GSM基本原理讲述

移动通信的特点
• 移动通信的复杂性二：外来信号的多样式
干扰 噪声
移动通信的特点
• 移动通信的复杂性三：对移动台的特殊要求
– 外界环境的影响 – 性能的稳定可靠 – 携带方便、小型、低功耗、耐高温、 耐低温 – 操作方便
移动通信的分类
• 通信系统的分类：
核心网
通信网
接入网
wenku.baidu.com
有线接入网
光纤接入
光纤同轴混合网
• 第一代(1G)移动通信的特点：
– 易受干扰 – 保密性差 – 系统容量小 – 提供有限的业务 – 手机体积大，价格昂贵
1983
First Portable Cellular Phone
DynaTAC
中国移动通信的发展
• 第二代(2G)移动通信网络：
– 1992年在嘉兴地区，第二代移动蜂窝网开始试运转
– 90年代中期，第三代移动通信系统进入到具体的设计、规划和实 施阶段
– 第三代移动通信系统(3G)形成了北美、欧洲和中国三大区域性集团
• 北美的CDMA2000 • 欧洲的WCDMA • 中国的TD-SCDMA
世界移动通信的发展
• ITU提出IMT-2000概念：
– ITU：International Telecommunication Union，国际电信联盟 – IMT-2000：International Mobile Telecom System-2000，国际移动电话系统-
前导：移动通信基础
移动通信基础
• 移动通信系统的发展史
– 世界移动通信的发展
• 第一阶段(从二十世纪20年代至40年代初) • 第二阶段(40年代中至60年代末) • 第三阶段(70年代至80年代) • 第四阶段(90年代至今)
– 中国移动通信的发展
• 第一代 • 第二代 • 第2.5代 • 第三代
– 90年代初、中期，中国移动和中国联通全国开通GSM网络
– 90年代中期，部分省市的IS-95A CDMA试验系统
– 2001年，中国联通在全国开通IS-95A CDMA网络
• 第二代(2G)移动通信的特点：
– 系统容量提高
– 话音质量更好
– 便于实现通信安全保密 – 能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性 – 能实现更有效灵活的网络管理和控制 – 可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量
2002 V70
2004 V3
2005 E680i
中国移动通信的发展
• 第三代(3G)移动通信网络：
– 2002年，中国联通开通全国商用网CDMA2000-1X系统 – 数字制式 – 语音质量更好 – 通信安全保密性好 – 系统容量大 – 采用包交换技术 – 支持高速的数据业务
阅读与编辑
游戏下载
实时视频 定位服务 可视电话 WAP2.0浏览 个性化信息
IS-95A CDMA 9.6kbps
IS-95B CDMA 115.2kbps
CDMA2000-1X 307.2/230.4kbps
CDMA2000-1X EVDO
2.4Mbps
中国移动通信的发展
• 第一代(1G)移动通信网络：
– 80年代末、90年代初，中国第一代移动网络开通 – 只支持话音业务 – 采用英国的TACS体制
世界移动通信的发展
• 第四阶段：90年代至今
– 第二代移动通信系统(2G)广泛应用和第三代移动通信系统(3G)的具 体的设计、规划和实施阶段
– 2G是以数字传输、时分多址或码分多址为主体技术的通信系统 – 典型的2G系统
• 欧洲的GSM系统 • 美国的DAMPS系统和美国的IS-95A CDMA系统 • 日本的JDC系统
Cable Modem XDSL
无线接入网
卫星接入 高空平台 蜂窝接入 微波接入 WLAN
移动通信的分类
• 移动通信的分类：
– 按工作方式分类---单工/双工/半双工 – 按多址方式分类---FDMA/TDMA/CDMA – 按信号形式分类---模拟网/数字网 – 按覆盖范围分类---城域网/局域网/个域网 – 按业务类型分类---电话网/数据网/综合业务网/多媒体网 – 按服务特性分类---专用网/公用网 – 按使用环境分类---陆地通信/海上通信/空中通信 – 按使用对象分类---民用系统/军用系统
TACS GSM
NMT
GPRS EDGE
UMTS
AMPS 1G
IS-95A CDMA
2G
IS-95B CDMA
2.5G
CDMA2000 3G
世界移动通信的发展
• 蜂窝移动通信系统空中无线数据传输速率的演进：
GSM 9.6kbps
GPRS 171.2kbps
EDGE 384kbps
UMTS 384kbps～2Mbps
第二部分 移动通信系统概述
移动通信的特点
• 移动通信的主要特点：
– 必须利用“无线电波”进行信息传输 – 工作于复杂的干扰环境 – 可利用的频谱资源有限 – 移动性使得网络管理复杂 – 用户数量庞大
移动通信的特点
• 移动通信的复杂性一：发射信号传播方式的多样式
– 直射 – 反射 – 绕射 – 漫反射 – 移动产生的特殊效应
世界移动通信的发展
• 第三阶段：70年代至80年代
– 开始运用于个人领域 – 使用频段为800/900MHz – 集成交换系统 – 移动设备小型化，系统大容量化，信息传输实时化 – 第一代移动通信系统(1G)时代 – 美国Bell实验室推出的蜂窝系统的概念 – 典型系统
• 美国的AMPS系统 • 英国的TACS系统 • 北欧的NMT系统 • 日本的NAMTS系统
2000 – IMT-2000规范：
• 标准全球性、频带全球性、终端全球性、漫游全球性 • 移动业务质量更高、频率使用效率更高、数据传输速率更高 • 高速的分组数据传输速率：
– 固定位置：能达到2Mbps – 步行用户：能达到384kbps – 车载用户：能达到144kbps
世界移动通信的发展
• 蜂窝移动通信的演进路线：
1996
First Wearable Cellular
Phone StarTAC®
中国移动通信的发展
• 第2.5代(2.5G)移动通信网络：
– 2000年，中国移动在全国开通商用网--GPRS系统
• 在GSM网络基础上演化的一个过渡网络 • 数字制式 • 采用包交换技术 • 更为广泛的数据业务
– 2003年，中国移动在全国开通商用网--EDGE系统