GSM数字移动通信系统GSM数字移动通信系统
gsm通信原理
gsm通信原理GSM通信原理。
GSM（Global System for Mobile Communications）是全球移动通信系统的缩写，是一种数字移动通信标准。
它是一种全球性的通信标准，被广泛应用于全球范围内的移动通信系统中。
GSM通信原理是指GSM系统在通信过程中所采用的技术原理和通信协议，下面我们将对GSM通信原理进行详细的介绍。
首先，GSM通信原理基于TDMA（Time Division Multiple Access）技术。
在GSM系统中，整个频段被划分为多个时间片，每个时间片被分配给一个用户进行通信。
这种时分多址技术使得多个用户可以在同一频段上进行通信，从而提高了频谱的利用率。
其次，GSM系统采用了FDMA（Frequency Division Multiple Access）技术。
在GSM系统中，每个时间片又被进一步划分为多个频道，每个频道被分配给一个用户进行通信。
这种频分多址技术使得不同用户之间的通信不会相互干扰，从而保证了通信质量。
另外，GSM系统还采用了TDMA和FDMA的组合技术，即TDMA/FDMA。
这种组合技术使得GSM系统在有限的频段和时间资源内，可以同时支持多个用户进行通信，实现了多用户同时通信的能力。
此外，GSM系统还采用了数字调制技术。
在GSM系统中，语音信号经过模数转换后，采用GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）调制技术进行调制，然后通过天线发送出去。
这种数字调制技术使得GSM系统具有抗干扰能力强、通信质量稳定的特点。
除此之外，GSM系统还采用了加密技术和身份鉴别技术。
在GSM系统中，通信数据经过加密后再进行传输，只有合法用户才能解密并获取通信内容，从而保证通信安全性。
同时，GSM系统还采用了IMSI（International Mobile Subscriber Identity）等身份鉴别技术，确保通信的合法性和安全性。
移动通信第9章 GSM数字移动通信系统 C2要点
重庆大学 Chongqing University
第九章 GSM数字移动通信系统
4 GSM升级到GPRS
BSC需要增加处理分组数据及无线分组信 道管理的模块PCU（Packet Control Unit）
用于处理数据业务量，并将数据业务量从 GSM话音业务量中分离出来。
增加了分组功能，可控制无线链路，并允许 许多用户占用同一无线资源。
2018年10月4日星期四
重庆大学 Chongqing University
第九章 GSM数字移动通信系统
2.5 GPRS的优势
永远在线：只要激活GPRS应用后，将永远保持在线， 不存在掉线问题；类似于一种无线专线网络。 按量计费：虽然可以保持永远在线，但不必担心费用问 题；因为只有产生通信流量时才计费。她是一种面向使用 的计费，计费方式更加科学合理。
2018年10月4日星期四
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第九章 GSM数字移动通信系统
GPRS
1.概述 2.网络结构 3.空中接口 4.GSM升级到GPRS
2018年10月4日星期四
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第九章 GSM数字移动通信系统
4 GSM升级到GPRS
C类：只支持GPRS业务或手工选择GPRS与GSM电路型业务。
终端的主要改进：多时隙接收和发射能力、新的空 中接口（信道编码等）、新的数据协议。目前一般仅 有B、C类手机。
2018年10月4日星期四
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第九章 GSM数字移动通信系统
End & Thanks!
式下承载用户数据的信道
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。
第二代GSM数字移动通信系统
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Wireless and Mobile Networks Technology
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
5.2 第二代GSM数字移动通信系统 5.2.1 GSM的业务
承载业务(Bearer Servcies)，是指所有能够为用户提供的两个接入 点之间的数据传输服务。
5.2 第二代GSM数字移动通信系统
GSM的发展历程
1. 1982年，移动通信特别小组(Group Special Mobile)成立； 2. 1988年，全球移动通信系统 (Global System for Mobile
Communications，简称GSM)颁布 3. 1991 年，GSM系统正式在欧洲开通运行。
电信业务是指提供包括终端设备功能在内的完整的端到端通信业务。
1. 电话业务：为移动用户与移动用户之间或移动用户与固定电话 用户之间提供实时双向通话
2. 紧急呼叫(Emergency Number)业务：在没有SIM卡的情况下， 仍然能够接通各种紧急电话，如火警，匪警或者急救中心
3. 短消息业务(Short Message Service，简称SMS) 4. 3类传真业务
GSM作为最为成功的数字移动通信系统，仍然被全球190多个国 家十多亿人所广泛使用
• GSM900 工作在 900 MHz：上行链路890-915MHz；下行链路 935-960MHz
• DCS1800工作在1800MHz：上行链路1710-1785MHz；下行链路 1805-1880MHz
• PCS工作在1900MHz：上行链路1850-1910MHz；下行链路 1930-1990MHz
附加业务又称补充业务（Supplementary Service），是对基本业务 的扩展。
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。
移动通信基础介绍
SSS设备组成
BSS
MSC/VLR
HLR/AUC EIR
SSS
OSS PS用户进行通信控制和管理
• 1）信道的管理和分配； • 2）呼叫的处理和控制； • 3）过区切换和漫游的控制； • 4）用户位置信息的登记与管理； • 5）用户号码和移动设备号码的登记和管理; • 6）服务类型的控制； • 7）对用户实施鉴权; • 8）与其它公用通信网络互连.
BTS受控于基站控制器（BSC），属于基站子系统 （BSS）的无线部分，是服务于某小区的无线收发信台 设备，实现BTS与移动台（MS）空中接口的功能。BTS 主要分为基带单元、载频单元和控制单元三部分。基带 单元主要用于话音、数据速率适配以及信道编解码等； 载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机间的耦合； 控制单元则用于BTS的操作与维护。
存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），通过 核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使网络具有 防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运 行安全的功能。
GSM系统结构－ BSS各部分的功能
基站子系统各部分功能
基站控制中心(BSC) 基站收发信台(BTS)
移动台(MS)功能
BSC是基站子系统（BSS）的控制部分，主要完成接口 管理、BTS－BSC之间的地面信道管理、无线参数及无 线资源管理、测量和统计、切换、支持呼叫控制、操作 与维护等功能。
GSM数字移动通信系统
GSM概述 GSM系统结构 GSM频率配置 GSM无线接口 GSM网络结构 编号计划 呼叫建立流程
GSM概述
GSM含义
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。
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一、GSM类缩写1. GSM：全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications）- 简介：GSM是一种全球标准的数字蜂窝方式技术，用于移动方式和数据传输。
2. SIM：用户识别模块（Subscriber Identity Module）- 简介：SIM卡是一种嵌入式智能卡，用于存储移动用户的身份信息和个人数据。
3. UMTS：通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System）- 简介：UMTS是第三代移动通信标准，支持高速数据传输和多媒体应用。
4. HSPA：高速分组接入（High Speed Packet Access）- 简介：HSPA是一种通信协议，提供了高速数据传输和网络接入的能力。
5. LTE：长期演进（Long-Term Evolution）- 简介：LTE是一种4G无线通信技术，提供了高容量和高速率的移动通信服务。
二、CDMA类缩写1. CDMA：码分多址（Code Division Multiple Access）- 简介：CDMA是一种数字通信技术，通过将数据编码为码片进行传输和接收。
2. EV-DO：增强型数据传输优化（Evolution-Data Optimized）- 简介：EV-DO是一种CDMA网络技术，用于高速数据传输和移动宽带接入。
3. WCDMA：宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access）- 简介：WCDMA是一种广泛使用的3G移动通信技术，提供高速数据传输和语音通信。
4. CDMA2000：CDMA第二代（Code Division Multiple Access 2000）- 简介：CDMA2000是一种CDMA网络技术，提供高速数据传输和语音通信。
三、TD-SCDMA类缩写1. TD-SCDMA：时分同步码分多址（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）- 简介：TD-SCDMA是一种中国自主发展的3G移动通信技术，用于高速数据传输和语音通信。
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二、 GSM系统主要性能简介
1、发射频率：上行890-915MHz 下行935-960MHz
2、多址方式：TDMA 3、双工方式：FDD 4、双工间隔：45MHz 5、载波频道间隔：200KHz，共124载频。 6、语音编码：规则脉冲激励长期预测编码
（RPE-LPC），语音编码速率13kbps。
GSM系统主要性能简介（续）
移动通信系统的演进
(4) 模拟系统网用户容量受到限制，在人口密度 很大的城市系统扩容困难。 (5) 模拟系统保密性不好。 为了克服第一代蜂窝系统的局限性，以满足移动 通信网发展的需要，北美、欧洲和日本自20世纪 80年代中期起相继开始第二代即数字蜂窝系统的 研究。 同模拟系统相比，数字系统具有系统容量大，频 率利用率高，通信质量好，业务种类多，便于与 ISDN等网络互联，易于保密，便于集成，设备 体积小、重量轻、耗电省、成本低等优点，是移 动通信的发展趋势。
移动通信迅速发展的原因
•市场驱动
--中国大陆：移动电话用户1999年超过4000万用户，移动 电话业务量占整个电信业务量的50%。据信息产业部副 部长娄勤俭说，到六月底，中国内地移动电话用户将达 到1.16亿户，比去年年底净增3000多万户。
--全球移动电话用户到2000年已达到5亿。全球约每10人 拥有一部手机，而现在，每五人就拥有一部手机。
第三代
数字蜂窝移动通信系统 21世纪
AMPS TACS NMT C450 NAMTS
技术
模 驱动 数
拟
字
技
技
术
术
DAMPS IS-95 GSM PDC
业务 语 驱动 音
多 媒
业
体
务 技术 业
驱动 务
CDMA2000 WCDMA TD-SCDMA
•FDMA •话音
•TDMA •话言和低速数据
•CDMA •宽带多媒体
移动通信系统的演进
蜂窝移动通信网从开始使用到现在不过20年的时 间，其发展速度之快十分惊人。可是，在一些经 济发达的国家，却因为移动通信业务的激增使人 们很早就预感到模拟蜂窝系统存在着许多不足：
(1) 已有的模拟蜂窝系统制式混杂，不能实现 国际漫游。 (2) 模拟蜂窝网不能提供综合业务数字网(ISDN) 业务。通信网的发展趋势将实现向ISDN过渡，随 着非话业务的发展，综合业务数字网逐步投入使 用，对移动通信领域的数字化要求愈来愈迫切。 (3) 模拟系统设备价格高，手机体积大，功耗大。
移动通信迅速发展的原因(续)
•技术发展 --微电子技术长足发展，如DSP、天线技术 --形成移动通信新体制，蜂窝网。 --微处理技术及计算机技术 •政府调节 --颁布有利于移动通信发展的政策 --分配或拍卖频段
移动通信系统的演进
第一代
模拟蜂窝移动通信系统 80年代
第二代
数字蜂窝移动通信系统 90年代
7、信道编码：采用循环冗余码、1/2卷积码及交织编码。 8、跳频速率：217跳/秒 9、调制方式：高斯滤波最小移频键控（GMSK），调制速
率270.833kbps。 10、时隙和TDMA帧：物理信道/时隙，时隙周期577us，
8时隙/帧。 9、小区结构：在农村地区可采用宏小区，小区半径可达
35km；城市地区小区半径一般为10-20km；市中心等 业务密集地区可采用微小区，半径0.5km。
GSM系统主要特点
根据GSM标准及性能，可以看出GSM系统具有 以下特点： (1) 具有开放的通用接口标准。
现有的GSM网络采用7号信令作为互连标准， 并采用与ISDN用户网络接口一致的三层分层协议， 这样易于与PSTN、ISDN等公共电信网实现互通， 同时便于功能扩展和引入各种ISDN业务。 (2) 具有跨系统、跨地区、跨国度的自动漫游能 力。
GSM系统主要特点
(3) 提供可靠的安全保护功能。 在GSM系统中，采用了多种安全手段来进行
用户识别、鉴权与传输信息的加密，保护用户的 权利和隐私。
GSM系统中的每个用户都有一张惟一的 SIM(客户识别模块)卡，它是一张带微处理器的 智能卡(IC卡)，存储着用于认证的用户身份特征 信息和与网络操作、安全管理以及保密相关的信 息；移动台只有插入SIM卡才能进行网络操作。
GSM数字移动通信系统
目录
第一部分 移动通信系统的概述 第二部分 GSM系统结构与接口 第三部分 短消息业务介绍 第四部分 无线应用协议WAP 第五部分 通用分组无线业务GPRS
第一部分 移动通信系统的概述
一、移动通信的发展与现状 二、 GSM移动通信系统主要性能简介
一、移动通信的发展与现状
第一阶段：从上世纪20年代至40年代早期，短波无线 通信。
移动通信系统的演进
2)北美的ADC(也称DAMPS)系统 这种系统的特点是数字和模拟兼容(也叫双模
式)。用户利用一种双模式设备，既能在数字蜂 窝网中通信，也能在模拟蜂窝网中通信。这样不 仅能提高通信容量，而且有利于解决建立新设备 和利用旧设备的矛盾。美国电子工业协会于1990 年批准了双模式数字蜂窝系统的标准，简称IS54标准。 3)日本的JDC系统
移动通信系统的演进
目前，世界上已投入市场的数字蜂窝通信系统有 以下几种： 1) 欧洲的GSM系统
由于欧洲各国模拟蜂窝通信系统体制的不统 一，无法实现国与国之间的漫游通信，因此欧洲 各国最早开始数字移动通信系统的研究，并于 1991年率先投入商用。GSM系统不但能获得比模 拟系统更高的通信容量，而且可以实现相邻国家 之间的漫游通信。
继欧洲的GSM系统和北美的ADC系统之后，日 本于1989年提出了JDC系统。JDC系统的有些技术 特征和ADC相似，但它有自己的特点，CDMA系统 这也是一种数字和模拟兼容的系统，由
美国Qualcomm公司提出，并于1993年被美 国电子工业协会批准，定为IS-95标准。它 采用码分多址(CDMA)技术，具有用户容量 更大，抗干扰、保密性能好，通信质量好 等优点，业已在许多国家投入使用。
第二阶段：从40年代中期至60年代初期，移动无线通 信开始问世。
第三阶段：从60年代中期至70年代中期，大区制移动 电话。
第四阶段：从70年代中期至80年代中期，是移动通信 蓬勃 发展时期。1978年底，美国贝尔实验室研制成功 先进的移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状移动通信 网。
第五阶段：从80年代中期开始，欧洲推出GSM体系， 美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。