GSM与CDMA技术制式概论-移动通信
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GSM与CDMA技术制式概论－移动通信
作者 ：
1
一、概述之一
• 第二代：数字蜂窝移动通信系统（解决标准和制式的统 一，解决跨国家漫游）--时分多址（TDMA）的数字移 动通信系统 GSM（Global System for Mobile Communications)系统。
• GSM标准化得工作主要由欧洲电信标准委员会(ETSI ) 下属的特别移动组(Smg)完成。只要分为第一阶段和第 2+阶段。1990年第一阶段规范冻结。1992年，2+阶段 标准化工作开始。GSM空中接口的基本原则包括：每载 波8个时隙，200KHZ/载波带宽，慢跳频。
• 第三代移动通信系统由卫星移动通信网和地面移动通信 网所组成，将形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络， 满足城市和偏远地区各种用户密度，支持高速移动环境， 提供持话音、数据和多媒体等多种业务（最高速率可达 2Mbps)的先进移动通信网，基本实现个人通信的要求。
4
业务速率对比：
5
三种主流3G标准主要技术性能的比较
6
什么是CDMA?
7
工作频率对比
8
CDMA工作频率：
9
什么是多址技术 ?
• 由于在电话和无线通信系统初期，运营商力图在一条电路上同时提 供尽可能多的业务。
• 媒介的类型 -- 举例:
– 双绞线 – 同轴电缆 – 光纤 – 空中接口(无线信号)
• 多址技术的优点
– 增加容量:为更多用户提供服务 – 减少资金投入 – 降低每用户的费用 – 管理方便
– 50个GSM载波(10MHz/200KHz) – 每载波8个时隙(包括控制信道和业务信道) – 每小区3个扇区 – 频率复用系数(通常)=4 – 可配置的站型为S444 – 支持有效话音信道数 – =48 * 8 * /4 = 96-------------->87
在相同频谱利用度的情况下， CDMA的容量是GSM的5.5倍
– TDMA Time Division Multiple Access
• 每个用户使用一个时间上的一个不同窗口(时隙) (“time slot”)
• 一个信道是在一个指定频率上的一个指定的时隙
– CDMA Code Division Multiple Access
• 每个用户在所有的时间内使用相同的频率,通过不 同的code patterns区分
3
一、概述之三
• 90年代初，美国Qualcomm公司提出CDMA技术，并在 1993年有TIA完成标准化成为IS-95标准，这也是3G标 准中CDMA2000技术的雏形；IS-95引入了直接序列扩 谱CDMA空中接口的概念。CDMA技术有其国固有的很 多优点，如比FDMA及TDMA系统高的多的容量（频率 效率）、良好的话音质量及保密性等等。
• GSM –小区在加载的情况下，覆盖 保持不变
14
频率规划
15
减少掉话几率
16
术语定义：
17
CDMA扩频系统
18
19
12
64kb/s PCM Existing GSM
CDMA 8kb/s CDMA 13kb/s
GSM EFR
话音质量对比：
Excellent 5 Good 4 Fair 3 Poor 2 Bad 1
13
A-to-D C O N V E R T E R
64kbps
20ms Sample
Codebook Feedback Coded Result Loop VOCODER
2
一、概述之二
• GSM2+阶段的主要特性包括： • 增强的全速率语音编码器(EFR); • 适应多速率编解码器(AMR); • 14.4kbit/s数据业务（GPRS); • 增强数据速率（EDGE). • 1988年，美国制定了基于TDMA技术的IS-54/IS-136标
准（IS-136是一种模拟/数字双模标准，可以兼容 AMPS).
• 一个信道是一个唯一的 (一套) code pattern(s)
11
CDMA与GSM的小区容量对比：
• CDMA 10 MHz – 8个CDMA载波 – 每载波、每扇区20个话音 信道 – 每小区3个扇区 – 频率复用系数=1 – 支持有效话音信道数=8 * 20 * 3 = 480
• GSM 10 MHz
10
多址技术
• 物理传输媒介是一个公共资源, 可以根据建立在不同使用技术的不同标准
细分为单独的信道，信道就是指：在传输媒介上为每个用户单独分配 的,专用的一个通பைடு நூலகம்。
• 这里列出了三种主要的多址技术:
– FDMA Frequency Division Multiple Access
• 每个用户使用一个不同的频率 • 一个信道是一个频率
Pitch Filter
Formant Filter
服务质量高
覆盖对比：
在反向链路预算上， CDMA比GSM高5dB
反向链路预算比较
在相同覆盖条件下， 基站数量大大减少，节 省投资，指CDMA
• CDMA –小区覆盖随负载的变化而变 化 * 在无负载的情况下，小区半 径是标准GSM的3倍 * 在每扇区20信道的负载条件 下，半径是标准GSM的2倍
作者 ：
1
一、概述之一
• 第二代：数字蜂窝移动通信系统（解决标准和制式的统 一，解决跨国家漫游）--时分多址（TDMA）的数字移 动通信系统 GSM（Global System for Mobile Communications)系统。
• GSM标准化得工作主要由欧洲电信标准委员会(ETSI ) 下属的特别移动组(Smg)完成。只要分为第一阶段和第 2+阶段。1990年第一阶段规范冻结。1992年，2+阶段 标准化工作开始。GSM空中接口的基本原则包括：每载 波8个时隙，200KHZ/载波带宽，慢跳频。
• 第三代移动通信系统由卫星移动通信网和地面移动通信 网所组成，将形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络， 满足城市和偏远地区各种用户密度，支持高速移动环境， 提供持话音、数据和多媒体等多种业务（最高速率可达 2Mbps)的先进移动通信网，基本实现个人通信的要求。
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业务速率对比：
5
三种主流3G标准主要技术性能的比较
6
什么是CDMA?
7
工作频率对比
8
CDMA工作频率：
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什么是多址技术 ?
• 由于在电话和无线通信系统初期，运营商力图在一条电路上同时提 供尽可能多的业务。
• 媒介的类型 -- 举例:
– 双绞线 – 同轴电缆 – 光纤 – 空中接口(无线信号)
• 多址技术的优点
– 增加容量:为更多用户提供服务 – 减少资金投入 – 降低每用户的费用 – 管理方便
– 50个GSM载波(10MHz/200KHz) – 每载波8个时隙(包括控制信道和业务信道) – 每小区3个扇区 – 频率复用系数(通常)=4 – 可配置的站型为S444 – 支持有效话音信道数 – =48 * 8 * /4 = 96-------------->87
在相同频谱利用度的情况下， CDMA的容量是GSM的5.5倍
– TDMA Time Division Multiple Access
• 每个用户使用一个时间上的一个不同窗口(时隙) (“time slot”)
• 一个信道是在一个指定频率上的一个指定的时隙
– CDMA Code Division Multiple Access
• 每个用户在所有的时间内使用相同的频率,通过不 同的code patterns区分
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一、概述之三
• 90年代初，美国Qualcomm公司提出CDMA技术，并在 1993年有TIA完成标准化成为IS-95标准，这也是3G标 准中CDMA2000技术的雏形；IS-95引入了直接序列扩 谱CDMA空中接口的概念。CDMA技术有其国固有的很 多优点，如比FDMA及TDMA系统高的多的容量（频率 效率）、良好的话音质量及保密性等等。
• GSM –小区在加载的情况下，覆盖 保持不变
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频率规划
15
减少掉话几率
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术语定义：
17
CDMA扩频系统
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64kb/s PCM Existing GSM
CDMA 8kb/s CDMA 13kb/s
GSM EFR
话音质量对比：
Excellent 5 Good 4 Fair 3 Poor 2 Bad 1
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A-to-D C O N V E R T E R
64kbps
20ms Sample
Codebook Feedback Coded Result Loop VOCODER
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一、概述之二
• GSM2+阶段的主要特性包括： • 增强的全速率语音编码器(EFR); • 适应多速率编解码器(AMR); • 14.4kbit/s数据业务（GPRS); • 增强数据速率（EDGE). • 1988年，美国制定了基于TDMA技术的IS-54/IS-136标
准（IS-136是一种模拟/数字双模标准，可以兼容 AMPS).
• 一个信道是一个唯一的 (一套) code pattern(s)
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CDMA与GSM的小区容量对比：
• CDMA 10 MHz – 8个CDMA载波 – 每载波、每扇区20个话音 信道 – 每小区3个扇区 – 频率复用系数=1 – 支持有效话音信道数=8 * 20 * 3 = 480
• GSM 10 MHz
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多址技术
• 物理传输媒介是一个公共资源, 可以根据建立在不同使用技术的不同标准
细分为单独的信道，信道就是指：在传输媒介上为每个用户单独分配 的,专用的一个通பைடு நூலகம்。
• 这里列出了三种主要的多址技术:
– FDMA Frequency Division Multiple Access
• 每个用户使用一个不同的频率 • 一个信道是一个频率
Pitch Filter
Formant Filter
服务质量高
覆盖对比：
在反向链路预算上， CDMA比GSM高5dB
反向链路预算比较
在相同覆盖条件下， 基站数量大大减少，节 省投资，指CDMA
• CDMA –小区覆盖随负载的变化而变 化 * 在无负载的情况下，小区半 径是标准GSM的3倍 * 在每扇区20信道的负载条件 下，半径是标准GSM的2倍