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第13讲：GSM系统 概述 系统性能 系统组成 接口协议 逻辑信道 帧结构 无线收发 关键技术 概述 发展历史 20世纪80年代初，在模拟蜂窝移动系统迅速发展的情况下，各国纷纷进行数字蜂窝移动系统的研发。1982年，欧洲邮电行政会议（CEPT）为了统一欧洲的数字蜂窝移动通信标准，成立了移动通信特别小组（Group Special Mobile－GSM），负责制定泛欧数字蜂窝移动通信标准。 新标准的主要目标：1、能够实现泛欧漫游；2、能与ISDN互联。 1988年，GSM完成技术规范的制定，欧洲各大公司投入力量进行商用开发。以后又经过几十次的修改完善，终于在90年代初正式完成商用GSM系统的标准，并开始运营。 1991年，将GSM正式命名为“全球移动通信系统”（Global System for Mobile Communications），称为GSM900。同时在此基础上扩展频段，提出DCS1800标准，后称为GSM1800。 系统特点 由几个子系统组成，并且可以和各种公用通信网（PSTN、ISDN、PDN）互联互通。 能提供穿越国界的自动漫游。 能开放话音业务、各种承载业务、补充业务及与ISDN相关的业务。 具有加密及鉴权功能，确保用户必威体育官网网址及网络安全。 组网灵活方便，频率重复利用率高，交换机话务承担能力强，能满足大容量、高密度业务的要求。 抗干扰能力强，覆盖区域内通信质量高。 随着大规模集成电路的发展，移动终端及手机可以实现低功耗化及小型化。 系统性能 频率配置 GSM900的工作频段如下 －下行（基站发，移动台收）：935－960MHz。 －上行（移动台发，基站收）：890－915MHz。 －上行及下行各25MHz，收发间隔45MHz，波道间隔200KHz，共设置124对波道。 我国分配的频段如下 －中国移动：下行 935－954MHz，上行 890－909MHz。 －中国联通：下行 954－960MHz，上行 909－915MHz。 GSM1800工作频段如下 －下行（基站发，移动台收）：1805－1880MHz。 －上行（移动台发，基站收）：1710－1785MHz。 －上行及下行各75MHz，收发间隔95MHz，波道间隔200KHz。 频率配置（续） 时隙配置 GSM的每个波道通过TDMA方式安排8个时隙，即一帧有8个时隙，如下所示： 其它性能 双工方式：FDD 多址方式：TDMA/FDMA 波道间隔：200 kHz 数据速率：1.2，2.4，4.8，9.6 kb/s 语音速率：13kb/s 信道速率：270.833 kb/s 调制方式：GMSK，归一化带宽 BT=0.3 抗衰落及抗干扰方式：自适应均衡、跳频、交织、分集。 信道编码：1/2卷积码，K＝5，编码后速率22.8kb/s 语音编码；REP-LTP声码器 系统组成 网络结构 网络结构（续） MS：移动台 TE：终端设备 BTS：基站收发信机 BSC：基站控制器 MSC：移动业务交换中心 OMC：操作维护中心 VLR：访问用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心 EIR：移动设备识别寄存器 PSTN：公用交换电话网 ISDN：综合业务数字网 PDN：公用数据网 移动台组成 移动台包括：车载台、便携台、手持台（手机）。当前手持台的用户占绝大多数。 移动台功能：无线接口和用户接口。无线接口主要完成无线收发及处理功能，使用户能够接入GSM系统。用户接口包括通话接口（如：话筒、扬声器、显示屏、按键）及数据接口（和各种终端设备相连）。 移动台另一重要模块是SIM卡，它包含移动台中所有与用户有关的信息，包括鉴权及加密信息。通过SIM卡实现机卡分离，使用户在使用手机时更加方便、可靠。 基站子系统组成 基站子系统（BSS）通过无线接口实现与移动台的连接，负责无线收发及资源管理；另一方面，与网络子系统中的移动业务交换中心（MSC）连接，实现移动用户之间，或者移动用户与固定用户之间的通信连接。 基站子系统由基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）两部分组成。 －BTS服务于某个小区，在BSC控制下实现基站和移动台之间的无线传输。包括：基带单元、射频单元及控制单元三部分。 －BSC可以控制几十个BTS，主要承担各种接口及无线资源和无线参数管理。包括：数字中继控制、BTS控制、接口控制及交换等部分。 网络子系统组成 网络子系统（NSS）用于对移动用户之间、移动用户与其它网络用户之间的通信进行管理。包括：交换功能，移动性管理及安全性管理所需的数据库功能。 网络子系统包含以下单元： －移动业务交换中心（MSC），是网络的核心，完成交换功能和接口（和BSS的接口、和本子系统其它功能实体的接口、和其它固定网的接口）功能，并向移动用户提供电信业