4、数字蜂窝移动系统：GSM标准全面解析

数字蜂窝移动系统：GSM标准全面解析

1. 数字蜂窝移动系统概述

早期的模拟移动系统主要面向特定用户群体，他们大多将移动电话安装在车辆中。然而，随着低成本、小型、轻便、手持且电池续航较长的移动终端的出现，对蜂窝移动服务的需求急剧增加。理论上，蜂窝系统可通过增加新小区、分割或扇区化现有小区来提供无限容量，但由于模拟信号的干扰特性以及对抗干扰的模拟技术有限，当前的模拟蜂窝系统无法满足预测的移动服务需求。

数字无线电最初应用于军事领域，旨在高干扰环境中改善接收效果，并通过加密和强认证程序提供高度的安全性。商业数字蜂窝系统的驱动力不仅在于增加系统容量，还在于减小移动终端尺寸和降低平均功率需求，从而延长终端电池寿命并降低成本。低速率编解码器的发展、集成电路设备密度的大幅增加以及数字信号处理（DSP）的进步，使完全数字化（第二代）蜂窝移动系统成为商业现实。数字蜂窝系统的优势如下：
- 容量比模拟系统增加3 - 10倍。
- 降低射频传输功率，延长电池寿命。
- 具备国际和广域漫游能力。
- 通过终端验证和用户认证，提高防欺诈安全性。
- 具备信息安全和隐私加密能力。
- 与综合业务数字网（ISDN）兼容，提供更广泛的服务。
- 能够在小（微）小区环境中运行。

在数字环境中，频谱共享可基于时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA）。在TDMA中，每个无线电信道被划分为多个时隙，每个移动用户根据需求分配一个频率/时隙组合。在CDMA中，一个无线电信道可由多个移动用户同时使用，不同用户的信号通过不同的伪随机噪声（PN）码进行区分。

目前，有三种基于TDMA技术的数字蜂窝标准，分别适用于不同的主要经济区域： <