第八讲2G蜂窝移动 通信系统
第八讲 2G蜂窝移动 通信系统
不同业务，不同技术 第一代80年代 第二代90年代 第三代 模拟 数字 IMT-2000 AMPS GSM 语 WCDMA 模 数 D-AMPS NMT 需求驱动字 1S-136 带 需求驱动 技 技 业 cdma N-CDMA TACS 术 务 务 2000 1s-95 TD- 其它 PDC SCDMA Mobile Communication Theory 2
不同业务，不同技术 第 代一 代 80年代 第二代 90年代 第三代 模拟 数字 IMT-2000 AMPS NMT GSM D-AMPS IS 136 WCDMA 模 拟 数 字 语 音 宽 NMT 带 TACS IS -95 IS -136 cdma 2000 拟 需求驱动 需求驱动 技 术 字 技 术 音 业 务 带 业 N-CDMA 务 其它 IS 95 PDC TDSCDMA Mobile Communication Theory 2
内容 8 ”第一代模拟移动通信系统 第二代数字GSM移动通信系统 第二代窄带CDMA移动通信系统 Mobile Communication Theory 3
内容 第一代模拟移动通信系统 第二代数字GSM移动通信系统 第二代窄带CDMA移动通信系统 Mobile Communication Theory 3
第1代模拟移动通信系统(1G) 第1个蜂窝移动电话出现在1973年4月 3号 ·由Motorola公司开发 ·每个电话重达850克 1G蜂窝系统出现在八十年代初期 马丁-库珀 ■北美：AMPS,800MHz NMT ·北欧：NMT,450/900MHz AMPS JTAGS ·英国：TACS,900MHz ■西德：C-Nez,450MHz Radiocom 2000 ■法国：Radiocom2000 RTM 意大利：RTM川 日本：JTAGS
第1代模拟移动通信系统（1G） 第1个蜂窝移动电话出现在1973年4月 3号 由 Motorola 公司开发 每个电话重达850克 1G蜂窝系统出现在八十年代初期 北美：AMPS 800MHz 马丁-库珀 北美：AMPS, 800MHz 北欧：NMT, 450/900MHz 英国：TACS, 900MHz 西德：C-Nez, 450MHz 法国：Radiocom 2000 意大利：RTMI 日本： JTAGS 4
模拟移动通信系统特点 采用模拟调制方式进行语音传输，逐步被数字蜂 窝移动通信所替代 ■模拟蜂窝系统体制混杂，不能实现国际漫游； ■模拟蜂窝网业务形势单一，只能提供语音业务，不 能提供数据业务： ■模拟系统设备造价高，终端体积大，耗电量大，终 端易被盗号； ■模拟网语音质量差，保密性差； 模拟系统频谱利用率低，无法适应大容量的需求。 Mobile Communication Theory
模拟移动通信系统特点 采用模拟调制方式进行语音传输，逐步被数字蜂 窝移动通信所替代 模拟蜂窝系统体制混杂，不能实现国际漫游； 模拟蜂窝网业务形势单一，只能提供语音业务，不 能提供数据业务； 模拟系统设备造价高，终端体积大，耗电量大，终 端易被盗号； 模拟网语音质量差 ，保密性差； 模拟系统频谱利用率低，无法适应大容量的需求。 Mobile Communication Theory 5
内容 冬第一代模拟移动通信系统 第二代数字GSM移动通信系统 冬第二代窄带CDMA移动通信系统 Mobile Communication Theory
内容 第一代模拟移动通信系统 第二代数字GSM移动通信系统 第二代窄带CDMA移动通信系统 Mobile Communication Theory 6
第2代数字移动通信系统(2G) %相对于1G系统的FDMA技术，2G系统主要采用TDMA和 CDMA技术，同时也采用了数字调制技术，主要包括以下 几种标准： ■1991年，美国提出的IS-136,即使数字AMPS(D-AMPS): ■1992年，欧洲推出的全球移动通信系统(GSM): ·1993年，日本提出的个人数字蜂窝(PDC): ■1993年，美国提出的IS-95,即窄带CDMA(N-CDMA). 冬与1G系统相比，2G系统的主要优点： ·采用新的调制方式，频谱利用率高，有利于提高系统容量： ■抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强： ■具有较强的鉴权和加密功能，确保用户和网络的安全需求： 可降低设备成本，减少用户设备的体积和质量
第2代数字移动通信系统（2G） 相对于1G系统的FDMA技术，2G系统主要采用TDMA和 CDMA技术，同时也采用了数字调制技术，主要包括以下 几种标准： 1991年，美国提出的IS-136，即使数字AMPS (D-AMPS)； 1992年，欧洲推出的全球移动通信系统 (GSM)； 1993年，日本提出的个人数字蜂窝 (PDC)； 1993年，美国提出的IS-95，即窄带CDMA (N-CDMA)。 与1G系统相比，2G系统的主要优点： 采用新的调制方式，频谱利用率高，有利于提高系统容量； 抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强； 具有较强的鉴权和加密功能，确保用户和网络的安全需求； 可降低设备成本，减少用户设备的体积和质量。 7
第2代数字移动通信系统(2G) 2G系统各种标准的主要参数 标准类型 GSM 1S-95 D-AMPS PDC 上行频段/MHh 810-830或 890-915 824-849 824-849 1429-1453 下行频段/MH 940-960或 935-960 869-894 869-894 1477-1501 OQPSK(上行) 调制方式 GMSK QPSK(下行) /4 QPSK π4QPSK 载波带宽/k 200 1250 25 30 语音编码方式 RELP-LTP QCELP VSELP VSELP 信道编码方式 CRC+卷积码 CRC+卷积码 CRC+卷积码 CRC+卷积码 (r=1/2,k=5) (r=1/2.k=5) 信道数据速率/kbps 270.833 1228.8 48.6 42 语音编码速率/kbps 13 8 8 6.7 多址方式 TDMA/FDMA CDMA/FDMA TDMA/FDMA TDMA/FDMA
第2代数字移动通信系统（2G） 2G系统各种标准的主要参数 8
GSM系统的总体结构 ER PSTN MS BTS BSC MSC ISDN AUC HLR MS BTS VLR BSC MSC 无线小区 基站分系统(BSS) 移动交换分系统(MS$) 固定网 GSM系统的总体结构 Mobile Communication Theory 9
GSM系统的总体结构 GSM系统的总体结构 Mobile Communication Theory 9
GSM系统的功能单元 子单元 功能 MS(移动台) 包括ME(移动设备)和SIM(用户身份识别卡) BTS(基站收发系统) 为一个小区服务的无线收发设备，负责无线传输 BSC(基站控制器) 对一个或者多个BTS进行控制和管理，包括信道分配和释放， 越区切换等 MSC(移动业务交换中心) 实现移动用户与其它网络用户的联接，为此提供面向系统其它 功能实体的接口，到其它网络的接口以及其它MSC的接口 存储进入覆盖区的所有用户的相关信息，VLR是一个动态数据 VLR(拜访位置寄存器) 库，当移动用户离开覆盖区域，相关信息则被删除。VLR通常 与MSC共存在一个物理实体上，避免频繁联系带来的接续时延。 是系统的中央数据库，存放用户的所有信息，包括当前位置， HLR(归属位置寄存器) 漫游权限，基本业务等，为MSC建立路由提供位置信息。一个 HLR可以覆盖几个移动交换中心甚至整个移动网络。 存储与移动台的IMEI(国际移动设备识别号)相关的信息， EIR(设备识别寄存器) 可对移动台的合法性进行核查。 AUC(鉴权中心) 存储用户的加密信息，包括鉴权信息与加密秘钥等。AUC与 HLR共存在一个物理实体上。 OMC(操作维护中心) 操作维护GSM系统中的各功能实体 Mobile Communication Theory 10
GSM系统的功能单元 子单元 功能 MS（移动台） 包括ME (移动设备)和SIM (用户身份识别卡) BTS（基站收发系统） 为一个小区服务的无线收发设备，负责无线传输 BSC（基站控制器） 对一个或者多个BTS进行控制和管理，包括信道分配和释放， 越区切换等 MSC（移动业务交换中心） 实现移动用户与其它网络用户的联接，为此提供面向系统其它 功能实体的接口，到其它网络的接口以及其它MSC的接口 存储进入覆盖区的所有用户的相关信息，VLR是一个动态数据 VLR（拜访位置寄存器） 库，当移动用户离开覆盖区域，相关信息则被删除。VLR通常 与MSC共存在一个物理实体上，避免频繁联系带来的接续时延。 归 位 寄存 是系统的中央数据库，存放用户的所有信息，包括当前位置， HLR（归属位置寄存器） 漫游权限，基本业务等，为MSC建立路由提供位置信息 建立路由提供位置信息。一个 HLR可以覆盖几个移动交换中心甚至整个移动网络。 EIR（设备识别寄存器） 存储与移动台的IMEI（国际移动设备识别号）相关的信息， 可对移动台的合法性进行核查。 AUC（鉴权中心） 存储用户的加密信息，包括鉴权信息与加密秘钥等。AUC与 HLR共存在一个物理实体上。 OMC（操作维护中心） 操作维护GSM系统中的各功能实体 Mobile Communication Theory 10 OMC（操作维护中心） 操作维护GSM系统中的各功能实体