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GSM数字蜂窝系统

       GSM数字蜂窝系统移动通信系统的无线接口即Um接口,也就是通常所称的空中接口。它是基于TDMA的数字蜂窝通信系统。GSM系统的典型结构与PLMN的结构相同。对于移动台MS是公用GSM移动通信网中用户使用的设备,移动台的类型不仅包括车载台和便携式台,还包括手持台。
数字蜂窝系统移动通信
       移动台一个重要的组成部分是用户识别模块(SIM),它基本上是一张符合ISO标准的“智能”卡,它包含所有与用户有关的被储存用户无线接口一边的信息,其中也包括鉴权和加密信息。使用GSM标准的移动台都需要在插入SIM卡的情况下操作移动台。SIM卡的应用使移动台并非固定地束缚于一个用户,因此,GSM系统是通过SIM卡来识别移动电话用户的,这为将来发展个人通信打下了基础。
1. 小区结构和载频复用
       GSM系统中的小区也有大小之分。大者,基站(BS)与移动台(MS)间的距离可达到35km,适用于农村区域;小者,小区的半径〔BS与MS间的距离〕可降至1km,适用于市区。在高密度业务区,例如在市中心,则可采用扇型小区结构。
       系统可接受的同频道保护比可降至C/I=9dB,因此采用每个小区具有三扇型的3小区复用型式(即相当于9小区簇)是可行的。
蜂窝系统
2. 工作频带和载频间隔
     GSM蜂窝移动通信系统工作在如下射频频带:
     • 上行(移动台发,基站收)890〜915MHz;
     • 下行(基站发,移动台收)935〜960MHz;
     • 双工间隔为45MHz。
      随着业务的发展,可视需要向下扩展,或向1.8GHz频段的DCS1800过渡,即1800MHz频段,DCS1800系统工作在如下射频频带:
     • 上行(移动台发,基站收)1710-1785MHz,;
     • 下行(基站发,移动台收)1805-1880MHz;
     • 双工间隔为95MHz。
3. 信道结构
       应用蜂窝结构的GSM系统采用时分多址的接入技术,因此GSM系统是一个频率一时间分隔的蜂窝系统。载频间隔为200kHz,而每个载频按时间分隔为8个时隙的一个TD-MA帧,即每个载频含8个物理信道。每个小区基站含有若干个预先分配的频率/时间信道。
        8个基本物理信道釆用时分多址方式和高斯滤波最小移频键控(GMSK)(BT=0.3)的调制,每载波码元速率为270.833kbit/s。
4. GSM系统的基本特点
       GSM数字蜂窝移动通信是完全依据欧洲通信标准化委员会(ETSI)制定的GSM技术规范研制而成的,任何一家厂商提供的GSM数字蜂窝移动通信系统都必须符合GSM技术规范。
       GSM系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点:
       • GSM系统是由几个分系统组成的,并且可与各种公用通信网(PSTN、ISDN、PDN等)互连互通。各分系统之间或各分系统与各种公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范,保证任何厂商提供的GSM系统或子系统能互连;
       • GSM系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能,对于全部GSM移动用户都可进入GSM系统而与国别无关;
       • GSM系统除了可以开放话音业务,还可以开放各种承载业务、补充业务和与ISDN相关的业务;
       • GSM系统具有加密和鉴权功能,能确保用户保密和网络安全;
       • GSM系统具有灵活和方便的组网结构,频率重复利用率高,移动业务交换机的话务承担能力一般都很强,保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度业务的要求;
       • GSM系统抗干扰能力强,覆盖区域内的通信质量高;
       •用户终端设备(手持机和车载机)随着大规模集成电路技术的进一步发展向更小型、轻巧和增强功能趋势发展。
数字蜂窝系统
5. GSM系统的发展
       作为GSM的升级技术,GPRS在现有GSM电路交换模式之上增加了基于分组的空中接口,引入了分组交换,支持无线IP分组数据传输。支持基于GPRS传输的短信业务
(SMS)、多媒体彩信业务(MMS)以及终端无线上网业务等。
        GPRS对GSM的多个时隙捆绑,可提供的最高数据速率是115kbit/soGPRS通过网关与数据网相连,提供GPRS子网与数据网的接口。由于GSM是个基于电路交换的网络,GPRS的引入需要对原有网络进行一些改动,需增加新的设备如GPRS业务支持节点(SG-SN),网关支持节点(GGSN)和GPRS骨干网;除此之外,其他新技术还需改进,如分组空中接口、信令、安全加密等。GPRS提高了线路利用率,只有当数据传送或接收时才占用无线频率资源,利用了数据通信统计复用和突发性的特点。