[信息与通信]GSM全球移动通信系统

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1、GSM 全球移动通信系统中文名称：全球移动通信系统英文名称：global system for mobile communications;GSM 定义： 由欧洲电信标准化协会提出，后来成为全球性标准的蜂窝无线电通信系统。主要有 GSM、DCS1800、PCS1900 三种系统。 国内全球移动通信系统企业三大巨头全球移动通讯系统 Global System of Mobile communication 就是众所周知的 GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过 200 个国家和地区超过 10 亿人正在使用 GSM 电话。GSM 标准的无处不在使得在移动电话运营商之间签署 漫游协定 后

2、用户的国际漫游变得很平常。 GSM 较之它以前的标准最大的不同是他的信令和语音信道都是数字式的，因此 GSM 被看作是第二代 (2G)移动电话系统。 这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM 是一个当前由 3GPP 开发的开放标准。目录具体介绍 1. 移动通信技术 2. 无线电接口GSM 频率配置 1. GSM 900MHz 频段 2. 中国 GSM900 使用频率 3. GSM 1800MHz 频段 4. 中国 GSM1800 使用频率市场状况 GSM 的系统结构 GSM 安全 GSM 技术特点 计量单位概 述GSM 是 Global System For Mobile Communi

3、cations 的缩写，由欧洲电信标准组织 ETSI 制订的一个数字移动通信标准，GSM 是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。它的空中接口采用时分多址技术。自 90 年代中期投入商用以来，被全球超过 100 个国家采用。GSM 标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场 80%以上。 GSM 是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过 200 个国家和地区超过 10 亿人正在使用 GSM 电话。所有用户可以在签署了 漫游协定移动电话运营商之间自由漫游。GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因

4、此 GSM 被看作是第二代(2G)移动电话系统。 这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM 是一个当前由 3GPP 开发的开放标准。从用户观点出发，GSM 的主要优势在于用户可以从更高的数字语音质量和低费用的 SMS之间作出选择。 网络运营商的优势是他们可以根据不同的客户定制他们的设备配置，因为 GSM 作为开放标准提供了更容易的互操作性。这样，标准就允许网络运营商提供漫游服务，用户就可以在全球使用他们的移动电话了。发 展 历 史尽 管 当 前 GSM 相 当 普 及 ， 但 是 构 思 移 动 电 话 的 历 史 在 GSM 之 前 很 长 时间 就 开 始 了 。 GSM 小 组 (

5、Groupe Spcial Mobile (法 语 ) 1, 2, 3 and 4)创立 于 1982 年 。 GSM 的 名 字 也 是 源 于 这 个 小 组 的 名 字 ， 尽 管 后 来 决 定 使 用 缩 写代 替 了 它 的 原 有 的 含 义 。 最 开 始 这 个 小 组 由 CEPT 负 责 管 理 。 GSM 系 统 的 原始 技 术 在 1987 定 义 。 1989 年 ， ETSI 从 CEPT 接 手 。 1990 第 一 个 GSM 规 范说 明 完 成 ， 这 个 规 范 的 文 本 长 达 超 过 6000 页 。 商 业 运 营 开 始 于 1991， 地

6、点是 芬 兰 的 Radiolinja。 1998 年 ， 3G 合 作 项 目 (3GPP)启 动 。 最 初 ， 这 个 项 目 的 目 标 是 制 定 详 细的 下 一 代 移 动 通 讯 网 （ 3G） 规 范 。 然 而 ， 3GPP 也 接 受 了 维 护 和 开 发 GSM 规范 的 工 作 。 ETSI 是 3GPP 的 一 个 成 员 。 具 体 介 绍移 动 通 信 技 术GSM 属 于 第 2 代 （ 2G） 蜂 窝 移 动 通 信 技 术 。 2 代 的 说 法 是 相 对 于 应 用 于80 年 代 的 模 拟 蜂 窝 移 动 通 信 技 术 以 及 目 前 正 逐

7、渐 进 入 商 用 的 宽 带 CDMA 技 术 。模 拟 蜂 窝 技 术 被 称 为 一 代 移 动 通 信 技 术 ， 宽 带 CDMA 技 术 被 称 为 三 代 移 动 通信 技 术 ， 即 3G。 无 线 电 接 口GSM 是 一 个 蜂 窝 网 络 ， 也 就 是 说 移 动 电 话 要 连 接 到 它 能 搜 索 到 的 最 近 的蜂 窝 单 元 区 域 。 GSM 网 络 运 行 在 多 个 不 同 的 无 线 电 频 率 上 。 GSM 网 络 一 共 有 4 种 不 同 的 蜂 窝 单 元 尺 寸 ： 巨 蜂 窝 ， 微 蜂 窝 ， 微 微 蜂 窝和 伞 蜂 窝 。 覆 盖

8、 面 积 因 不 同 的 环 境 而 不 同 。 巨 蜂 窝 可 以 被 看 作 那 种 基 站 天 线安 装 在 天 线 杆 或 者 建 筑 物 顶 上 那 种 。 微 蜂 窝 则 是 那 些 天 线 高 度 低 于 平 均 建 筑高 度 的 那 些 ， 一 般 用 于 市 区 内 。 微 微 蜂 窝 则 是 那 种 很 小 的 蜂 窝 只 覆 盖 几 十 米的 范 围 ， 主 要 用 于 室 内 。 伞 蜂 窝 则 是 用 于 覆 盖 更 小 的 蜂 窝 网 的 盲 区 ， 填 补 蜂窝 之 间 的 信 号 空 白 区 域 。 蜂 窝 半 径 范 围 根 据 天 线 高 度 、 增 益 和

9、 传 播 条 件 可 以 从 百 米 以 上 至 数 十 公里 。 实 际 使 用 的 最 长 距 离 GSM 规 范 支 持 到 35 公 里 。 还 有 个 扩 展 蜂 窝 的 概 念 ，蜂 窝 半 径 可 以 增 加 一 倍 甚 至 更 多 。 GSM 同 样 支 持 室 内 覆 盖 ， 通 过 功 率 分 配 器 可 以 把 室 外 天 线 的 功 率 分 配 到室 内 天 线 分 布 系 统 上 。 这 是 一 种 典 型 的 配 置 方 案 ， 用 于 满 足 室 内 高 密 度 通 话要 求 ， 在 购 物 中 心 和 机 场 十 分 常 见 。 然 而 这 并 不 是 必 须

10、的 ， 因 为 室 内 覆 盖 也可 以 通 过 无 线 信 号 穿 越 建 筑 物 来 实 现 ， 只 是 这 样 可 以 提 高 信 号 质 量 减 少 干 扰和 回 声 。 GSM 频 率 配 置GSM 900MHz 频 段GSM 900MHz 频 段 双 工 间 隔 为 45MHz， 有 效 带 宽 为 25MHz， 124 个 载 频 ，每 个 载 频 8 个 信 道 。 GSM900 ： 上 行 （ MHz） 890-915； 下 行 （ MHz） 935-960（ GSM 最 先 实 现 的 频 段 ， 也是 使 用 最 广 的 频 段 ） GSM900E ： 上 行 （ MHz

11、） 880-915； 下 行 （ MHz） 925-960（ 900MHz 扩 展 频 段 ） 中 国 GSM900 使 用 频 率 中 国 移 动 上 行 频 段 ： 890-909 MHz 下 行 频 段 ： 935-954 Mhz 中 国 联 通 上 行 频 段 ： 909-915 MHz 下 行 频 段 ： 954-960 Mhz GSM 1800MHz 频 段GSM 1800MHz 频 段 双 工 间 隔 为 95MHz， 有 效 带 宽 为 75MHz， 374 个 载 频 ，每 个 载 频 8 个 信 道 。 GSM1800 ： 上 行 （ MHz） 1710-1785； 下 行

12、 （ MHz） 1805-1880（ 适 用 于 对 信 道 容 量 需 求 大 的 市 场 ， 应 用 范 围 仅次 于 900M。 ） 中 国 GSM1800 使 用 频 率 中 国 移 动 上 行 频 段 ： 1710-1720 MHz 下 行 频 段 ： 1805-1815 Mhz 中 国 联 通 上 行 频 段 ： 1745-1755 Mhz 下 行 频 段 ： 1840-1850 MHz 市 场 状 况到 2004 年 全 球 有 超 过 10 亿 人 使 用 GSM 电 话 ， GSM 电 话 占 到 全 球 移 动 电话 市 场 份 额 的 70%。 GSM 的 主 要 竞 争

13、 CDMA（ 主 要 在 美 国 和 加 拿 大 使 用 ） 尽 管有 好 的 前 景 但 是 有 限 ， 被 作 为 3G 标 准 过 渡 的 CDMA 没 有 展 现 出 全 部 的 功 能 。还 有 ， 因 为 W-CDMA 网 络 建 设 的 推 迟 ， 导 致 至 少 在 高 密 度 通 话 这 块 市 场 GSM的 消 亡 速 度 还 很 慢 ， 但 是 那 是 迟 早 的 事 情 。 在 1998 到 2000 年 之 间 导 致 GSM 用 户 增 长 的 主 要 原 因 是 移 动 运 营 商 推出 预 付 费 电 话 服 务 。 它 允 许 那 些 不 能 或 者 不 想

14、跟 运 营 商 签 署 合 同 的 的 人 们 拥有 移 动 电 话 。 这 种 服 务 在 欧 洲 的 移 动 运 营 商 之 间 竞 争 也 比 较 激 烈 ， 即 使 没 有长 期 的 签 证 ， 人 们 也 可 以 从 运 营 商 那 里 以 很 低 廉 的 价 格 买 到 一 款 手 机 。 GSM 的 系 统 结 构GSM 系 统 主 要 由 移 动 台 （ MS） 、 移 动 网 子 系 统 （ NSS） 、 基 站 子 系 统（ BSS） 和 操 作 支 持 子 系 统 （ OSS） 四 部 分 组 成 。 移 动 台 （ MS） 移 动 台 是 公 用 GSM 移 动 通 信

15、 网 中 用 户 使 用 的 设 备 ， 也 是 用 户 能 够 直 接 接触 的 整 个 GSM 系 统 中 的 唯 一 设 备 。 移 动 台 的 类 型 不 仅 包 括 手 持 台 ， 还 包 括车 载 台 和 便 携 式 台 。 随 着 GSM 标 准 的 数 字 式 手 持 台 进 一 步 小 型 、 轻 巧 和 增 加功 能 的 发 展 趋 势 ， 手 持 台 的 用 户 将 占 整 个 用 户 的 极 大 部 分 。 基 站 子 系 统 （ BSS） 基 站 子 系 统 （ BSS） 是 GSM 系 统 中 与 无 线 蜂 窝 方 面 关 系 最 直 接 的 基 本 组成 部 分

16、 。 它 通 过 无 线 接 口 直 接 与 移 动 台 相 接 ， 负 责 无 线 发 送 接 收 和 无 线 资 源管 理 。 另 一 方 面 ， 基 站 子 系 统 与 网 络 子 系 统 （ NSS） 中 的 移 动 业 务 交 换 中 心（ MSC） 相 连 ， 实 现 移 动 用 户 之 间 或 移 动 用 户 与 固 定 网 路 用 户 之 间 的 通 信 连 接 ，传 送 系 统 信 号 和 用 户 信 息 等 。 当 然 ， 要 对 BSS 部 分 进 行 操 作 维 护 管 理 ， 还 要建 立 BSS 与 操 作 支 持 子 系 统 （ OSS） 之 间 的 通 信 连 接 。 移 动 网 子 系 统 （ NSS） 移 动 网 子 系 统 （ NSS） 主 要 包 含 有 GSM 系 统 的 交 换 功 能 和 用 于 用 户 数 据与 移 动 性 管 理 、 安 全 性 管 理 所 需 的