什么是GSM？

中文名稱：全球移動通信系統(tǒng)
英文全稱：Global System of Mobile communication

GSM是由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織ETSI制訂的一個數(shù)字移動通信標(biāo)準(zhǔn)。GSM是全球移動通信系統(tǒng)(Global System of Mobile communication) 的簡稱。 它的空中接口采用時分多址技術(shù). 自90年代中期投入商用以來，為全球超過100個國家采用。GSM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備占據(jù)當(dāng)前全球蜂窩移動通信設(shè)備市場80%以上。

　　GSM屬于2代蜂窩移動通信技術(shù)。2代的說法是相對于應(yīng)用于80年代的模擬蜂窩移動通信技術(shù)以及目前正逐漸進(jìn)入商用的寬帶CDMA技術(shù)。 模擬蜂窩技術(shù)被稱為一代移動通信技術(shù)，寬帶CDMA技術(shù)也即三代，3G。

　　GSM 是Global System of Mobile communication全球移動通訊系統(tǒng)的英文縮寫，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動電話標(biāo)準(zhǔn)。全球超過200個國家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。所有用戶可以在簽署了"漫游協(xié)定"移動電話運營商之間自由漫游。 GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是他的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是 第二代 (2G)移動電話系統(tǒng). 這說明數(shù)字通訊從很早就已經(jīng)構(gòu)建到系統(tǒng)中。GSM是一個當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。

　　從用戶觀點出發(fā)， GSM的主要優(yōu)勢在于用戶可以從更高的數(shù)字語音質(zhì)量和低費用的[SMS]間作出選擇。網(wǎng)絡(luò)運營商的優(yōu)勢是他們可以不同的客戶定制他們的設(shè)備配置，因為GSM作為開放標(biāo)準(zhǔn)提供了更容易的互操作性。這樣，標(biāo)準(zhǔn)就允許網(wǎng)絡(luò)運營商提供漫游服務(wù)，用戶就可以在全球使用他們的移動電話了。

　　GSM作為一個繼續(xù)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，保持向後兼容原始的GSM電話，例如報文交換能力在Release '97版本的標(biāo)準(zhǔn)才被加入進(jìn)來，也就是GPRS。高速數(shù)據(jù)交換也是在Release '99版標(biāo)準(zhǔn)才引入的，主要是EDGE和 UMTS標(biāo)準(zhǔn)。

　　歷史

　　盡管當(dāng)前GSM相當(dāng)普及，但是構(gòu)思移動電話的歷史在GSM之前很長時間就開始了。GSM小組 ("Groupe Spécial Mobile" (法語) 1, 2, 3 and 4)創(chuàng)立于1982年。GSM的名字也是源于這個小組的名字,盡管後來決定使用縮寫代替了它的原有的含義。最開始這個小組由CEPT負(fù)責(zé)管理。GSM系統(tǒng)的原始技術(shù)在1987定義。1989年, ETSI從CEPT接手。1990第一個GSM規(guī)范說明完成，這個規(guī)范的文本長達(dá)超過6000頁。 商業(yè)運營開始于1991，地點是芬蘭的Radiolinja。

　　1998年，3G合作項目(3GPP)啟動。最初，這個項目的目標(biāo)是制定詳細(xì)的下一代移動通訊網(wǎng)（3G）規(guī)范。 然而，3GPP也接受了維護(hù)和開發(fā)GSM規(guī)范的工作。ETSI是 3GPP的一個成員。

市場狀況


到2004年全球有超過10億人使用GSM電話，GSM電話占到全球移動電話市場份額的70%。 GSM的主要競爭CDMA2000（主要在美國和加拿大使用）盡管有好的前景，但是有限被全球采用的作為3G標(biāo)準(zhǔn)過渡的W-CDMA沒有展現(xiàn)出全部的功能。還有， 因為W-CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推遲，導(dǎo)致至少在高密度通話這塊市場GSM的消亡速度還很慢，但是那是遲早的事情。

　　在1998到2000年之間導(dǎo)致GSM用戶增長的主要原因是移動運營商推出預(yù)付費電話服務(wù)。它允許那些不能或者不想跟運營商簽署合同的的人們擁有移動電話人們。這種服務(wù)在歐洲的移動運營商之間競爭也比較激烈，即使沒有長期的簽證，人們也可以從運營商那里以很低廉的價格買到一款手機。

　　無線電接口

　　GSM 是一個蜂窩網(wǎng)絡(luò),也就是說移動電話要連接到它能搜索到的最近的蜂窩單元區(qū)域。 GSM網(wǎng)絡(luò)運行在多個不同的無線電頻率上。

　　GSM網(wǎng)絡(luò)一共有4種不同的蜂窩單元尺寸：巨蜂窩，微蜂窩，微微蜂窩和傘蜂窩。覆蓋面積因不同的環(huán)境而不同。巨蜂窩可以被看作那種基站天線安裝在天線桿或者建筑物頂上那種。微蜂窩則是那些天線高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市區(qū)內(nèi)。微微蜂窩則是那種很小的蜂窩只覆蓋幾十米的范圍，主要用于室內(nèi)。傘蜂窩則是用于覆蓋更小的蜂窩網(wǎng)的盲區(qū)，填補蜂窩之間的信號空白區(qū)域。

　　蜂窩半徑范圍根據(jù)天線高度、增益和傳播條件可以從百米以下數(shù)十公里。實際使用的最長距離GSM規(guī)范支持到35公里。 還有個擴(kuò)展蜂窩的概念，蜂窩半徑可以增加一倍甚至更多。

　　GSM同眼支持室內(nèi)覆蓋，通過功率分配器可以把室外天線的功率分配到室內(nèi)天線分布系統(tǒng)上。這是一種典型的配置方案，用于滿足室內(nèi)高密度通話要求，在購物中心和機場十分常見。然而這并不是必須的，因為室內(nèi)覆蓋也可以通過無限信號穿越建筑物來實現(xiàn)，只是這樣可以提高信號質(zhì)量減少干擾和回聲。


網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)


The structure of a GSM networkGSM系統(tǒng)後面的網(wǎng)絡(luò)被人們看作是極其龐大和復(fù)雜的，這樣就可以提供所有的所需的服務(wù)。它被分成很多的部分，每一部分負(fù)責(zé)其中的一個功能。

　　基站系統(tǒng) (基站和相關(guān)控制器）.

　　網(wǎng)絡(luò)和交換系統(tǒng) (網(wǎng)絡(luò)的每一部分都要與其他部分無縫銜接)。有時也被叫做核心網(wǎng)。

　　GPRS核心網(wǎng) (可選部分，用于基于報文的互聯(lián)網(wǎng)連接)。

　　所有的系統(tǒng)元素組合出許多的象語音通話和短信這樣的GSM服務(wù)。

　　身份識別 Module

　　GSM的一個關(guān)鍵特征就是用戶身份模塊 (SIM), 也叫 SIM卡。SIM卡是一個保存用戶數(shù)據(jù)和電話本的可拆卸智能卡IC。用戶就可以更換手機後還能保存自己的信息。換句話說用戶也可以使用現(xiàn)在的手機而使用不同運營商的SIM卡。 有些運營商為了防止用戶轉(zhuǎn)換到別的網(wǎng)絡(luò)在手機上做手腳，使得它只能用一個特定的SIM卡，或者同一個網(wǎng)絡(luò)的SIM卡，這就是眾所周知的 SIM卡封鎖, 這在某些國家并不合法。


GSM安全


GSM 被設(shè)計具有中等安全水平。系統(tǒng)設(shè)計使用共享密鑰用戶認(rèn)證。用戶與基站之間的通訊可以被加密。 The development of UMTS introduces an optional USIM, that 使用更長鑒別密鑰保證更好的安全以及網(wǎng)絡(luò)和用戶的雙向驗證。GSM只有網(wǎng)絡(luò)到用戶的驗證 (而且還不是 vica versa).雖然安全模塊提供了保密和鑒別功能，但是鑒別能力有限而且可以偽造。

　　GSM為了安全使用多種加密算法。A5/1和A5/2兩種串流密碼用于保證在空中語音的保密性。 A5/1是在歐洲范圍使用的強力算法，而A5/2則是在其他國家使用的弱強度算法。在兩種算法中嚴(yán)重漏洞都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)， 例如一個單一密文攻擊可能實時的中斷掉A5/2. 但是系統(tǒng)支持多個不同算法，這樣運營商就可以換一個安全等級更強的。


全球移動通信系統(tǒng)技術(shù)特點


1.頻譜效率。　　由于采用了高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡和語音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。
2.容量。　　由于每個信道傳輸帶寬增加，使同頻復(fù)用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統(tǒng)的同頻 復(fù)用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更�。�模擬系統(tǒng)為7/21）；加上半速率話音編碼的引入和自動話務(wù)分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)，使GSM系統(tǒng)的容量 效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比TACS系統(tǒng)高3～5倍。
3.話音質(zhì)量。　　鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點以及GSM規(guī)范中有關(guān)空中接口和話音編碼的定義，在門限值以上時，話音質(zhì)量總是達(dá)到相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)。
4.開放的接口。　　GSM標(biāo)準(zhǔn)所提供的開放性接口，不僅限于空中接口，而且報刊網(wǎng)絡(luò)直接以及網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備實體之間，例如A接口和Abis接口。
5. 安全性�！�　通過鑒權(quán)、加密和TMSI號碼的使用，達(dá)到安全的目的。鑒權(quán)用來驗證用戶的入網(wǎng)權(quán)利。加密用于空中接口，由SIM卡和網(wǎng)絡(luò)AUC的密鑰決定。TMSI是一個由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時識別號，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。
6.與ISDN、PSTN等的互連。　　與其他網(wǎng)絡(luò)的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如ISUP或TUP等。

　　在SIM卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游。漫游是移動通信的重要特征，它標(biāo)志著用戶可以從一個網(wǎng)絡(luò)自動進(jìn)入另一個網(wǎng)絡(luò)。全球移動通信系統(tǒng)可以提供全球漫游，當(dāng)然也需要網(wǎng)絡(luò)運營者之間的某些協(xié)議，例如計費。

希望以上關(guān)于全球移動通信系統(tǒng)的信息能對大家有所幫助，歡迎大家一起交流探討。



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[ 本帖最后由 藍(lán)佐 于 2011-4-2 08:50 編輯 ]