无线通信基础及应用(魏崇毓-(2)[483页].pptVIP

5.1GSM移动通信系统

5.2CDMA蜂窝移动通信系统

5.3第三代移动通信系统

5.4卫星通信

5.5无线局域网

5.6其他无线通信系统

习题5.1GSM移动通信系统

5.1.1概述

GSM是GlobalSystemforMobilecommunications(全球移动通信系统)的缩写，是由欧洲电信标准化协会(ETSI，EuropeanTelecommunicationsStandardizationInstitute)提出的第二代数字蜂窝移动通信系统标准。经过多年的发展，GSM目前包括GSM900、DCS1800和PCS1900三个不同频段的系统，用户遍及欧洲、亚洲、非洲、美洲、大洋州的130多个国家和地区。可以说，GSM是目前世界上使用最广、用户数最多、发展最成功的无线系统标准。GSM系统采用FDD双工方式，采用TDMA/FDMA多址接入方式，以语音业务为主，也支持无线的数据业务。GSM系统的总体结构如图5-1所示。

由图5-1可见，GSM系统由三个子系统组成，即运营支持子系统(OSS)，网络子系统(NSS)和基站子系统(BSS)。

BSS负责管理MS与MSC之间的无线传输通道。MS是用户直接使用的设备，也称为用户设备。NSS完成系统的交换功能以及与其他通信网络(如PSTN)之间的通信连接。MSC是NSS的中心单元，控制着所有BSC之间的业务。运营支持子系统OSS是仅提供给负责GSM网络业务设备运营公司的一个子系统，该子系统用来支持GSM网络的运营及维护，这个子系统的主要功能包括三个方面：①维护特定区域中所有的通信硬件和网络操作；②管理所有收费过程；③管理网络中的所有移动设备。OSS支持一个或多个操作维护中心(OMC)，操作维护中心用于管理网络中的所有MS、BTS、BSC和MSC的性能，负责调整所有基站参数和网络计费过程。GSM网络中的每一个任务都有一个特定的OMC负责。OSS与其他GSM子系统内部相连，允许系统工程师对GSM系统的所有方面进行监视、诊断和检修。无线子系统包括基站子系统(BSS)和移动台(MS)两部分。

MS包括存储用户个人信息的SIM卡和实现移动通信的物理设备两部分。SIM卡上存储用户特有的个人信息，包括实现鉴权和加密的信息、享有的业务类型等。物理设备是实现通信功能的设备，这部分设备对所有用户都是相同的，可以是手持机、车载机等。没有SIM卡，GSM移动台不能接受网络服务。基站子系统BSS包括基站控制器BSC和基站收发信机BTS两部分。每个BSS包括多个BSC，BSC经过一个专用线路或微波链路连接到MSC。一般情况下，一个BSC可以控制多个BTS。BSC与BTS之间的接口叫做Abis接口，BSC与MSC之间的接口叫做A接口。按标准规定，Abis接口是标准化接口，但实际上不同制造商所生产设备的Abis接口略有不同，所以一般情况下GSM系统运营商只能采用同一个制造商提供的BTS和BSC设备。A接口也是规定的标准化接口，这个接口采用7号信令协议，A接口允许业务提供商使用不同制造厂家提供的基站和交换设备。基站控制器BSC主要完成如下功能：

(1)接口管理。支持与MSC间的A接口、与BTS间的Abis接口及与OMC间的X.25接口。

(2)BTS与BSC之间的地面信道管理。BSC对BTS间的无线信令链路、操作维护链路进行监测，并对无线业务信道进行分配管理。

(3)无线参数及无线资源管理。无线参数包括BTS载频频率、空中接口是否应用了非连续接收/发射、移动台接入网最小电平设置、逻辑信道与物理信道的映射关系等。无线资源管理(RRM)包括小区内信道配置、专用信道与业务信道的分配管理、切换资源管理等。(4)无线链路测量与话务量统计。根据移动台和BTS送上的无线链路测量报告，决定是否需调整BTS和移动台功率，或决定是否需要切换。通过对业务信道的阻塞率、呼叫成功率、越区切换频度等作出统计，为系统扩容和小区分裂等提供依据。

(5)控制小区切换。根据小区功率电平、话音质量及干扰情况，选择切换的目的对象，同一BSC控制的小区间切换由BSC完全控制，而不同BSC控制的小区间切换则由MSC控制完成。

(6)支持呼叫控制。通过移动交换中心实现话路连接，还可提供主、被叫排队机制。(7)操作与维护。收集BSC及BTS告警，并传至OMC，同时更新自身内部资源表，配合OMC实现对BSS的软件升级。

BTS是服务于某蜂窝小区的无线收发信设备，实现BTS与MS空中接口的功能。BTS主要分为基带单元、载频单元和控制单元三部分。基带单元主要用于话音和数据速率适配以