通信系统原理与实践-gsm移动通信系统

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1、通信系统原理与实践　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第一部分　GSM移动通信系统第一部分　GSM移动通信系统104通信系统原理与实践　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第一部分　GSM移动通信系统第一章　移动通信概述1.1移动通信的发展随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展，近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，应用在社会的各个方面，到目前为止，全球移动用户超过1亿，预计到本世纪末用户数将达到2亿。无线通信的发展潜力大于有线通信的发展，它不仅仅提供普通的电话业

2、务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满足用户的需求。移动通信的主要目的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。从通信网的角度看，移动网可以看成是有线通信网的延伸，它由无线和有线两部分组成。无线部分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可靠地传送话音和数据；有线部分完成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信网PLMN。从陆地移动通信的具体实现形式来分主要有模拟移动通信和数字移动通信这两部种。移动通信系统从40年代发展至今，根据其发展历程和发展方向，可以划分为三个阶段：jingji

3、njjingjingwujingngwuwuliuningjuedezheshigekejidedanweishipinnamejiushiquqiudinzixinhao1.1.1模拟蜂窝通信系统第一代移动电话系统采用了蜂窝组网技术，蜂窝概念由贝尔实验室提出，70年代在世界许多地方得到研究，。当第一个试运行网络在芝加哥开通时，美国第一个蜂窝系统AMPS（高级移动电话业务）在1979年成为现实。现在存在于世界各地比较实用的、容量较大的系统主要有：（1）北美的AMPS；（2）北欧的NMT-450/900；（3）英国的TACS；

4、其工作频带都在450MHz和900MHz附近，载频间隔在30kHz以下。鉴于移动通信用户的特点：一个移动通信系统不仅要满足区内，越区及越局自动转接信道的功能，还应具有处理漫游用户呼叫（包括主被叫）的功能。因此移动通信系统不仅希望有一个与公众网之间开放的标准接口，还需要一个开放的开发接口。由于移动通信是基于固定电话网的，因此由于各个模拟通信移动网的构成方式有很大差异，所以总的容量受着很大的限制。鉴于模拟移动通信的局限性，因此尽管模拟蜂窝移动通信系统还会以一定的增长率在近几年内继续发展，但是它有着下列致命的弱点：A)各系统间没有

5、公共接口。B)无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展。C)频率利用率低，无法适应大容量的要求。104通信系统原理与实践　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第一部分　GSM移动通信系统D)安全.利用率低，易于被窃听，易做"假机"。这些致命的弱点将妨碍其进一步发展，因此模拟蜂窝移动通信将逐步被数字蜂窝移动通信所替代。然而，在模拟系统中的组网技术仍将在数字系统中应用。1.1.2数字蜂窝移动通信系统由于TACS等模拟制式存在的各种缺点，90年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电话系统，称之

6、为第二代移动电话系统。代表产品分为两类：1.1.2.1TDMA系统TDMA系列中比较成熟和最有代表性的制式有：泛欧GSM、美国D-AMPS和日本PDC。（1）D-AMPS是在1989年由美国电子工业协会EIA完成技术标准制定工作，1993年正式投入商用。它是在AMPS的基础商改造成的，数模兼容，基站和移动台比较复杂。（2）日本的JDC（现已更名为PDC）技术标准在1990年制定，93年使用，只限于本国使用。（3）欧洲邮电联合会CEPT的移动通信特别小组（SMG）在88年制定了GSM第一阶段标准phase1，工作频带为900M

7、Hz左右，90年投入商用；同年，应英国要求，工作频带为1800MHz的GSM规范产生。上述三种产品的共同点是数字化，时分多址、话音质量比第一代好，保密性好、可传送数据、能自动漫游等。三种不同制式各有其优点，PDC系统频谱利用率很高，而D-AMPS系统容量最大，但GSM技术最成熟，而且它以OSI为基础，技术标准公开，发展规模最大。1.1.2.2N-CDMA系统N-CDMA（码分多址）系列主要是以高通公司为首研制的基于IS-95的N-CDMA（窄带CDMA）。北美数字蜂窝系统的规范是由美国电信工业协会制定的，1987年开始系统研

8、究，1990年被美国电子工业协会接受，由于北美地区已经有统一的AMPS模拟系统，该系统按双模式设计。随后频带扩展到1900MHz，即基于N-CDMA的PCS1900。1.1.3IMT-2000随着用户的不断增长和数字通信的发展，第二代移动电话系统逐渐显示出它的不足之处。首先是频带太窄，不能