GSM原理

　　導(dǎo)讀：GSM是全球移動通信系統(tǒng)的簡稱，在應(yīng)用廣泛的移動電話標準，是全球最主要的蜂窩系統(tǒng)之一。與CDMA一樣是2G通信的主流制式，今天小編帶大家了解GSM的原理是如何。

GSM原理——介紹

　　GSM是現(xiàn)目前應(yīng)用最為廣泛的移動電話標準。GSM相比以前的標準不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移動電話系統(tǒng)。

GSM原理——特點

　　Ⅰ：頻譜效率。由于采用了高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡和語音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。

　?、颍喝萘?。由于每個信道傳輸帶寬增加，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甚至更小(模擬系統(tǒng)為7/21);加上半速率話音編碼的引入和自動話務(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。

　　Ⅲ：話音質(zhì)量。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點以及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，話音質(zhì)量總是達到相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)。

　　Ⅳ：開放的接口。GSM標準所提供的開放性接口，不僅限于空中接口，而且包括網(wǎng)絡(luò)之間以及網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備實體之間，例如A接口和Abis接口。

　?、酰? 安全性。通過鑒權(quán)、加密和TMSI號碼的使用，達到安全的目的。鑒權(quán)用來驗證用戶的入網(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是一個由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時識別號，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。

　?、觯号cISDN、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。

　　Ⅶ：在SIM卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游。漫游是移動通信的重要特征。

GSM原理——基本原理

　　GSM空中接口的核心技術(shù)為TDMA，技術(shù)特點：頻分雙工，每載頻200KHZ(上，下行不對稱);時分復(fù)用，每載頻復(fù)用8個時分信道;慢調(diào)頻，對抗干擾。

　　信號覆蓋采用大面積部署基站，一個站點一般分為三個扇區(qū)，而多個站點可以組成一個蜂窩群?？梢圆粩鄰?fù)制蜂窩群，從而完成大面積信號覆蓋。移動蜂窩圖如下：

　　接入網(wǎng)又叫基站子系統(tǒng)(BSS)，核心網(wǎng)又叫交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(MSS)

　　MS 與BSS之間的接口叫Um 接口，BSS與MSS之間的接口叫A接口：

　　GSM被分成三個子系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)(Network Switching Subsystem NSS);基站子系統(tǒng)(Base Station Subsystem BSS);網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)(Network Management Subsystem NMS)，網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)(NMS)又叫操作與維護中心(OMC--Operation & Maintenance Center)。

　　網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS是整個GSM系統(tǒng)的核心。它對GSM移動用戶之間及移動用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換連接與管理的功能?；咀酉到y(tǒng)BSS是GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分，它通過無線接口直接與移動臺相連負責無線信息的發(fā)送接收，無線資源管理及功率控制等，同時它與NSS相連實現(xiàn)移動用戶間或移動用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信息和用戶信息等。網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)NMS負責NSS和 BSS系統(tǒng)的維護管理工作。

GSM原理——安全

　　GSM具有中等安全水平。系統(tǒng)設(shè)計使用共享密鑰用戶認證。用戶與基站之間的通訊可以被加密。

　　UMTS的發(fā)展提供了一個選擇，就是USIM，它使用更長鑒別密鑰保證更好的安全以及網(wǎng)絡(luò)和用戶的雙向驗證。GSM只有網(wǎng)絡(luò)到用戶的驗證.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音的保密性。A5/1是在歐洲范圍使用的強力算法，而A5/2則是在其他國家使用的弱強度算法。在兩種算法中嚴重漏洞都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。

　　總結(jié)：GSM通過三個子系統(tǒng)對GSM移動用戶之間及移動用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換連接與管理。在2004年全球有超過10憶人使用GSM電話，占市份額的70%。與GSM最大的競爭的就是CDMA。GSM因為W-CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上的推遲，但還是會導(dǎo)致GSM最終消亡。