通信系統(tǒng)原理與實(shí)踐-gsm移動(dòng)通信系統(tǒng)

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1、通信系統(tǒng)原理與實(shí)踐　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第一部分　GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)第一部分　GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)104通信系統(tǒng)原理與實(shí)踐　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第一部分　GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)第一章　移動(dòng)通信概述1.1移動(dòng)通信的發(fā)展隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)、程控交換、數(shù)字通信的發(fā)展，近些年來(lái)，移動(dòng)通信系統(tǒng)以其顯著的特點(diǎn)和優(yōu)越性能得以迅猛發(fā)展，應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)方面，到目前為止，全球移動(dòng)用戶超過1億，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末用戶數(shù)將達(dá)到2億。無(wú)線通信的發(fā)展?jié)摿Υ笥谟芯€通信的發(fā)展，它不僅僅提供普通的電話業(yè)

2、務(wù)功能，并能提供或即將提供豐富的多種業(yè)務(wù)，滿足用戶的需求。移動(dòng)通信的主要目的是實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)和任何通信對(duì)象之間的通信。從通信網(wǎng)的角度看，移動(dòng)網(wǎng)可以看成是有線通信網(wǎng)的延伸，它由無(wú)線和有線兩部分組成。無(wú)線部分提供用戶終端的接入，利用有限的頻率資源在空中可靠地傳送話音和數(shù)據(jù)；有線部分完成網(wǎng)絡(luò)功能，包括交換、用戶管理、漫游、鑒權(quán)等，構(gòu)成公眾陸地移動(dòng)通信網(wǎng)PLMN。從陸地移動(dòng)通信的具體實(shí)現(xiàn)形式來(lái)分主要有模擬移動(dòng)通信和數(shù)字移動(dòng)通信這兩部種。移動(dòng)通信系統(tǒng)從40年代發(fā)展至今，根據(jù)其發(fā)展歷程和發(fā)展方向，可以劃分為三個(gè)階段：jingji

3、njjingjingwujingngwuwuliuningjuedezheshigekejidedanweishipinnamejiushiquqiudinzixinhao1.1.1模擬蜂窩通信系統(tǒng)第一代移動(dòng)電話系統(tǒng)采用了蜂窩組網(wǎng)技術(shù)，蜂窩概念由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出，70年代在世界許多地方得到研究，。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)試運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)在芝加哥開通時(shí)，美國(guó)第一個(gè)蜂窩系統(tǒng)AMPS（高級(jí)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)）在1979年成為現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)在存在于世界各地比較實(shí)用的、容量較大的系統(tǒng)主要有：（1）北美的AMPS；（2）北歐的NMT-450/900；（3）英國(guó)的TACS；

4、其工作頻帶都在450MHz和900MHz附近，載頻間隔在30kHz以下。鑒于移動(dòng)通信用戶的特點(diǎn)：一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)不僅要滿足區(qū)內(nèi)，越區(qū)及越局自動(dòng)轉(zhuǎn)接信道的功能，還應(yīng)具有處理漫游用戶呼叫（包括主被叫）的功能。因此移動(dòng)通信系統(tǒng)不僅希望有一個(gè)與公眾網(wǎng)之間開放的標(biāo)準(zhǔn)接口，還需要一個(gè)開放的開發(fā)接口。由于移動(dòng)通信是基于固定電話網(wǎng)的，因此由于各個(gè)模擬通信移動(dòng)網(wǎng)的構(gòu)成方式有很大差異，所以總的容量受著很大的限制。鑒于模擬移動(dòng)通信的局限性，因此盡管模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)還會(huì)以一定的增長(zhǎng)率在近幾年內(nèi)繼續(xù)發(fā)展，但是它有著下列致命的弱點(diǎn)：A)各系統(tǒng)間沒有

5、公共接口。B)無(wú)法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)，數(shù)字承載業(yè)務(wù)很難開展。C)頻率利用率低，無(wú)法適應(yīng)大容量的要求。104通信系統(tǒng)原理與實(shí)踐　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第一部分　GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)D)安全.利用率低，易于被竊聽，易做"假機(jī)"。這些致命的弱點(diǎn)將妨礙其進(jìn)一步發(fā)展，因此模擬蜂窩移動(dòng)通信將逐步被數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信所替代。然而，在模擬系統(tǒng)中的組網(wǎng)技術(shù)仍將在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用。1.1.2數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)由于TACS等模擬制式存在的各種缺點(diǎn)，90年代開發(fā)出了以數(shù)字傳輸、時(shí)分多址和窄帶碼分多址為主體的移動(dòng)電話系統(tǒng)，稱之

6、為第二代移動(dòng)電話系統(tǒng)。代表產(chǎn)品分為兩類：1.1.2.1TDMA系統(tǒng)TDMA系列中比較成熟和最有代表性的制式有：泛歐GSM、美國(guó)D-AMPS和日本PDC。（1）D-AMPS是在1989年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA完成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，1993年正式投入商用。它是在AMPS的基礎(chǔ)商改造成的，數(shù)模兼容，基站和移動(dòng)臺(tái)比較復(fù)雜。（2）日本的JDC（現(xiàn)已更名為PDC）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在1990年制定，93年使用，只限于本國(guó)使用。（3）歐洲郵電聯(lián)合會(huì)CEPT的移動(dòng)通信特別小組（SMG）在88年制定了GSM第一階段標(biāo)準(zhǔn)phase1，工作頻帶為900M

7、Hz左右，90年投入商用；同年，應(yīng)英國(guó)要求，工作頻帶為1800MHz的GSM規(guī)范產(chǎn)生。上述三種產(chǎn)品的共同點(diǎn)是數(shù)字化，時(shí)分多址、話音質(zhì)量比第一代好，保密性好、可傳送數(shù)據(jù)、能自動(dòng)漫游等。三種不同制式各有其優(yōu)點(diǎn)，PDC系統(tǒng)頻譜利用率很高，而D-AMPS系統(tǒng)容量最大，但GSM技術(shù)最成熟，而且它以O(shè)SI為基礎(chǔ)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公開，發(fā)展規(guī)模最大。1.1.2.2N-CDMA系統(tǒng)N-CDMA（碼分多址）系列主要是以高通公司為首研制的基于IS-95的N-CDMA（窄帶CDMA）。北美數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的規(guī)范是由美國(guó)電信工業(yè)協(xié)會(huì)制定的，1987年開始系統(tǒng)研

8、究，1990年被美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)接受，由于北美地區(qū)已經(jīng)有統(tǒng)一的AMPS模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)按雙模式設(shè)計(jì)。隨后頻帶擴(kuò)展到1900MHz，即基于N-CDMA的PCS1900。1.1.3IMT-2000隨著用戶的不斷增長(zhǎng)和數(shù)字通信的發(fā)展，第二代移動(dòng)電話系統(tǒng)逐漸顯示出它的不足之處。首先是頻帶太窄，不能