第二代移动通信系统——GSM
GSM概述
专门用于操作维护的设备成为操作维护中心OMC， GSM系统的每一个组成部分都可连接到OMC，从 而实现集中维护。
GSM系统结构与组成
GSM系统框图
GSM系统的业务
与模拟蜂窝网络相比，除普通电话呼叫外还提供 了多种业务。 GSM系统提供的业务分为三大类： 电信业务 承载业务 补充业务
GSM系统的业务 传 真 邮 件
GSM系统名称的由来
也就是说，TACS系统的终端不能接入NMT网， NMT终端也不能接入TACS网。
GSM系统名称的由来
欧洲电信管理部门（CEPT）成立了“GSM移动 特别小组”，这就是GSM名称的由来。来制定统 一标准。 随着二代移动通信的发展，GSM逐步成为泛欧数 字蜂窝移动通信的代名词。 GSM重新命名为“Global System for Mobile”
GSM系统的特点
GSM与IS-95 CDMA比较
标准化程度 技术先进性 设备成熟性 业务 容量 终端设备 话音质量 GSM 标准化程度高，具有开放的 A 接口和人机接口 在 无 线 技 术 是 80 年 代 的 技 术，是各厂家妥协的产物 设备供应商多 在业务方面有一定优势，如智 能业务和国际漫游等 频率利用率低，相同频率资源 下无线网络容量小 终端设备种类丰富 实现了机卡分离 引入 EFR 之前，话音编码技术 落后 IS-95 CDMA 标准化程度较差， 无线技术有一定的先进性 设备供应商较少 在数据业务方面有一定优势 频谱利用率高，无线网络容量 大 分离的手机全面上市要到 2001 年之后 与 GSM 引入 EFR 之后的话音质 量基本相当
第二代GSM数字移动通信系统
19
Wireless and Mobile Networks Technology
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
5.2 第二代GSM数字移动通信系统 5.2.1 GSM的业务
承载业务(Bearer Servcies)，是指所有能够为用户提供的两个接入 点之间的数据传输服务。
5.2 第二代GSM数字移动通信系统
GSM的发展历程
1. 1982年，移动通信特别小组(Group Special Mobile)成立； 2. 1988年，全球移动通信系统 (Global System for Mobile
Communications，简称GSM)颁布 3. 1991 年，GSM系统正式在欧洲开通运行。
电信业务是指提供包括终端设备功能在内的完整的端到端通信业务。
1. 电话业务：为移动用户与移动用户之间或移动用户与固定电话 用户之间提供实时双向通话
2. 紧急呼叫(Emergency Number)业务：在没有SIM卡的情况下， 仍然能够接通各种紧急电话，如火警，匪警或者急救中心
3. 短消息业务(Short Message Service，简称SMS) 4. 3类传真业务
GSM作为最为成功的数字移动通信系统，仍然被全球190多个国 家十多亿人所广泛使用
• GSM900 工作在 900 MHz：上行链路890-915MHz；下行链路 935-960MHz
• DCS1800工作在1800MHz：上行链路1710-1785MHz；下行链路 1805-1880MHz
• PCS工作在1900MHz：上行链路1850-1910MHz；下行链路 1930-1990MHz
附加业务又称补充业务（Supplementary Service），是对基本业务 的扩展。
GSM原理简介
GSM无线接口理论
图2-1 帧结构图
常用参数描述
网络识别 参数 不连续发 射 载干比 功率控制
信号质量
信号电平
定时提前 量
手机发射 功率
常用参数描述
网络识别参数
包含移动国家号、移动网号、小区名称、位置区编号（LAC）、基 站识别色码（BSIC）和小区识别码（CellID）。 移动国家号（MCC）表明移动用户（或系统）归属的国家。如中 国的移动国家码MCC为460。 移动网号（MNC）用以表示某一国家内的某个特定的GSM PLMN网 ，如中国移动为00、中国联通为01。 小区名称（cellname）是各个运营商根据自己的习惯规定的小区 标示。 位置区编号（LAC）确定移动台的位置，每个GSM PLMN的覆盖区被 划分为许多位置区，位置区码就用来标示不同的位置区，它可以由运 营商自己定。最大16bit。一个位置区可以包含一个或者多个小区。 切忌在网络中（全国范围）出现两个或者两个以上的位置区采用相同 的区码。
GSM原理简介
技术拓展部
主要内容 一 二 三 四 五 六 GSM简介 GSM无线理论接口 常用参数描述 C1、C2算法 无线链路建立过程 话统报表简述
GSM简介
什么是GSM
GSM系统的组成
GSM系统的业务功能
GSM简介
什么是GSM
GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为 全球移动通讯系统，俗称“全球通”，是一种起源于欧洲的移动通 信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可 以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍 全球。目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大 的移动通信网络。GSM系统包括 GSM900：900MHz、GSM1800： 1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等几个频段 。
第二代移动通信系统GSM
（4）前向纠错FEC 编码
前向纠错就是自动纠错,该措施在发 送端发送可以纠错旳码,接受端在收到旳 信码中不仅能发现错码,并且还可以根据 编码规则自动纠正传播中旳错误. 对于二 进制系统,假如可以确定错码旳位置,就可 以纠正它. 其长处是不需要反馈信道,译 码实时性很好,能进行一种顾客对多种顾 客旳同步通信,尤其适合于移动通信.
由此可见,GSM此后旳发展趋势是综 合化、小型化和个人化;采用更先进旳多 址技术和数据语音处理技术,深入提高频 率旳运用率;提高网络旳智能化程度,提 供更多旳新业务,即除 业务外,再扩展 到数据、 、图像等多种非话业务,融 入到综合业务数字网中,成为未来个人通 信网旳一种构成部分。
以上讨论了GSM系统发展趋势,这种系统采 用旳是时分多址技术。其频率旳运用率只比模 拟频分系统高出2～3倍,但若采用CDMA,则系统 容量可有更大提高。目前,CDMA技术已走向成 熟,商用旳CDMA数字蜂窝系统也已开通运转。 由于移动顾客迅速增长,频率资源日趋紧张,因 此采用码分多址数字蜂窝移动通信系统将是此 后旳发展方向。
GSM系统中提供旳业务重要是语音和低速 数据业务，而GPRS还可以提供多种较高速率 旳数据业务。GPRS 是在既有900/1800 MHz GSM 数字蜂窝移动通信系统上叠加了一种新 旳网络同步在网络上增长某些硬件设备和软件 升级形成了一种新旳网络逻辑实体提供端到端 旳广域旳无线IP 连接GPRS 作为移动数据业 务旳载体它能吸引顾客旳最重要原因是能提供 不一样需求旳数据服务。
GSM发展趋势及现实状况
20世纪80年代中期，我国模拟蜂窝移动通信 系统刚投放市场时，世界上旳发达国家就在研
制第二代移动通信系统。其中最有代表性和比 较成熟旳制式有泛欧GSM ，美国旳ADC(DAMPS)和日本旳JDC(目前更名为PDC)等数字 移动通信系统。在这些数字系统中，GSM旳 发展最引人注目。1991年GSM系统正式在欧 洲问世，网络开通运行。GSM系列重要有 GSM900、DCS1800和PCS1900三部分，三 者之间旳重要区别是工作频段旳差异。
无线通信技术基础_13第二代移动通信系统
无线通信技术基础_13第二代移动通信系统在通信技术的发展历程中，第二代移动通信系统（2G）的出现无疑是一个重要的里程碑。
它为人们的移动通信带来了巨大的变革，让人们在沟通交流方面更加便捷和高效。
2G 移动通信系统主要采用了数字通信技术，相较于第一代移动通信系统（1G）的模拟通信技术，具有更高的频谱利用率、更好的语音质量和更强的保密性。
在 2G 时代，全球主要有两种主流的技术标准：GSM（全球移动通信系统）和 CDMA（码分多址）。
GSM 是欧洲开发的标准，在全球范围内得到了广泛的应用。
它采用时分多址（TDMA）技术，将一个频率信道分成多个时隙，每个用户在特定的时隙内进行通信。
这种技术使得多个用户能够共享同一个频率信道，提高了频谱利用率。
CDMA 则是由美国高通公司开发的技术。
CDMA 系统中，不同用户的信号通过不同的编码序列进行区分，多个用户可以同时在同一频率上传输数据，从而大大提高了系统的容量。
2G 移动通信系统的主要业务是语音通信和短信服务。
语音通信的质量相比 1G 有了显著的提升，声音更加清晰、稳定。
而短信服务的出现则为人们提供了一种全新的、便捷的文字交流方式。
在那个时候，人们通过短信传递简短的信息，如问候、约会安排等。
为了实现 2G 通信，手机的形态和功能也发生了很大的变化。
早期的 2G 手机体积较大，功能相对简单，主要就是用于打电话和发短信。
但随着技术的不断进步，手机变得越来越小巧轻便，外观设计也更加时尚美观。
同时，手机的功能也逐渐丰富，如增加了通讯录、闹钟、计算器等实用的功能。
2G 网络的覆盖范围也在不断扩大。
运营商们纷纷建设基站，以确保信号能够覆盖到更广泛的区域，包括城市、乡村甚至一些偏远地区。
这使得人们在几乎任何地方都能够使用手机进行通信，极大地提高了人们生活和工作的便利性。
然而，2G 移动通信系统也存在一些局限性。
首先，它的数据传输速率较低，无法满足人们对于高速数据业务的需求，如浏览网页、观看视频等。
移动通信发展五个阶段
移动通信发展五个阶段移动通信发展五个阶段第一阶段-1G时代1G（第一代）移动通信技术是指1970年代末到1980年代初开始应用的模拟蜂窝方式系统，采用模拟信号传输语音信息。
该阶段主要以全球系统移动通信（GSM）为代表，其中包括NMT（北欧移动方式）、AMPS（先进移动方式系统）等。
这个阶段的特点是通信容量有限，信号传输质量较差，主要局限在通话功能上。
第二阶段-2G时代2G（第二代）移动通信技术是指从90年代开始应用的数字蜂窝方式系统，采用数字信号传输语音信息。
这个阶段的代表技术是GSM（全球系统移动通信），2G技术的出现使得移动通信进入了数字化时代。
2G时代的主要特点是信号质量提高、通信容量增加、可以发送短信、支持语音通话等功能。
第三阶段-3G时代3G（第三代）移动通信技术是指2023年代初开始应用的高速移动通信系统，采用宽带数据传输技术。
这个阶段的代表技术是CDMA2023、WCDMA（宽带码分多址）、TD-SCDMA（时分复用码分多址）。
3G时代的主要特点是高速数据传输、支持互联网接入、提供丰富的多媒体功能，如视频通话、流媒体、移动互联网等。
第四阶段-4G时代4G（第四代）移动通信技术是指2023年代开始应用的超高速移动通信系统，采用全IP网络架构。
这个阶段的代表技术是LTE（长期演进），4G技术的出现进一步提升了移动通信的速度和容量，支持更多的应用场景，如高清视频、移动宽带、物联网等。
第五阶段-5G时代5G（第五代）移动通信技术是指当前正在快速发展的移动通信系统，采用更高的频谱效率、更低的时延、更高的可靠性和容量。
这个阶段的代表技术包括毫米波、超高频和大规模天线阵列等。
5G 时代的特点是更快的速度、更低的延迟、更大的容量，将推动移动通信与各行业的深度融合，实现人与人、人与物、物与物之间的全面连接。
附件：本文档附有移动通信发展图表和相关数据统计。
法律名词及注释：1-GSM（全球系统移动通信）：全球移动通信技术标准之一，用于2G和3G网络。
移动通信简介
移动通信简介移动通信简介1·引言移动通信是一种通过无线技术传输信息的通信方式，具有广泛的应用范围和快速的发展速度。
本文将对移动通信进行详细介绍，包括其概念、发展历程、技术与标准、应用领域等内容。
2·概念移动通信是指在移动状态下，通过无线信道传输语音、数据和视频等信息的通信方式。
相比传统的有线通信，移动通信具有灵活性和便利性优势。
3·发展历程3·1 第一代移动通信第一代移动通信于20世纪70年代末至80年代初开始发展，其代表性标准为模拟蜂窝方式系统（AMPS），主要用于语音通信。
3·2 第二代移动通信第二代移动通信于20世纪90年代初开始发展，其代表性标准包括全球系统移动通信（GSM）、美国数字通信系统（CDMA）等，支持语音和简单数据传输。
3·3 第三代移动通信第三代移动通信于21世纪初开始发展，其代表性标准包括宽带无线接入（WCDMA）、CDMA2000等，支持高速数据传输和多媒体业务。
3·4 第四代移动通信第四代移动通信于2010年开始发展，其代表性标准为长期演进（LTE），提供更高的数据传输速率和更丰富的应用。
3·5 第五代移动通信第五代移动通信是目前最新的移动通信技术，其代表性标准为5G，具有更高的峰值数据传输速率、更低的延迟和更广的覆盖范围。
4·技术与标准4·1 无线接入技术4·1·1 GSM（Global System for Mobile Communications）4·1·2 CDMA（Code Division Multiple Access）4·1·3 WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）4·1·4 LTE（Long Term Evolution）4·1·5 5G（Fifth Generation）4·2 网络架构4·2·1 蜂窝网络4·2·2 核心网4·3 频谱分配4·3·1 FDD（Frequency Division Duplex）4·3·2 TDD（Time Division Duplex）4·3·3 动态频谱分配5·应用领域5·1 移动方式5·2 移动宽带5·3 物联网5·4 车联网5·5 移动支付5·6 移动医疗6·附件本文档涉及附件详见附件列表。
移动通信PPT
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世界知名移动通信终端生产商
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索尼爱立信Sony Ericsson 索尼爱立信
Sony Ericsson是由Sony Corporation及 Telefonaktiebolaget LM Ericsson于2001年10月 共同组建的合资公司，双方在合资公司中各占 50%的股份。
诺基亚的历史始于1865年，当时一个叫弗莱德里 克·艾德斯坦（Fredich Idestam）的工程师在芬兰北 部的一条河边建立了一家木浆工厂。随着工业化浪潮 在欧洲兴起，纸板的消费量急剧增加，工程师定名为 诺基亚的工厂不久便一炮打响。在工厂的周围形成了 一个社区，后来命名为诺基亚。艾德斯坦还建立了一 个国际销售网，使诺基亚的产品出口到了俄国、英国 和法国。到了二十世纪三十年代，中国也成为诺基亚 的重要贸易伙伴之一。
通用分组无线服务技术
GPRS 通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的 一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。 GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以 封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的 费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个 频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提 升至56甚至114Kbps。
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移动信息专家
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中国的移动通信运营商
中国电信集团公司
中国电信集团公司是按国家电信体制改革方案组 建的特大型国有通信企业，是中国最大的基础网 络运营商，拥有世界第一大固定电话网络，覆盖 全国城乡、通达世界各地，成员单位包括遍布全 国的31个省级企业，在全国范围内经营电信业务。
中国移动通信集团公司
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第二代移动通信系统
基站子系统（BSS）
第二代移动通信系统
GSM系统结构
功能：基站子系统BSS在GSM网络的固定部分和无线部 分之间提供中继，BSS通过无线接口直接与移动台实 现通信连接，同时BSS又连接到网络端的移动交换机。
第二代移动通信系统
GSM系统结构
BTS
BIE
BIE
MS Um接口
Abis接口
OMC
BSC Q3接口
如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通 话的同时，我们就可以容纳更多的用户。体现软容量 的另一种形式是小区呼吸功能。
第二代移动通信系统
CDMA 基本特点
软容量 （小区呼吸功能） 当相邻小区的负荷一重一轻时，负荷重的
小区降低导频信道的发射功率，使本小区边缘 的用户切换到临近小区，从而实现负荷分担， 也相当于增加了系统容量。
第二代移动通信系统
GSM系统结构
拜访位置寄存器（VLR）
VLR存储进入其覆盖区的移动用户的全部有关信 息，这使得MSC能够建立呼入/呼出呼叫。可以把它 看作动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄 存器（HLR）处获取并存储必要的数据，一旦移动用 户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记， 原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。
第二代移动通信系统
第二代移动通信系统概述 GSM系统结构 GSM系统接口 GSM寻呼流程 CDMA系统组成 CDMA 基本特点
第二代移动通信系统
第二代移动通信系统概述
20世纪80年代中期到21世纪初，数字移动通 信系统得到了大规模应用，其代表技术是欧洲 的GSM和美国的CDMA，也就是通常所说的第二 代移动通信技术（2G）。
GSM接口
Um接口： BTS与MS之间的接口 A接口： BSC与MSC之间的接口 Abis接口： BSC与BTS之间的接口
GSM cdma 简介
SIM卡：用户侧一个最重要的数据库就是SIM SIM卡 用户侧一个最重要的数据库就是SIM Module） （Subscriber Identity Module）卡。 SIM卡中存有用于用户身份认证所需的信息 卡中存有用于用户身份认证所需的信息， SIM卡中存有用于用户身份认证所需的信息，并 能执行一些与安全保密有关的信息， 能执行一些与安全保密有关的信息，以防止非法 用户入网，另外，SIM卡还存储与网络和用户有 用户入网，另外，SIM卡还存储与网络和用户有 关的管理数据。 关的管理数据。
通过GSM启用若干注册用户的特征号码来实现 启用若干注册用户的特征号码来实现 通过 例如： 例如：IMSI、TMSI、IMEI、LAI等，用于鉴权，证实 、 、 、 等 用于鉴权， 用户的入网权利。 用户的入网权利。
国际移动用户识别码（ 国际移动用户识别码（IMSI） ） 临时移动用户识别码（ 临时移动用户识别码（TMSI） ） 本地移动用户识别码(LMSI） 本地移动用户识别码 ） 国际移动设备识别码（ 国际移动设备识别码（IMEI） ）
具有跨国漫游能力
GSM系统中的注册用户获得一张 系统中的注册用户获得一张SIM卡（用户卡）存储 系统中的注册用户获得一张 卡 用户卡） 着认证用户身份特征、网络操作、安全保密等有关信息， 着认证用户身份特征、网络操作、安全保密等有关信息， 移动台只有插入SIM卡才能进行网络操作。 卡才能进行网络操作。 移动台只有插入 卡才能进行网络操作 SIM卡代表用户 卡代表用户， SIM卡代表用户，而不是手机
2.GPRS系统概述 系统概述
通 用 分 组 无 线 业 务 GPRS （ General Packet Radio Service） GPRS系统又被称为第 系统又被称为第2 代移动通信系统。 Service）。GPRS系统又被称为第2.5代移动通信系统。 GSM系统的基础上构建 GPRS系统时 GSM系统中的绝大部 系统的基础上构建GPRS 系统时， 在 GSM 系统的基础上构建 GPRS 系统时 ， GSM 系统中的绝大部 分部件都不需要作硬件改动, 只需作软件升级。 分部件都不需要作硬件改动, 只需作软件升级。 GPRS的实现是在GSM网络上增加分组数据服务设备 的实现是在GSM网络上增加分组数据服务设备， GPRS的实现是在GSM网络上增加分组数据服务设备，并对 GSM无线设备进行升级 从而利用现有的GSM 无线设备进行升级， GSM无线覆盖提 GSM 无线设备进行升级， 从而利用现有的GSM 无线覆盖提 供分组数据业务。 供分组数据业务。 GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接 网络接入速度快 GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接 支持中、 高速率数据传输， 可提供9 05-171. kbit/s的数 支持中 、 高速率数据传输 ， 可提供 9.05-171.2kbit/s 的数 据传输速率 可提供按时间、 数据量、 内容等灵活的计费方式， 可提供按时间 、 数据量 、 内容等灵活的计费方式 ， 因而能 够支持用户永远在线
移动通信发展五个阶段
移动通信发展五个阶段移动通信发展五个阶段：1.第一代移动通信（1G）：第一代移动通信技术出现在20世纪80年代末和90年代初，并在整个90年代得到广泛应用。
主要特点是模拟信号传输和窄带语音通信。
第一代移动通信系统采用了AMPS（美国模拟方式系统）和NMT（Nordic Mobile Telephone）等早期标准。
虽然1G主要用于语音通信，但数据传输速率较低且不稳定。
1G时代的方式主要是大型便携设备，只能在固定基站覆盖范围内使用。
2.第二代移动通信（2G）：第二代移动通信技术在20世纪90年代中期兴起，并在进入21世纪之前得到普及。
主要特点是数字信号传输和窄带数字通信。
2G 引入了新的数字技术标准，如GSM（全球系统移动通信）、CDMA （代码分割多址）和TDMA（时分多址）。
这些新技术极大地提高了语音质量和信号传输稳定性，并开始支持简单的数据传输，如短信和基本的互联网接入。
3.第三代移动通信（3G）：第三代移动通信技术在21世纪初开始发展，并在2000年代得到广泛的应用。
主要特点是宽带数据传输和高速互联网接入。
3G引入了新的技术标准，如UMTS（通用移动电信系统）、CDMA2000（基于CDMA的3G技术）和WiMAX（全球互通微波接入）。
这些新技术大大提高了数据传输速率和互联网接入质量，使移动设备具备了更多功能，如视频通话、实时流媒体和高速互联网浏览。
4.第四代移动通信（4G）：第四代移动通信技术在2010年开始商用，并在2010年代得到广泛应用。
主要特点是全IP网络和高速移动宽带通信。
4G引入了新的技术标准，如LTE（长期演进）、WiMAX 2和TD-LTE（时分长期演进）。
这些新技术改善了网络延迟、传输速度和容量，使移动通信达到了接近固定宽带网络的能力，促进了视频、游戏和云服务等应用的快速发展。
5.第五代移动通信（5G）：第五代移动通信技术在2019年开始商用，目前正处于快速推广阶段。
主要特点是超高速率和低延迟通信。
GSM分类与介绍
EGSMEGSM 是增强型全球移动通信系统(Enhanced Global System for Mobile C ommunications) 缩写形式，是GSM 的扩展。
EGSM 的工作频率经扩展后比G SM 900 频段低10MHz。
也就是说，如果网络运营商接入此额外带宽，便可扩展网络容量。
对您而言，则意味着支持EGSM 900 (例如) 的手机可在网络支持此频率的地区使用。
EGSM也有说法为(Extended GSM)，即扩展的GSM，意指比GSM900频段低10MHz而带来频率扩大的GSM系统。
PGSMPGSM (Primary GSM),就是通常所常说的GSM频段。
即通常的GSM900/180 0/1900频段上的GSM。
GSM系统是第二代数字蜂窝移动通信系统,它采用900MHz频段,在后期又加入了1800MHz频段及1900MHz频段,为便于区别,分别称为GSM900、DCS1800及P CS1900.初期的GSM的工作频率是890～915MHz(移动台发),935～960MHz(基站发)共2 5MHz的双工频率;后加入了EGSM(扩展GSM)其频段为880～890MHz(移动台发),925～935MHz(基站发),为与EGSM区别,把前者称之为PGSM。
GSM900上行与下行频段的间隔为45MHz,信道间隔为200KHz,可分为124个信道（EGSM加入了975～1023共49个信道）；因此E-GSM共有174个信道。
DCS1800的频段为1710～1785MHz(移动台发),1805～1880MHz(基站发),上行与下行频段的间隔为95MHz，频带宽度为75M，可分为374个信道（512至8 85）。
PCS1900的频段分为上行：1850～1910MHz，下行：1930～1990MHz，上行与下行频段的间隔为80MHz，频带宽度为60M，可分为300个信道。
每信道分成8个时隙(半速率是有16个),每个时隙信道速率是22.8kb/s,信道总传输速率270.83Kb/s,采用GMSK调制，通信方式是全双工，分集接收，每秒跳频217次,交错信道编码,自适应均衡.现在GSM向前发展开发了GPRS业务，作为2G向3G的过渡方式。
第7章GSM移动通信系统
7.1.1 网络结构
GSM系统的网络结构如图7-1所示。由图可见，GSM系统的主要 组成部分可分为移动台（MS，Mobile Station ）、基站子系统（BSS ， Base Station Subsystem）和网络子系统（NSS，Network Switching Subsystem）。
基站子系统（简称基站BS）由基站收发信机（BTS）和基站控制 器（BSC）组成；网络子系统（NSS）包括：移动交换中心（MSC）、 操作维护中心（OMC）、原籍位置寄存器（HLR）、访问位置寄存 器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。 一个MSC可管理多达几十个基站控制器，一个基站控制器最多可控制 256个BTS。MS、BS和网络子系统构成了公用陆地移动通信网，该网 络由MSC与公用交换电话网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）和 公用数据网（PDN）进行互连。
SIM卡的特点和寿命
SIM卡的特点
1. 客户与设备分离； 2. 通信安全可靠； 3. 成本低。
SIM卡的寿命
SIM卡的平均寿命约为4年左右。
2. 基站子系统(BSS)
基站子系统是GSM系统的基本组成部分，它通过无线接口与移 动台相连，进行无线发送、接收及无线资源管理。另一方面，基站 子系统与网络子系统中的移动交换中心（MSC）相连，实现移动用 户与固定网络用户之间或移动用户之间的通信连接。
7.1 GSM系统概述
经过6年的研究、实验和比较，于1988年确定了包括TDMA 技术在内的技术规范，并制定出实施计划。从1990年开始，这 个系统在德国、英国和北欧许多国家投入试用，取得了意想不 到的成功，并走向全球，GSM也演变为Global System for Mobile Communication的缩写，在某种程度上实现了“全球 通”。在GSM标准中，未对硬件进行规定，只对功能和接口 等进行了详细规定，便于不同公司产品的互联互通。GSM包 括两个并行的系统：GSM 900和DCS 1800。这两个系统功能相 同，主要的差异是频段不同。
GSM频段知识 GSM900 DCS1800
GSM频段知识GSM900 DCS1800^一.GSM的涵义GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM技术(2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络)。
目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。
GSM系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及GSM1900：1900MHz等几个频段。
GSM(全球移动通信系统)是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。
GSM使用的是时分多址的变体，并且它是目前三种数字无线电话技术 (TDMA、GSM和CDMA)中使用最为广泛的一种。
GSM将资料数字化，并将数据进行压缩，然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去，另外的两个用户数据流都有各自的时隙。
GSM实际上是欧洲的无线电话标准，据GSM MoU联合委员会报道，GSM在全球有12亿的用户，并且用户遍布120多个国家。
因为许多GSM网络操作员与其他国外操作员有漫游协议，因此当用户到其他国家之后，仍然可以继续使用他们的移动电话。
美国著名通信公司Sprint的一个辅助部门，美国个人通信正在使用GSM作为一种宽带个人通信服务的技术。
这种个人通信服务将最终为爱立信、摩托罗拉以及诺基亚现在正在生产的手持机建立400多个基站。
手持机包括电话、短信寻呼机和对讲机。
GSM及其他技术是无线移动通信的演进，无线移动通信包括高速电路交换数据、通用无线分组系统、基于GSM网络的数据增强型移动通信技术以及通用移动通信服务二.GSM特点1.GSM使用上直观的特点：GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。
移动通信发展五个阶段
移动通信发展五个阶段移动通信发展五个阶段1：第一代移动通信（1G）第一代移动通信是指在20世纪70年代末到80年代初出现的模拟蜂窝通信系统。
这一阶段的移动通信以AMPS（Advanced Mobile Phone System）为代表，使用了频分多址（FDMA）技术，主要提供语音通信服务，并且网络容量有限，数据传输速度较慢。
2：第二代移动通信（2G）第二代移动通信指的是在90年代初到2000年左右出现的数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以GSM（Global System for Mobile Communications）为代表，采用了时分多址（TDMA）或CDMA（Code Division Multiple Access）技术，网络容量得到了大幅提升，数据传输速度较快，不仅提供了语音通信服务，还支持短信和基本的数据传输。
3：第三代移动通信（3G）第三代移动通信是指在2000年左右出现的高速数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）和CDMA2000为代表，采用了CDMA技术，网络容量进一步提升，数据传输速度较快，不仅支持语音通信、短信和基本数据传输，还能提供高速互联网接入、多媒体传输等服务。
4：第四代移动通信（4G）第四代移动通信是指在2010年左右开始商用的超高速数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以LTE（Long Term Evolution）为代表，采用了OFDMA（Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access）技术，网络容量和数据传输速度进一步提升，能够提供更高质量的语音通信、短信、互联网接入、多媒体传输等服务，并支持了更广泛的应用场景，如物联网和移动支付。
5：第五代移动通信（5G）第五代移动通信是指当前正在发展中的新一代超高速数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以NR（New Radio）为代表，采用了更高频率的毫米波技术和波束成形技术，网络容量和数据传输速度有望再次大幅提升，能够支持更多高质量、低延迟的服务，同时也为未来的应用场景如车联网、工业自动化和虚拟现实等打下了基础。
第二代移动通信系统-GSM系统
第二代移动通信系统-GSM系统第二代移动通信系统 GSM 系统在现代通信技术的发展历程中，第二代移动通信系统（2G）的出现是一个具有重要意义的里程碑。
其中，GSM 系统（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）更是 2G 时代的代表，为人们的通信方式带来了巨大的变革。
GSM 系统诞生于 20 世纪 80 年代末，它的出现主要是为了解决第一代移动通信系统（1G）存在的诸多问题，如频谱利用率低、通话质量不稳定、系统容量有限等。
GSM 系统采用了数字通信技术，相较于1G 的模拟通信，具有更好的抗干扰能力、更高的频谱效率和更丰富的业务功能。
GSM 系统的核心组成部分包括移动台（手机）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）。
移动台是用户直接使用的设备，具备通话、短信、数据传输等功能。
基站子系统负责与移动台进行无线通信，包括基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）。
网络子系统则主要负责移动性管理、呼叫控制、用户数据管理等功能，由移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）等组成。
在通信原理方面，GSM 系统采用了时分多址（TDMA）技术。
简单来说，就是将一个频段的频谱资源按照时间划分成多个时隙，每个用户在不同的时隙上进行通信，从而实现多个用户共享同一频段的资源。
这种技术大大提高了频谱利用率，使得系统能够容纳更多的用户同时通信。
GSM 系统的一大优势是其良好的漫游能力。
无论用户身处何地，只要有 GSM 网络覆盖，就能够使用自己的手机进行通信。
这得益于其完善的用户数据管理和移动性管理机制。
当用户从一个网络区域移动到另一个网络区域时，系统能够自动完成用户数据的切换和更新，保证通信的连续性。
在业务功能方面，GSM 系统除了支持基本的语音通话和短信服务外，还逐渐发展出了一些增值业务，如彩信、WAP 上网等。
虽然这些业务在如今看来可能已经显得十分简陋，但在当时却为人们的生活和工作带来了极大的便利。
GSM
全球移动通讯系统就是众所周知的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。
GSM是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，为全球超过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属于2代蜂窝移动通信技术。
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 技术也即三代3G。
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。
GSM作为一个继续开发的标准，保持向後兼容原始的GSM电话，例如报文交换能力在Release '97版本的标准才被加入进来，也就是GPRS。
高速数据交换也是在Release '99版标准才引入的，主要是EDGE和UMTS标准。
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。
覆盖面积因不同的环境而不同。
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GSM发展背景
而2G与1G相比较主要的特点是提高了标准化 程度及频谱利用率、不再是数模结合而是全数 字化、保密性增加、容最增大，干扰减小，能 传输低速的数据业务，全球可以漫游．在增加 了分组网络部分后可以加入窄带分组数据业务， 2G网络就改造升级成为了所谓的2．5G(GPRS)、 2．75G(EGPRS)网络，从而为将来系统演进到 宽带系统打下了良好基础。2G移动网络的突出 弱点就是业务范围有限，无法实现移动的多媒 体业务，各国标准不统一，实现全球漫游困难。
在GPRS 系统中分组数据业务信道定义了4 种编码方案，即CS1至CS4，其中CS1编码的纠 错能力很强，能够忍受一定的误码率，因此它 对无线环境的要求较低，但它的缺陷是吞吐量 是最小的；CS4的吞吐量是最高，但纠错能力 最低，需要的C/I最高；高的编码速率通过减 少纠错和检错比特来获取。 CS1编码为184个信息比特+40个用于纠错 和检错的分组校验比特+4个尾比特得到228个 比特，将这228个比特采用1/2速率的卷积编码， 最终就得到了456个比特（4个BURST）；
GSM升级版 升级版——2.5G(GPRS) 升级版
GSM系统中提供的业务主要是语音和低速 数据业务，而GPRS还能够提供各种较高速率的 数据业务。GPRS 是在现有900/1800 MHz GSM 数字蜂窝移动通信系统上叠加了一个新的网络 同时在网络上增加一些硬件设备和软件升级形 成了一个新的网络逻辑实体提供端到端它能吸引用户的最重要原因是能提供不同需求 的数据服务。
(5)费尔码 将费尔码(L，K)作为块码去检测并纠正错误 里的单个突发，这里K是信息比特，L是编码比 特。 (6)级联码 级联码使用卷积码作内部编码而用费尔码作 外部编码。外部编码和内部编码都降低了错误 概率并纠正信道码中的大多数错误。和单个编 码操作相比，使用级联码的优势是实现的复杂 性降低了。
CS2编码为3比特的USF预编码为6比特+268 个信息比特+16个用于纠错和检错的分组校验 比特+4个尾比特得到294个比特，采用采用1/2 速率的卷积编码，得到588个比特，采用截短 技术截短132个比特，最终得到456个比特（4 个BURST）。 CS3编码为3比特的USF预编码为6比特+312 个信息比特+16个用于纠错和检错的分组校验 比特+4个尾比特得到338个比特，采用采用1/2 速率的卷积编码，得到676个比特，采用截短 技术截短220个比特，最终得到456个比特（4 个BURST）。
GSM发展趋势及现状
20世纪80年代中期，我国模拟蜂窝移动通信系 统刚投放市场时，世界上的发达国家就在研制 第二代移动通信系统。其中最有代表性和比较 成熟的制式有泛欧GSM ，美国的ADC(D-AMPS) 和日本的JDC(现在改名为PDC)等数字移动通信 系统。在这些数字系统中，GSM的发展最引人 注目。1991年GSM系统正式在欧洲问世，网络 开通运行。GSM系列主要有GSM900、DCS1800和 PCS1900三部分，三者之间的主要区别是工作 频段的差异。
（1）块卷积码 块卷积码主要用于纠错，当解调器 采用最大似然估计方法时，可产生十分 有效的纠错结果。 （2）奇偶校验码 2 这是一种普遍使用的最简单的检测 误码方法。它也是一种线性块码，GSM规 定了它的三种使用情况。在话音情况下， 它在最重要的50bit信息位后加了
3bit冗余，用于评估那些最敏感的错误， 但它只能检测1bit错码情况。在随机信 道RACH和慢速随路控制信道SACCH中分别 采用了6bit和10bit冗余，只能检测3bit 误码情况，并能纠错1bit误码。 上述三种情况是采用奇偶校验编码， 对已编码的信息再进行1/2的卷积编码， 所以是使用混合编码方式。
在第一阶段和第二阶段之间有一个中间阶 段,主要考虑了空间接口上的加密功能。第二 阶段是在第一阶段的基础上进一步发展起来的。 比如频率扩展的定义、更先进的多路鉴权算法 的采用以及更多服务功能的定义。在第二阶段, 大多数新的服务功能被归纳在补充服务目录中, 如呼叫转移、呼叫限制等等。较有特色的有以 下4种: 主、被叫识别功能,显示主叫或被叫号 码;限制显示主、被号码功能;呼叫等待和呼叫 保持功能:使通话中的用户能觉察到有新的呼 叫进入,并能保持住原通话用户,转与新的用户 通话;多达6方的会议电话。
（7）交织技术 具体地说,就是将原来的码元打乱,参 入新码元,这叫交织重组,然后传送出去. 接收到这些码元后,就用相反的过程,去交 织,恢复原来的码元排序,并剔除纠错码元, 从而实现信道编码.
语音编码
（1）多脉冲激励LPC 为了有效利用信道带宽，数字无线通信系 统都依赖于语音编码技术来去除语音中几乎所 有的冗余，来提供速率远小于PCM的高质量数 字化语音通信。通常解决的方法是采用信源编 码技术，如多脉冲激励LPC或其规则脉冲激励 方式，以及CELP，它们以低于16kbps的比特率 维持了高质量的合成语音。
（4）前向纠错FEC 编码 前向纠错就是自动纠错,该方法在发 送端发送能够纠错的码,接收端在收到的 信码中不仅能发现错码,而且还能够根据 编码规则自动纠正传输中的错误. 对于二 进制系统,如果能够确定错码的位置,就能 够纠正它. 其优点是不需要反馈信道,译 码实时性较好,能进行一个用户对多个用 户的同时通信,特别适合于移动通信.
GSM发展趋势及现状
我国自1994年底开始，在十多个省市筹建 GSM蜂窝移动通信网，其发展势头世人皆叹， 到现在GSM数字网已覆盖全国30多个省 (区、 市)，300多个地区和2000多个县市，并可与40 多个国家实现漫游。 截止到2010年，世界上拥有30多亿的GSM用 户，而中国达到5.79亿。
系统采用了向后兼容和模块化结构,系统 可以从第一阶段平滑地过渡到第二阶段、第二 阶段加(Phase2+)以及更高的阶段。“Phase2+” 的标准也已制定,它主要包括:适应于商务方面 的特性;对公众网络总体上的改进;对GSM的专 门改进;虚拟网功能;数字无绳电话至GSM系统 的接口;多用户号码功能。
短消息的编码方法
短消息(SMS)是由ETSI组织制定的一 个规范(GSM03．40和GSM03．38)，当使 用7 bits编码时，最多可以发送160个字 符，当使用8 bits编码时．最多发送140 个字符；当使用16 bits编码时，最多发 送70个汉字字符。
（1）汉字字符编码方法 中文短消息的编码实现较简单，只需将 GB2312的中文编码转换代码页为CP936的 Unicode编码即可。 （2）英文字符编码方法 每个字符用7 bits表示，若要传送此短 消息，这些7位字节需要换成8位字节，缺省的 GSM字符集为7位编码可以理解为ASCIl码 (ASCIl码值小于80Hex，因此bit8被忽略)，依 次将下一个7位编码的后几位逐步移至前面， 形成新的8位编码。
信息编码 在第二代移动通信GSM中的应用 在第二代移动通信GSM中的应用 GSM
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GSM发展背景 GSM发展趋势及现状 GSM网络组成 GSM的信道编码 GSM的语音编码 GSM短消息编码 GSM 国内科研院校对GSM编码技术研究
GSM发展背景
由于模拟系统有四大缺点: 1、各系统间没有公共接口； 2、很难开展数据承载业务； 3、频谱利用率低无法适应大容量的需求； 4、安全保密性差，易被窃听，易做“假机”。 由于这些缺点的存在促使了第二代移动通信 系统的发展。
（3）循环纠错码 这是一种线性块码，主要用于检测 和纠正成组出现的误码，通常与块卷积 码混合使用。传输码是由原码序列（信 息码元）加上通过异或公式对信息位处 理后的冗余比特组成，是一种短循环码。 用原码序列建立一个二进制多项式，冗 余比特表示为另一个多项式的系数，此 多项式就是生成多项式。它要能在误码 发生时有效地将其检测出来，并尽可能 地纠正它。
GSM网络组成
GSM系统中的编码 系统中的编码
1.信道编码 在GSM中采用了多种编码方法，不同信道 的信道编码方式也不相同。信道编码用于改善 传输质量，克服各种干扰因素对信号产生的不 良影响；但它是以增加bit降低信息量为代价 的。编码的基本方法是在原始数据上附加一些 冗余信息，增加的bit是通过某种约定从原始 数据经计算产生的。
GSM发展趋势及现状
我国自从1992年在嘉兴建立和开通第一个 GSM演示系统，并于1993年9月正式开放业务以 来，全国各地的移动通信系统中大多采用GSM 系统，使得GSM系统成为目前我国最成熟和市 场占有量最大得一种数字蜂窝系统。 目前我国主要的两大GSM系统为GSM 900及 GSM1800，由于采用了不同频率，因此适用的 手机也不尽相同。不过目前大多数手机基本是 双频手机，可以自由在这两个频段间切换。欧 洲国家普遍采用的系统除GSM900和GSM1800另 外加入了GSM1900，手机为三频手机。在我国 随着手机市场的进一步发展，现也已出现了三 频手机，即可在GSM900\GSM1800\GSM1900三种 频段内自由切换的手机，真正做到了一部手机 可以畅游全世界。
GSM发展趋势及现状
GSM数字移动通信系统源于欧洲。早在1982年， 欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如 北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的 TACS(全接入通信系统)，西欧其它各国也提供 移动业务。当时这些系统是国内系统，不可能 在国外使用。为了方便全欧洲统一使用移动电 话，需要一种公共的系统，1982年，北欧国家 向CEPT(欧洲邮电行政大会)提交了一份建议书， 要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。 在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学 会(ETSI)技术委员会下的“移动特别小组 (Group Special Mobile)”，简称“GSM”， 来制定有关的标准和建议书。
（2）规则脉冲激励长期预测 GSM采用的编码方案是13kbit/s RPE—LTP 码（规则脉冲激励长期预测）。首先把语音分 成20ms为单位的段，每个段编成260bit的数据 块；块之间依靠外同步，块内部不含同步信息。 这样无线接口上20ms一帧的数据流，也就是 13kbit/s流中不包括任何帮助收端定位帧标志 的信息。收端把收到的信号块（激励信号）经 过LTP（长期预测）和LPC（线性预测编码）滤 波重组，最后经过一个预先设计好的去加重网 络加以复原，恢复语音信号。RPE - LTP 编码 器是将波形编码和声码器两种技术综合运用的 编码器,从而以低速率获得较高的话音质量。