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1、MA000001 GSMMA000001 GSM移动通信原理移动通信原理课程内容课程内容GSM移动通信概述GSM系统结构与接口GSM系统Um接口GSM移动区域与编号计划GSM移动通信网组网GSM通信流程课程目标课程目标1.了解移动通信的多址技术，蜂窝技术 2.了解GSM系统结构、接口、业务 3.掌握Um接口的物理信道结构、Um接口 的逻辑信道功能与组合、理解GSM话音的 处理过程 4.掌握GSM移动区域的划分 5.掌握GSM编号计划 6.了解GSM组网方式 7.了解GSM通信流程课程重点课程重点1.移动通信的发展历程，多址技术，蜂窝技 术 2.GSM系统结构，接口及业务 3.Um接口 4.GS
2、M移动区域的划分 5.GSM编号计划 6.GSM组网方式 7.GSM通信流程（安全性管理和移动性管理）1.GSM1.GSM移动通信概述移动通信概述1.1 GSM概述与发展简史 1.2 多址技术 1.3 功率控制 1.4 蜂窝技术 1.5 GSM主要参数1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史移动通信的定义GSM的发展历程及现状移动通信发展展望第三代移动通信系统介绍1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史移动通信是指通信双方或至少一方是处于 移动中进行信息交流的通信.移动体之间的通信只能依靠无线电传输.那什么是无线通信呢？无线通信指利用电 磁波的辐射和传播，经过空
3、间传送信息的 通信方式.电磁波是它的载体.1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史电磁波频段与波段(C=L*F)1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史移动通信并不是一项很新的技术，但却是一项正在 急剧发展的技术.20年代开始在军事及某些特殊领域使用（美国警察 的车载无线电系统），40年代才逐步向民用扩展（ 美国所建第一个公用汽车电话网）.移动通信经历了 由模拟通信向数字化通信的发展过程.目前，比较成熟的数字移动通信制式主要有泛欧的 GSM，美国的ADC和日本的JDC（现改称PDC）.目前GSM制式的销售额占34%，CDMA制式占28% ，TDMA占18%，WL
4、L占7%1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史其中，GSM的发展历程如下：1982年，欧洲邮电行政大会CEPT设立了“移动通 信特别小组”即GSM，以开发第二代移动通信系 统为目标.1986年，在巴黎，对欧洲各国经大量研究和实验 后所提出的八个建议系统进行现场试验.1987年，GSM成员国经现场测试和论证比较， 就数字系统采用窄带时分多址TDMA，规则脉冲 激励长期预测(RPE-LTP)话音编码和高斯滤波最 小频移键控(GMSK)调制方式达成一致意见.1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史1988年，十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MOU).1989年，
5、GSM标准生效.1991年，GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行.移动通信跨入 第二代.1992年，系统命名为：Global System for Mobile（全球通）组织 机构：Special Mobile Group1993年，Phase II规范1994年，全世界范围运行1995年，DCS1800商业运行1996年，引入微蜂窝的技术，GSM900/1800双网运行1997年已有109个国家239个运营者运营着超过4400万用户的 GSM网络1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史在我国1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网目前有中国移动与中国联通两家运营商中国
6、电信也在积极酝酿进入移动领域截止99年底中国移动用户数已达5000万，中国联通超过 400万，年增长率99%以上神州行与如意通移动用户快速增长截止99年8月中国移动已覆盖全国31个省区的308个地市和 1856个县市，全国交通干线实现无缝覆盖.地市覆盖率为 91%，县市覆盖率为86%专家预测，到2000年底，全国移动用户超过7500万，到 2005年达2亿.1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史我国移动用户增长：1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史全球移动用户增长(1999年全球无线通信市场比 1998年增长了21.6%，达到281亿美圆)1.1 GSM1
7、.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史1G2G3G2.5G80s初80s末96年2002年无线 通信 系统时间GSM PDC D-AMPS IS-95AW-CDMA CDMA2000 TD-SCDMAAMPS TACS NMT NTT GPRS IS-95B无线通信在今天的发展1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史第三代移动通信技术： GSM系列：GPRS（General Packet Radio Service）： 是GSM网络过渡3G（第三代移动通讯）的第 一步，能够将数据传送由今天9.6Kbps的速 率逐步提升到每秒115Kbps的速度.它还不是 真正的第三代移动通信
8、系统.1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史GPRS的特点有：GPRS向用户提供从9.6kbps到多于150kbps的接入速 率.GPRS支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许 最多8个用户共享)提高了无线信道的利用率在技术上提供了按数据量计费的可能GPRS支持一个用户占用多个信道：提供较高的接入 速率GPRS是移动网和IP网的结合：可提供固定IP网支持 的所有业务1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史GPRS对于运营商： 可提供更多更优质的增值业务 可提高无线资源的利用率 运营商将从IP业务的迅猛发展中得到更多的商机. GPRS对于用户： 计费合理GP
9、RS可以采用以所传输的数据量为依据的计 费方法 覆盖广泛依靠GSM广泛的覆盖，GPRS向用户提供无 处不在的业务 业务丰富GPRS可向用户提供固定IP网可以提供的所有 业务 性能优越GPRS支持更高的接入速率、更短的建立时间1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史EDGE（Enhanced Data Rates for Global Evolution）：EDGE令网络容量及数据传送比 GPRS更快，足有283Kbps.网络商只需在软硬件 上作出少许相应改动，便可继续沿用现有GSM系 统，去支持移动多媒体服务，完全符合低成本高效 益的理念，能够与日后WCDMA制式共存. WCD
10、MA（Wideband Code Division Multiple Access）：由GSM网络核心繁衍而来的WCDMA ，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384Kbps （移动空间）的速率，采用5MHz（区别于窄带 200KHz)的宽频网络. 1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史CDMA系列： cdmaOne（Code Division Multiple AccessOne）：属 于CDMA第二代，能达到1.25MHz，目前全球用户接 近三千五百万. cdma2000（Code Division Multiple Access2000）： cdma2000是从cd
11、maOne蜕变进化出来支援3G的一种 制式.确保投资发展CDMA的网络商，能够简单及有效 率地由cdmaOne过渡到3G进程.cdma2000第一阶段将 提供每秒144Kbps的数据传送率，第二阶段支持每秒 2Mbps的数据传送速率，是cdma发展3G的最终目标.1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史 1985年：CCITT提出FPLMTS（未来公众陆地移动 通信系统）概念 1991年：ITU正式成立TG8/1任务组，负责FPLMTS 标准制定 1992年： ITU召开WARC(世界无线通信系统会议) ，对FPLMTS的频率进行了划分，使这次会议成为 第三代移动通信标准制定中
12、的里程碑第三代移动通信： 如上述，不管通过GSM还是GPRS的方式，最终目 标还是3G.3G在其制定过程也经历了一段相当的时 间，包括ITU的IMT-2000和欧洲的UMTS.1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史1994年： ITU-T和ITU-R正式携手研究 FPLMTS1996年：ITU将FPLMTS改为IMT-2000 （国际移动电信系统 20002000年 2000MHz）1998年6月：ITU征集IMT-2000的无线接 口技术方案1999年：方案评审，制定规范(包括无线接 口标准)2000年：完善规范并制定网络部分标准1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概
13、述与发展简史 能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范围 内漫游 ，且可以在不同的速率、不同的运动状态下 获得有服务质量的保证； 能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、活动 视频，特别是多媒体业务； 能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网（ PSTN）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通 信系统、卫星通信系统、提供无缝隙的覆盖； 足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密 性能和服务质量.3G实现的目标：1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史为实现上述目标，对3G无线传输技术 提出了以下要求： 高速传输以支持多媒体业务； 室内环境至少2Mbit/s； 室内
14、外步行环境至少384kbit/s； 室外车辆运动中至少144kbit/s； 卫星移动环境至少9.6kbit/s. 传输速率能够按需分配.上下行链路能适应不对称需求. 1.1 GSM1.1 GSM概述与发展简史概述与发展简史目前3G的标准主要有： cdma2000 朗讯、摩托罗拉、北电、高通、三星等 W-CDMA 爱立信、诺基亚、西门子等 TD-SCDMA 中国提出 UMTS 欧洲标准1.2 1.2 多址技术多址技术多址技术使众多的用户共用公共的通信 线路.常用的使信号多路化的方法基本上有三 种，它们分别采用频率、时间或代码分 隔的多址连接方式，即人们通常所称的 频分多址FDMA、时分多址TDM
15、A和码 分多址CDMA三种接入方式.GSM系统采用了FDMA、TDMA方式.1.2 1.2 多址技术多址技术 1.2.1 1.2.1 频分多址频分多址FDMAFDMAFDMA是以不同的频率信道实 现通信的.频分就是把整个可分配的频谱 划分成许多单个无线电信道（ 发射和接收载频），每个信道 可以传输一路话音或控制信息. 模拟蜂窝系统是FDMA结构的 一个典型例子，但GSM系统也 采用了FDMA.1.2 1.2 多址技术多址技术 1.2.2 1.2.2 时分多址时分多址TDMATDMATDMA是以不同的时隙实现 通信时分多址是指在一个宽带 的无线载波上，将某一信道 按时间加以分割，各信号按 一定顺
16、序占用某一时间间隙 （时隙）.即多路信号利用 同一个信道在不同时间各自 独立地传送.1.2 1.2 多址技术多址技术 1.2.3 1.2.3 码分多址码分多址CDMACDMACDMA是以不同的代码序列实现 通信的码分多址是一种利用扩频技术所 形成的不同的码序列实现的多址 方式.它不像FDMA、TDMA那样 把用户的信息从频率和时间上进 行分离，它可在一个信道上同时 传输多个用户的信息.其关键是信 息在传输以前要进行特殊的编码 ，编码后的信息混合后不会丢失 原来的信息.1.3 1.3 功率控制功率控制当手机在小区内移动时，它的发射功率需要进行 变化.当它离基站较近时，需要降低发射功率，减 少对其它用户的干扰，当它离基站较远时，就应 该增加功率，克服增加了的路径衰耗.
