欢迎来到通信人在线![用户登录] [免费注册]

时分多址(TDMA)数字蜂窝移动通信网:GSM系统

浏览:5682  来源:通信人在线  日期:2018-06-06

一、GSM系统的概述

1GSM系统的渊源

GSM数字移动通信系统始源于欧洲。GSM原意为“移动特别小组(Group Special Mobile)”,是1982年欧洲邮电行政大会(CEPT)为开发第二代数字蜂窝移动系统而成立的机构。1982年北欧国家向欧洲邮电行政大会(CEPT)提交了一份建议书,要求制定900 MHz频段的公共欧洲电信业务规范。198797日来自欧洲十五个国家的电信业务经营者在哥本哈根签署了一项关于在1991年实现泛欧900 MHz数字蜂窝移动系统标准的谅解备忘录(Memorandum of UnderstandingMOU),随着设备的开发和数字蜂窝移动通信网的建立,GSM逐步成为欧洲数字蜂窝移动通信系统的代名词。欧洲的专家们将GSM摇身一变,重新命名为“Global System for Mobile Communications”,变成了“全球移动通信系统”的简称。而将原来GSM有关的技术标准化交给了欧洲电信标准化协会(ETSIEuropean Telecommunication Standard Institute),因此,时分多址(TDMA)数字蜂窝移动通信网GSM系统(包括GPRS系统)的所有标准规范均由ETSI制定。由于GSM技术的突出表现,成为国际上第二代蜂窝移动通信技术的标准制式之一。

2GSM系统的标准化

ETSI在对时分多址(TDMA)数字蜂窝移动通信网GSM系统标准化的过程中,经历了第一阶段(phase 1)、第二阶段(phase 2)和增强第二阶段(phase 2 +)的演进。由于3G技术的发展,ETSI已冻结了GSM系统(包括GPRS系统)的所有标准的研究制定。

欲详细了解ETSIGSM系统标准化情况的请进入

我国通信标准化协会,参考ETSIGSM规范,结合我国通信网络的实际,也制定了一系列GSM系统的相应通信行业标准,为我国时分多址(TDMA)数字蜂窝移动通信网的建设和运行,提供了技术支撑。

欲详细了解我国GSM系统通信行业标准索引的请进入

二、GSM系统体系结构

1GSM的系统组成

在我国通信行业标准YD/T 5104《数字蜂窝移动通信网900/1800MHz TDMA工程设计规范》中规定:900/1800 MHz TDMA数字蜂窝移动通信网(GSM/GPRS移动通信网)由GSM交换子系统(NSSNetwork Switching Subsystem)、GPRS核心子系统、基站子系统(BSSBase Station Subsystem)、操作维护中心(OMCOperation and maintenance center)和移动用户设备组成(MSMobile station)。TDMA网络的基站子系统(BSS)是由基站控制器(BSCBase Station Controller)、(GPRS)分组控制单元(PCUPacket control unit)、基站收/发信台(BTSBase Station Transceiver)等组成。其系统体系结构如图2-1所示。

2-1GSM系统体系结构

NSS管理着GSM系统的交换功能,移动交换中心(MSCMobile Switching Center)是NSS的中心单元。BSS提供并管理着MSMSC之间的无线传输通道,同时管理各子系统的接口。BSC经由MSCMS连接到网络子系统(NSS)。移动台(MS)通过空中接口(无线接口)与基站子系统(BSS)相连。基站子系统(BSS)包含的许多基站控制器(BSC)一并连接到MSC上。因此,每个MSC通过BSC控制着数百个收/发信台(BTS)。在同一基站控制器(BSC)下的两个收/发信台(BTS)之间的移动台切换,可不必经由MSC而由该BSC直接处理。操作支持子系统(OSS)支持一个或多个操作维护中心(OMC),用以监控系统中每个网元的性能和工作过程。

网络交换子系统(NSS)处理外部网络与基站控制器(BSC)之间的呼叫交换,和数个用户数据库的接入。MSC控制着全部BSC之间的业务,为了保证用户的可移动性,NSS中设立了相关数据库网元,如:本地用户位置寄存器(HLRHome Location Register)、访问用户位置寄存器(VLRVisitor Location Register)、鉴权中心(AUCAuthentication Centre)和设备识别寄存器(EIREquipment Identity Register)等,它们的作用详见下表2-1中。

2-1NSS中相关数据库类网元的作用简介

2GSM系统的标准接口

    为了适应各种环境和各类型设备,构成GSM系统,其网元(或实体)可有不同的配置方法。但是,各实体的连接,必须符合规定的接口标准和相应协议。

欲详细了解GSM系统接口种类及定义的请进入

三、GSM系统的主要业务

GSM系统主要提供基本通信业务、承载业务和补充业务。包括移动-固定用户之间、移动-移动用户之间的实时双向会话,和移动用户的紧急呼叫;移动-移动用户之间的点对点和小区广播式的短消息业务(通过独立于GSM系统的短消息业务中心);通过网络完成文本、图形信息检索、电子函件功能的可视图文接入;智能用户电报传送和传真。

欲详细了解GSM系统所提供的业务的请进入

四、GSM系统的技术特征

1、系统的无线技术特征

GSM是一种时分多址/频分双工传输数字信号的蜂窝无线电通信系统。它采用TDMAFDMA混合多址方式。主要工作频段是900MHz,占用45MHz的频谱;补充工作频段为1800MHz,引入GSM 1800系统的主要目的是为了解决900 MHz频段频率紧张,不能满足高话务密度城市和地区业务发展的需要。为了降低传播损耗,并有利于补偿上下行功率不平衡,移动台采用低频段发射。相差45MHz的前向和反向有效频段划分成200kHz宽的信道共124对,即上下行频带内各有124个载波  (频带两端有l00kHz保护带)。每个信道用一个载波发送的8个时分用户是时间共享的,实现时分多址(每个时隙宽576.92p,一帧8个时隙4.615ms)。显然,整个GSM系统总共有124×8=992个物理信道。若频道号用n=1~124表示,则上下行124对载频。

欲更多了解GSM系统频道分配的请进入

GSM网蜂窝小区可以是全向区,或者是120°定向的三扇区。为了防止多径衰落和减少其他干扰,采用慢速跳频(移动台跳速为217/秒,周期4.615ms,相当每一TDMA帧一跳)。蜂窝覆盖区半径为35km(小密度用户区)。由于采取了自适应均衡、跳频和纠错码、交织等多种抗干扰措施,同频道防护比(载/干比)C/I 12 dB,这样得以在业务密集区采用3小区/9扇区区群结构,从而减小了频道再用距离。另外,为了提高频谱利用率,GSM系统还采用了功率控制、话音激活技术(讲话时打开发射机的间断传输技术DTX),以减小干扰,提高系统容量。

欲更多了解GSM系统频率复用方式的请进入

GSM系统采用最小移频键控GMSK数字调制技术、先进的呼叫处理技术和新的网络技术。为降低MSC的计算负荷,在基站(BS)MSC之间,增加了基站控制器(BSC),几个基站经过无线端口控制单元BSC,汇接到就近的MSC上。而且MSCBSC之间的数据接口(A接口)实现了标准化,从而加强了其互操作性。用户能自动选择信号最强的基站与其他任意基站进行通信。并且,尽量多地由基站来控制交换、信令和过区切换,以减少基站和MSC之间的交换和运算。

2GSM系统的服务区特征

我们知道,GSM网具有数字蜂窝结构,是一个小区制大容量数字移动通信网,它由许多包含有数个扇区的基站区组成。在整个服务区内,可以进行交换控制,实现移动台的呼叫接续、位置更新、过区切换与漫游等服务功能。在GSM网络结构中,定义了几种服务区,如图4-2所示:包括移动交换中心(MSC)服务区、移动交换中心(MSC)服务区、位置区(LALocation Area)和基站区(BABTS Area)等,其释义详见下表4-2。为了确定移动台的位置,就必然涉及到这些服务区。利用多应用程序控制系统的强大功能,可对移动台的呼入呼出进行有效的路由选择控制。

4-2GSM系统定义的服务区示意图

4-2GSM系统定义的服务区释义

欲进一步了解我国GSM系统组网建网要求的请进入核心网络无线网络

中国移动公司
© 2004-2022 通信人在线 版权所有 备案号:粤ICP备06113876号 网站技术:做网站