路、功率放大电路和功率控制等电路。

干扰的分类

移动通信系统的干扰是影响无线网络掉话率、接通率等系统指标的重要因素之一。

它不仅影响了网络的正常运行，而且影响了用户的通话质量，是用户申告的主要原因之一。

信号质量很好而话音质量不好时，一般是由于干扰引起的，解决干扰问题一直是网络优化，提高通信质量的重点。

解决方案：

合理地分配频率资源，发射机与发射机之间拉开距离，是解决互调干扰最有力的方法。

但是，由于频率资源紧张，可安放基站的有利制高点也有限，从而使许多发射机拥挤在一块，谁都不愿撤开，势必产生空间污染。

为此，国家无委[1998]101号文件规定了寻呼发射机应加装单向器或单向器与滤波器的组合器件，以及一系列相关的技术标准。

GSM网络移动终端干扰性能研究

摘要

GSM移动通信网中出现的干扰，对移动台的接收造成严重影响，降低了通信质量。

基于GSM手机的通信原理，本论文详细分析了GSM网络通信过程中可能出现的干扰，列举了一系列降低同频道干扰、邻频道干扰和互调干扰等的措施，并重点叙述了跳频技术和分集接收，两个典型的抗干扰技术。

在GSM网络规模不断扩大的情况下，优化网络、降低干扰愈显重要。

关键词抗干扰技术,手机,跳频技术,分集接收

ResearchaboutInterferencePerformanceof

GSMNetworkMobileTerminal

Abstract

InterferencethatappearedinGSMtelecommunicationsystem，hasextremelyaffectthereceptionofmobilestationandalsodecreasedcommunicationequality.Thispaperanalysestheinterference,whichmayappear,basedovercommunicationprincipleofGSMmobiletelephoneandparticularizedaseriesofmeasuretoreducecochannelinterference、adjacementinterference、mutualinterferenceandsoon，themainpointofwhichisfrequencyhoppinganddiversityreception,twotypicalanti-jamming.WiththedevelopmentofGSM,melioratingnetworkanddecreasingjammingappearmoreandmoreimportant.

Keywords：

Anti-jammingtechnology,Mobilecommunication,Thetechnologyoffrequencyhopping,Diversityreception

中北大学

本科毕业设计（论文）评语

院（系）:

电子工程系学生姓名学号：

题目：

GSM网络移动终端干扰性能研究

指导教师评语：

该同学在毕业设计期间，认真系统的学习了与设计题目相关的基本知识，态度认真，踏实肯干，能够独立查阅所学要的文献，基本能够独立开展科学研究，对GSM网络移动终端干扰性能进行了理论设计和分析，在一定程度上反映了该生具有比较扎实的专业理论基础，基本完成毕业设计任务书所要求的内容。

具有一定的创新性。

论文撰写格式规范，符合我校教务处下发的论文撰写格式要求。

条理清楚，圆满完成了毕业设计。

建议成绩为良。

同意参加毕业答辩。

指导教师（签字）：

2日

中北大学

本科毕业设计（论文）评语

院（系）:

学生姓名：

学号：

题目：

评阅人评语：

【填写说明】：

1．要求在学生答辩前完成，请评阅人将评语内容直接打印在本栏目内（用4号仿宋体，A4纸型），或者亲笔填写,要求字迹工整.禁止打印在其它纸上后剪贴在此处。

2．评语填写内容：

1）论文选题的价值与意义；2）创新性评价；

3）工作量大小；4）写作的规范化程度；

5）存在的问题；6）建议成绩评定；

7）是否可以提交答辩。

评阅人（签字）：

职称（或学历）:

年月日

本科毕业设计（论文）评语

院（系）:

学生姓名：

学号：

题目：

综合成绩：

答辩委员会评语：

【填写说明】：

1．本栏目由答辩委员会（小组）根据学生的论文水平、答辩情况以及各成员投票的综合结果填写，并给出成绩。

2．可直接打印在本栏目内（用4号仿宋体，A4纸型），也可手写.禁止打印在其它纸上后剪贴在此处。

答辩委员会负责人（签字）：

年月日

目录

1引言1

1.1研究GSM系统移动终端干扰性能的意义1

1.2GSM移动终端干扰研究现状1

2GSM网络系统介绍3

2.1GSM发展历史和技术规范3

2.1.1GSM系统发展历史3

2.1.2GSM系统技术规范4

2.2GSM系统结构5

2.2.1交换网络子系统6

2.2.2无线基站子系统9

2.2.3移动台10

2.2.4操作维护子系统10

2.3GSM网络区域组成10

3GSM移动终端的组成及结构14

3.1GSM手机的结构14

3.2GSM手机具体组成部分14

3.2.1接收电路14

3.2.2发射电路19

3.2.3逻辑音频电路23

3.2.4锁相频率合成电路24

3.3GSM手机工作原理的定性理解26

4干扰31

4.1干扰的产生及分类31

4.1.1干扰产生的原因31

4.1.2干扰的分类31

4.2抗同频道干扰34

4.3互调干扰37

4.3.1互调干扰的危害37

4.3.2解决互调干扰的办法38

4.3.3在实际应用中抗干扰器件的选用41

4.4跳频技术43

4.4.1跳频的种类43

4.4.2跳频的优点45

4.4.3跳频序列46

4.4.4跳频使用46

4.5分集接收47

4.5.1.什么是分集接收47

4.5.2.分集方式48

5实践调查问答51

结束语54

参考文献55

1引言

1.1研究GSM系统移动终端干扰性能的意义

在GSM网络规模不断扩大的情况下，由于频率资源的限制，频率复用度必然增加;由于规划或地理位置的原因，在多小区的情况下多会产生同频、邻频干扰，使通信质量下降，网络服务性能变差。

干扰是影响通话质量及掉话率、接通率等网络系统指标的重要因素。

由于无线电波传播的特性，决定其在通信过程中必然受到外界多种因素的影响。

但是由于网络内部原因，它还在一定程度上受到网络内部其它因素的影响，如同频干扰、邻道干扰，以及其它因网络某些参数设定不当而造成的干扰。

这些干扰的存在给我们网络的正常运行带来了一定的不良影响。

作为网络优化问题的核心问题，解决无线干扰问题显得越来越重要。

1.2GSM移动终端干扰研究现状

移动通信按其更新换代的顺序进行分类，可分为；第一代移动通信（即模拟移动通信系统），第二代移动通信系统（即GSM系统），和第三代移动通信系统（3G系统）。

由于第三代移动通信系统从标准台到全面商业化还需要一段较长时间，目前国际上各大通信公司都忙于开发2.5G的无线系统，该系统为向3G标准过度的中间系统。

其中，模拟手机属于第一代移动通信终端，GSM手机属于第二代移动通信终端，CDMA和GPRS手机则属于2.5G移动通信终端。

目前，我国正在研发一种双模手机，即在成熟的GSM网络基础上推出了同时支持GSM网络和CDMA网络的手机。

使用GSM/CDMA双模手机，可以实现在GSM网络和CDMA网络之间的自由切换，从而有效的避免了断线，通话难和音质差等问题。

GSM网络通信过程中的干扰主要包括同频道干扰、时隙干扰、邻频道干扰、码间干扰、互调干扰。

1.同频道干扰

在GSM系统中降低同频道干扰是网络优化的一个重要内容，可考虑的方法有：

（1）增加两个同频道小区的间距

（2）消除玻璃幕墙反射引起的同频道干扰

（3）降低发射功率电平

（4）不连续发射（DTX）

（5）使用跳频技术

（6）降低基站天线高度

（7）更改天线安装位置

（8）天线方向偏移

（9）天线向下倾斜

（10）分集接收

2.邻频道干扰

邻频道干扰是指干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰。

在GSM移动通信蜂窝系统中，关于邻频道干扰保护比，规定载干比C/I>-9dB，工程设计时需另加3dB余量。

3.互调干扰

当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时，将互相调制产生新频率信号输出，如果该频率正好落在接收机公用信道带宽内，则构成对该接收机的干扰。

4.时隙干扰

时隙干扰指使用同一载频不同时隙的呼叫之间的干扰。

5．码间干扰

移动通信中的多径传播对接收信号的影响有两方面，一方面会造成接收信号包络的多径衰落现象，另一方面在时域上会使数字信号传输时产生时延扩展。

由于时延扩展接收信号中一个码元的波形会扩展到其他码元周期中，造成码间干扰。

造成码间干扰的另一个原因是频率选择性衰落。

当数字信号在传输过程中由于频率选择性衰落而使各频率分量的变化不一致而造成信号失真，引起码间干扰。

在GSM系统中采用带均衡的解调技术来解决码间干扰。

2GSM网络系统介绍

2.1GSM发展历史和技术规范

2.1.1GSM系统发展历史

GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成的。

蜂窝系统的概念和理论在20世纪60年代就由美国贝尔实验室及其他一些公司提了出来，但其复杂的控制系统，尤其是实现移动台的控制直到70年代随着半导体技术的城市、大规模集成电路器件和微处理技术的发展及表面贴装工业的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。

1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS（现金的移动电话业务）模拟蜂窝系统，而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT（北欧移动电话）系统，接着欧洲先后在英国开通TACS系统（全接入通信系统），德国开通C-450系统。

蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。

其频率再用大大提高了频率利用率并增大系统容量，网络的智能化实现了越区切换和漫游功能，扩大了客户的服务范围，但上述模拟系统有4大缺点：

（1）各系统间没有公共接口。

（2）很难开展数据承载业务。

（3）频谱利用率低无法适应大容量的需求。

（4）安全保密性差，易被窃听，易做假机。

尤其是在欧洲各系统间没有公共接口，这些系统都只是国内系统，手机不可能在国外使用，相互间不能漫游，给用户造成很大的不便。

为了方便全欧洲统一使用移动电话，1982年北欧国家向欧洲邮政电信会议提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。

在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会（ETSI）技术委员会下的“移动通信特别小组”，简称“GSM”，由该小组来制定有关的标准和协议书。

1987年5月GSM成员国就数字系统采用窄带时分多址（TDMA）、规则买冲击力线性预测RPE-LTP语音编码和高斯滤波最小移频键控（GMSK）调制方式达成一致建议。

同年欧洲17个国家的运营者和管理者签署了谅解备忘录，相互达成履行规范的协议。

与此同时还成立了MoU组织，致力于GSM标准的发展。

1990年完成了GSM900的规范制定，共产生大约130项的全面建议书。

1991年在欧洲开通了第一个系统，同时MoU组织为该系统设计和注册了市场商标，将GSM更名为“全球移动通信系统”。

从此移动通信跨入了第二代数字移动通信系统。

同年，移动通信特别小组根据英国的建议，完成了制定1800MHz频段的公共欧洲电信业务的规范，名为DCS1800系统。

该系统与GSM900具有同样的基本功能特性，因而该规范只占GSM规范的很小一部分，仅将GSM900和DCS1800之间的差别加以描述，绝大部分是通用的。

1992年大多数欧洲GSM运营者开始商用业务。

1993年欧洲第一个DCS1800系统投入运营。

此后GSM系统在全球迅速发展，全球绝大多数移动运营商都采用GSM制式。

到2003年3月GSM网络已经覆盖近200个国家，450家运营商经营GSM网络，总用户数已超过8亿。

GSM网络已成为最成熟的第二