GSM原理及其网络优化第1章GSM移动通信及优化概述.docx

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1、第1章GSM移动通信系统及优化概述1．1GSM数字移动通信的发展移动通信是达到通信最终目的的有效手段，它在商业市场上所具有的巨大潜力已经越来越多的被人们所认识。移动通信并不是一项很新的技术，但它在最近几十年得到了飞速的发展。20世纪80年代初，随着模拟蜂窝技术的引进，移动通信技术向前迈进了一大步。20世纪90年代开始出现了数字移动通信系统，GSM系统是欧洲在20世纪80年代设计、1992年开通的数字移动通信系统。第一代移动电话网是由人工操作使移动用户和有线网用户相连接。它的终端庞大、笨重而且昂贵，服务区域也仅限于单个发射台和接收

2、站址的覆盖范围。由于它的可用频率很少，因而系统容量很小，并且很快出现饱和，服务质量也随用户数量的增加而迅速下降，甚至达到死锁的状态。20世纪60年代随着半导体技术的发展，无线系统发展为自动接续系统，成本也开始降低，但其有所增加的容量与用户的需求相比仍然是远远不够，公众无线电话依然是一种奢侈品，只能被一小部分人所使用。20世纪70年代，大规模集成电路和微处理器件的发展使实现复杂系统成为可能。由于覆盖区域受到发射功率的限制，系统开始改由一个发射台和多个中继接收站所组成，这种复杂配置扩展了系统的覆盖范围。真正的突破是蜂窝系统的建立，在

3、蜂窝系统中有若干个收发信机，而且每个收发信机所覆盖的范围有一部分是重叠的。蜂窝系统的概念如图1_1所示。蜂窝系统采用频率复用的方式增加其容量。在蜂窝系统中，同一频率可以被相距足够远的几个小区同时使用，在增大了系统容量的同时，系统网络和设备的复杂性也大大增加。蜂窝概念由贝尔实验室提出，20世纪70年代世界上几个不同地方的研究人员对其进行了研究。美国第一个AMPS(AdvaricedMobilePhoneService)蜂窝系统于1983年在芝加哥开通，在欧洲，电信部门和生产厂家推出了旨在覆盖整个北欧的NMT系统，此系统于1981年

4、在瑞典投入运行，并很快在挪威、芬兰和丹麦开通。20世纪80年代中期，世界上出现了很多基于上述两种系统的移动通信系统，例如，从AMPS中派生的TACS系统于1985年在英国投入使用。上述蜂窝系统均是以模拟语音信道传输，采用频率调制，频率在450MHz或900MHz，一般覆盖整个国家，容量在几十万用户左右。欧洲最大的移动网络是英国的网络，它由两个覆盖全国的网络组成，到1990年网上用户已过百万。密度最高的是北欧的NM'I’系统，人均拥有量超过7％，远远高于欧洲平均数字。移动通信终端设备在20世纪80年代末得到飞速发展。最初只有车载设

5、备，20世纪80年代中期出现了只有几公斤重的便携式设备，手机大约在1988年出现，发展至今，已经出现了重量只有100一200g重的手机。在重量和体积减小的同时，其价格也迅速下降到大多数人可以接受的水平。由于不同系统不具有兼容性，用户得到的移动通信只限于某个系统内而不是更广的范围，例如，TACS终端不能接入NMT网，NMT的终端也不能接入TACS网。早在20世纪80年代初期，当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时，欧洲的电信运营部门便发觉，5～6种移动通信系统将整个欧洲的蜂窝系统分割成四分五裂的状态，无法形成快速增长的市场所需求的规模

6、经济。面对这一现状，欧洲电信管理部门(CEPT)成立了一个被称为GSM的移动特别小组，开始制定使用于泛欧各国的一种数字移动通信系统的技术规范。新诞生的“GSM”举行第一次会议是在1982年11月，在斯德哥尔摩，大会主席是来自瑞典电信管理部门的ThomasHaug，11个国家的31位代表出席了这次会议。1990年，由英国提出将1800MHz频段归入GSM标准之中，带宽为2x75MHz，此建议的目的是针对PCN(PersonalCommunicationsNetwork个人通信网)的应用，以进一步适应城区更高容量的需求。GSM的原意

7、是“移动通信特别小组”，而随着设备的开发和数字蜂窝移动通信网的建立，GSM逐步成为泛欧数字蜂窝移动通信系统的代名词。欧洲的专家们将GSM。重新命名为“Glob~SystemforMobileCommunications”，使之成为“全球移动通信系统”的简称。GSM标准的制定花了约十年时间，在标准联合会及后来的欧洲电信标准协会ETSI的统一领导下，GSM系统由主要的欧洲通信设备制造商和操作维护部门共同进行设计。由于考虑到了未来用户的需要，GSM系统具有很大的灵活性。从1990年起，GSM开始向欧洲外扩展，目前，世界上已经有上百个运

8、营商在GSM分配的频带内运行，可以想象，GSM能向用户提供相当范围的覆盖，使用户在众多国家内实现漫游，称为名副其实的“全球移动通信”。1．2GSM数字移动通信系统1．2．1GSM系统的基本特点GSM数字蜂窝移动通信系统(简称GSM系统)是完全依照欧洲通信标准化委