GSM

全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)Global System of Mobile communication就是眾所周知的GSM，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)。全球超過200個(gè)國(guó)家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。GSM標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)處不在使得在移動(dòng)電話運(yùn)營(yíng)商之間簽署"漫游協(xié)定"后用戶的國(guó)際漫游變得很平常。 GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是他的信令和語(yǔ)音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移動(dòng)電話系統(tǒng)。 這說(shuō)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(gè)當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。

目錄

• 1 概述
• 2 具體介紹
  • 2.1 移動(dòng)通信技術(shù)
  • 2.2 無(wú)線電接口
  • 2.3 市場(chǎng)狀況
  • 2.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
• 3 GSM安全
• 4 技術(shù)特點(diǎn)
  • 4.1 頻譜效率
  • 4.2 容量
  • 4.3 話音質(zhì)量
  • 4.4 開放的接口
  • 4.5 安全性
  • 4.6 與ISDN、PSTN等的互連
• 5 相關(guān)條目
• 6 參考來(lái)源

概述

GSM是Global System For Mobile Communications的縮寫。由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織ETSI制訂的一個(gè)數(shù)字移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global System of Mobile communication) 的簡(jiǎn)稱。它的空中接口采用時(shí)分多址技術(shù)。自90年代中期投入商用以來(lái)，被全球超過100個(gè)國(guó)家采用。GSM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備占據(jù)當(dāng)前全球蜂窩移動(dòng)通信設(shè)備市場(chǎng)80%以上。

GSM 是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)。全球超過200個(gè)國(guó)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(dòng)電話運(yùn)營(yíng)商之間自由漫游。GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移動(dòng)電話系統(tǒng)。 這說(shuō)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(gè)當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。

從用戶觀點(diǎn)出發(fā)，GSM的主要優(yōu)勢(shì)在于用戶可以從更高的數(shù)字語(yǔ)音質(zhì)量和低費(fèi)用的[SMS]之間作出選擇。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的優(yōu)勢(shì)是他們可以不同的客戶定制他們的設(shè)備配置，因?yàn)镚SM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(yùn)營(yíng)商提供漫游服務(wù)，用戶就可以在全球使用他們的移動(dòng)電話了。

GSM作為一個(gè)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(bào)文交換能力在Release '97版本的標(biāo)準(zhǔn)才被加入進(jìn)來(lái)，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)。

具體介紹

移動(dòng)通信技術(shù)

GSM屬于第2代（2G）蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。2代的說(shuō)法是相對(duì)于應(yīng)用于80年代的模擬蜂窩移動(dòng)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(dòng)通信技術(shù)，寬帶CDMA技術(shù)被稱為三代移動(dòng)通信技術(shù)，即3G。

無(wú)線電接口

GSM 是一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，也就是說(shuō)移動(dòng)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(yùn)行在多個(gè)不同的無(wú)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(bǔ)蜂窩之間的信號(hào)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(shí)際使用的最長(zhǎng)距離GSM規(guī)范支持到35公里。還有個(gè)擴(kuò)展蜂窩的概念，蜂窩半徑可以增加一倍甚至更多。

GSM同樣支持室內(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(gòu)物中心和機(jī)場(chǎng)十分常見。然而這并不是必須的，因?yàn)槭覂?nèi)覆蓋也可以通過無(wú)限信號(hào)穿越建筑物來(lái)實(shí)現(xiàn)，只是這樣可以提高信號(hào)質(zhì)量減少干擾和回聲。 頻率分布 　　GSM900 ：上行（MHz）890-915；下行（MHz）935-960 　　GSM900E ：上行（MHz）880-915；下行（MHz）925-960 　　GSM1800 ：上行（MHz）1710-1785；下行（MHz）1805-1880 　　GSM1900 ：上行（MHz）1850-1910；下行（MHz）1930-1990

市場(chǎng)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(dòng)電話市場(chǎng)份額的70%。GSM的主要競(jìng)爭(zhēng)CDMA2000（主要在美國(guó)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?yàn)閃-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(chǎng)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(zhǎng)的主要原因是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商推出預(yù)付費(fèi)電話服務(wù)。它允許那些不能或者不想跟運(yùn)營(yíng)商簽署合同的的人們擁有移動(dòng)電話人們。這種服務(wù)在歐洲的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商之間競(jìng)爭(zhēng)也比較激烈，即使沒有長(zhǎng)期的簽證，人們也可以從運(yùn)營(yíng)商那里以很低廉的價(jià)格買到一款手機(jī)。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

GSM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(gè)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(wú)縫銜接)。有時(shí)也被叫做核心網(wǎng)。

• GPRS核心網(wǎng)(可選部分，用于基于報(bào)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(yǔ)音通話和短信這樣的GSM服務(wù)。

• 身份識(shí)別Module 。

• GSM的一個(gè)關(guān)鍵特征就是用戶身份模塊(SIM), 也叫SIM卡。SIM卡是一個(gè)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(jī)後還能保存自己的信息。換句話說(shuō)用戶也可以使用現(xiàn)在的手機(jī)而使用不同運(yùn)營(yíng)商的SIM卡。有些運(yùn)營(yíng)商為了防止用戶轉(zhuǎn)換到別的網(wǎng)絡(luò)在手機(jī)上做手腳，使得它只能用一個(gè)特定的SIM卡，或者同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的SIM卡，這就是眾所周知的SIM卡封鎖， 這在某些國(guó)家并不合法。

GSM安全

GSM 被設(shè)計(jì)具有中等安全水平。系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(zhǎng)鑒別密鑰保證更好的安全以及網(wǎng)絡(luò)和用戶的雙向驗(yàn)證。GSM只有網(wǎng)絡(luò)到用戶的驗(yàn)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(yǔ)音的保密性。A5/1是在歐洲范圍使用的強(qiáng)力算法，而A5/2則是在其他國(guó)家使用的弱強(qiáng)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(gè)單一密文攻擊可能實(shí)時(shí)的中斷掉A5/2. 但是系統(tǒng)支持多個(gè)不同算法，這樣運(yùn)營(yíng)商就可以換一個(gè)安全等級(jí)更強(qiáng)的。

技術(shù)特點(diǎn)

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(yǔ)音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。

容量

由于每個(gè)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?。M系統(tǒng)為7/21）；加上半速率話音編碼的引入和自動(dòng)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。

話音質(zhì)量

鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點(diǎn)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(shí)，話音質(zhì)量總是達(dá)到相同的水平而與無(wú)線傳輸質(zhì)量無(wú)關(guān)。

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(bào)刊網(wǎng)絡(luò)直接以及網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備實(shí)體之間，例如A接口和Abis接口。

安全性

通過鑒權(quán)、加密和TMSI號(hào)碼的使用，達(dá)到安全的目的。鑒權(quán)用來(lái)驗(yàn)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(gè)由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時(shí)識(shí)別號(hào)，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。

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(shí)現(xiàn)漫游。漫游是移動(dòng)通信的重要特征，它標(biāo)志著用戶可以從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)進(jìn)入另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。全球移動(dòng)通信系統(tǒng)可以提供全球漫游，當(dāng)然也需要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者之間的某些協(xié)議，例如計(jì)費(fèi)。

相關(guān)條目

• WiFi
• 3G
• CDMA
• MWC

參考來(lái)源

http://baike.baidu.com/view/7530.htm