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现代无线与移动通信系统第三章 李少谦 电子科技大学 GSM数字移动通信系统 一、概述 GSM主要特点 GSM是世界首次推出的实用数字蜂窝移动通信系统，是目前全球规模最大、用户最多的系统。 GSM具有典型的通同公众蜂窝移动通信系统结构，具有较完备的、开放的接口和通用的接口标准 GSM主要特点 用户权利的保护和传输信息的加密 SIM卡：认证用户身份特征，网络操作，安全必威体育官网网址等信号。 支持电信业务，承载业务和补充业务 电信业务：电话、紧急呼叫、传真 承载业务：数据 补充业务，本质上是数字业务，呼叫转移、短消息、来电显示。 GSM主要特点 具有跨国漫游能力 系统容量大、频谱效率高 系统容量比TACS模拟系统高2倍，系统载干比一般只要求9dB，频率重复利用率高，组网灵活方便。 二、移动通信系统结构 系统结构 系统结构：各分系统与设备 基站分系统(BSS)：基站收发信机(BTS)、基站控制器(BSC) 移动分系统(MS)：手持台、车载台 交换分系统(MSS)：移动交换机(MSC)、位置寄存器(HLR、VLR)、鉴权中心(AUC)等 操作与支持系统(OSS)：操作维护中心(OMC)、网络管理中心(NMC)等 系统结构：设备间的接口 三、空中接口 (Um接口) 空中接口是系统的最重要的接口，它决定了系统的主要特征和功能 空中接口包含了下述特性： 信道结构和接入能力 MS-BS通信协议 维护和操作特性 性能特性 业务特性 空中接口的分层结构 空中接口分层结构 物理层：为最低层。包括各类信道，为高层信息的传输提供基本的无线信道。 数据链路层：为中间层，记为LAPDm。它包括各种数据传输结构，对数据传输进行控制。 第三层：为最高层，记为L3。它包括各类消息和程序，对业务进行控制。它包括无线资源管理(RRM)、移动性管理(MM)、呼叫管理(CM)三个子层。 各设备间分层协议模型 物理层的主要功能 支持在物理媒介上传输比特流所要求的全部功能 物理信道：多址接入和时隙、帧结构 逻辑信道及其类型 逻辑信道至物理信道的映射。包括信道的组合、信道定义、分配参数 误码检测、加密、跳频能力等 与二层、三层功能单元之间的接口 数据链路层的主要功能 接受物理层的服务，向第三层提供服务，对三层的各功能提供数据传输 允许三层消息单元在三层实体间透明传输 包括帧类型识别、序列控制、流量控制、数据格式与错误检测等 第三层主要功能 无线资源管理(RRM)：包含物理信道的建立与维持，支持越区切换等 移动性管理(MM)：对移动台移动特性进行管理，同时负责无线信道的安全 呼叫管理(CM)：移动台建立呼叫的所需功能 补充业务支持(SS)：如呼叫转移、计费等 短消息业务支持(SMS) 物理层主要性能指标： 发射频率：移动台发送890~915MHz； 基站发送935~960MHz DCS1800：移动台发送1710~1785MHz； 基站发送1805~1880MHz 双工间隔：45MHz 载波频道间隔：200KHz 多址方式：TDMA/FDMA 每载频有 8个基本物理信道采用TDMA，通常每扇区频道数7，物理信道数56，每载波码元速率270.833kb/s。 物理层主要性能指标： 调制方式：高斯滤波最小移频键控（GMSK）BT=0.3。 语音编码：13kb/s RPE-LP编码 时隙和TDMA帧：时隙周期为576.9μs，8个时隙构成一个TDMA帧，若干帧构成复帧。 基站最大输出功率：每载波500W，每基本物理信道62.5W。 同频复用：N=9，C/I=9dB，增加3dB余量，一般用三扇区。 信道类型 逻辑信道——业务信道（TCH） 控制信道（CCH） 业务信道：传送数字话和数据 话音：分全速率和半速率 全速率：13kb/s，纠错保护后总速率22.2kb/s 半速率：6.5kbps，纠错保护后总速率11.4kb/s半速率为交替帧发送。 数据：2.4、4.8、9.6kbps透明数据业务。 三个主要的控制信道： ① 广播信道（BCH），前向链路 。 广播控制信道（BCCH）。广播小区网络识别，小区现在特征（信道利用率，阻塞）等消息。 频率校正信道（FCCH）。每10帧发一次，用于用户校正频率 同步信道（SCH）。每10帧发一次，用于时钟同步 ②公共控制信道（CCCH） 寻呼信道（PCH），前向链路。用于寻呼用户，短消息也用此信道。 随机