GSM系統

GSM系統
原圖鏈接

GSM系統（Global System for Mobile Communications），即全球行動通訊系統，又稱泛歐數位式行動電話系統，是當前應用最為廣泛的行動電話標準。

• 全球超過200個國家和地區超過10億人正在使用GSM電話。
• GSM標準的廣泛使用使得在行動電話業者之間簽署「漫遊協定」後使用者的國際漫遊變得很平常。
• GSM相較它以前的標準最大的不同是他的信令和語音頻道都是數位的，因此GSM被看作是第二代（2G）行動電話系統。
  • GSM標準當前由3GPP組織負責制定和維護。
• 從使用者觀點出發，GSM的主要優勢在於提供更高的數位語音品質和替代呼叫的低成本的新選擇（比如簡訊）。
  • 從網路業者角度看來，其優勢是能夠部署來自不同廠商的裝置，因為GSM作為開放標準提供了更容易的互操作性。
  • 標準就允許網路業者提供漫遊服務，使用者就可以在全球使用他們的行動電話了。

GSM系統的演進

• GSM 就是行動通訊系統的縮寫（Global System for Mobile Communications），而各代的演進就是 WCDMA（3G）、HSDPA（3.5G）、HSUPA（3.75G）、LTE（3.9G）……等，這些分別代表的是無線傳輸標準的進化，如果不討論細節，可以說它們最大的差別就是傳輸速度。
• 目前所使用的通訊系統為 2G、3G ，其它像是 3.5G、3.75G 指稱的是上網的規格，4G 則是目前全球最普遍的高速網路。
• 現在我們使用的 3G 無線網路就是 WCDMA，而當手機上方資訊列出現「H」符號時，就是代表接收到 HSDPA 訊號，這是現行台灣的無線通訊網路環境，但未來的主流將是 4G，傳輸速度可達 299.6Mibt/s，與 HSDPA 的14.4Mbit/s 有著天壤之別的速度差異，國外已經早先一步邁入 LTE 時代，而台灣終於在今年 11 月競標結果出爐，分別由中華電信、台灣大哥大、遠傳電信、亞太電信、台灣之星及國基電子 6 家業者得標，但這僅僅只是起步，等到台灣真正商轉最快也是 2014 下半年度。
• LTE（3.9G; Long Term Evolution):商業上指稱的 LTE 其實是俗稱的 3.9G ，亦為 4G 的過渡版，正式的 4G 應為 LTE Advanced ，但礙於習慣大家仍會將 4G LTE 混稱在一起。LTE 是給予擁有 GSM/UMTS 網路的運營商最平滑的升級路線，有能力提供99.6Mbit/s 的下載速率和 75 Mbit/s的上傳速率。
  • 目標是簡化和重新設計網路體系結構，使其成為 IP 化網路，這有助於減少3G 轉換中的潛在不良因素。
  • 因為 LTE 的介面與 2G 和 3G 網路互不兼容，所以 LTE 需同原有網路分頻段運營。
• HSUPA（3.75G; High Speed Uplink Packet Access)因 HSDPA 上傳速度不足而開發，上傳資料的速度可以達 5.76 Mbps ，可應付於雙向視訊直播或 VoIP 的使用。
• HSDPA（3.5G; High-Speed Downlink Packet Access)高速下行封包存取是一種基於 WCDMA 基礎的行動電話技術，可讓 UMTS-based 網路升級，以達到更高的資料傳輸速度。初期 HSDPA 支援 1.8 Mbit/s 或 3.6 Mbit/s 的下行速度，現已達到 14.4Mbit/s 。
• WCDMA（3G; Wideband Code Division Multiple Access)第三代無線通訊技術，以 GSM 作為發展網路的基礎，因此 GSM 業者最適合選擇 WCDMA 系統過渡至 3G ，目前廣泛所指稱的 3G 上網就是 WCDMA。
• GSM（2G; Global System for Mobile Communications)目前應用最為廣泛的行動電話標準，其訊號和語音通道都是數位式的，因此 GSM 被看作是第二代行動電話系統，GSM 標準目前由 3GPP 組織負責制訂和維護。
• CDAM（2G; Code Division Multiple Access)與 GSM 同為第二代行動通訊技術相同時期發跡，亞太電信引進美國地區所採用的 CDMA。

GSM系統特色

• 近幾年來，蜂窩移動無線電話發展很快，在模擬移動通信網廣泛應用的基礎上，各國都在競相研製數字移動通信系統。
• 為了同一歐洲的系統，歐洲郵政和電信管理聯合會(CEPT)與1982年組建了移動通信特別小組(GSM)，由小組負責泛歐網標準的製定。
• GSM 歐洲網統一的基本要求是：
  • 1. 可自動連續覆蓋歐洲，能和ISDN互連，即可車載又可手持。
  • 2. 其通話質量至少和現有的系統相同。
  • 3. 在CEPT規定頻帶上，其頻率有效利用率高於現有系統，而且初期尚有可與現有系統兼容。
  • 4. 其結構以CCITT的PLMN為基礎，也包括使用CCITT的No.7信令。
• 1989年GSM確定了以DMS900為基礎的窄帶TDMA 體製，人們稱之為GMS系統。
  • 1988年GSM完成了技術規範製定，緊接著進行了商業開發，目前已經有多個系統在歐洲運行。
• GSM系 統 結 構:
  • 在GSM標準中將一個提供GSM服務的網絡稱為公眾移動電話網絡 (Pulbic Land Mobile Network,PLMN)。
• 一個典型的PLMN包含了下列五個要素：
  • 移動服務交換中心(Mobile-services Switching Center，MSC) - 簡稱交換機，為系統的核心，負責控製整個網絡的話務，及所有通話的交換，也是系統與其它外部網絡連結的介面。
  • 移動電話(Mobile Station,MS) - MS是移動電話使用者用以與系統溝通的媒介。
  • MS不單指手機，亦包含了移動電話業者提供的使用者識別卡(SIM)
• 基地台系統(Base Station System,BSS) - 移動電話利用無線電頻率與系統中的基地台 (Base Transceiver Station,BTS)連絡，基地台透過基地台控製器(BaseStation Controller,BSC)將無線訊號傳遞/傳送至系統。
  • BTS負責系統與手機間的無線電波送出與接收，而BSC則負責管理及控製基地台。
  • BTS與BSC合稱為基地台系統(BSS)。
• GSM系 統 接 口:
  • MS：移動台；BTS：基站射頻；BSC：基站控製器；MSC：移動交換中心；OMC：操作管理中心；LAPD：D通路鏈路接入程序；SCCP：信號接續控製部分，即ISUP：綜合業務使用者部分；TUP：電話使用者部分；TCAP：傳遞控製應用部分；OMAP：操作管理應用部分；MAP：移動應用部分（和網絡結構、節點間功能配置、系統構成方式等密切相關，目前世界上還未標準化）。
• 主要特性:
  • (1)工作頻段：890MHz～915MHz（移動台發），935MHz～960MHz（基地台發）；
  • (2)射頻載波：124個；
  • (3)載波間隔：200kHz；
  • (4)多址方式：TDMA；
  • (5)基本幀：每載波8時隙；
  • (6)信道速率：270．83kb／s，碼元寬度3.7us;
  • (7)每時隙信道比特率：22．8kb／s；
  • (8)調製方式：GMSK，調製指數：0．30；
  • (9)分集方式：每秒跳頻217次，交錯信道編碼，自適應均衡（可均衡量達16us 的時延傳播）。

目录