GSM数字移动通信系统
GSM规范及移动通信
GSM规范及移动通信《GSM 规范及移动通信》在当今高度信息化的社会，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从日常的沟通交流到商业活动的开展，从娱乐消遣到紧急救援，移动通信的身影无处不在。
而 GSM 规范作为移动通信领域的重要基石，为全球范围内的移动通讯提供了统一的标准和规范，极大地促进了移动通信的发展和普及。
GSM 是 Global System for Mobile Communications 的缩写，也就是全球移动通信系统。
它是由欧洲电信标准协会（ETSI）制定的一个数字移动通信标准。
GSM 规范的出现，解决了以往模拟移动通信系统中存在的诸多问题，如频谱利用率低、通话质量不稳定、安全性差等。
GSM 规范的核心特点之一是采用了数字信号处理技术。
与模拟信号相比，数字信号具有更强的抗干扰能力和更高的频谱利用率。
这意味着在相同的频谱资源下，GSM 系统能够支持更多的用户进行通信，同时保证了通话的清晰和稳定。
而且，数字信号还便于进行加密处理，提高了通信的安全性，保护了用户的隐私。
在网络架构方面，GSM 系统主要由移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）三大部分组成。
移动台就是我们日常使用的手机等终端设备，它负责与基站进行通信。
基站子系统则包括基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC），主要负责无线信号的收发和管理。
网络子系统包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）等，负责完成用户的呼叫控制、位置管理、鉴权认证等功能。
GSM 规范还定义了一系列的空中接口协议，用于规范移动台与基站之间的通信。
其中，最为关键的是时分多址（TDMA）技术。
通过将时间划分为不同的时隙，多个用户可以在同一频率上分时复用，从而实现了频谱资源的高效利用。
此外，GSM 规范还规定了频率分配、调制方式、编码方式等一系列技术参数，确保了不同厂家生产的设备能够相互兼容，实现全球范围内的漫游。
第7章GSM数字蜂窝移动通信系统
本章提示
GSM系统是个时分多址系统，其功率发射是 在严格规定的时间窗内，以突发形式不停地 发射；所以接收机与发射机要保持严格地定 时同步。
GSM系统是一个数字蜂窝系统。为了便于系 统管理，它有条件安排9种逻辑信道，如何将 这么多逻辑信道映射到TDMA的物理信道上 （即信道组合）是很值得学习的。
2．基站子系统（BSS）
（2）基站控制器（BSC） 基站控制器是基站子系统的控制部分，起着
BSS的变换设备的作用，即承担各种接口及 无线资源和无线参数管理的任务。
2．基站子系统（BSS）
BSC主要由下列部分构成： 朝向与MSC相接的A接口或与码变换器相
接的Ater接口的数字中继控制部分； 朝向与BTS相接的Abis接口或BS接口的
2．基站子系统（BSS）
图7-3 一种典型BSS组成方式
2．基站子系统（BSS）
（1）基站收发信台（BTS）。 由基站控制器（BSC）控制，服务于某个小
区的无线收发设备，完成BSC与无线信道之 间的转换，实现BTS与移动台（MS）之间通 过空中接口的无线传输及相关的控制功能。 BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单 元三大部分。
7.1.2 GSM系统与蜂窝结构 的关系
泛欧GSM数字蜂窝移动通信系统是在频分多址下的 时分多址，当它工作在跳频方式时，又引入了码分 多址。
数字移动通信系统也是蜂窝系统，即蜂窝区群结构 和频率复用。
蜂窝区群小区数的多少以及小区半径的大小，取决 于数字系统保证正常通信所需载干比和本地区业务 量的分布和大小。
本章提示
GPRS是GSM网络向3G演进的重要一步，被 称为2.5G技术。GPRS是基于GSM网无线接 口所开发的分组数据传输业务；是按需分配 占用信道资源，频谱利用率高。理论上数据 传输速率最高可达到171.2kbit/s，适合各种 突发性强的数据传输。
GSM和CDMA的区别
1 GSM移动通信系统GSM是英文GlobalSystemforMobileCommunication的缩写，意思是全球移动通信系统。
GSM是数字移动通信系统的先行者，它采用数码式移动通讯技术，传输速度为9.6KBPS，使用的波段有900MHz和1800MHz，GSM 使用SIM卡。
由于GSM系统在全球许多国家之间有漫游协议，所以GSM用户能够漫游到许多国家。
目前，我国的GSM运营商有两个：中国移动通信集团公司和中国联通公司。
中国移动通信集团公司在1994年投入运营GSM数字移动通信网，网号有139、138、137、136、135；中国联通公司在1994年7月19日成立，其经营的GSM网号为130。
中国联通公司的成立，在我国根底电信业务领域引入了竞争机制，对我国电信业的改革和开展起到了积极的促进作用。
GSM系统的优势在于其覆盖范围广，在我国根本实现了全国漫游。
不仅如此，我国还与世界上50多个国家的70多家运营商开展了漫游业务，可以在全球143个国家和地区进行漫游。
GSM系统的另一个优势就是品牌型号多，高、中、低档次齐全，用户能用到的和想到的功能根本上都具备了，而且售后效劳较好，增值效劳多，如炒股、转帐、上网、交费等。
GSM系统的缺乏是通话噪音大，接通率不高，容易掉线。
2 CDMA移动通信系统CDMA是英文CodeDivisionMultipleAccess的缩写，意思是码分多址通信技术。
由于CDMA 系统采用了先进的扩频技术，使通信背景噪音大大降低，通话质量可以和固定相媲美。
CDMA 使用UIM卡，网号为133。
中国联通公司的CDMA移动通信网，在美国、日本、韩国、香港和台湾等十多个国家和地区实现国际漫游，是目前世界上最大的CDMA网络。
CDMA系统的优势在于通信技术先进，有很好的开展前景；绿色环保，CDMA系统的发射功率最高只有200mW，的辐射量只有GSM系统的千分之一，对环境影响小；通话质量可以和固定相媲美；通话不易被窃听，保密性强；上网速度快，是56K"猫"上网速度的两倍。
移动通信类缩写含义
移动通信类缩写含义移动通信类缩写含义1. GSM（Global System for Mobile Communications）全球移动通信系统，是一种全球性标准的数字移动通信技术，广泛用于2G和3G方式通信系统中。
2. CDMA（ Division Multiple Access）码分多址技术，是一种数字移动通信技术，广泛应用于3G和4G方式通信系统中。
3. WCDMA（Wideband Division Multiple Access）宽带码分多址技术，是一种3G移动通信技术，用于无线网络中实现高速数据和语音传输。
4. LTE（Long Term Evolution）长期演进技术，是一种4G移动通信技术，提供了更快的数据传输速度和更高的系统容量。
5. 5G（Fifth Generation）第五代移动通信技术，是当前最先进的移动通信技术，具有更快的速度、更低的延迟和更大的网络容量。
6. IMS（IP Multimedia Subsystem）IP多媒体子系统，是一种基于IP技术的移动通信网络架构，用于提供多媒体服务，如语音、视频和消息传输。
7. SIM（Subscriber Identity Module）用户身份模块，是一种存储用户信息的芯片卡，用于身份验证和存储用户的方式号码、联系人和短信等信息。
8. IMEI（International Mobile Equipment Identity）国际移动设备身份码，是一个全球唯一的方式身份码，用于识别方式设备的唯一性。
9. APN（Access Point Name）接入点名称，是一个标识移动网络的名称，用于方式连接互联网并访问移动网络的服务。
10. HSPA（High Speed Packet Access）高速分组接入技术，是一种3G移动通信技术，用于提供高速的数据传输和互联网访问。
11. VoLTE（Voice over LTE）LTE语音通话，是一种通过LTE网络进行的高质量语音通话技术，提供更快、更稳定的语音通信服务。
GSM全球移动通信系统概述
GSM全球移动通信系统概述►无线通信系统的基本概念、蜂窝通信►GSM系统组成、网络结构、接口与协议、业务功能►GSM无线传输原理、标准、语音编码、信道编码与调制解调►移动台登记、漫游、切换、呼叫接续过程1 蜂窝无线通信系统的基本概念1.2 蜂窝无线通信系统蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破，是一种系统级的概念。
其思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。
每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基站则分配另外一些不同的信道，这样基站之间（以及在它们控制下的移动用户之间）的干扰就最小。
只要基站间的同频干扰在可以接受的范围以内，可用信道就可以尽可能的复用。
1.2.1 频率复用蜂窝无线系统依赖于整个覆盖区域内信道的分配及复用。
每一个蜂窝基站分配一组无线信道，这组无线信道作用于一个小区。
给相邻小区的基站分配一个信道组，所包含的信道全部不能在相邻小区内使用。
通过将基站天线的覆盖范围限制在小区边界以内，相同的信道组就可用于覆盖不同的小区，只要距离足够远，相互间的干扰就可以接受。
为整个系统中1.2.2 越区切换当一个移动台正在通话的时候，从一个基站移动到另一个基站，为了使通话不被中断，系统自动地将呼叫转移到新基站的信道上。
这种切换操作不仅要识别一个新基站，而且要求将话音和信令信号分派到新基站的信道上，此过程不需要用户的介入。
在小区内分配空闲信道时，许多切换策略都使切换请求优先于呼叫初始请求。
系统设计者必须要指定一个启动切换的最恰当的信号强度，一旦将某个特定的信号强度指定为基站接收机中可接受的话音质量的最小可用信号（一般在–90 dBm到–100 dBm之间），稍微强一点的信号强度就可作为启动切换的门限，两者之间的信号强度之差值∆的选择必须慎重。
在决定何时切换的时候，很重要的一点是要保证所检测到的信号电平的下降不是因为瞬时的衰减，而是由于移动台正在离开当前服务的基站，所以基站在准备切换之前先对信号监视一段时间。
GSM数字蜂窝移动通信系统与GPRS
GSM数字蜂窝移动通信系统与GPRS《GSM 数字蜂窝移动通信系统与 GPRS》在当今信息飞速传递的时代，移动通信技术的发展日新月异，极大地改变了人们的生活和工作方式。
其中，GSM 数字蜂窝移动通信系统和 GPRS 是移动通信领域中的重要组成部分。
GSM 数字蜂窝移动通信系统，即 Global System for Mobile Communications，是世界上应用最为广泛的数字移动通信标准之一。
它的出现，使得人们能够在移动中进行清晰、稳定的语音通话，摆脱了线缆的束缚。
GSM 系统主要由网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）三大部分组成。
网络交换子系统就像是整个系统的“大脑”，负责管理和控制呼叫的建立、路由选择以及用户数据的管理等。
基站子系统则包括了基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC），它们负责与移动台进行无线通信，确保信号的覆盖和传输质量。
而移动台，也就是我们日常使用的手机等终端设备，是用户与系统进行交互的直接工具。
GSM 系统采用了时分多址（TDMA）技术，将每个频率信道分成多个时隙，不同的用户在不同的时隙中进行通信，从而实现了多个用户对有限频谱资源的共享。
这种技术使得 GSM 系统能够在有限的频谱资源下支持大量的用户同时通信。
然而，随着人们对数据通信需求的不断增长，单纯的语音通信已经无法满足需求。
这时，GPRS 技术应运而生。
GPRS，General Packet Radio Service，即通用分组无线业务，是在GSM 系统基础上发展起来的一种移动数据业务。
它实现了“永远在线”的概念，用户只要开机，就始终与网络保持连接，随时可以进行数据传输，而不需要像传统的拨号上网那样进行繁琐的连接过程。
GPRS 采用分组交换技术，将数据分成一个个小的数据包进行传输。
与 GSM 系统中的电路交换方式不同，分组交换方式更加灵活高效。
在电路交换中，通信资源在整个通信过程中被独占，即使没有数据传输，资源也被占用。
gsm的名词解释
gsm的名词解释随着科技的不断发展，全球移动通信系统（GSM）已经成为全球通信的主要标准之一。
本文将对GSM相关的名词进行解释和探讨，以便更好地理解这一通信系统。
1. GSM（全球移动通信系统）：GSM是一种全数字化的移动通信技术，被广泛应用于全球范围内的移动通信网络。
它最早于20世纪80年代末在欧洲被引入，并逐渐成为全球通信标准。
2. SIM卡（Subscriber Identity Module）：SIM卡是GSM网络中用户的身份标识和存储个人信息的芯片卡。
通过SIM卡，用户可以实现移动电话的身份认证、个人数据的存储和移动设备的移植。
3. IMEI号码（International Mobile Equipment Identity）：IMEI是用于唯一标识移动设备的15位数字编码。
每部移动设备都有一个唯一的IMEI号码，用于在网络中识别和定位该设备。
4. 基站（Base Station）：基站是GSM网络中负责无线信号传输和接收的设备。
它主要由天线、收发信机、控制器等组成，可以覆盖一定范围内的通信服务。
5. 基站控制器（Base Station Controller）：基站控制器是GSM网络中管理和控制多个基站的设备。
它负责协调基站间的通信、频率分配和信号转发，是基站的中心控制单元。
6. 移动交换中心（Mobile Switching Center）：移动交换中心是GSM网络中的核心设备，负责处理和转接移动电话之间的信号和语音通信。
它管理着用户的呼叫、数据传输等功能。
7. 短信（Short Message Service）：短信是一种通过GSM网络发送的文字信息，通常限制在160个字符以内。
短信已成为人们日常沟通的重要方式之一，具有简洁、快捷的特点。
8. GPRS（General Packet Radio Service）：GPRS是GSM网络的一种数据传输技术，可以实现移动互联网的连接。
与之前的数据业务相比，GPRS具有更快的传输速度和更高的数据容量。
GSM蜂窝移动通信系统
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由 MSC控制，与MS进行通信的系统设备， 它主要负责完成无线发送接收和无线资源 管理等功能。功能实体可分为基站控制器 〔BSC〕和基站收发信台〔BTS〕。
基站控制器〔BSC〕
BSC：具有对一个或多个BTS进行控制 的功能，它主要负责无线网路资源的管理、 小区配置数据管理、功率控制、定位和切换 等，是个很强的业务控制点。
第二讲 GSM通信系统
2.1 系统的组成 2.2 交换网路子系统〔NSS〕 2.3 无线基站子系统〔BBS〕 2.4 移动台
2.1 系统的组成
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子 系统〔NSS〕、无线基站子系统(BSS)和移 动台〔MS〕三大局部组成。
GSM系统框图
2.2 交换网路子系统〔NSS〕
传输速率高，自适应均衡。每载频含有 时隙多，那么频率间隔宽，传输速率高，但数 字传输带来了时间色散，使时延扩展量加 大，那么务必采用自适应均衡技术。 (4) 传输开销大。由于TDMA分成时隙传输， 使得收信机在每一突发脉冲序列上都得重新 获得同步。为了把一个时隙和另一个时隙分 开，保护时间也是必须的。因此，TDMA系 统通常比FDMA系统需要更多的开销。
HLR 归属位置存放器
HLR也是一个数据库，是存储管理部门 用于移动客户管理的数据。每个移动客户都 应在其归属位置存放器〔HLR〕注册登记， 它主要存储两类信息：一是有关客户的参 数；二是有关客户目前所处位置的信息，以 便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、 VLR地址等。
AUC 鉴权中心
1986年在巴黎，该小组对欧洲各国及各公司经大 量研究和实验后所提出的8个建议系统进行了现场实 验。 1987年5月GSM成员国就数字系统采用窄带时分多 址TDMA、规那么脉冲鼓励线性预测RPE一LTP话音编 码和高斯滤波最小移频键控GMSK调制方式达成一致 意见。同年，欧洲17个国家的运营者和管理者签署了 谅解备忘录〔MoU〕，相互达成履行标准的协议。与 此同时还成立了MoU组织，致力于GSM标准的开展。 1990年完成了GSM900的标准，共产生大约130 项的全面建议书，不同建议书经分组而成为一套12系 列。
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二、GSM特点
（1）具有开放的接口和通用的接口标准。GSM以7号信令作为互联标准，与 PSTN、ISDN等公众电信网有完备的互联标准，智能网结构便于引入智能业务。 GSM用户接口采用和ISDN用户—网络接口一致的三层分层协议，易于功能扩充 和各种ISDN业务的引入。 （2）用户权利的保护和传输信息的加密。 ①用户个人身份号码（PIN：Personal Identity Number）。PIN用于控制对SIM 卡的使用，只有输入正确的PIN码，移动台设备才能对SIM卡进行存取，读出数据， 并可以进网。每次呼叫结束或正常关机时，所有临时数据都会从移动台设备写入 SIM卡，再启用设备时再次输入PIN码。
GSM数字移动通信系统
一、概述 1982年，欧洲邮电大会（CEPT）成立了一个新的标准化实体 GSM（Group Special Mobile），其目的是制定欧洲900MHz数 字TDMA蜂窝移动通信系统技术规范。 1992年，GSM系统重新命名为全球移动通信系统（Global System For Mobile Communication）。
基站子系统是由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC） 两部分组成。对BSS的基本功能要求如下： ①协助MSC完成地面信道管理 ②无线信道测量和分配、链路监视、功率控制、跳频管理。 ③无线信道资源管理。 ④信道编解码，对用户数据和用户单元进行加密。 ⑤码型转换及速率适配。
⑥独立完成小区内和同一BSC内的切换，执行MSC指令的在BSC间 的切换。 ⑦DRX接收。 ⑧DTX发射。 ⑨交换功能。将无线信道连接到A接口PCM信道，充分利用PCM中 继通道时隙资源。 ⑩空间分集接收。 当BSC和BTS间距离超过15米时，称为远端连接，启用Abis接口； 不超过15米时，称为组合连接，BS接口为内部接口。
三、GSM数字移动通信系统组成原理
GSM系统分为基站子系统（BSS）、移动台（MS）和网路子系 统（NSS）三个相互独立的子系统。 移动台（MS）应包括移动台物理设备和智慧部件SIM卡两部分。 MS应具备下述各种功能： ①无线接入GSM数字移动通信网，并完成各种控制功能。 ②支持各种基本业务（电信业务和承载业务）和补充业务。 ③间断接收（DRX）和间断发射（DTX）。 ④加密，对用户数据和信令单元进行加密。
BSC主要提供对BSS的控制作用，主要归纳为： ①接口互连。 ②地面信道管理和交换。 ③无线信道管理。 ④操作和维护。 ⑤扩容功能。 传输附属设备包括码速变换器（TC）子复用器（SM）和基站接 口设备。
⑤语音编解码和信道编译码。 ⑥协助BSS完成APC、跳频及各种切换。 ⑦无线信道速率和用户数据速率之间的适配。 ⑧支持人机接口（MMI）各种功能。 ⑨呼叫过程的提示。
SIM卡中装入三类信息：一是存储与卡和持卡者特征有关的信 息；二是GSM网络操作所需的信息，例如IMSI、TMSI、LAI、 加密键Kc、用户密匙Ki、鉴权算法A3和加密算法A5和密键A8 等；三是缩位拨号码、网络承载性能、移动台设备参数、短消 息业务信息等。
②鉴权过程。一般在位置登记及呼叫入网时启动鉴权程序，防止非法用户未经 授权而使用。 ③加密。系统对用户传输信息进行加密处理，加密用于无线接口，由SIM卡和网 络侧的加密参数决定，防止窃漏。 ④使用临时移动用户识别号码（TMSI）。 GSM所有的安全功能都跟SIM卡有关，实际上鉴权的主体是SIM卡而不是用户（或 移动终端）。 （3）支持电信业务、承载业务和补充业务。 （4）具有跨国漫游能力。 （5）容量大（为模拟的3-5倍） （6）频谱利用率高 （7）抗干扰能力强