【文章內容簡介】 制造廠家組成的標準化委員會設計出來的，它是在蜂窩系統(tǒng)的基礎上發(fā)展而成。 蜂窩系統(tǒng)的概念和理論在二十世紀六十年代就由美國貝爾實驗室等單位提了出來，但其復雜的控制系統(tǒng)，尤其是實現移動臺的控制直到七十年代隨著半導體技術的成熟，大規(guī)模集成電路器件和微處理器技術的發(fā)展以及表面貼裝工藝的廣泛應用，才為 蜂窩移動通信的實現提供了技術基礎。直到 1979 年美國在芝加哥開通了第一個 AMPS（先進的移動電話業(yè)務）模擬蜂窩系統(tǒng)，而北歐也于 1981 年 9 月在瑞典開通了 NMT（北歐移動電話）系統(tǒng)，接著歐洲先后在英國開通 TACS 系統(tǒng)（全接入通信系統(tǒng)），德國開通 C－ 450 系統(tǒng)等。 蜂窩移動通信的出現可以說是移動通信的一次革命。其頻率復用大大提高了頻率利用率并增大系統(tǒng)容量，網絡的智能化實現了越區(qū)切換和漫游功能，擴大了客戶的服務范圍，但上述模擬系統(tǒng)有四大缺點： 各系統(tǒng)間沒有公共接口； 很難開展數據承 載業(yè)務； 頻譜利用率低無法適應大容量的需求； 安全保密性差，易被竊聽，易做“假機”。 尤其是在歐洲各系統(tǒng)間沒有公共接口，這些系統(tǒng)都只是國內系統(tǒng)，手機不可能在國外使用，相互之間不能漫游，對客戶之間造成很大的不便。 為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話，需要一種公共的系統(tǒng)， 1982 年北歐國家向 CEPT（ Conference Europeof Postand Telemunications）提交了一份建議書，要求制定 900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務規(guī)范。在這次大會上就成立 了一個在歐洲電信標準學會（ ETSI）技術委員會下的“移動特別小組（ Group Special Mobile）”，簡稱“ GSM”，由該小組來制定有關的標準和建議書。 1986 年在巴黎，該小組對歐洲各國及各公司經大量研究和實驗后所提出的 8 個建議系統(tǒng)進行了現場實驗。 1987 年 5 月 GSM 成員國就數字系統(tǒng)采用窄帶時分多址 TDMA、規(guī)則脈沖激勵線性預測RPE 一 LTP 話音編碼和高斯濾波最小移頻鍵控 GMSK 調制方式達成一致意見。同年，歐洲17 個國家的運營者和管理者簽署了諒解備忘錄（ MoU），相互達成履行規(guī) 范的協(xié)議。與此同重慶郵電大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 時還成立了 MoU 組織，致力于 GSM 標準的發(fā)展。 1990 年完成了 GSM900 的規(guī)范制定，共產生大約 130 項的全面建議書，不同建議書經分組而成為一套 12 系列的 ETSI GSM 標準建議書。 1991 年在歐洲開通了第一個系統(tǒng)，同時 MoU 組織為該系統(tǒng)設計和注冊了市場商標，將GSM 更名為“全球移動通信系統(tǒng)”（ Global System for Mobile munications）。從此移動通信跨入了第二代數字移動通信系統(tǒng)。同年，移動特別小組根據英國的建議，完成了制定1800MHz 頻段的公共歐洲電信業(yè)務的規(guī)范，名為 DCS1800 系統(tǒng)。該系統(tǒng)與 GSM900 具有同樣的基本功能特性，因而該規(guī)范只占 GSM 建議的很小一部分，僅將 GSM900 和 DCS1800 之間的差別加以描述，絕大部分二者是通用的， GSM900 和 DCS1800 這兩個系統(tǒng)都屬于 GSM系統(tǒng)。 1992 年大多數歐洲 GSM 運營者開始商用業(yè)務。 1993 年歐洲第一個 DCS1800 系統(tǒng)投入運營。 此后 GSM 系統(tǒng)在全球迅速發(fā)展，全球絕大多數移動運營商都采用了 GSM 制式。到 2020 年 3月 GSM 網絡已經覆蓋近 200 個國家， 450 家運營商經營 GSM 網絡，總客戶數已超過 8 億，預計到 2020 年，全球 GSM 用戶將達到 10 億。 GSM 網絡也成為最成熟的第二代移動通信系統(tǒng)，隨著 GPRS 在開通和大力發(fā)展， GSM 網絡已經平劃過渡到 移動通信系統(tǒng)，目前有85%的移動通信運營商選擇 GSM— GPRS— 3G 的發(fā)展之路。根據歐洲的計劃， GSM 將近一步過渡到 WCDMA，這是目前最成熟，也是今后主流的第三代移動通信系統(tǒng)。 2020 年我國 GSM 用戶突破 2 億，中國移動通信公司也成為世界上客戶數最多、網絡規(guī)模最大的移動通信運營商。 二、 GSM 系統(tǒng)的基本特 點 GSM 移動通信系統(tǒng)是完全依照 ETSI 制定的 GSM 規(guī)范研制而成，任何 GSM 數字蜂窩移動通信系統(tǒng)都必須符合 GSM 技術規(guī)范。 GSM 系統(tǒng)是一種典型的開放式結構，它具有一下主要特點： ① GSM 系統(tǒng)由幾個分系統(tǒng)組成，各分系統(tǒng)之間都有定義明確且詳細的標準話接口方案，保證任何廠商提供的 GSM 系統(tǒng)設備可以互連。同時， GSM 系統(tǒng)與各種公用通信網之間也都詳細定義了標準接口規(guī)范，使 GSM 系統(tǒng)可以與各種公用通信網實現互連互通； ② GSM 系統(tǒng)除了可以開放基本的 話音業(yè)務外，還可以開放各種承載業(yè)務，補充業(yè)務以及與 ISDN 相關的各種業(yè)務； 三、 GSM 系統(tǒng)的組成 GSM 系統(tǒng)由一系列功能單元組成，從圖 的系統(tǒng)結構可以看出，整個系統(tǒng)可以分為重慶郵電大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 四個相互獨立的子系統(tǒng)，由移動臺 MS（ mobile station）、基站子系統(tǒng) BSS（ base station subsystem）、 網絡交換子系統(tǒng) NSS（ work switching subsystem）、操作維護子系統(tǒng) OSS（ operation support system）組成。 （ 1） 移動臺 MS 移動臺是公用 GSM 移動通信網中用戶使用的設備， 移動臺類型可分為車載臺、便攜臺和手機。移動臺通過無線接口接入 GSM 系統(tǒng)，即具有無線傳輸與處理功能。此外，移動臺必須提供與使用者之間的接口。 移動臺就是移動客戶設備部分，它由兩部分組成，移動終端（ MS）《作用：射頻、基帶處理、控制》和用戶識別卡（ SIM）《作用：存儲數據、鑒權、加密運算》。 ?移動終端就是“機”，它可完成語音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調制和解調、信息發(fā)射和接收。 SIM 卡還存儲與網絡和用戶有關的管理數據，只有插入 SIM 后移動終端才能接入進網，但 SIM 卡本身不是 代金卡。 SIM 卡的應用使一部移動臺可為不同用戶服務 ? B T SB T S B S CM S C / V L RO M CE I RH L R /A U C B S SD P P S P C S S E M CN M C O S S N S SP S T NI S D NP D NMS 圖 GSM 系統(tǒng)組成 （ 2） 基站子系統(tǒng) BSS A 基站收發(fā)信臺 BTS 基站子系統(tǒng)（ BSS）是 GSM 系統(tǒng)的基本組成部分。它通過無線接口與移動臺相接，進行無線發(fā)送、接收及無線資源管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與網絡子系統(tǒng)（ NSS）中的移動交換中心（ MSC）相連，實現移動用戶與固定網絡用戶之間或移動用戶之間的通信連接?；咀酉到y(tǒng)主要由基站收發(fā)信機（ BTS）和基站控制器（ BSC）構成?；?站控制器（ BSC）是具有對一個或多個 BTS 進行控制的功能，實際上它是一臺具有很強處理能力的小型交換機，它主要負責無線網絡資源的管理、小區(qū)配置數據管理、功率控制、定位和切換等，是個很強的業(yè)務控制點?；臼瞻l(fā)信機（ BTS）是無線接口設備，它完全由 BSC 控制，主要負責無線傳輸，完成無線與有線的轉換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。 BTS 主要分為基帶單元、載頻單元、控制單元三大部分。 基帶單元主要用于必要的語音和數據傳輸速率適配以及信重慶郵電大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 道編碼等。載頻單元主要用于調制 /解調與發(fā)射機 /接收機之間的耦合等?？刂茊卧獎t 用于 BTS的操作與維護。 B 基站控制器 BSC 基站控制器 BSC 是基站子系統(tǒng) BSS 的控制部分， 它是基站收發(fā)臺和移動交換中心之間的連接點，也為基站收發(fā)臺（ BTS）和移動交換中心（ MSC）之間交換信息提供接口。一個基站控制器通常控制幾個基站收發(fā)臺，其主要功能是進行無線信道管理、實施呼叫和通信鏈路的建立和拆除，并為本控制區(qū)內移動臺的過區(qū)切換進行控制等。 （ 3） 網絡交換子系統(tǒng) NSS 網絡交換子系統(tǒng) NSS 主要包含有 GSM 系統(tǒng)的交換功能和用于用戶數據與移動性能管理。NSS 由移動業(yè)務交換中心 MSC、歸屬用戶位置寄存器 HLR（ home location register）訪問用戶位置寄存器 VLR（ visitor location register）、鑒權中心 AUC（ authentication center ）、移動設備識別寄存器 EIR（ equipment information register）和操作維護中心 OMC（ operations and maintenance center）六個功能單元組成。 典型小區(qū)類型參數如表 所示。 表 典型小區(qū)類型參數 小區(qū)類型 大小區(qū) 宏小區(qū) 微小區(qū) 微微小區(qū) 小區(qū)半徑 100～ 500km ? 35km ? 1km ? 50km 安 裝 LEO/HEO/GSO 建筑物 /塔頂等 路燈柱 /建筑物墻 建筑物內 終端速度 ? 500km/h ? 100km/h ? 10km/h （ 4）操作維護子系統(tǒng) GSM 系統(tǒng)還有個操作維護子系統(tǒng)（ OMC），它主要是對整個 GSM 網絡進行管理和監(jiān)控。通過它實現對 GSM 網內各種部件功能的監(jiān)視、系統(tǒng)的自檢、報警與備用設備的激活、系統(tǒng)的故障診斷與處理、話務量的統(tǒng)計和計費數據的記錄與傳遞，以及各種資料的收集、分析與顯示等功能。 重慶郵電大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 第二節(jié) TDSCDMA移動通信系統(tǒng)簡介 一、 TD 趨勢 TDSCDMA 目前主要是西門子公司和中國大唐集團在開發(fā)，較前兩個技術標準而言，對TDSCDMA 進行大力支持和結成產業(yè)聯(lián)盟的企業(yè)還比較少。 TDSCDMA 標準是中國電信技術研究院所提出的，作為具有中國獨立知識產權的新技術，將成為在中國地區(qū)和 WCDMA 同時采用的 3G 標準。該方案的主要技術集中在大唐公司手中，它的設計參照了 TDD(時分雙工 )在不成對的頻帶上的時域模式。 TD― SCDMA 的無線傳輸方案靈活地綜合了 FDMA， TDMA 和 CDMA 等基本傳輸方法。通過與聯(lián)合檢測相結合，它在傳輸容量方面表現非凡。通過引進智能天線，容量還可以進一步提高。智能天線憑借其定向性降低了小區(qū)間頻率復用所產生的干擾，并通過更高的頻率復用率來提供更高的話務量。基于高度的業(yè)務靈活 性， TD― SCDMA無線網絡可以通過無線網絡控制器（ RNC）連接到交換網絡，如同三代移動通信中對電路和包交換業(yè)務所定義的那樣。 在最終的版本里，計劃讓 TD― SCDMA 無線網絡與 INTERNET 直接相連。 TD－ SCDMA 所呈現的先進的移動無線系統(tǒng)是針對所有無線環(huán)境下對稱和非對稱的 3G 業(yè)務所設計的，它運行在不成對的射頻頻譜上。 TD－ SCDMA 傳輸方向的時域自適應資源分配可取得獨立于對稱業(yè)務負載關系的頻譜分配的最佳利用率。因此， TD－ SCDMA 通過最佳自適應資源的分配和最佳頻譜效率，可支持速率從 8kbps 到 2Mbps 的語音、互聯(lián)網等所有的 3G 業(yè)務。 TDSCDMA 較前兩種技術標準略顯稚嫩，其主要技術特點如下： （ 1）信號帶寬為 。 （ 2）碼片速率為 。 （ 3）采用智能天線技術，提高了頻譜效率 。 （ 4）采用同步 CDMA 技術，降低上行用戶間的干擾和保持時隙寬度 。 （ 5）接收機和發(fā)射機采用軟件無線電技術 。 （ 6）采用聯(lián)合檢測技術，降低多址干擾 。 （ 7）多時隙，具有上下行不對稱信道分配能力，適應數據業(yè)務 。 重慶郵電大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 （ 8）采用接力切換，降低掉話率，提高切換的效率 。 （ 9）語音 編碼： AMR 與 GSM 兼容 。 （ 10）核心網絡基于 GSM/GPRS 網絡的演進，并保持與它們的兼容性 。 （ 11）基站間采用 GPS 或者網絡同步方式，降低基站間干擾。 目前，越來越多的國內外企業(yè)開始認可 TDSCDMA 技術。 TDSCDMA 技術論壇的會員已經超過 260 家，主要是因為在頻譜利用率方面， TDSCDMA 具有明顯的優(yōu)勢，會比 FDD 系統(tǒng)的容量高 到 5 倍，其原因一方面是 TDD 方式能夠更好地利用頻率資源，另一方面在于， TDSCDMA 的設計目標是要做到設計的所有碼道都能同時工作，而在這方面，目前 WCDMA 系統(tǒng) 256 個擴頻信道中只有 60 個可以同時工作。因此，有專家認為，TDSCDMA 是目前頻譜利用率最高的技術。此外， TDSCDMA 可以很好地支持不對稱業(yè)務，也被認為是 TDSCDMA 的一個重要優(yōu)勢，而 FDD 系統(tǒng)在支持不對稱業(yè)務時，頻譜利用率會降低，并且目前尚未找到更為理想的解決方案。同時，