GSM系统

GSM系统
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GSM系统（Global System for Mobile Communications），即全球行动通讯系统，又称泛欧数位式行动电话系统，是当前应用最为广泛的行动电话标准。

• 全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。
• GSM标准的广泛使用使得在行动电话业者之间签署“漫游协定”后使用者的国际漫游变得很平常。
• GSM相较它以前的标准最大的不同是他的信令和语音频道都是数位的，因此GSM被看作是第二代（2G）行动电话系统。
  • GSM标准当前由3GPP组织负责制定和维护。
• 从使用者观点出发，GSM的主要优势在于提供更高的数位语音品质和替代呼叫的低成本的新选择（比如简讯）。
  • 从网路业者角度看来，其优势是能够部署来自不同厂商的装置，因为GSM作为开放标准提供了更容易的互操作性。
  • 标准就允许网路业者提供漫游服务，使用者就可以在全球使用他们的行动电话了。

GSM系统的演进

• GSM 就是行动通讯系统的缩写（Global System for Mobile Communications），而各代的演进就是 WCDMA（3G）、HSDPA（3.5G）、HSUPA（3.75G）、LTE（3.9G）……等，这些分别代表的是无线传输标准的进化，如果不讨论细节，可以说它们最大的差别就是传输速度。
• 目前所使用的通讯系统为 2G、3G ，其它像是 3.5G、3.75G 指称的是上网的规格，4G 则是目前全球最普遍的高速网路。
• 现在我们使用的 3G 无线网路就是 WCDMA，而当手机上方资讯列出现“H”符号时，就是代表接收到 HSDPA 讯号，这是现行台湾的无线通讯网路环境，但未来的主流将是 4G，传输速度可达 299.6Mibt/s，与 HSDPA 的14.4Mbit/s 有著天壤之别的速度差异，国外已经早先一步迈入 LTE 时代，而台湾终于在今年 11 月竞标结果出炉，分别由中华电信、台湾大哥大、远传电信、亚太电信、台湾之星及国基电子 6 家业者得标，但这仅仅只是起步，等到台湾真正商转最快也是 2014 下半年度。
• LTE（3.9G; Long Term Evolution):商业上指称的 LTE 其实是俗称的 3.9G ，亦为 4G 的过渡版，正式的 4G 应为 LTE Advanced ，但碍于习惯大家仍会将 4G LTE 混称在一起。LTE 是给予拥有 GSM/UMTS 网路的运营商最平滑的升级路线，有能力提供99.6Mbit/s 的下载速率和 75 Mbit/s的上传速率。
  • 目标是简化和重新设计网路体系结构，使其成为 IP 化网路，这有助于减少3G 转换中的潜在不良因素。
  • 因为 LTE 的介面与 2G 和 3G 网路互不兼容，所以 LTE 需同原有网路分频段运营。
• HSUPA（3.75G; High Speed Uplink Packet Access)因 HSDPA 上传速度不足而开发，上传资料的速度可以达 5.76 Mbps ，可应付于双向视讯直播或 VoIP 的使用。
• HSDPA（3.5G; High-Speed Downlink Packet Access)高速下行封包存取是一种基于 WCDMA 基础的行动电话技术，可让 UMTS-based 网路升级，以达到更高的资料传输速度。初期 HSDPA 支援 1.8 Mbit/s 或 3.6 Mbit/s 的下行速度，现已达到 14.4Mbit/s 。
• WCDMA（3G; Wideband Code Division Multiple Access)第三代无线通讯技术，以 GSM 作为发展网路的基础，因此 GSM 业者最适合选择 WCDMA 系统过渡至 3G ，目前广泛所指称的 3G 上网就是 WCDMA。
• GSM（2G; Global System for Mobile Communications)目前应用最为广泛的行动电话标准，其讯号和语音通道都是数位式的，因此 GSM 被看作是第二代行动电话系统，GSM 标准目前由 3GPP 组织负责制订和维护。
• CDAM（2G; Code Division Multiple Access)与 GSM 同为第二代行动通讯技术相同时期发迹，亚太电信引进美国地区所采用的 CDMA。

GSM系统特色

• 近几年来，蜂窝移动无线电话发展很快，在模拟移动通信网广泛应用的基础上，各国都在竞相研制数字移动通信系统。
• 为了同一欧洲的系统，欧洲邮政和电信管理联合会(CEPT)与1982年组建了移动通信特别小组(GSM)，由小组负责泛欧网标准的制定。
• GSM 欧洲网统一的基本要求是：
  • 1. 可自动连续覆盖欧洲，能和ISDN互连，即可车载又可手持。
  • 2. 其通话质量至少和现有的系统相同。
  • 3. 在CEPT规定频带上，其频率有效利用率高于现有系统，而且初期尚有可与现有系统兼容。
  • 4. 其结构以CCITT的PLMN为基础，也包括使用CCITT的No.7信令。
• 1989年GSM确定了以DMS900为基础的窄带TDMA 体制，人们称之为GMS系统。
  • 1988年GSM完成了技术规范制定，紧接著进行了商业开发，目前已经有多个系统在欧洲运行。
• GSM系 统 结 构:
  • 在GSM标准中将一个提供GSM服务的网络称为公众移动电话网络 (Pulbic Land Mobile Network,PLMN)。
• 一个典型的PLMN包含了下列五个要素：
  • 移动服务交换中心(Mobile-services Switching Center，MSC) - 简称交换机，为系统的核心，负责控制整个网络的话务，及所有通话的交换，也是系统与其它外部网络连结的介面。
  • 移动电话(Mobile Station,MS) - MS是移动电话使用者用以与系统沟通的媒介。
  • MS不单指手机，亦包含了移动电话业者提供的使用者识别卡(SIM)
• 基地台系统(Base Station System,BSS) - 移动电话利用无线电频率与系统中的基地台 (Base Transceiver Station,BTS)连络，基地台透过基地台控制器(BaseStation Controller,BSC)将无线讯号传递/传送至系统。
  • BTS负责系统与手机间的无线电波送出与接收，而BSC则负责管理及控制基地台。
  • BTS与BSC合称为基地台系统(BSS)。
• GSM系 统 接 口:
  • MS：移动台；BTS：基站射频；BSC：基站控制器；MSC：移动交换中心；OMC：操作管理中心；LAPD：D通路链路接入程序；SCCP：信号接续控制部分，即ISUP：综合业务使用者部分；TUP：电话使用者部分；TCAP：传递控制应用部分；OMAP：操作管理应用部分；MAP：移动应用部分（和网络结构、节点间功能配置、系统构成方式等密切相关，目前世界上还未标准化）。
• 主要特性:
  • (1)工作频段：890MHz～915MHz（移动台发），935MHz～960MHz（基地台发）；
  • (2)射频载波：124个；
  • (3)载波间隔：200kHz；
  • (4)多址方式：TDMA；
  • (5)基本帧：每载波8时隙；
  • (6)信道速率：270．83kb／s，码元宽度3.7us;
  • (7)每时隙信道比特率：22．8kb／s；
  • (8)调制方式：GMSK，调制指数：0．30；
  • (9)分集方式：每秒跳频217次，交错信道编码，自适应均衡（可均衡量达16us 的时延传播）。

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