手机系统简介

手機系統簡介
Prepare By Alan Chen

History of GSM Technology
1981 - First ideas for a global system for mobile communications 1982 - Foundation of “Group Special Mobile” (GSM) within CEPT 1987 - Foundation of Memorandum of Understanding (MoU) Association 1989 - Foundation of ETSI 1991 - The first GSM-Networks go into operation 1992 - All major European operators begin commercial operations 1993 - The first roaming agreements come into force 1997 - 239 GSM MoU members who operate networks in 109 countries Today - GSM is the abbreviation for Global System for Mobile Communications

History of GSM System
GSM Global System for Mobile Communication
PCN Personal Communication Network
DCS Digital Cellular System
PCS Personal Communication System
Satellite Systems

名詞介紹
ETSI:
European Telecommunications Standards Institute
SMG:
Special Mobile Group
GSMTAAB (GSM900/1800):
GSM Type Approval Advisory Board
PTCRB (GSM1900):
PCS 1900 Type Certification Review Board

第一代性動電話系統 - AMPS
類比式系統(Analog) 傳統的無線通訊採用的是類比式系統 (Analogue)。其原理是將聲音轉換成連續的 電磁波，再以載波方式傳送。由於類比式系 統在傳送過程中沒有加密，因此容易被人截 聽並加以盜用。早先所使用的AMPS電話，就 是採用類比式系統，亦被稱為“王八機”。 AMPS: Advanced Mobile Phone System(先進行 動電話系統)

第二代性動電話系統 - DCS
DCS( Digital Cellular System)
數位式系統(Digital) 則為先進的技術。數位式系統是將聲音轉換 成電子數碼(0,1)，並加以編碼(encoding)， 待接收端收到訊號後再將之解碼 (decoding)，並重新組合成原來的順序，因 此數位式系統(如 GSM)並不易被人盜用。

第三代性動電話系統 - CDMA
兩種主流：W-CDMA和CDMA 2000 3GPP: W-CDMA：Wideband Code-Division Multiple Access(寬頻分碼多工存取) 3GPP2: CDMA2000：Code-Division Multiple Access(分碼多工存取) 2000:號稱可以傳送2000Kbps

數位行動通訊系統沿革

3G系統的演進比較
3GPP GSM系統 (泛歐式)
GSM GPRS(數據封包) EDGE (數據封包) WCDMA HSDPA
3GPP2 速率(Bps) CDMA系統 (泛美式)
CDMA CDMA2000(1X) CDMA2000 1x EVDO (Rev.A) CDMA2000 1x EVDO (Rev.B) CDMA2000 1x EVDO (Rev.C) CDMA2000 3x
速率(Bps)
9.6K~14.4K 144K 1.4M~2M 27M 200M ?
9.6K 115K 384K 384K~2M(8M) 14M

Band allocation on Spectrum
850
869MHz 894MHz GSM GSM UMTS UMTS CDMA2000 CDMA2000 EVDO EVDO Cell Band V
900
925MHz 960MHz EGSM Band VIII
1800
1900
2100
1805.20MHz, 1931.25MHz, 2112.40MHz, 1879.80MHz 1988.75MHz 2167.60MHz DCS PCS Band II Band I

Channel in Band (UMTS)
Cell:
L: 128 M: 190 H: 251
EGSM:
L: 975 M:38 H: 124
DCS:
L: 512 M: 698 H: 885
PCS:
L: 512 M: 661 H: 810
WCDMA:
L: 10562 M: 10700 H: 10838

Channel in Band (EVDO)
1xRTT Cell:
L: M: H:
1xRTT PCS:
L: M: H:
EVDO Cell:
L: M: H:
EVDO PCS:
L: M: H:

沿革
GSM:
GSM (2G) Voice -> GPRS (2.5 G) -> EGPRS(EDGE)(2.75 G) UMTS (3G) -> HSDPA (3.5 G) -> HSUPA(3.75G)
CDMA2000:
CDMA-One (2G) -> CDMA2000 1x(2.5G) -> CDMA2000 EV-DO (3G)

沿革
Phone->Smart Phone/PDA Phone (2006 ~ 2007)
2G Technology -> 3G or 3.5G Technology Embedded with Camera, FM, GPS, and Digital TV
Wireless Notebook -> 3.5 G Notebook (2006 ~2007)
Wireless LAN card -> HSDPA/HSUPA or CDMA EVDO card Embedded with WiFi 802.11n), BT, WiMax

Radio Roadmap

何謂GSM (1/3)
GSM：Global System for Mobile Communications全 球行動通訊系統，即為俗稱的第二代行動電話，於 1990年底由歐洲電信標準學會(ETSI, European Telecommunications Standard Institute)於所制定 的數位行動網路標準，故又稱泛歐數位式行動電話系 統。當前除了美國部分地區，以及日本採用 PHS 系 統之外，全球各地皆有 GSM 系統的營運，為目前使 用用戶最多的行動電話系統。此系統又可分為 GSM900及 GSM1800兩種，其中後者又稱DCS( Digital Cellular System)。GSM將數位訊號經過編碼處理後 傳送，優點為不易被竊聽與盜拷，可進行國際漫游； 但缺點為電波容易受地形干擾，穿透性較差，通話易 產生回音，通話品質較不穩定，所以需要較多的基地 台才能維持理想中的涵蓋率和通話品質。

何謂GSM (2/3)
PCS: Personal Communications Services，隨後美國 也跟進，制定了PCS 1900MHz與GSM850 850MHz。 民國86年，台灣依循歐洲系統，開放GSM行動電話的經 營執照，有5家業者取得：遠傳電訊、台灣大哥大、和 信電訊、東信電訊以及泛亞電訊 各國頻帶不同，共有850、900、1800、1900MHz四個頻 帶 CE:
900: PGSM, EGSM 1800: DCS
FCC:
850: GSM850 1900: PCS

何謂GSM (3/3)
為同時服務多個用戶，將每個頻道切割成多個子頻道， 每個子頻道再以TDMA (Time Division Multiple Access，分時多重存取)供用戶輪流使用 例如8個用戶使用同一子頻道，可設定每個用戶一次 只能用1/8秒，每隔1秒就可以輪一次。此1/8秒的時 間單位稱為時槽(Time Slot) 可使用的時槽有限，在傳送數據資料時，最高只能 達到9600 bps，不符現代需求

GSM 五 個 要 素(1/3)
MS - (Mobile Station) 行動電話 MS是行動電話使用者用以與系統溝通的媒介。MS不 單指手機，亦包含了行動電話業者提供的用戶識別 卡(SIM)。 BSS - Base Station System - 基地台系統 行動電話利用無線電頻率與系統中的基地台(Base Transceiver Station, BTS)連絡，基地台透過基地 台控制器(Base Station Controller, BSC)將無線 訊號傳遞/傳送至系統。簡言之，BTS負責系統與手 機間的無線電波發送與接收，而BSC則負責管理及控 制基地台。BTS與BSC合稱為基地台系統(BSS)。

GSM 五 個 要 素 (2/3)
MSC - Mobile-services Switching Center行動服務交 換中心 網路的核心，負責控制整個網路的話務，及所有通 話的交換，也是系統與其它外部網路連結的介面。 HLR and VLR 資料庫 HLR - Home Location Register 本籍位址記錄器， 儲存了所有網路註冊用戶的資料，如手機所在位 址、註冊使用之服務等。 VLR - Visitor Location Register 訪客位址記錄 器，VLR 則只儲存了在其負責區域內所有註冊用戶 的資料。