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null 第三章 GSM无线通信基础 第三章 GSM无线通信基础 主要： 主要内容： 无线电波传播 GSM频率资源 无线电波传播模型 TDMA空中接口技术 GSM空中控制技术null3.1 无线电波传播 无线通信：利用电磁波的辐射和传播，经 过空间传送消息的通信方式。 无线电波的载体是电磁波。3.1.1 陆地移动通信环境的特点3.1.1 陆地移动通信环境的特点MS的天线比较低 MS的移动性 信号电平随机变化 在城市环境中存在着波导效应 人为噪声现象严重 干扰现象严重 null3.1.2 无线通信传播方式1.直射2.反射3.绕射自由空间传播方式常发生在地球面被尖锐的边缘阻挡时发生绕射4.散射电磁波遇到小于其波长的物体（数量多）3.1.3 无线电损耗3.1.3 无线电损耗 1.多径信号的组成： 一类是从远地散射产生的回波，这类回波的时延较长且较稳定； 另一类是从MS附近半径为50~100个波长的建筑物和树林反射和散射的回波，这类回波数量大，时延短，它们是构成多径信号的主要部分。 影响接收信号的主要因素：影响接收信号的主要因素： 距离、天线高度、发射功率。其中无线电的传播损耗是实际操作中无法回避的，它直接影响到信号强度的高低。 信号的衰落分为：慢衰落和快衰落。信号的衰落分为：慢衰落和快衰落。实际接收的信号是在种植的基础上叠加了瞬时值，一般称中值为慢衰落，瞬时值为快衰落。 如下图所示 null 显然，信号强度的平均值是随距离而减弱的。但信号电平是受慢衰落的影响的。因此，要想提供好的通信质量就要保留足够的快慢衰落储备。 在实际的通信网络中达到100%的覆盖几乎是不可能的，特别是在农村地区，如果系统信号质量越好，那么储备要求就越高。因此必须注重预测计算，由于测试不能完全反映规律，测试地点不同，预测结果也不同。即使地点相同，有外界影响测试结果也不同，所以要用测试校正预测。 两种衰落：两种衰落：慢衰落：由接收点周围地形地物对信号反射，使得信号电平在几十米范围内有大幅度的变化，若MS在没有任何障碍物的环境下移动,则某电信号只与该点和发射机的距离有关。所以通常某电信号电平是指几十米范围内的平均信号电平，这个信号的变化呈正态分布。 快衰落：叠加在慢衰落的信号上的，这个衰落的速度很快，每秒衰落的速度很快，每秒达几十次，除与地形地物有关，还与MS的速度和信号的波长有关，并且幅度最高达几十分贝，信号的变化成瑞利分布，因此也叫锐利衰落。3.2 GSM频率资源3.2 GSM频率资源3.2.1 频率资源 GSM网载频间隔为200kHz,GSM800和GSM900频段上有124个频率载频，GSM1800频段上有374个频率载频，GSM1900频段上有299个频率载频。 每个频率采用时分多址（TDMA）接入方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每个频率载频上有8个物理时隙，因此各频段上总的时隙数如下： 124*8=992（GSM800） 124*8=992（ GSM800 ） 374*8=2992（GSM1800） 299*8=2392（GSM1900）nullGSM频率分配表 null频率标称中心频率与序号的关系由以下确定： 上行频率f(n)=890+0.2n MHz 下行频率f(n)=835+0.2n MHz 其中，n为绝对频率号，从1~124. DCS1800频率编号： 上行频率f(n)=1710+0.2(n-511) MHz 下行频率f(n)=1805+0.2(n-511) MHz 其中，n为绝对频率号，从512~885.3.2.2 频率分配3.2.2 频率分配 目前我国使用的是GSM900和GSM1800频段，在每端留有200kHz的保护带。 按国家规定： 中国移动占用上行890~909MHz， 下行 935~954MHz 中国联通占用上行909~915MHz， 下行954~960MHznull GSM通信中的上/下行链路上行链路：MS发、基站收的链路； 下行链路：基站发、MS收的链路。3.2.3 蜂窝技术3.2.3 蜂窝技术目的：最大限度的提高频率利用率。 蜂窝：基站覆盖的范围称之为蜂窝。 大区制：采用大功率的基站主要是为了提供较大范围的服务，但它的频率利用率较低，也就是说基站提供给用户的信道比较少，系统的容量也就比较小，对于话务量不大的地方可以采用这种方式，一般称之为大区制。 null小区制：采用小功率的基站主要是为了提供大容量的服务范围，同时它采用频率再用技术来提高频率利用率，在相同的服务区域内增加了基站的服务范围，同时它采用频率再用技术提高频率利用率，在相同的服务区域内增加了基站的数目，有限的频率得到多次使用，所以系统的容量比较大，这种方式称之为小区制或微小区制。3.2.4 频率再用的概念3.2.4 频率再用的概念频率再用是指在不同的地理区域上用相同的载波频率进行覆盖。这些区域必须隔开足够的距离，以使所产生的同频率及邻频率干扰的影响可忽略不计。 频率再用是蜂窝移动无线电系统的核心概念，频率再用可以极大地提高频谱效率。但是，如果系统设计的不好，将产生严重的同频干扰和邻频干扰。这种干扰是由于相同和相邻nullnullnullnull