移动通信系统概述

第二章 数字移动通信技术
频率复用最重要的原则就是：将相同和相邻的频率尽可能分隔开来， 以避免同频、邻频干扰，特别是相对的邻小区要尽量避开同频、邻频 现象。 频率复用的方式有以下几种： 常规复用方式（ 常规复用方式（4×3） “4”代表4个基站，“3”代表3个小区，共12个小区作为一个基本频 率复用组，在同一组中，不同小区采用不同频点。 例：可把联通29个频点如下进行分配，可以看出大部分小区只能分配 两个频点，部分小区可分配到3个频点，那么主体最大站型配置为 2/2/2，个别站型最大可配置为3/3/3。
第二章 数字移动通信技术
第二章 章节介绍
2.1 多址技术 GSM系统的重要技术 2.2 GSM系统的重要技术 GSM主要参数 2.4 GSM主要参数
第二章 数字移动通信技术
2.1 多址技术 多址技术就是要使众多的用户共用公共的通信信道所采用的一种 技术。 使用多址的方法基本上有三种： 频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。
1×3复用就是1个基站的3个小区为一个频率复用簇，每个基 站的同向小区所使用的频率组相同。必须采用跳频、功率 控制、DTX等抗干扰技术提高载干比，以满足系统的通信要 求。 联通可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96～124。 6MHz 96 124 BCCH采用4×3或5×3复用，使用的频点为110～124，共 15个。而TCH采用1×3复用，TCH使用频点96～108，109 临界频点，共14个频点。
第二章 数字移动通信技术
非连续发射技术（ 2.2.3 非连续发射技术（DTX) DTX是指移动台在有语音或数据传送时才打开发射机。 通话是双向的，对于MS用户/来说，平均的说话时间约在40%以下 ，采用DTX技术，可降低手机功耗，延长电池使用时间；可减小 系统内的干扰，提高频率利用率，增加系统容量. DTX采用VAD（话音激活检测）技术： 在说话时，正常发射信号； 在停止说话时，每隔一段时间发送一个静音帧，由静音帧在BTS 产生舒适噪声；使对方不会误以为通话中断. 重新开始说话时，由VAD功能检测到话音，重新正常发射信号.
第二章 数字移动通信技术
功率控制分为上行链路功率控制和下行链路功率控制，上下行链路控 制独立进行。 上行链路功控：调整MS的输出功率，使BTS获得稳定接收信号强度， 以减少对同邻频的干扰，降低移动台功耗。 下行链路功控：调整BTS的输出功率，使MS获得稳定接收信号强度， 以减少同邻频干扰，降低基站功耗。 上行链路功控包含上行链路接收质量功控和上行链路接收电平功控。 下行链路功控包含下行链路接收质量功控和下行链路接收电平功控。 功率控制调整分为静态调整和动态调整。 静态调整：按一定的步长提升或降低基站或移动台的功率。 动态调整：按一定的比例提升或降低基站或移动台的功率。
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1×1频率复用技术 × 频率复用技术
1×1复用就是1个基站中的1个小区为一个频率复用簇，其它小区均与该小区使用相同的频率组。 联通可使用频带宽度为6MHz，可使用的频点为96～124。由于1×1复用方式必须使用射频跳频，而BCCH 不能参与射频跳频，因此在规划时，BCCH采用4×3或5×3复用，而TCH采用1×1复用。 BCCH按5×3复用，使用的频点为110～124，共15个频点。TCH使用频点96～108，109临界频点，共14个 频点。 1×3与1×1特点： 复用度更加紧密，容量大大提高； 频率规划简单，在规划一个网络时，只需规划BCCH频点即可。在优化需调整或增扩载频时，无须重 新规划频率； 该技术可以极大地提高规划效率； 需要使用宽带合路器，具有频率选择性的空腔合路器不适用； 对频率选择性直放站影响较大，使用后应更换成宽频直放站； 随着复用距离的减小，同邻频干扰也显著增加； 采用1*3、1*1时，网络需要细致的优化调整，尤其要控制住越区覆盖； 必须使用射频跳频，参与跳频的频点应大于载频数目至少两倍； 1*3主要在扇区的分布和方向比较规则网络中采用，而1*1则可以在不规则的网络中采用
第二章 数字移动通信技术
功控只能在TCH载频上实施，BCCH所在载频不允许进行下行功控 ，但可以进行上行功控。因为MS一直要测量邻小区的BCCH载频 的接收电平，一旦功控，就不准确。 功控可以针对每一个信道进行控制，既针对每一个MS所占用的 信道，可以单独进行控制。 当移动台信号质量不好或接收电平低时，系统应当首先尝试对 它进行功率控制，然后才考虑切换。 功率控制窗口：定义了基站或移动台发射功率控制盒的范围。 功率控制窗口参数： 上行链路接收质量上限 上行链路接收质量下限 下行链路接收质量下限 下行链路接收质量下限 上行链路接收电平上限 上行链路接收电平下限 下行链路接收电平上限 下行链路接收电平下限
课程目标
学习完本课程，你将能够： 学习完本课程，你将能够： 了解GSM发展简史 了解GSM发展简史 GSM 了解数字移动基本技术 熟悉GSM系统结构及相关接口 熟悉GSM系统结构及相关接口 GSM 熟悉GSM的区域定义及识别号 熟悉GSM的区域定义及识别号 GSM 了解GSM系统的移动性管理和安全性管理 了解GSM系统的移动性管理和安全性管理 GSM 了解GSM系统向3G系统演进的过程 了解GSM系统向3G系统演进的过程 GSM系统向3G
BCCH TCH1 TCH2 TCH3
96 108 114 120
97 109 115 121
98 110 116 122
99 111 117 123
100 112 118 124
101 113 119
102
103
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105
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第二章 数字移动通信技术
1×3频率复用技术 × 频率复用技术
课程内容
第一章 移动通信发展简史 第二章 数字移动通信技术 GSM系统结构与相关接口 第三章 GSM系统结构与相关接口 第四章 移动区域定义与识别号 第五章 系统管理功能介绍 GSM系统向3G系统演进过程 系统向3G 第六章 GSM系统向3G系统演进过程 第七章 总结
第一章 移动通信发展简史
移动通信系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。 1897年，M.G.马克尼所完成的无线通信实验，宣告了移动通信的诞生。回顾移动通信发展的历史 ，它大致经历了五个阶段。 第一阶段从20世纪初到40年代。这一阶段特点是专用系统开发，工作频率较低。 第二阶段从20世纪40年代中期到60年代初期。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡 ，接续方式为人工，网络容量较小。 第三阶段从20世纪60年代中期到70年代中期。这一阶段特点是采用大区制，中小容量，使用 450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。 第四阶段从20世纪70年代中期到80年代中期。1978年美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统 （AMPS)，建成了蜂窝状移动通信系统，并在世界各地迅速发展。 第五阶段从20世纪80年代中期开始。1989年GSM标准生效，GSM标准规定GSM系统采用TDMA多址技 术、RPE_LTP语音编码、GMSK调制方式等。 1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网。
第二章 数字移动通信技术
2.1.1 频分多址 频分多址是把通信系统的总频段 划分成若干个等间隔的互不重叠 的频道分配给不同的用户使用。 每个频道只能传一路话音信号， 而在相邻频道之间无明显干扰。 此多址方式主要在模拟蜂窝中采 用。其优点是技术比较成熟、容 易实现、覆盖范围较大等。缺点 是频率利用率低、保密性差、设 备复杂、维护量大等。
A1 96 108 120
A2 97 109 121
A3 98 110 122
B1 99 111 123
B2 100 112 124
B3 101 113
C1 102 114
C2 103 115
C3 104 116
D1 105 117
D2 106 118
D3 107 119
第二章 数字移动通信技术
分层紧密复用技术 分层紧密复用技术是指在同一GSM 网络中，将总的频率资源先按一 定的规则划分为不同的子频率组，每个子频率组采用不同的复用模 型将频点分配到每个小区中 。 例：可把联通29个频点按如下进行频点分配，BCCH频点采用4×3常 规复用方式，TCH1与TCH2采用3×2紧密的复用方式，那么主体站型 最大配置为3/3/3，个别站型最大可配置为4/4/4。
第二章 数字移动通信技术
2.1.3 码分多址 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 。相对于频 分多址、时分多址，码分多址具 有更多的优点：具有更大的通信 量、容量与质量之间存在“软” 的关系、“软切换能力”、实现 语音激活技术以提高系统的通信 容量、具有扩频通信系统所固有 的优点，如抗干扰、抗多径衰弱 、保密性强等。
第二章 数字移动通信技术
2.2.2 功率控制 功率控制:根据需要调整基站与手机的发射功率。 功控目的：在保证通话质量的情况下，降低发射功率，从而降低整网 干扰、减少功耗。 功控依据：移动台和基站上报的测量报告。MS每SACCH复帧（480ms） 内产生一份完整的测量报告，测量报告中包含的信息有：MS的时间提 前量，功率等级，BA的变化指示位，DTX使用指示，下行链路的 Quality, 6个邻小区的接收电平，载频号，BSIC值。 功控过程： MS测量并上报下行链路的质量，BTS测量并上报下行链路 的质量，由BTS中的RSS无线链路子系统来完成报告的统计，平均，判 决，过滤，排序等过程，最终产生用于功率控制的测量报告。
第二章 数字移动通信技术
2.1.2 时分多址 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.时分多址移动通 信系统是数字移动通信系统，它 比模拟移动通信系统有抗干扰能 力强、频率利用率高等优点，缺 点是移动通信系统话音失真大、 手机发射功率大等。