gsm移动通信系统资料

gsm移动通信系统资料（共9篇）

篇1：gsm移动通信系统资料

GSM全球移动通信系统的工作过程 4.1 移动台的位臵登记 4.1.1 第一次登记

当移动台开机后,在它所处的小区,通过空中接口搜索BCCH(广播控制信道,内含有位臵区域识别码(LAI信息(在GSM900规范中定义小区分配编码占用16bit,这个信息在BCCH上规则的广播,以便手机知道自己目前的位臵小区。BCCH是个小容量信道,每0.235 S传一个23字长的消息。移动台依靠收到的频率校正本身的频率,通过同步信息校正本身的信号,锁定到一个正确频率上,从该频率的信道上接收寻呼信号和其它信息。

假如此MS在寄存器中找不到LAI,它就向该业务区的MSC/VLR发送位臵更新请求消息,通知网络它是此位臵区的新用户。此消息经BSS到MSC,最后到VLR。VLR对消息中含有的国际移动用户识别码(IMSI或临时移动台识别码(TMSI以及位臵信息进行分析。此时MSC/VLR就认为该MS被激活,在其数据字段中做“附着”标记,这个标记与IMSI有关。MSC/VLR向HLR发送位臵更新请求信息。HLR位臵更新操作完成后,向VLR 发送位臵更新接受消息。最后由MSC向MS发送位臵更新证实信息,这个过程就算完成,至此MS已在HLR和VLR中注册登记。

4.1.2 分离与附着程序

当一个MS被激活时,对MS标有“附着”标记(IMSI标志;当MS关机时,有IMSI分离程序能使MS通知网络该移动用户为无效用户,此后不再发送寻呼此MS的消息。因此分离与附着程序都与IMSI有关。

当MS关机时,MS向网络发送的最后一条消息是处理分离请求消息,MSC/VLR收到“分离”消息后,就在该MS对应的IMSI上作“分离”标记。归属位臵寄存器(HLR并没有得到这个分离消息,只有拜访位臵寄存器(VLR已“分离”信息作了更新。当MS 再开机时,若它仍处于发送分离消息时的位臵区,则只要完成附着程序即可;若不在原位臵区,它仍要执行位臵更新程序。

4.2 移动台的漫游与位臵更新 4.2.1 漫游的解释

对于处在开机但空闲状态下的MS,它要不断地移动,在某一个时刻它被锁定于一个已定义的无线频率上,即某个小区的BCCH载频上。当MS向远离此小区的方向上移动时,信号强度就会减弱,当它移动到两个小区理论边界附近的某一点时,MS就会因原来小区的信号太弱而决定转到附近信号强的新的无线频率上。为了正确选择无线频率,MS 要对周围的邻近小区的BCCH载频的信号强度进行连续测量,当发现新的BTS发出的BCCH载频信号强度优于原小区时,MS就锁定于这个新的载频上,这就是移动台的切换。MS所接收的BCCH载频的改变并没通知给网络。

移动中的MS,由于接收信号质量的原因,通过无线空中接口不时地改变与网络的连接,这种能力就称为漫游。

4.2.2 移动台的位臵更新

位臵更新过程是由MS引发。在GSM系统中有三个地方需要知道位臵信息,即HLR、VLR和MS(或SIM卡。当这个信息发生变化时,需要保持三者的一致。MS开机后就会对周围进行测试,并连接到接收性能最好的广播信道上。如图4-1所示,移动台所处的区有三种情况: ①在同一位臵区内的不同小区(特征:属于同一BSC(如图中A 其锁定的BCCH载频不同,但没有位臵区的变化,无需位臵更新。②在同一业务区的不同位臵区(特征:属于同一MSC(如图中B, 当MS从LA1向LA2移动时,信号强度会减弱,当它移动到边界附近某一点时,MS就会因原来小区信号太弱而决定转到邻近信号强的新的无线频率上。为了正确选择无线频率,MS要对周围的邻近小区的BCCH载频的信号强度进行连续测量,当发现新的BTS发出的BCCH载频信号强度优于原小区时,MS就锁定于这个新的载频上(小区选择的规则主要来自无线传播条件,以达到最佳传输质量为目的。一个

正常业务状态的MS,收听由业务小区广播的频率表,从中获得同一PLMN(公用陆地移动网中邻近小区的标志信道(CCCH,MS逐一与这些标志信道同步,以解调出每个BCCH上的信息,从中可以确定PLMN和位臵区(LA标志以及各种无线参数。MS对允许接入的小区计算其无线环境并与当前环境比较,这些处理是与当前小区寻呼信道的接收并行的。当MS在同一LA内发现一个更好的小区时,就切换到这个小区并收听新小区的寻呼信道,同时监视新的标识信道表。位臵区的变化要通知网络的MSC,MS要求接入网络来进行MSC/VLR内的位臵更新。此时,VLR中MS的位臵就由原来的LA1改为LA2。

③在不同业务区(特征:属于不同MSC(如图中C MS的业务区改变必须通知网络,以便能找到漫游的移动台,MS开机后就得报告网络它目前所处位臵。当它锁定在新的BCCH的载频上,并在BCCH消息中得知此时它所处的位臵区及所属业务区。首先MS向网络发出位臵更新请求,此信息通过空中接口传到LA1的BSC,再由它传送到新的MSC。第二步是由新的MSC向HLR发送位臵更新请求信息。从HLR向新的MSC发回位臵更新请求接受,这个消息通过LA1所属的BSC到新小区的BTS,再通过空中接口传送给MS,这就是位臵更新证实。此时MS已在新的MSC 业务区,它必须删除旧的MSC中的位臵信息,否则它的位臵就有两处,无法准确找到它。此时由HLR向旧的MSC发送位臵删除信息,旧的MSC得到此信息后,在VLR删除此移动用户的位臵信息,并向HLR报告位臵删除接受,至此,MS已属新MSC/VLR中的一个用户。

4.3 移动台的切换过程 切换处理分成几个级别: BTS内的切换类型由BTS自主决定;BTS之间、BSC之内的切换由BSC决定;BSC之间、MSC之内的切换由MSC处理;

MSC之间的切换由GMSC决定。

BSC与MSC之间的接口协议称为BSSMAP(BSS管理应用部分,用以支持各种连接处理和切换过程,其承载方式是A接口上的CSS.7信令协议。BTS与BSC之间的协议称为RSM(无线分系统管理,用于支持分配传输路径和测量报告处理,其承载方式是Abits接口上的LAPD信令协议。BTS与MS之间的协议称为RIL3—RR(无线接口第三层RR协议,它只是整个第三层实体的一部分,用于支持无线连接处理和测试报告处理,其载体是Um接口上的LapDm信令协议。除此之外,还有邻近MSC之间交换消息的协议,称为MAP/E(移动应用部分—E ,它只是MAP的一部分,用于支持MSC之间的交换处理,其承载是MSC之间的CSS.7信令系统。

越区切换是指移动台正处在呼叫建立状态或忙状态下的无线信道转换过程。移动台从一个小区移动到另一个小区,两小区的无线频率是不相同的,若想要维持通话,MS的频率必须改变,即从一个小区的一个无线频率下的一个时隙转换到另一个小区的另一个无线频率上,并占有它的一个时隙。

切换是由网络决定的。通话中的移动台从一个小区移动到另外一个小区,这个小区可能是同一业务区的同一BSC管辖下的小区;也可能是同一业务区不同BSC管辖下的另一小区;还可能是不同业务区中的另一小区。根据这三种不同情况要进行不同的操作。4.3.1 BSC内的切换

这是最简单的切换过程。BSC根据MS和BTS的测量报告,经分析处理后,确定此时MS所在区,即MS报告中最强信号的小区。BSC与新小区的BTS建立链路,并在新小区中给MS分配一个TCH供MS切换后使用。MS切换后,BSC向MSC报告,MS由A点移动到B点的情况,此时MS仍属BSC1管辖。MS在切换后继续测量周围小区的信号强度,并接收新小区的信息。

4.3.2同一业务区不同BSC之间的切换

移动台从B点移动到C点就属于这种切换,此时MS已跨越两个BSC,即从BSC1到BSC2。

切换过程如下:首先是MS向原来的MSC1报告其测量结果。经BSC1的分析处理,得知MS所到的小区属BSC2管辖,做出切换判决,向MSC发切换请求。MSC与BSC2建立新路径到BTS(新小区,即MSC向BSC2发出切换请求。BSC2收到切换请求消息后,与新的BTS建立链路,为MS提供切换用的新TCH,即允许切换,BSC2向MSC发出切换请求证实。此时MSC向原来的BSC1发出执行切换命令,经BTS到MS。MS切换后,送出切换完成消息到BSC2,即MS与MSC2建立通路。BSC2向MSC报告切换完成,送出MS 接入新TCH信息到MSC。MSC向BSC1发出清除命令,释放原来MS的信道。BSC1完成信道释放后向MSC报告清除完成。

MS到达一个新的位臵区后,要继续测量周围小区的信号强度,同时接收BSC2的有关信息。位臵区发生变化时,它还要进行位臵更新。

4.3.3不同业务区之间的切换

MS从C点移动到D点就属于这种切换,即从MSC A,动到MSC B,这是最复杂的切换情况,要进行多种信令的传递过程才能实现。当主呼MSC(MSC A发送执行切换消息给另一个MSC(MSC B时,消息中包含MSC B分配无线信道的部分参数,并应标明呼叫所切换到的基站(BS。当该基站完成无线信道分配,并且MSC B从其相关VLR取回切换号码后,MSC B将返回MSC A无线信道应答消息。切换号码用于将呼叫从MSC A接续到MSC B。

如果MSC B中没有空闲业务信道可用,将告诉MSC A,并由MSC A结束切换进程。MS 现存的线路连接将不被消除。

收到无线信道响应消息后,MSC A用固定网络的信令(IAM在MSC A和MSC B之间建立连接。MSC B发出地址完成消息(ACM并开始无线信道的切换。收到ACM后, MSC A开始切换过程,即向BSC2和MS发出切换命令。移动台完成无线信道切换后,发送证实消息给MSC B,然后MSC B发送结束信号给MSC A。收到此消息后MSC A释放原有无线信道。

为了不与MSC A和MSC B之间所用的PSTN/ISDN信令系统冲突,MSC B收到证实后产生回答信令(ANS。

MSC A将掌握总的呼叫控制直至固定用户或MS挂机。然后,MSC A释放至MSC B的连接,并发送结束信令消息来中止MAP进程。MSC-B将释放RR子层的连接,并发送切换报告消息给其相关的VLR,用来释放切换号码。

4.4 移动台呼出 步骤如下: ①原先工作在广播控制信道(BCCH上,后MS向BS发出申请信道的请求,收到BS发来的立即分配消息后,MS转到指定的专用信道(DCCH上

② MS申请业务信道(由BS发给MSC,MSC向VLR发送请求以获得移动台的参数,网络要求对MS进行鉴权,产生一128 bit的RAND传给MS,MS处理后发送鉴权响应给网络,VLR向MSC回送信息证实,由网络方面判断此用户的合法性。

通过鉴权,网络就保密方面考虑向MS发送臵密码模式消息(加密模式管理是无线传输性之一,传输是否采用加密取决于MSC的选择,加密模式用于无线路径,管理主要涉及MS和BTS,MS提供加密参数(KC到BTS,以决定是否选用加密模式。将有关用户数据加密的信息传给移动台,MS对此消息返回密码模式完成消息给MSC,(如果需要, VLR将重新分配一个TMSI给MS。

对密码模式作出响应后,MS发送建立消息给MSC,MSC为此次呼叫分配一路地面信道,并要求BS分配无线业务信道TCH。

③移动网络的通信链路建立后,MSC向固定网络发送消息IAM(初始地址,以便将呼叫接续到固定网络。固定网络首先通过FIN(连接证实消息将设备信息返回MSC。被叫接通后,送回铃消息给MS。在被叫摘机后,固定网发给MSC回应信息(ANS。MSC发给MS 连接命令,MS发回响应并转入通话,至此,完成了MS 主呼进程。

4.5 移动台呼入

移动台被叫时,主叫方发出的被叫电话号码并不说明某条电话用户线或某个地理位臵,而只是指向某个HLR中的用户数据存储区。在GSM系统中,移动用户电话号码的结构是基于ISDN的编号方式,因此称为MSISDN,其编号方式是按照CCITT的E.164建议。移动用户电话号码中的前几位数字可表明该用户归属的移动通信网,分析开头几位号码还能确定存放该用户数据的HLR,从这个HLR的用户数据中就能读出该用户目前访问的移动交换中心VMSC。因此通过查询HLR,可以确定最终到达该移动用户的路由。由此可见,整个呼叫建立过程可分为两部分:查询HLR以前和查询以后。这使得呼叫路由分为两部分:从主叫地到发出查询的地点,再从查询地到被叫处。

GSM用户的电话号码格式 CC NDC X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 国内有效ISDN号码 国际移动用户ISDN号码 其中:CC为国家码

NDC为PLMN识别码(不一定与地区号一致 X1 X2 X3为HLR的号码 X4 X5 X6 X7为用户号码 举例:+86 139 中国电信 +86 130 中国联通

①呼叫用户拨出移动用户号码(MSISDN后,固定网络将此呼叫接续到最近的相关移动交换中心(GSMC,GSMC向归属位臵寄存器(HLR发出查询消息以获得路由信息。固定网发出的初始地址(IAM0就是移动用户号码。HLR根据其保留的被叫用

户数据,确定MS目前所在的VLR,并向该VLR发查询消息。VLR返回该MS的移动台漫游号码(MSRN,并由HLR返回给GMSC(第一部分查询HLR以前。根据这些消息, GMSC将呼叫接续到拜询MSC,即MS目前归属的MSC。MSC向VLR发送信息I/C,以获得呼叫信息

② MSC向相关的基站BS发出寻呼请求信息,以建立至MS的呼叫连接。BSC确定被呼MS所归属位臵区的BTS后,向其发送呼叫分组信息,BTS再通过寻呼信道(PCH发出被叫MS的识别号和寻呼模式。

③当被呼MS接收到它的呼叫后,在MS中的RR子层启动随机接入进程(RAP,在随机接入信道(RACH上发送信道请求信息给BS。此请求给BS的RR子层。RR子层分配专用控制信道(DCCH,并在公共控制信道(CCCH上发送立即指配消息给MS。MS转换到相应的DCCH上,从而建立起主信令链路(MSL。然后,MS向BS和MSC返回寻呼响应信息。

④接到MS的寻呼响应后,MSC向VLR发送过程接入请求。然后,开始常规鉴权和密码参数传递过程。如果成功,VLR向MSC发送完成呼叫消息,启动MSC发送设臵消息给MS。被呼MS收到此消息后进入呼叫存在状态,同时向BS返回呼叫证实消息,以说明MS已具备受话的条件。

⑤收到呼叫证实消息后,MSC为此次呼叫分配地面信道,并命令基地台分配无线业务信道TCH。此过程与MS主呼中的相应过程一样。若TCH连接成功,MSC将收到的应答为指配完成信息。

⑥信道建立完成后,MSC将收到MS发来的回铃消息。然后,MSC在FIN(连接证实中发送连接证实消息给呼叫端,并在发送给固定网的ACM(地址完成消息中指示被呼移动台已接通。被呼用户摘机后,MS发送连接消息给MSC。MSC返回被呼MS应答并发回应消息(ANS给主叫用户。至此,完成了移动台被呼的接续过程。

4.6 移动台工作原理

移动台设备是GSM系统中用户所使用的入网设备。它分阶段地为用户提供GSM系统的所有业务功能。移动台设备分为终端设备(TE和用户身份卡(SIM卡两部分。移动台设备应包括一套无线收发信机、一个控制器及话音编译码器,另外还应提供用户接入网络必需的键盘、显示器,除此以外还提供用户接入网络必需的键盘、显示器,除此以外还提供ISDN终端接入功能,因此在移动台中还提供终端接入所必须的码速适配功能。通常一个移动台的组成方框如图4-2所示。

4.6.1 简化描述 语音信号为模拟量，通过话筒送入手机，对它进行抽样模数转换及语音编码，变成 13kbit/s 数据流，编码输入为每 20ms 一段，将 2080bit 经编码压缩后变为 260 bit，语音 编码后再进入信道编码，编码完成后在与控制器产生的信令信号经编码后的混合，形成传 输速率为 22.8kbit/s。编码后的语音和信令再进入交织及加密单元。交织单元分两步交织: 一为 3 组 8 个 57 bit 块交织组合为 2 组 114 bit 块，二为此 114 bit 块再内自行交织，然后 这些块进入加密单元与加密数据的 114 bit 进行异或形成加密后的比特流。加入其它变成 156.25 bit 的 Burst。然后组合到 TDMA 帧和时隙中去，形成复帧、超帧及超高帧，最后 形成 270.833kbit/s 的 TDMA 帧数据流送到调制解调器发送。4.6.2 射频单元的工作 射频单元包括从调制器、发信到天线合路器及接收到解调输出部分电路，其主要功能 是将基带单元所形成的 TDMA 帧调制到射频及其相反过程。射频单元发射频率为

890~915MHz，收信频率为 935~960MHz，频道间隔为 200kHz。合路器是将移动台发信和收信组合到一根天线上。在 GSM 数字移动通信系统中，由 于收发不在一个时隙（发比收慢 3 个时隙），因此移动台可以省去用于收发共用的双工 器，只需要使用简单的收发合路器（组合）功能，即可将发信和收信信号组合到一根天线 上而不会互相干扰。调制将从 TDMA 帧来的 270.833kbit/s 数据流信号按 GSMK 调制方法形成 I、Q 信 号，再送到发信上变频器调制到 900MHz 频段。解调和均衡将从收信单元接收的模拟 I、Q 信号进行数字化处理恢复出基带信号。频率合成器为发信和收信单元提供变频所必须的本 振信号，它通常从时期电路获得基准频率源，然后采用锁相技术实现频率合成。4.6.3 基带部分的工作 基带部分电路包括信道编/译码、加密/解密、TDMA 帧形成/信道分离及基时钟电路，它还包括话音/译码、码速适配器等电路。

来自送话器的话音信号经过 8kHz 抽样及 A/D 转换，变成 13bit 均匀量化的 104kbit/s 数据流，再由话音编码器进行 RPE－LTP 编码。编码输入为每 20ms 一段，经话音编码压 缩后为 260bit，其中 LPC－LTP 为 72bit，RPE 为 188bit。话音编码后的信号速率为 13kbit/s。同时话音编码器还提供话音活性检测（VAD）功能，即当有话音时，其 SP 信号 为 1；当无话音传输时，将 SP 示为 0（即 SID 帧）。13kbit/s 话音信号进入信道编码器进行编码。对于话音信号的每 20ms 段，信道编码 器首先对话音信号中最重要的 Ia 类 50bit 进行分组编码（CRC 校验），产生 2bit 校验 位，再与 132bit 的 Ib 类比特组成 185bit，再加上 4 个尾比特“0”，组合为 189bit,这 189bit 再进入 1/2 速率卷积编码器，该编码限制长度为 5，最后产生出 378bit。这 378bit 再与话音信号中对无线信道最不敏感的 II 类 78bit 组成最终的 456bit 组。同样，对于信令 信号，由控制器产生并送给信道编码器，首先按 FIRE（法尔）码进行分组编码（称为块编 码），然后再进入 1/2 卷积编码，最后形成 456bit 组。因此信道编码后信道传输速率为 22.8kbit/s 编码后的话音和信令信息再进入交织及加密单元。在交织单元，这些 20ms 话音的 456bit 被分为 8 个 57bit 块，这些 57bit 块被存储，并和前后面 8 个 20ms 话音的 57bit 块分别再交织组合为 8 个 114bit 块，并且在每个 114bit 块中这些从两个 20ms 来的 57bit 再一次每比特每比特交织形成的 114bit 块。这些 114bit 块进入加密单元与加密数据的 114bit 进行异或形成加密后的比特流。加密后的 114bit 流被加入训练序列及头、尾比特等 组成 156.25bit（包括 8.25 防护比特）的突发，这些突发被按信道类型组合到不同的 TDMA 帧和时隙中去，形成复帧、超帧及超高帧，最后形成 270.833kbit/s 的 TDMA 帧数 据流送到调制解调器发送。在接收通道，执行与上述相反的过程。在这些成帧及信令控制 过程中，都是以时钏基准部分提供的统一帧号、时隙号、1/8bit 时钟等为基础的，以便各 部分同步执行。4.6.4 控制器的工作 控制器实现对移动台的控制，包括对无线信道频率合成器的控制以选择合成的频道； 根据从信道解码得到的信令信息，执行相应的信令协议并送到信道编码器再发射出去，以 便与网络建立信令通信；对信道编译码、TDMA 帧形成等部分的控制。此外，它还控制键 盘的输入、显示器的显示输出以及与外部 SIM 卡的接口与通信。码速适配器的控制也由控 制器等单元完成。

篇2：gsm移动通信系统资料

铁路GSM-R数字移动通信系统（以下简称GSM-R）是铁路专用移动通信网，是直接为铁路运输生产和铁路信息化服务的综合通信平台。是 无线铁路通讯经济全面的解决方案。

作为一个安全的平台，GSM-R为铁路公司的工作人员之间，包括司机、调度员、调车员、机车工程师和站台人员，提供了语音和数据通讯技术。

GSM-R是众多欧洲铁路公司10年来精诚合作的结果。为了使用单一通讯平台达到互操作性的目的，GSM-R标准结合了此前在欧洲使用的35个模拟系统的所有核心功能及丰富经验。

作为一个安全的平台，GSM-R为铁路公司的工作人员之间，包括司机、调度员、调车员、机车工程师和站台人员，提供了语音和数据通讯技术。GSM-R推出了一系列先进功能，如语音组呼、语音广播、基于位置的寻址、以及紧急抢占通话权等，从而大幅改善了工作人员间的通讯、协作和安全管理。GSM-R符合新的欧洲铁路运输管理系统（ERTMS）标准，可将信号直接发送给列车司机，从而提高了列车速度，增加了运输密度，同时增强了行驶的安全性。

选择基于GSM的GSM-R技术是这个标准大获成功的原因之一。GSM-R继承了GSM经济性的规模，经证明是基于铁路运营商级平台的、最经济有效的数字无线通讯网络。GSM-R超越了语音和信号服务的范围。一些新兴的应用服务，货物追踪、车厢和站台的视频监测、以及乘客信息服务等，都将使用GSM-R技术。

GSM-R是一项目前在全球15个国家成功运营的技术。尽管GSM-R技术规范在2000年才制订完成，但已经广泛用于世界35个国家，包括欧盟所有成员国，而且亚洲、亚欧大陆和北非使用该技术规范的国家数量也在逐月增加，从而使GSM-R成为发展最快的无线网络市场。

GSM-R通信系统简介

GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。

GSM-R通信技术起源于欧洲，目前在德国、瑞士、荷兰、意大利等国家均已进入商业运用。由于GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势，以及更符合通信信号一体化技术发展的需要，因此铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路专用通信的发展方向。GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。GSM-R通信系统包括：交换机、基站、机车综合通信设备、手机等设备组成。以青藏铁路为例：青藏铁路是世界上海拔最高的铁路线，青藏线北起青海省格尔木市，途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内后，经安多、那曲、当雄至西藏自治区首府拉萨市，全长约1142km。绝大部分线路在高原缺氧的无人区。为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要，采用了GSM-R移动通信系统。青藏线GSM-R通信系统实现了如下功能：

1、调度通信功能

调度通信系统业务包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。

2、车次号传输与列车停稳信息的传送功能

车次号传输与列车停稳信息对铁路运输管理和行车安全具有重要的意义，它可通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS方式来实现。

3、调度命令传送功能

铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令，它是列车行车安全的重要保障。采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程，提高工作效率。

4、列车尾部装置信息传送功能

将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统，可以方便地解决尾部风压数据传输问题。

5、调车机车信号和监控信息系统传输功能

提供调车机车信号和监控信息传输通道，实现地面设备和多台车载设备间的数据传输，并能够存储进入和退出调车模式的有关信息。

6、列车控制数据传输功能

采用GSM-R通信系统实现车地间双向无线数据传输，提供车地之间双向安全数据传输通道。

7、区间移动公务通信

在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门内部的通信，均可以使用GSM-R作业手持台，作业人员在需要时可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系。紧急情况下，作业人员还可以呼叫司机，与司机建立通话联络。

8、应急指挥通信话音和数据业务

篇3：GSM移动通信系统中的干扰

1 干扰的分类

1.1 系统内部的干扰

由于GSM网络是依靠频率复用来提高频率利用率、增加系统容量的, 而频率复用的结果就势必造成频率的干扰。这些干扰主要包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰三类, 下面分别简要介绍一下这几类干扰。

1.1.1 同频干扰, 所谓同频干扰, 指在同一覆盖区域内无用信号

的载频与有用信号的频率相同, 并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。因为当小区不断分裂使基站的服务区域不断缩小、同频复用系数增加时, 大量的同频干扰将出现, 成为影响网络质量的主要因素。当同频干扰的载干扰比C/I小于某个特定值时, 就会直接影响到手机的通话质量, 严重的就会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。

1.1.2 邻频干扰, 所谓邻频干扰, 指在同一覆盖区域内无用信号

的载频与有用信号的频率相邻, 使邻频道功率落入接收机通带内造成的干扰。由于频率规划原因造成的邻近小区中存在与本小区工作信道相邻的信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计要求范围大, 均会引起邻频道干扰。当邻频道的载波干扰比C/I小于某个特定值时, 也会直接影响到手机的通话质量, 严重的就会产生掉话或使手机用户无法建立正常呼叫。

1.1.3 交调干扰, 当两个以上不同频率信号作用于一非线性电

路时, 将互相调制, 产生新频率信号输出, 如果该频率正好落在接收机工作信道带宽内, 则构成对该接收机的干扰, 我们称这种干扰为交调干扰。交调干扰主要是指数、模共站的基站, 由于模拟基站发射机的影响, 而对数字基站产生的干扰。这种干扰的直接后果是时隙分配不出去, 造成基站资源的浪费, 也会产生掉话。

1.2 系统外电波的干扰

由于移动通信是靠空中电波传播的, 当空中某些电波对正在使用的电波产生的干扰达到一定程度时, 会使信噪比下降到标准值以下, 影响通话质量, 甚至掉话。这些干扰电波来源非常复杂, 是多方面的, 例如工业干扰、电源火花干扰、天电干扰和其它专业的邻近电波干扰等, 这些干扰是很难完全避免的。

2 干扰产生的原因

移动通信系统中无线电波传播的特性, 决定了其在通信过程中必然受到外界多种因素的影响;另外, 由于移动通信系统频率复用的特点, 使它在一定程度上受到网络内部的各种干扰, 以及其它因网络参数设定不当而造成的干扰等。外来电波的干扰与外界环境有关在这里不加详叙。我们主要谈谈移动系统内部的干扰。

2.1 频率规划时频率复用不当、频点设定不正确导致两同频小

区之间的距离不能够满足标准值, 造成同频、邻频现象在短距离范围内存在。

2.2 基站的发射功率参数设置过高, 会与相邻小区产生覆盖交叠, 造成信道干扰, 手机占用信道困难, 通话质量差等。

2.3 基站天线的俯仰角及方位角设置不合理或存在偏差, 导致基站的覆盖范围不合理, 从而导致同频及邻频干扰。

2.4 直放站设置不合理, 造成对周围信号的干扰。

由于直放站的上下行增益设置不合理, 不仅会对周围信号产生干扰, 也会抬高整个系统的底部噪声, 从而造成整个系统的干扰。

2.5 发射机部分杂散辐射及接收机部分杂散响应较大, 造成对本信道和其它信道的干扰, 严重的将不能正常通话。

3 干扰的分析及解决途径

无线系统的干扰是一个非常复杂的问题, 它不仅包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰, 而且还有可能是外来不明干扰。对于干扰的解决, 我们应抓住干扰产生的原因作为突破点, 然后对症下药, 找出解决问题的办法。在日常维护中, 我们可借助无线场强测试仪、频谱分析仪等工具, 以及OMC-R的测量统计参数, CQT呼叫质量拨打测试结果等, 对产生干扰的原因进行具体分析、查找。根据实际情况采取不同的措施减少干扰, 提高通信质量, 改善网络的运行环境。

具体实施时, 我们可通过在OMC-R中取得的切换测量报告及CQT及DT测试中的相关数据, 并辅以场强测试所取得的实际资料, 列出受干扰小区, 并根据同频信道资料可以查出是否是由本系统内的同频站引起的同频干扰或外来干扰;否则要进一步判断是否是邻频干扰。

3.1 同频干扰的解决办法:

修改同频小区的同频频率;增加两个同频小区间的间距 (实际统计表明信号强度随距离以近似4次幂指数的规律衰减) ;降低移动台或基站的发射功率;采用分集接受技术;采用抗同频干扰天线等。

3.2 邻频干扰的解决办法:

对频率规划进行优化调整;对带通滤波器进行特性调整。另外, 对同频干扰的解决措施也同样适用于邻频干扰。

3.3 同时, 要排除由于基站设备性能下降导致干扰。

当基站载频模块性能下降时, 频率校准和调谐功能下降, 其频偏会有较大的波动导致干扰, 此时, 需要更换基站的载频模块, 才可解决干扰问题。

3.4 对于非本系统的外来干扰, 我们可激活小区的空闲信道测

试 (IDLE CHANNEL MEASUREMENTS) 功能, 这样, 在分配信道时, 能够选择受干扰最小的的信道建立呼叫, 有效地减少因分配到通话条件较差的信道而引发掉话的可能性。当然, 要解决非本系统的外来干扰, 最根本的办法是消除干扰源, 这时我们可选用具有AM、FM及SSB通信解调功能的测试接受机, 在基站测试并记录解调信号, 得到对本系统工作信道造成干扰的时间和强度分布图, 找出干扰源, 以便调查非法的发送并保存证据。

随着科学技术的日益发展, 目前一些加油站、企事业单位 (在会议时) 使用了质量不合格的信号干扰机, 会造成大范围的信号干扰, 需引起注意。同时, 在一些特定的日期, 例如中考、高考或其他大型考试时, 各学校会普遍使用干扰机, 这个时候容易引起大量的用户投诉, 也要引起高度注意。

3.5 另外使用不连续发射 (DTX) 和跳频技术可以有效地降低无线系统的干扰。

篇4：gsm移动通信系统资料

发展迅猛，移动通信用户数量日趋增增加，同时我们现阶段的区域信道还是远远滞后于通信事业的发展，造成很多地区严重不足，在繁忙时候，用户甚至无法拨出电话，当用户在呼叫失败后多会试图重新呼叫，特别当TCH不足的情形下，用户呼叫字数就会呈现几何式增长，出现“越不通越打，越打越不通”的情形。但是由于移动通信的话务量与当地人口总量呈比例，与经济发展状况也息息相关，在不能进行大幅度扩容的情形下，我们可以通过各种方面来解决信道堵塞的难题。

1、分裂技术

分裂技术是增加网络容量的优选方案，有些区域由于位于边界，边界如果超过了高话务地带，就会产生一定的信道堵塞问题，该位置会发生频繁的位置更新，这种情况下可以用过分裂技术予以解决。分裂技术在一些频谱资源丰富的地区，分裂成一些小面积的区域，同时也增加原区域的载频数，在解决GSM的覆盖问题，从而达到扩容的目的。通过分裂技术，全网载频数、信道数、话务量、用户数等均大幅度增加，减小了单位小区的面积，同时应保持频率复用方式的规则性与重复性，要确保已建基站可继续使用，尽量减少或避免过渡区。

2、频段扩展和频率紧密复用技术

频段扩展也是解决移动通信系统无线信道拥塞问题的措施之一，目的是通过扩容来达到最终效果。由于GSM交织编码等手段，同时也有一些旨在提高频谱效率的技术，这使得移动通信网络对使得频率的紧密复用成为可能。（l）跳频。跳频就是载频按某种频率序列进行跳变，它包括基带跳频与射频跳频两种。跳频的作用是提供了频率分集，提高了系统的抗干扰、抗衰落能力。（2）非连续发射。采用DTX技术，可降低系统总的干扰水平。（3）功率控制。这也是降低干扰从而提高容量的有效手段。

3、微蜂窝与微微蜂窝技术

通过微蜂窝与微微蜂窝技术来提高无线网络容量、防止信道堵，其主要适用范围有以下几个：一是在一些大型建筑区域，也是移动通信网络使用量大、使用频率高的地区，如一些大型宾馆、商场和娱乐场所等。二是用于高话务地区或者低话务密度地区，在这些地区来解决网络覆盖不足的问题。实践中发现，微蜂窝与微微蜂窝技术效果显著，特别是微蜂窝，体积小而且使用安装比较方便，使用效果明显，可以迅速解决一些大型建筑区域的容量与覆盖问题。但是缺点也是存在的，就是随着移动通信数量的不断增加，在一些大城市中对于微蜂窝的需求也与日俱增，造成成本的快速增长。再就是用分层结构时，网络结构复杂，增加了频率规划的难度。因此，在宏蜂窝覆盖不到而话务量又很大的地点，应使用微蜂窝作为覆盖补充，而话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖。

篇5：gsm移动通信系统资料

摘要：随着科学技术的不断发展和人民生活水平的快速提高, 手机的普及和功能越来越广泛。移动电话不仅可以作为信息交流的工具, 而且在工程建设中也得到了广泛的应用。单片机和GSM移动通信的应用已经成为最热门的研究内容之一。本文对集成单片机技术、GSM通信技术和需求控制继电器进行了研究工作。

关键词：单片机; GSM移动网络; 继电器;

1 系统的概述

随着移动通信技术的飞速发展, 基于无线技术的各种增值业务也在慢慢改变着我们的生活环境和生活方式。无线技术的应用已经成为我们生活中不可缺少的一部分。本文利用数字移动通信网络, 结合西门子的无线通信模块和单片机技术, 利用移动通信网络中的短消息服务, 对对象的信息进行传输和控制, 实现对继电器的监控。这样, 人们就可以随时随地使用手机对远程目标进行监控, 给人们的生活、工作和工业生产带来极大的方便。

2 相关技术

(1) 单片机相关技术。单片机作为一种单芯片集成电路芯片来完成一定的逻辑功能, 还包括微系统, 分别是中央处理器 (CPU) 、随机存取存储器 (RAM) , 只读存储器 (ROM) 和输入/输出端口 (I/O) 作为计算机部件的主要功能集成在微型计算机电路芯片。在本文中我们将采用STC系列89C51单片机。

STC89C51采用40管脚双列直插DIP-40封装, 其引脚图如图1所示:

图1 STC89C51引脚图

STC系列单片机的程序存储器和数据存储器在物理结构上是相互独立的。当系统扩展外部程序存储器和外部数据存储器的范围可以达到最大64kb。该系统是用一个特殊的外部引脚RST复位。

(2) GSM移动通信相关技术。GSM移动通信系统的网络结构主要由三部分组成:移动台 (MS) 、基站子系统 (BSS) 和交换网络子系统 (NSS) , 该接口连接公共交换电话网、综合业务数字网。

移动通信系统采用的是频分多址 (FDMA) 和时分多址 (TDMA) 的混合多址技术, 并采用跳频方式。GSM信道分为物理信道和逻辑信道。一个物理信道为一个时隙, 通常被定义为给定TDMA帧上的固定位置上的时隙 (TS) 。逻辑信道是根据BTS和MS之间传递的消息种类不同而定义不同逻辑信道。

移动通信系统采用时分多址 (TDMA) 和频分多址 (FDMA) 接入混合多址技术, 并采用跳频模式。GSM信道分为物理信道和逻辑信道。每个物理信道是一个时隙, 它通常被定义为在给定的TDMA帧上的固定位置上的时隙 (TS) 。根据BTS和MS之间传输的不同类型的消息, 逻辑信道被定义为不同的逻辑信道。

3 硬件组成电路

本系统主要由电源电路模块、单片机模块、移动通信模块以及继电器模块组成。其中主控芯片采用的STC89C51单片机, 使用者短信 (SMS) 发送后会由移动通信模块作为介质经服务中心 (SMSC) 到达MCU里, 参照收到的指令, MCU控制继电器模块, 以达到控制要求。另外红外发射和接收模块用于辅助控制。

4 系统软件设计

单片机与移动通信模块的软件接口是通过与移动通信模块有关的AT指令来控制移动电话。每个响应指令需要移动通信模块和单片机在过程中执行完成, 并为每个数据传输的数量有严格的规定, 移动通信模块和单片机的双方必须依照本条例的规定来执行相应的数据交换, 否则, 就是失败的通信。

系统软件通过连接SIM卡TC35i无线通信模块与计算机的串行端口实现远程信息传输。随着C语言的发展, 数据的分析、传输和打印都可以完成了。PC机发送AT指令, 操作指令和目的号码发送给TC35i模块。TC35i模块将信息发送到短消息中心, 然后将信息发送到终端的TC35i模块的短消息中心。终端设备读取自己的TC35i模块的数据, 分析命令, 完成相应的操作。

5 系统调试

当所有工作完成后, 可对调试系统带电进行调试, 首先要检查所有的模块之间的.通信线连接正确, 然后连接到5V和12V直流电源, 与直流电源连接, 电压不应该是错误的, 但是不可以不知道正面和负面的权力, 否则系统无法正常运行的现象。

在所有的连接都正确连接, 对TC35i模块的红灯会亮接通电源时。红灯显示电源稳定, 所有模块正常工作。该模块已通过当前。红黄灯将出现在明亮的阳光下, 交替出现, 滞后时间也很接近, TC35i模块搜索GSM移动网络信号, 没多久, 就看到黄色的灯光照耀下再次走出约2秒, 然后说TC35i模块已成功注册到GSM移动通信网络。注册成功后, 黄色信号应该保持闪烁。可以进行以下功能测试。在测试模块的功能流程, 系统选用的波特率应9600bps。

6 小结

本文通过建立移动通信网络和单片机技术, 实现了对设备的控制, 实现了远程控制系统。短消息模块主要用于接收和发送短消息给用户的手机。无线通信技术在主控模块和子功能模块之间的通信中起着关键的作用。由于短消息在生活中的日常通信中起着非常重要的作用, 所以在移动通信网络设备远程控制方案易于实现, 且实时性要求不高, 在家居控制方面更为方便, 具有成本低、效率高的明显优势。

参考文献

[1]徐庆华, 李涛.基于GSM的无线智能控制器的设计与应用[J].微计算机信息, (08) :22-23

篇6：GSM手机通信原理

一,无线数字通信步骤：模拟信号(语言)转换成数字信号。数字信号转换成辅射频信号。射频信号通过电池波进行传输。在接受端将辅射频信号转换成数字信号。将数字信号还原成模拟信号（即语言信号）。

a :所有的数字信号都是用0和1表示。

b ：取样编码加密解密。

二，移动通信发展历程：

第一代：1G 模拟通信系统代表：AMP3NMT

第二代：2G代表：GSMTDMACPMA

第三代：3G代表：CDMA2000WCPMATD---SCDMA

三，移动用户编码

CC（国家码）+ NDC（国内网络接入码）+ SN（用户码）

移动为134——139

联通为130——133

手机电路为RFBB外围电路

现在“3G通信”快要成为人们嘴上的口头禅了，那么您知道到底什么是3G通信吗？所谓3G，其实它的全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信。

A:1995年问世的第一代数字手机只能进行语音通话；

B:1996到1997年出现的第二代数字手机便增加了接收数据的功能，如接受电子邮件或网页；

篇7：gsm移动通信系统资料

CVTV信号工程案例

一、概述：

私人室内则是移动通信信号覆盖的弱点；尤其突出的是私人住宅的室内移动通信信号质量不高。因此，移动通信室内深度覆盖是目前各运营商关注的焦点。

目前CATV闭路电视网络已深入到每家每户，GSM900MHz的移动通信信号可以借用（合用）CATV的分布网络系统，使得GSM900MHz的移动通信信号进入用户室内，解决室内深度覆盖的问题。

此方案对解决一些特殊地点的盲区覆盖有显著效果。或可用于解决高层导频污染问题。

二、系统说明

2.1．CATV的分布网络系统包含了光纤传输系统，CATV干线放大器，视频电缆以及分支分配器组成的分布网络；其中的无源分布系统的工作频段最高为1GHz；

2.2．CATV视频电缆中传输TV信号，主要工作频段在750MHz以下，极限工作频段到830MHz；而GSM900MHz移动通信信号工作于885MHz~960MHz之间；

2.3．工程示意图一如下：

CATV信号CATV信号 CATV合路器CATV分布网络(无源）微功率直放站（内置合路器）GSM900MHz信源GSM900MH机房/或其它CATV分配点每户室内

工程示意图二如下：

C+G信号空闲支路CATV信号C+G信号微功率直放站CATV信号 GSM/CATV合路器CATV分布网络CATV分配器（用户室内）地下室CATV信号GSM900MHz信号C+G信号微功率直放站弱电井室内

工程示意图三如下：

二楼CATV信号C+G信号CATV滤波器TV无干扰C+G信号CATV信号一楼 GSM/CATV合路器CATV分布网络CATV分配器（地下室）C+G信号GSM信号较强时，TV有干扰GSM信号较强时，TV有干扰地下室GSM900MHz信号C+G信号地下室微功率直放站地下室别墅室内

目前GSM通过CATV分布系统入户覆盖，较多的应用有高层复式，三层别墅等，多数用户室内电视机数量多于一台；在上图示意用法时，CATV信号经常出现干扰，可以通过降低信源处耦合的GSM信号功率，或在电视机前增加CATV滤波器，抑制GSM信号。

滤波器接头需要对GSM信号抑制30 dB以上，两边英制75Ω/F母头；

2.4．工程实施：

如果在此CATV视频电缆上传输GSM900MHz信号，960MHz信号每100米损耗值约为22dB;

可以根据CATV无源分布网络的情况设计GSM900MHz移动通信系统，设计不同的GSM信源强度；室内微功率直放站增益为60dB，输出15dBm，可以自动增益控制，保证室内覆盖信号场强。

使用有源终端时，从GSM信源处耦合的信号不能太强，否则或会干扰电视或对基站有干扰；

信源主要从最近的GSM天线处引入。

室内微功率直放站主要指标为：

上下行输出功率：10/15dBm 上下行增益：

60dB 增益调节：

30dB（可自动增益调节）

篇8：gsm移动通信系统资料

1 GSM系统的信道

GSM系统中的信道可分为物理信道和逻辑信道, 逻辑信道又可分为业务信道和控制信道。其中业务信道用于携载语音或用户数据, 控制信道用于携载信令或同步数据。移动终端在空闲状态下工作于控制信道, 只有在产生业务请求并且获得基站分配的信道资源时, 才会工作于业务信道。因此在整个GSM系统中, 控制信道信息交互的可靠性相当重要。

GS M系统控制信道可分为广播信道 (BCH) 、公共控制信道 (CCC H) 和专用控制信道 (DCCH) 。

1.1 广播信道

广播信道包括频率校正信道 (FCCH) 、同步信道 (SCH) 和广播控制信道 (BCCH) , 它们携带的信息目标是小区内所有的手机, 为单向下行信道。其中FCCH和SCH信道用来帮助MS与基站实现同步, 在同步后, 基站利用BCCH信道广播供所有MS使用的网络信息, 以便MS在网络中能够可靠地驻留。

1.2 公共控制信道

公共控制信道包括A GC H、PC H、C BC H和R A CH, 这些信道不是供一个M S专用的, 而是面向这个小区内所有的移动台的。在下行方向上, 由PC H、AGC H和CBCH来广播寻呼请求、专用信道的指派和短消息。在上行方向上由RACH信道来传送专用信道的请求消息。

1.3 专用控制信道

包括独立专用控制信道 (SDCCH) 、慢速随路控制信道 (SACCH) 、快速随路控制信道 (FACCH) , 这些信道被用于某一个具体的MS上。其中SDCCH是一种双向的专用信道, 它主要用于传送建立连接的信令消息、位置更新消息、短消息、用户鉴权消息、加密命令及应答及各种附加业务, SACCH和FACCH信道都是伴随信道, 主要是在MS业务过程中传输相关的基站信息或信令。

2 GSM系统受时分干扰的机理

由于上行干扰会造成基站的严重负荷直至瘫痪, 因此本文只针对GSM移动通信系统的下行干扰进行分析。实用中手机干扰器的设计大多是对下行链路进行干扰且采用扫频式干扰, 从时域和功率域来考虑, 对于某部移动终端来说, 在一定程度上可将其等效为时分脉冲干扰。同样地在实际环境中也存在着其他基站或者通信终端的干扰信号, 因此开展对移动终端受时分信号干扰的研究有一定的实用价值[1~3]。对于GSM系统来说, 在下行干扰中又分为控制信道干扰和业务信道干扰。控制信道工作时, 其频率不随时间发生变化, 而业务信道工作时采用跳频技术, 工作频率随时间发生变化。因此, 从干扰效能的角度考虑, 干扰控制信道将会比干扰业务信道简单, 只要保证干扰的有效性, 将会造成处于空闲状态下的目标无法进行正常呼叫。

GSM系统控制信道中的下行信道主要有FCCH、SCH、BCCH、AGCH、PCH、CBCH和SDCCH。其中, SDCCH信道在基站收到MS的SABM帧业务请求之后才使用, 且SDCCH很有可能实施跳频[4], 因此, 从干扰频率资源的角度考虑, 干扰集中于前面的FCCH、SCH、BCCH、AGCH、PCH、CBCH信道, 在干扰成功时, 可导致移动台无法接收到正确的基站广播消息或者正确的业务信道分配消息, 从而与基站失去连接而无法通话。

GSM是一种采用TDM A和FDM A体制相结合的移动通信系统, 对于控制信道的映射, 在某个小区超过一个载频时, 则该小区C0 (导频) 上的TS0就映射广播和公共控制信道 (FCCH、SCH、BCCH、CCCH) , 可使用main BCCH的组合, 该时隙不间断地向该小区的所有用户发送同步信息、系统消息及寻呼消息和指派消息 (如表1) 。

当某个小区的容量很小, 仅使用一个载频时, 则该载频的TS0即用做公共控制信道又用做专用控制信道, 采用mainBCCHco mbined的信道组合形式。该信道组合每102帧重复一次 (如表2) 。

当某小区业务量很高时, 它可把C0的TS0配置成为mainBCCH, 并可在TS2、TS4、TS6上扩展三个组合集, 使用CCC H的配置形式, 该配置形式包括除SCH和FCCH外的TS0的所有组合, 因为这两个信道只能出现在C0的TS0上。

可以看出, 在GSM系统51复帧结构中, FC CH和S C H只占用一个时隙, 而B CC H、SDCCH、CCCH均需要四个时隙, 也就是说这些信道必须收集够4帧的数据才能进行正确的信息接收。因此, 从干扰的概率来说, 干扰4个时隙的概率相比1个时隙要更高, 所以本文的仿真研究是针对GSM系统BCCH、SDC CH、CCCH的数据解码干扰效果进行的。

传统的干扰机一般是一个频率干扰一个通信信道, 或者说一个通信目标。而在通信系统干扰研究中, 文献[5]指出采用时分干扰技术可以利用一个频率干扰多个使用相同频率的通信目标, 从而更加充分有效地利用干扰资源。本文正是基于该思想, 对时分干扰方法的效能进行仿真研究。

3 调制与解调

BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH信道使用LAPDm协议, 该协议在连接模式下被用于传送信令。一个LAPDm帧共有23个字节 (184个比特) 。其编码方案为。

(1) 首先给原始需要发送的1 84比特信息增加40比特的纠错循环码。 (2) 然后给上述获得的228bit信息加上4个比特的全0尾比特位, 将其通过1∶2的卷积编码器, 得到456比特的数据。 (3) 为了减小实际中脉冲猝发干扰对通信系统的影响, GSM系统对卷积编码后的信号进行交织。将卷积编码器获得的456比特数据进行内部交织, 456比特按 (0, 8…448) 、 (1, 9…449) …... (7, 15…455) 的排列方法, 分为8组, 每组5 7个比特, 通过这一手段, 可使在一组内的消息相距较远。 (4) 然后将进行块间交织, 获得4个114比特的突发脉冲序列。 (5) 对每一个突发脉冲序列进行成帧, 形成普通突发脉冲序列, 共156.25bit (如图1) 。

该156.25bit共持续时间577 us, 若除去首尾比特6比特和保护间隔8.25bit, 剩余有效信号时间为524 us, 因此干扰时尽量保证在524 us内能够有干扰脉冲的存在。

(6) 最后对每个突发脉冲序列进行GMSK调制, 最后通过上变频、功放和天线将信号辐射出去。GMSK系统常用的调制方法可用如下框图进行表示 (如图2) 。

因此, 整个GSM系统的消息产生结构可简单地描述为以下过程 (如图3) 。

而在信号解调时, 采用相反的步骤, 具体流程如下 (如图4) 。

仿真时, 只要在基带信号输入的同时, 加入相应基带干扰信号即可。

4 干扰仿真

为了验证GSM移动通信系统抗时分的能力, 进行计算机仿真。仿真重点关注干扰脉冲宽度、占空比、目标信噪比、干扰信号与正常通信信号及噪声的比值 (干信噪比) 、干扰脉冲与正常脉冲的相对起始位置等参数对干扰结果的影响。考虑干扰脉冲经过接收机200 k Hz滤波器时的响应时间, 仿真时干扰脉冲宽度从10 us开始。

仿真中, 定义干信噪比为:

其中ISNR为干信噪比, sj (t) 为干扰信号;s (t) 为正常通信信号;sn (t) 为正常通信信号中的噪声。

4.1 不同干扰脉冲宽度和占空比仿真

仿真条件为:通信信号信噪比15 d B, 干信噪比0 d B, 干扰信号采用G MS K调制。由于干扰信号脉冲起始位置无法与基站下行信号同步, 因此, 仿真时, 干扰信号脉冲的起始位置采用随机化, 然后对其结果进行300次Menta K aluo仿真平均。由图5可以看出, 在占空比大于1∶4时, 误码率在13%以上, 脉冲宽度对误码率的影响不大。

4.2 不同干扰脉冲起始位置仿真

仿真条件为:通信信号信噪比15 dB, 干信噪比0 dB, 干扰信号采用GMSK调制, 占空比1∶4, 结果进行300次MentaKaluo仿真平均。仿真结果表明, 干扰脉冲序列起始位置对干扰结果影响不大。

4.3 不同信噪比和干信噪比仿真

仿真条件为:脉冲宽度40 us, 干扰信号采用GMSK调制, 占空比1∶4, 干扰脉冲起始位置选为脉冲刚开始的时刻, 结果进行300次MentaKaluo仿真平均。仿真结果表明, 在目标信噪比在10 dB以上时, 干信噪比在0 dB以上即可造成17%的误码率。

4.4 不同干扰信号频偏仿真

仿真条件为:脉冲宽度40 us, 干扰信号采用GMSK调制, 占空比1∶1, 干扰脉冲起始位置选为脉冲刚开始的时刻, 结果进行300次MentaKaluo仿真平均。仿真结果表明, 不同的干扰信号频偏对干扰结果没有影响, 在占空比1∶1、干信噪比0 dB时, 可造成45%的误码率。

5 结论

本文通过对GSM移动通信系统下行链路控制信道数据传输过程的时分干扰仿真研究, 得出了在特定条件下的系统抗干扰能力仿真结果。结果表明, 在占空比大于1∶4的情况下, 脉冲宽度越小, 对GSM移动通信系统的干扰越严重, 带内的干扰信号频偏对干扰效果无影响, 从而对工程抗干扰和设计干扰器均有一定的借鉴意义。然而, 系统仿真时仅仅考虑了干扰信号对广播信道和公共控制信道的影响, 没有考虑到干扰信号对系统其他广播信道 (如:FCCH和SCH) 、控制信道及业务信道的影响, 在实际中, 同样的干扰信号应该会比仿真的干扰效果更加严重, 因此, 建立一个系统级的仿真实验系统有待进一步研究。

摘要：通过对GSM移动通信系统中广播信道、公共控制信道和专用控制信道的研究, 分析了下行链路控制信道数据传输受时分干扰的机理和GMSK信号的调制解调原理, 针对不同的干扰信号脉冲宽度、占空比、脉冲起始位置、信噪比和干信噪比条件进行了计算机仿真, 得出了系统在不同干扰信号参数下对应的误码率, 表明了GSM移动通信系统抗时分干扰信号的能力, 对于实际使用环境中分析与排查干扰原因以及干扰器的设计均有很好的指导意义。

关键词：移动通信,控制信道,基站,时分干扰

参考文献

[1]陈贵夫, 胡磊.TDMA通信系统灵巧式干扰技术研究, 中国电子学会电子对抗分会第十六届学术年会论文集[C].贵阳, 2009:890-893.

[2]刘松, 王红军.TDMA数字移动通信系统无线干扰技术研究[J].通信对抗, 2007 (1) :32-35.

[3]钟子发, 王红军.对军用GSM数字移动通信系统对抗技术的探讨[J].电讯技术, 2001, 41 (3) :59-61.

[4]韩斌杰, 杜新颜, 张建斌, 等.GSM原理及其网络优化[M].2版.机械工业出版社, 2011.

篇9：gsm移动通信系统资料

引言

当下电力系统正在向变电站的无人值班化、自动化的趋势靠近，变电站数据快速准确上送是未来变电站发展的趋势。目前，电力通信的可靠性便显得尤为重要，一旦通信出现故障变电站便失去监控，极大威胁到了电网的安全稳定运行。现有的管理方式以及技术手段都很难快速准确定位出电力通信通道的故障位置，只能依靠工作人员实地查找，这种方式时间长，效率低，已不能满足时下电力系统的高标准严要求，本文简绍一种电力通信通道故障查找的检测系统，该系统可以快速判断故障点，而且可以自动向调度发送故障信息，工作人员可以不去现场就能了解故障情况，为快速解决问题赢得时间，为恢复通信正常状态赢得时间。1通道检测系统工作方式

1.1现状

目前，电力通信通道的检测是通过变电站内管理机去检测与装置之间的通信是否正常，一旦通信数据无回应，管理机则向调度发送该装置通信中断，调度也可以通过计算机监控系统的画面发现该装置上送数据不刷新，或者该站的上传数据不刷新，比如遥测值不刷新。调度发现通信中断后，并不知道故障位置发生在哪里，只能通告通信系统维护工作人员去现场查看，有些变电站距离市区很远，到达现场有的需要4、5个小时，这无疑给我们提出新的要求，不到现场若能判断故障位置，将大大提高工作效率，缩短故障时间，对于电网的安全稳定运行的意义不言而喻。

1.2工作方式

1）GSM是全球移动通信系统（Global System for Mobile comunications） 的简称。它的空中接口采用时分多址技术。自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上。GSM网络是一种使用范围特别广的网络系统，有很强的信号覆盖能力，不管是在山区还是荒漠都能覆盖到，在室内使用时更是方便快捷连接速度快，不会轻易被屏蔽，有了这种网络对于工业及科技的发展的特别实用。对于电力领域，随着电力技术的快速发展，新技术新成果的应用将会越来越快，对于电力通信领域，GSM的应用更是必不可少的，因为电力关系到千家万户，GSM的网络可靠性是一个最重要的技术指标。这样可以提高信号质量减少干扰和回声。

2）GSM使用上直观的特点：GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。其主要技术特点如下：1.频谱效率。由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率。2.容量。由于每个信道传输带宽增加，使同频复用栽干比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小（模拟系统为7/21）；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率（每兆赫每小区的信道数）比TACS系统高3～5倍。

2、系统设计方案

该系统主要由通道监控系统和数据传输系统组成，通道监控系统以AT89S51单片机芯片为核心，辅以状态量接收装置，实现了通信通道的实时监控，数据传输系统以GSM模块为核心，辅以供电电源，实现了对通信通道实时监测数据上传调度端，保证调度端最快判断出故障位置，并有效解决。

2.1GSM模块选择

GSM模块，是具有GPRS数据传输功能的GSM模块。GPRS模块就是一个精简版的手机，集成GSM通信的主要功能于一块电路板上，具有发送短消息、通话、数据传输等功能。GPRS模块相当于手机的核心部分，如果增加键盘和屏幕就是一个完整的手机。普通电脑或者单片机可以通过RS232串口与GPRS模块相连，通过AT指令控制GPRS模块实现各种基于GSM的通信功能。GPRS模块区别于传统的纯短信模块，两者都是GSM模块，但是短信模块只能收发短信和语音通讯，而GPRS模块还具有GPRS数据传输功能。GSM模块的厂家最早主要在国外，包括西门子、Wavcom、Sagem等；随着国内的技术进步，国内厂家如华为、Simcom、BenQ等模块由于具有更高的性价比，已经逐渐替代了国外品牌在国内市场上占据了主流的地位。在市场上比较流行的模块包括华为的GTM900-B、西门子的Mc39i，Wavecom的Q24等，国内利用模块成功开发终端MODEM产品典型应用经纬星航JWOD1，经纬星航JWOD2。本文采用西门子的GSM模块，此模块传输速度快，功耗低，性能稳定，在极度恶劣环境下也能可靠工作。

2.2单片机选择

STC公司的单片机主要是基于8051内核，是新一代增强型单片机，指令代码完全兼容传统8051，速度快8-12倍，带ADC，4路PWM，双串口，有全球唯一ID号，加密性好，抗干扰强。系统结构简单，使用方便，实现模块化；单片机可靠性高，可工作到10^6 ～10^7小时无故障；处理功能强，速度快。低电压，低功耗，便于生产便携式产品；控制功能强；环境适应能力强。STC公司的单片机具备的通信接口可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

2.3抗干扰设计

在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是：一、消除模拟输入信号的噪声（如数字滤波技术）；二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。

3、结语

该系统可以快速判断故障点，而且可以自动向调度发送故障信息，工作人员可以不去现场就能了解故障情况，为快速解决问题赢得时间，为恢复通信正常状态赢得时间。

（作者单位：宝鸡供电公司）

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