GSM原理

　　導讀：GSM是全球移動(dòng)通信系統的簡(jiǎn)稱(chēng)，在應用廣泛的移動(dòng)電話(huà)標準，是全球最主要的蜂窩系統之一。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是現目前應用最為廣泛的移動(dòng)電話(huà)標準。GSM相比以前的標準不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移動(dòng)電話(huà)系統。

GSM原理——特點(diǎn)

　?、瘢侯l譜效率。由于采用了高效調制器、信道編碼、交織、均衡和語(yǔ)音編碼技術(shù)，使系統具有高頻譜效率。

　?、颍喝萘?。由于每個(gè)信道傳輸帶寬增加，使同頻復用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統的同頻復用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更小(模擬系統為7/21);加上半速率話(huà)音編碼的引入和自動(dòng)話(huà)務(wù)分配以減少越區切換的次數，使GSM系統的容量效率(每兆赫每小區的信道數)比TACS系統高3～5倍。

　?、螅涸?huà)音質(zhì)量。鑒于數字傳輸技術(shù)的特點(diǎn)以及GSM規范中有關(guān)空中接口和話(huà)音編碼的定義，在門(mén)限值以上時(shí)，話(huà)音質(zhì)量總是達到相同的水平而與無(wú)線(xiàn)傳輸質(zhì)量無(wú)關(guān)。

　?、簦洪_(kāi)放的接口。GSM標準所提供的開(kāi)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 )中各設備實(shí)體之間，例如A接口和Abis接口。

　?、酰? 安全性。通過(guò)鑒權、加密和TMSI號碼的使用，達到安全的目的。鑒權用來(lái)驗證用戶(hù)的入網(wǎng)權利。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(gè)由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )給用戶(hù)指定的臨時(shí)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 )的互連通常利用現有的接口，如ISUP或TUP等。

　?、鳎涸赟IM卡基礎上實(shí)現漫游。漫游是移動(dòng)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T(mén)DMA，技術(shù)特點(diǎn)：頻分雙工，每載頻200KHZ(上，下行不對稱(chēng));時(shí)分復用，每載頻復用8個(gè)時(shí)分信道;慢調頻，對抗干擾。

　　信號覆蓋采用大面積部署基站，一個(gè)站點(diǎn)一般分為三個(gè)扇區，而多個(gè)站點(diǎn)可以組成一個(gè)蜂窩群?？梢圆粩鄰椭品涓C群，從而完成大面積信號覆蓋。移動(dòng)蜂窩圖如下：

　　接入網(wǎng)又叫基站子系統(BSS)，核心網(wǎng)又叫交換網(wǎng)絡(luò )子系統(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(gè)子系統：網(wǎng)絡(luò )交換子系統(Network Switching Subsystem NSS);基站子系統(Base Station Subsystem BSS);網(wǎng)絡(luò )管理子系統(Network Management Subsystem NMS)，網(wǎng)絡(luò )管理子系統(NMS)又叫操作與維護中心(OMC--Operation & Maintenance Center)。

　　網(wǎng)絡(luò )子系統NSS是整個(gè)GSM系統的核心。它對GSM移動(dòng)用戶(hù)之間及移動(dòng)用戶(hù)與其它通信網(wǎng)用戶(hù)之間通信起著(zhù)交換連接與管理的功能?；咀酉到yBSS是GSM系統中與無(wú)線(xiàn)蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分，它通過(guò)無(wú)線(xiàn)接口直接與移動(dòng)臺相連負責無(wú)線(xiàn)信息的發(fā)送接收，無(wú)線(xiàn)資源管理及功率控制等，同時(shí)它與NSS相連實(shí)現移動(dòng)用戶(hù)間或移動(dòng)用戶(hù)與固定網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)之間的通信連接，傳送系統信息和用戶(hù)信息等。網(wǎng)絡(luò )管理子系統NMS負責NSS和 BSS系統的維護管理工作。

GSM原理——安全

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

　　UMTS的發(fā)展提供了一個(gè)選擇，就是USIM，它使用更長(cháng)鑒別密鑰保證更好的安全以及網(wǎng)絡(luò )和用戶(hù)的雙向驗證。GSM只有網(wǎng)絡(luò )到用戶(hù)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(yǔ)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。

　　總結：GSM通過(guò)三個(gè)子系統對GSM移動(dòng)用戶(hù)之間及移動(dòng)用戶(hù)與其它通信網(wǎng)用戶(hù)之間通信起著(zhù)交換連接與管理。在2004年全球有超過(guò)10憶人使用GSM電話(huà)，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 )建設上的推遲，但還是會(huì )導致GSM最終消亡。