GSM数字移动通信formattedWord文档下载推荐.docx
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荷兰
130
奥地利
1984
西班牙
1982
表1-11991年欧洲主要蜂窝系统
蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。
其频率复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转接和漫游功能，扩大了客户的服务范围，但上述模拟系统有四大缺点：
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”。
尤其是在欧洲系统间没有公共接口相互之间不能漫游，对客户之间造成很大的不便。
GSM数字移动通信系统史源于欧洲。
早在1982年，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧多国的NMT（北欧移动电话）和英国的TACS（全接入通信系统），西欧其它各国也提供移动业务。
当时这些系统是国内系统，不可能在国外使用。
为了方便全欧洲统一使用移动电话，需要一种公共的系统，1982年北欧国家向CEPT（欧洲邮电行政大）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“移动特别小组＼GroupSpecialMobile）简称“GSM”，来制定有关的标准和建议书。
1986年在巴黎，该小组对欧洲各国及各公司经大量研究和实验后所提出的8个建议系统进行了现场实验。
1987年5月GSM成员国就数字系统采用窄带时分多址TDMA、规则脉冲激励线性预测RPE一LTP话音编码和高斯滤波最小移频键控GMSK调制方式达成一致意见。
同年，欧洲17个国家的运营者和管理者签署了谅解备忘录（MoU），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，共产生大约130项的全面建议书，不同建议书经分组而成为一套12系列。
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”（Globa1systemforMobilecommunications）。
从此移动通信跨入了第二代数字移动通信系统。
同年，移动特别小组还完成了制定1800MHz频段的公共欧洲电信业务的规范，名为DCSI800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建议的很小一部分，仅将GSM900和DCSI800之间的差别加以描述，绝大部分二者是通用的，二系统均可通称为GSM系统。
1992年大多数欧洲GSM运营者开始商用业务。
到1994年5月已有50个GSM网在世界上运营，10月总客户数已超过400万，国际漫游客户每月呼叫次数超过500万，客户平均增长超过50％。
1993年欧洲第一个DCSI800系统投入运营。
到1994年已有6个运营者采用了该系统。
1.2GSM系统技术规范
GSM系统技术规范中只对功能和接口制定了详细规范，未对硬件做出规定。
这样做目的是尽可能减少对设计者限制，又使各运营者有可能购买不同厂家的设备。
GSM系统技术规范共分12章：
01概述
02业务方面
03网路方面
04MS-BS接口与协议
05无线路径上的物理层
06话音编码规范
07MS的终端适配器
08BS-MSC接口
09网路互通
10业务互通
11设备和型号认可规范
12
操作和维护
这些系列规范都是由ETSI组建的不同工作组和专家组编写而成的。
1988年春天完成第一阶段标准的第一个版本，以支撑当时的投标活动。
后来修改过几次，1990年以后除了传真方面的规范外，其它很少作改动，1992年底基本冻结。
第二阶段标准到1993年底也基本完成了主要部分，并与1994年底冻结，为了提高系统的性能，从1994年6月又开始考虑第2＋阶段的有关标准的定义，后并入第二阶段标准，并宣布还会有第三阶段的标准。
实际上由于第三代移动通信系统的提出，已中止第三阶段标准。
为了保证GSM网路内现有的和将来的业务开展，在制定标准时必须考虑兼容性的要求。
2第二讲GSM通信系统
2.1系统的组成
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）和移动台（MS）三大部分组成，如图2－1所示。
其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。
在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。
因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。
也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。
图2－1蜂窝移动通信系统的组成
由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。
也就是说，各接口都是开放式接口。
GSM系统框图如图2-2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。
Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。
图2－2GSM系统框图
在GSM网上还配有短信息业务中心（SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网，又可开放广播式公共信息业务。
另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言，提高网路接通率，给运营部门增加收入。
2.2交换网路子系统
交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。
NSS由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：
MSC：
是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。
它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。
另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。
VLR：
是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。
HLR：
也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。
每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：
一是有关客户的参数；
二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。
AUC：
用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。
EIR：
也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。
主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。
2.3无线基站子系统
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。
功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。
BSC：
具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。
BTS：
无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。
2.4移动台
移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。
移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。
SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。
SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。
2.5操作维护子系统
GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。
通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。
OMC与MSC之间的接口目前还未开放，因为CCITT对电信网路管理的Q3接口标准化工作尚未完成。
3第三讲GSM关键技术
GSM在无线接口上综合了频分多路接入（FDMA）和时分多路接入（TDMA）两种技术，并且加上了跳频（FrequencyHopping）技术。
频率
200kHZ
Slot（15/26ms）
1
2
3
4
5
6
7
时间
Burst周期（BP）×
8＝1个TDMA帧
3.1工作频段的分配
3.1.1工作频段
见图3-1。
我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段：
上行链路频带：
905～915（移动台发、基站收）
下行链路频带：
950～960（基站发、移动台收）
随着业务的发展，可视需要向下扩展，或向1.8GHz频段的DCSI800过渡，即1800MHz频段：
上行链路频带：
1710～1785（移动台发、基站收）
1805～1880（基站发、移动台收）
图3-1我国陆地蜂窝移动体系系统频段分配图
3.1.2频道间隔
相邻两频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。
每信道占用带宽200kHz／8=25kHz，同模拟网TACS制式每个信道占用的频率带宽。
从这点看二者具有同样的频谱利用率。
将来GSM采用半速率话音编码后，每个频道可容纳16个半速率信道。
3.1.3频道配置
采用等间隔频道配置方法，频道序号为76～124，共49个频点（见图3-2）。
频道序号和频点标称中心频率的关系为：
图3-2900MHz频段数字蜂窝移动通信网的频道配置
fl（n）=890.200MHz＋（n-1）0.200MHz移动台发，基站收
fh（n）=fl（n）＋45MHz基站发，移动台收
n=76～124频道
3.1.4双工收发间隔：
45kHz。
与模拟TACS系统相同。
发射标识：
业务信道发射标识为271KF7W；
控制信道发射标识为271KF7W。
必要带宽271kHz？
？
主载波调制方式：
调频
调制主载波的信号性质：
包含量化或数字信息的双信道或多信道
被发送信息的类型：
电报传真数据、遥测、遥控、电话视频的组合
3.1.5干扰保护比
载波干扰保护比（C／I）就是指接收到的希望信号电平与非希望信号电平的比值，此比值与MS的瞬时位置有关。
这是由于地形不规则性及本地散射体的形状、类型及数量不同，以及其它一些因素如天线类型、方向性及高度，站址的标高及位置，当地的干扰源数目等所造成的。
GSM规范中规定：
同频道干扰保护比：
C/I
9dB
邻频道干扰保护比：
C/I-9dB
载波偏离400kHz时的干扰保护比：
C/I-41dB
3.1.6频率复用方式
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，以致所产生的同频道及邻频道干扰的影响可忽略不计。
频率复用方式就是指将可用频道分成若干组，若所有可用的频道N（如49）分成F组（如9组），则每组的频道数为N／F（49/95.4即有些组的频道数为5个，有些为6个，见图3-3）。
图3-3900MHz3／9方式频道分配图
因总的频道数N是固定的，所以分组数F越少则每组的频道数就越多。
但是，频率分组数的减少也使
同频道复用距离减小，导致系统中平均C／I值降低。
因此，在工程实际使用中是把同频干扰保护比C
／I值加3dB的冗余来保护，采用12分组方式，即4个基站，12组频率（见图3-2和图3-4所示）。
图3-4频率复用方式
对于有向天线而言，天线可采用120或60的定向天线，形成三叶草小区，即把基站分成3个扇形小区。
如采用4／12复用方式，每个小区最大可用到5个频道，一般的也可用到4个频道。
如采用3／9复用方式，则每个小区可用到6个或5个频道？
。
以下摘自摩托罗拉工程学院：
swjandww
［原创］关于G网频点规划的2种比较长用的方法
如下:
4基站/3小区
4基站/3小区是GSM中一种典型的频率复用模式。
例如：
某网络运营商有36个频点可用，如果他希望采用4基站/3小区的复用方式的话，可将频率划分如下：
Cell1
Cell2
Cell3
Cell4
Cell5
Cell6
Cell7
Cell8
Cell9
Cell10Cell11
Cell12
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3
D1
D2
D3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
在这种配置中每个小区共有3个载频，每个基站共有9个载频。
如果网络运营商希望采用3基站/3小区的频率复用方式的话，频率的划分将会是：
Cell
Cell
C3
9
12
18
24
27
从表中可以看出，现在每个小区中共有4个载频，每个基站共有12个载频，这样在相同的地理范围内支持的用户数会增加，但同时，同信道干扰和邻信道干扰会有所增强。
不同系统支持不同的可用频点,如下:
GSM
接收（上行）890-915MHz
发射（下行）935-960MHz
124个独立无线频率信道ARFCN（Absolute
Radio
Frequency
Channels）
EGSM
接收（上行）880-915MHz
发射（下行）925-960MHz
174个独立无线频率信道ARFCN（Absolute
1800（DCS1800）
接收（上行）1710-1785MHz
发射（下行）1805-1880MHz
374个独立无线频率信道ARFCN（Absolute
FrequencyChannels）
PCS
1900
接收（上行）1850-1910MHz
发射（下行）1930-1990MHz
299个独立无线频率信道ARFCN（Absolute
ARFCN
带宽=200KHz
个TDMA时隙
各个运营商根据实际情况选取可用的频点进行规划
Superlights：
频率规划是指在建网过程中，根据某地区的话务量分布分配相应的频率资源，以实现有效覆盖。
在进行频率规划的过程中有以下几点因素需要确定：
基站站型的确定：
基站的站型是进行频率规划的前提，根据话务量和目标阻塞率可以确定基站的站型。
通过话务量A，载频个数n，阻塞率E,
根据话务量A和阻塞率E，查询相应的表就可以得出某小区需要配置的频点个数n。
频点个数越多，小区的容量就越大。
频率规划方法的确定：
首先是频率参数的设置，主要包括：
控制信道是否单独分配，控制信道和业务信道的频率复用方式；
控制信道是发送一些重要的控制信息和小区参数信息的，对控制信道的规划要求也比较高，在规划时应优先满足控制信道的同邻频干扰尽量小。
一般情况下为了尽量避免控制信道和业务信道间的干扰，降低频率配置时的难度，常常采用控制信道的频率范围与业务信道的频率范围相互独立的方法。
根据这样的原则需要给控制信道分配一段单独的频段，这个频段可以是连续的也可以是离散的，使用离散的频段主要是为了将控制信道的频点间隔起来，可以避免控制信道之间的干扰，但会存在控制信道和业务信道间的干扰；
而使用连续的控制信道频段可以避免控制信道和业务信道之间的干扰，但是会增加控制信道之间的干扰。
其次是确定各基站小区的规划优先级和可用频点的优先级。
3.有关BSIC规划
在
/
DCS1800
系统中，基站色码起到让移动台识别不同基站的作用。
BSIC
由标志以NCC的PLMN和标志以BCC的BS组成。
在网络规划中BCC分配基站信息。
使用BCC以便在特定地理区域中识别基站，特别在基站使用相同频道的时候。
在规则的蜂窝网络中，BCC应该以特定的方式被规划，以便某一簇中所有基站可以使用相同的BCC。
剩余的BCC被分配的周围的簇。
这样就可以实现具有相同频道和色码的基站距离最大。
4.有关话务模型
一个话务模型是十分必要，比如计算一个基站所需信道的数量，以及如何具体划分话务信道和控制信道。
话务数据随时是可变的,因此统计学是十分必要的。
规划目标是要解决忙时话务处理。
在移动通信网络中我们需要应对两个主要因素：
用户的变动性及话务量。
此外还有通话期间性能，起呼与被叫的忙时呼叫尝试。
这里就需要动用爱尔兰B表。
5.有关频率复用
考虑到频率资源有限这一事实，频率复用成为GSM系统的核心技术。
频率复用也称频率再用，就是重复使用
（reuse）
频率，在GSM网络中频率复用就是，使同一频率覆盖不同的区域（一个基站或该基站的一部分（扇形天线）所覆盖的区域），这些使用同一频率的区域彼此需要相隔一定的距离（称为同频复用距离），以满足将同频干扰抑制到允许的指标以内。
基本原则是考虑了不同的传播条件，不同的复用方式及多个干扰等因素后，必须满足干扰保护比的要求，即：
＊同频道干扰保护比：
C/I
（载波/干扰）≥
dB
＊邻频道干扰保护比：
－9
＊载波偏离400KHz时的干扰保护比：
C/I（载波/干扰）≥
－41
＊注：
工程设计中需对以上C/I
另加3dB余量。
理论上,
一个簇的数值
K
往往被期望是个较大的数值.
实际中,
可供分配的频率总数是固定的.
当这个K值太大的时候就使得簇内的频道数相应变的太小。
这个数值将对中继效率和话务容量极限产生影响。
找到一个K的最小值，并适合蜂窝系统的需要是一个具有相当挑战性的工作，这包括：
＊同频干扰的评估；
＊计算适合同频干扰标准的频率复用距离D的最小值。
频率的复用方式可以采用分组复用方式、MRP或不分组的动态复用方式。
（1）控制信道的规划中常采用4*3、7*3或动态的频率复用方式。
举个例子：
控制信道分组方式4*3
在进行频率配置的时候，每个基站分配一个频率组（包括三个载频），基站的每个小区分配三个载频中的一个（一般最多为三个小区，对应三个载频），如果同一频率组的复用距离合适可以有效地避免基站间的同邻频干扰。
A代表基站
A1：
1、5、9
A2：
2、6、10
A3：
3、7、11
A4：
4、8、12
（2）业务信道常采用的复用方式有动态复用、分组复用和MRP复用方式。
＊业务信道中的分组复用与控制信道的分组复用方式略有不同，控制信道的频率组分配给基站，而业务信道的频率组直接分配给各个小区。
以3*3的复用方式为例表所示，所有的可用频率被分为A1-C3九组。
在进行频率分配的时候首先分配一个频率组（4个载频）给一个小区，各小区根据实际的需要在分配的频率组中选择需要的频点，最多可以分配四个载频给一个小区，每一个频率组中的频点间隔为9，合理分配频率组可以有效的避免同邻频干扰。
我们
升级会员 