GSM是Global System for Mobile Communication的縮寫。意思是全球移動通信系統(tǒng)。分GSM900、DCS1800和PCN1900三個頻段，一般的所謂的雙頻手機就是在GSM900和DCS1800頻段切換的手機。PCN1900則是別的一些國家使用的頻段(如美國)。GSM900/1800分別是工作在890~960mhz/1710~1880mhz頻段的。GSM900的手機最大功率是8W（實際中移動臺沒這么大的功率，一般的手機最大功率是2W，車載臺功能大），而DCS1800的手機的最大功率是1W。
lGSM900/DCS1800/PCN1900的區(qū)別: GSM900是初始的GSM系統(tǒng), MOBILE的功率從輸出1W-8W, GSM900的通道從1 ~124, DCS1800的通道從512~885; DCS1800是低功率的,最高是1W;
lGSM的頻段：GSM900 小區(qū)半徑35km上行880~915MHZ下行將925~960MHZ
PHASE2: 890~925MHZ和935~960MHZ;通道號1---124.
GSM1800小區(qū)半徑2km(由于1800mhz手機的低功率)上行710~1785MHZ下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME;通道號:512—885.為高密度的用戶.
GSM1900: 1850~1910MHZ1930~1990MHZ
上行和下行組成一頻率對,上行就是手機發(fā)射、機站接收；下行就是基站到手機。例如935-960和890-915相差45MHZ,第二個通道上,上行落后下行三個時系.
l網(wǎng)絡組成：
1.BTS基站：base transceiver station基站首要是收發(fā)器，收發(fā)器的多少決定小區(qū)的容量，一個收發(fā)器能支持8個用戶。一個小區(qū)由3個天線，一個發(fā)射，兩個接收（分級接收）。（收發(fā)器和天線的關系）？？？
a)每個BTS都會有一套收發(fā)器。
b)一個BTS覆蓋一個小區(qū)，BTS發(fā)送BCH信號在RF信道的0時隙。BCH幫助Mobile識別/尋找網(wǎng)絡。
c)小區(qū)的手機用戶容量依靠信道數(shù)
d)GSM空中接口的數(shù)據(jù)傳輸速率是13Kbps,即BTS收發(fā)語音數(shù)據(jù)速率是13KB/S.
e)有BTS命令手機設置其發(fā)射功率、遷時、切換。
2.BSC base station controller基站控制器：
a)幾個BTS基站連接一個BSC,基站安排信道配置、切換、和BTS連接BSC;所有的BSC連接至MSC,
b)每個BTS連結BSC用abis接口，是2Mbps的連接。使用microwave link、optical fiber、co-axial line等方式連接.
c)Microwave link經(jīng)常是最好的連接方式選擇。
d)BSC連結MSC使用的是A口
e)在BSC可提供小區(qū)廣播等服務。

3.MSC mobile switching center是網(wǎng)絡的核心，呼叫建立、保持、和釋放；鏈接BSC和PSTN、認證、呼叫轉(zhuǎn)接、短信息、收費等。當用戶增加到一定數(shù)量時，可增加MSC；MSC與MSC之間使用GMSC連結（GATEWAY）
a)當呼叫建立時，MSC起到保持通話和斷開通話的功能。
b)存儲所有的用戶數(shù)據(jù)和它們的相關特征。
c)介于MS和PSTN之間，交換通信數(shù)據(jù).
d)MSC是GSM網(wǎng)絡的心臟。是與別的GSM網(wǎng)絡、非GSM網(wǎng)絡的連接口。
e)MSC主要功能：認證、位置更新、連接、收費、呼叫轉(zhuǎn)接、SMS。
f)當用戶增加時，超過一個MSC的容量，就需要多一個MSC，就增加一倍的用戶
4.TRAN------Trans coding/rate adapter unit速率適配器。
a)TRAN轉(zhuǎn)換13KB/S的GSM速率為標準的64KB/S; TRAN作為一MSC的一部分。
b)Trans coding也使用在下行時，將64kbps轉(zhuǎn)換成16kbps.
c)Trans coding在MSC\BSC\BTS中。
5.HLR Home location register歸屬位置寄存器。
a)在MSC中有所有的用戶數(shù)據(jù)庫存在于HLR。HLR中有永久用戶數(shù)據(jù)庫。
b)用戶發(fā)出呼叫時，MSC從HLR之中獲得用戶數(shù)據(jù)。是用戶核心數(shù)據(jù)庫，大部分在SIM卡中的數(shù)據(jù)都可以在HLR中獲得。
6.VLR visiting location register訪問位置寄存器。
a)在VLR中有被激活的所有的用戶號碼。
b)當別的MSC中的用戶漫游到新的MSC時，MSC和HLR之間通信，新的MSC就將漫游的用戶注冊到它的VLR中。
c)當手機漫游時，用戶訪問區(qū)被別的網(wǎng)絡覆蓋，而且歸屬位置網(wǎng)絡批準它使用被訪問的網(wǎng)絡，它的用戶信息將從HLR被拷貝到VLR(訪問位置寄存器)中暫存。
7.鑒權中心AUC----Authentication center
a)是SIM卡的驗證過程。
b)每個SIM卡有一個IMSI，在IMSI有加密碼
c)在HLR中有IMSI和密碼
d)手機通信時，首先驗證SIM卡的合法性，由AUC進行驗證。
8.裝備身份注冊：EIR----Equipment identify register
a)包含了IMEI信息。所有的手機IMEI都存儲在EIR中，是手機的數(shù)據(jù)庫。
b)在GSM中有助于驗證當手機遺失時，運營商可以禁止已經(jīng)報失手機的使用。
c)EIR分類：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown
9.收費中心BC---Billing center
a)BC產(chǎn)生每一個用戶的費用狀況.
b)直接連到MSC,由MSC發(fā)送收費信息給BC（通話時）
c)BC處理按單位計費。
10. 操作運營中心：OMC----operation and maintenance center.
a)每個GSM網(wǎng)絡超過100個BTS組成，每一個實體需要操作和維護。
b)一些遠程操縱是必要的，檢測和遠程進入。
c)有時有兩種OMC(不同的供應商)，OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio network。
11. 短信中心：SMSC信息通過短信息中心發(fā)到指定的手機。
a)信息通過SMSC傳輸
b)信息可通過人工終端（連到SMSC）發(fā)送。
c)短信中心SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS
12. 語音服務中心：
a)它擁有所有語音用戶的數(shù)據(jù)庫；
b)它也存儲了語音信息。
13. 設備報警：
a)BTS, BSC, Trans coder failure.
b)Link failure
c)Module failure(transceiver, processor)

l小區(qū)身份，網(wǎng)絡中每個小區(qū)都由唯一的識別號，CI: Cell Identity.一個小區(qū)由56個用戶可同時通話
l調(diào)制方式: GSM采用的是0.3GMSK調(diào)制高斯最小頻移鍵控，0.3是描述濾波器帶寬和比特率的關系,不是相位調(diào)制，是一種典型的數(shù)字調(diào)頻調(diào)制，實際上是調(diào)頻。0和1代表的是載波加減不同的頻率+67.708KHZ和-67.708KHZ，1被看作是相位增加90度，0被看作是相位在相反方向改變，兩個頻率表示頻移鍵控;語音編碼速率時13kbps.數(shù)據(jù)速率(調(diào)制速率)BIT傳送速率是270.833Kbps。剛好是四倍于射頻頻移。這樣一來就有效的減少調(diào)制頻譜和提高了通道利用率. 高斯濾波:劇烈的頻率變化會導致頻譜擴散,所以用濾波器進行濾波平滑后,減少頻譜擴散; RF載頻加67.708和減67.708KHZ;靠頻率轉(zhuǎn)移.
lGSM網(wǎng)絡系統(tǒng)：手機和機站的接口是空中接口，基站(BS)和基站控制臺BSC是靠abis接口2Mbps的連接。（是光纖或者常用微波連接，DCS1800 Abis接口經(jīng)常使用微波連接）,一個BSC控制20~30個BTS；基站控制臺BSC到交換局是A口連接。手機和基站的最大距離是34.9km。

l手機開機后的步驟:
1.首先搜索124個信道，即所有的BCH通道,決定收到的廣播信道BCH強度, (BCH的承載的信息是距Mobile最近的BTS;呼叫信息);
2.跟網(wǎng)絡同步時間和頻率,由FCH/SCH調(diào)整頻率和時間
3.解碼BCH的子通道BCCH.
4.網(wǎng)絡檢查SIM卡的合法身份.是否是網(wǎng)絡允許的SIM卡。
5.手機的位置更新.
6.網(wǎng)絡鑒權

l手機主叫(MOC)過程:
1.手機給基站發(fā)送通道需求，即手機發(fā)送一個短的隨即接入突發(fā)脈沖.(RACH Burst)
2.由BCH指定傳輸信道. SDCCH
3.手機和基站在獨立專用信道(SDCCH)上通信.
4.權限認證
5.指定手機在一個業(yè)務信道(TCH)上通信.
6.在TCH上進行語音通信.

l手機被叫
1.BTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI號碼來呼叫用戶。
2.由手機發(fā)送RACH
3.通道指定在BCH.
4.手機和基站在SDCCH上通信
5.手機用戶被鑒權
6.手機被指定TCH通道。
7.在TCH通道上進行語音和數(shù)據(jù)通信。

l緊急呼叫：
1.GSM規(guī)格定義了112為緊急呼叫號碼
2.112在手機有無SIM卡的情況下均可呼叫。
3.在RACH上,手機112建立緊急呼叫。

lAuthentication鑒權：
1.目的：驗證用戶身份（IMSI /SIM）;提供手機新的加密鍵。
2.鑒權是在什么情況下：每一次注冊、每次呼叫或被叫企圖、執(zhí)行一些增值服務、漫游時的位置更新。
l切換handover:切換是手機通信從一個小區(qū)/信道到另外一個小區(qū)/信道。
1.上行和下行的接收質(zhì)量報告
2.上行和下行的接收信號強度
3.距離，遷時
4.干擾層。
5.功率預算。
6.切換包括：同一小區(qū)內(nèi)部信道/時隙之間的切換。小區(qū)于小區(qū)之間。
l加密ciphering:語音和數(shù)據(jù)的保密、信號信息的保密；
l手機位置更新location update:
1.MSC應知道呼叫手機的位置。
2.手機連續(xù)的改變位置，手機在改變位置時通知MSC關于新位置。由MSC處理位置更新。
3.手機位置更新過程：（location area identity LAI）
a)手機改變位置區(qū)
b)手機從BCCH上讀新的位置區(qū)
c)發(fā)送RACH,為通道需求。
d)在AGCH上獲得一個SDCCH.
e)在SDCCH發(fā)送IMSI和新舊LAI位置更新需求給MSC
f)MSC開始認證
g)如果認證成功，更新手機位置在VLR上
h)發(fā)送確認信息給手機
i) 手機離開SDCCH,進入空閑模式。

l上行和下行：上行是手機通過上行頻率發(fā)信息給基站，下行是相反。上行和下行組成一對頻率對（45MHZ分割），上行滯后下行3個時隙；上行和下行使用相同的時隙號；上行和下行使用相同的通道號；上行和下行使用不同的波段。（間隔45MHZ）。
l功率等級：
由于手機在小區(qū)內(nèi)移動，它的發(fā)射功率要隨著移動，當他靠近基站時，防止干擾別的用戶功率要減小，當他遠離基站是為防止衰減要增大發(fā)射功率�？偣灿�19個功率等級,功率等級存于手機的EEPROM中.功率控制的好處是：手機可以省電、基站減少干擾。
1.由基站在SACCH上發(fā)送命令手機改變發(fā)射功率
2.改變功率是和路徑的衰減成比例。TX Level 5 –33dbm，19---5dbm。
3.每個等級之間是間隔2dbm.
4.BTS需要在上行開始的Rxlev、Rxqual
5.每480ms發(fā)送報告給BSC關于Rxlev、Rxqual。
6.每一定時間跟初始的進行比較。

l動態(tài)基站功率控制：
1.目標是減少平均干擾
2.基于MS發(fā)送的測量報告計算
3.不是和BCH載波？？？？。
4.非強制性的

lDTX不連續(xù)發(fā)射：
1.當語音中斷的大部分時間里，允許無線發(fā)射器關掉。
2.有DTX Handler處理器：在發(fā)射端有語音激活檢測、在發(fā)射端有背景聲噪音、在切斷時產(chǎn)生舒適噪音。
3.不連續(xù)發(fā)射在上行和下行都有執(zhí)行。不連續(xù)發(fā)射、不連續(xù)接收；
4.在手機上執(zhí)行不連續(xù)發(fā)射和不連續(xù)接收。
5.在BTS接收時有不連續(xù)接收
l時遷（定時提前）:
Timing advance就是為了保證信號能在準確的時間內(nèi)到達BS,當MS移動時,隨著MS距離BS的遠近,上行傳遞的時延的可變，基站命令移動臺提前發(fā)送。由BS在SACCH信道上命令MS來改變它的遷時的大小.手機在空閑模式時接收機站和解碼BCH，在BCH中的SCH允許手機調(diào)整它的內(nèi)部時間，當手機接收到SCH時不知道距離基站多遠，通過SACH特殊的短突發(fā)。當手機在下行的SACCH上獲得遷時信息，才發(fā)送正常的突發(fā)，30KM手機設置遲延100US.