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GSM基础知识1、术语及概念1.1 GSM：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）。
1.2 CGI: 小区全球识别码用于识别一个位置区内的小区。
CGI＝MCC＋MNC＋LAC＋CI其中：MCC（Mobile Country Code）：三个十进制数组成，取值范围为十进制的000 ～999。
MNC（Mobile Network Code）：二个十进制数，取值范围为十进制的00～99。
LAC（Location Area Code）：范围为1～65535。
CI（Cell Identity）：小区识别代码，范围为0～65535。
1.3移动台的国际身份号码ISDN（MSISDN），即用户手机号码结构：MSISDN＝CC＋NDC＋SNCC：国家码，即在国际长途电话通信网中的号码，中国为86；NDC：移动服务访问码，移动为135——139，联通为130。
SN：用户号码，其中H1H2H3是HLR标识码，表明用户所属的HLR例如GSM移动手机号码8613981080001，86是国家码CC；139便是NDC，用于识别网号；81080001是用户号码SN，8108用于识别归属区。
1.4国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity ，IMSI），用户身份证号码IMSI＝MCC＋MNC＋MSINMCC：Mobile Country Code移动用户的国家号，中国是460；MNC：Mobile Network Code移动用户的所属PLMN网号；中国移动为00，联通为01例：460-00-XXXX…XXX（15位）1.5临时移动用户识别码（Temporary Mobile Subscriber Identity ，TMSI）用TMSI，用户身份保密、寻呼容量为IMSI两倍。
1.6 BCCH载波频率（BCCHNO）按照GSM系统要求，在每个小区中必须有且只有一个载频用于发送一些广播消息。
GSM全球移动通信系统概述►无线通信系统的基本概念、蜂窝通信►GSM系统组成、网络结构、接口与协议、业务功能►GSM无线传输原理、标准、语音编码、信道编码与调制解调►移动台登记、漫游、切换、呼叫接续过程1 蜂窝无线通信系统的基本概念1.2 蜂窝无线通信系统蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破，是一种系统级的概念。
其思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。
每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基站则分配另外一些不同的信道，这样基站之间（以及在它们控制下的移动用户之间）的干扰就最小。
只要基站间的同频干扰在可以接受的范围以内，可用信道就可以尽可能的复用。
1.2.1 频率复用蜂窝无线系统依赖于整个覆盖区域内信道的分配及复用。
每一个蜂窝基站分配一组无线信道，这组无线信道作用于一个小区。
给相邻小区的基站分配一个信道组，所包含的信道全部不能在相邻小区内使用。
通过将基站天线的覆盖范围限制在小区边界以内，相同的信道组就可用于覆盖不同的小区，只要距离足够远，相互间的干扰就可以接受。
为整个系统中1.2.2 越区切换当一个移动台正在通话的时候，从一个基站移动到另一个基站，为了使通话不被中断，系统自动地将呼叫转移到新基站的信道上。
这种切换操作不仅要识别一个新基站，而且要求将话音和信令信号分派到新基站的信道上，此过程不需要用户的介入。
在小区内分配空闲信道时，许多切换策略都使切换请求优先于呼叫初始请求。
系统设计者必须要指定一个启动切换的最恰当的信号强度，一旦将某个特定的信号强度指定为基站接收机中可接受的话音质量的最小可用信号（一般在–90 dBm到–100 dBm之间），稍微强一点的信号强度就可作为启动切换的门限，两者之间的信号强度之差值∆的选择必须慎重。
在决定何时切换的时候，很重要的一点是要保证所检测到的信号电平的下降不是因为瞬时的衰减，而是由于移动台正在离开当前服务的基站，所以基站在准备切换之前先对信号监视一段时间。
gsm的名词解释随着科技的不断发展，全球移动通信系统（GSM）已经成为全球通信的主要标准之一。
本文将对GSM相关的名词进行解释和探讨，以便更好地理解这一通信系统。
1. GSM（全球移动通信系统）：GSM是一种全数字化的移动通信技术，被广泛应用于全球范围内的移动通信网络。
它最早于20世纪80年代末在欧洲被引入，并逐渐成为全球通信标准。
2. SIM卡（Subscriber Identity Module）：SIM卡是GSM网络中用户的身份标识和存储个人信息的芯片卡。
通过SIM卡，用户可以实现移动电话的身份认证、个人数据的存储和移动设备的移植。
3. IMEI号码（International Mobile Equipment Identity）：IMEI是用于唯一标识移动设备的15位数字编码。
每部移动设备都有一个唯一的IMEI号码，用于在网络中识别和定位该设备。
4. 基站（Base Station）：基站是GSM网络中负责无线信号传输和接收的设备。
它主要由天线、收发信机、控制器等组成，可以覆盖一定范围内的通信服务。
5. 基站控制器（Base Station Controller）：基站控制器是GSM网络中管理和控制多个基站的设备。
它负责协调基站间的通信、频率分配和信号转发，是基站的中心控制单元。
6. 移动交换中心（Mobile Switching Center）：移动交换中心是GSM网络中的核心设备，负责处理和转接移动电话之间的信号和语音通信。
它管理着用户的呼叫、数据传输等功能。
7. 短信（Short Message Service）：短信是一种通过GSM网络发送的文字信息，通常限制在160个字符以内。
短信已成为人们日常沟通的重要方式之一，具有简洁、快捷的特点。
8. GPRS（General Packet Radio Service）：GPRS是GSM网络的一种数据传输技术，可以实现移动互联网的连接。
与之前的数据业务相比，GPRS具有更快的传输速度和更高的数据容量。
gsm技术原理
GSM（全球系统移动通信）是一种数字移动通信技术，它基
于分时复用和频分复用的原理，允许手机用户通过无线信道进行语音和数据的传输。
在GSM系统中，一个城市或地区被分为多个小区，每个小区
都有一个基站，负责接收和发送移动设备的信号。
每个基站都有一个覆盖范围，称为小区覆盖范围。
GSM系统使用频分复用的原理来同时支持多个用户进行通信。
为了实现这一点，GSM的频谱被划分为多个频道，每个频道
都有一定的带宽。
每个小区都被分配了一组频道，其中包括用于语音通信的常用控制信道和数据通信的用户信道。
在GSM系统中，数据和语音信号被数字化并使用时间分多路
复用技术进行传输。
这意味着每个用户在不同的时间段占用同一个频道进行通信。
这种时间分多路复用技术允许多个用户同时使用同一个频道进行通信，提高了频谱的利用率。
GSM系统还使用了TDMA（时分多路复用）技术，将每个时
间周期划分为多个时隙，每个时隙被分配给一个用户进行通信。
这种分时复用技术允许多个用户同时在同一个频率上进行通信，每个用户在自己的时隙内传输数据。
此外，GSM系统还采用了一些技术来增强通信的可靠性和质量。
其中包括错误检测和纠正编码、功率控制、信道编码等。
这些技术能够降低通信中的误码率，提高通信的质量和可靠性。
总而言之，GSM技术基于分时复用和频分复用的原理，通过数字化、时间分多路复用和时分多路复用技术，允许多个用户同时在同一个频道进行通信。
通过使用一系列的增强技术，GSM系统能够提供可靠的语音和数据传输服务。
通信电子中的GSM技术应用GSM技术是现代通讯电子领域中一项非常重要的技术，它被广泛应用在手机通讯、无线定位、数据传输等各个领域中。
本文将重点探讨GSM技术在通讯电子领域中的应用。
一、GSM技术概述GSM，即Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统，是一种无线通信标准。
它的诞生源于20世纪80年代，是一种2G技术。
GSM系统主要由两个部分组成，一个是移动端，即手机；另一个是基站端，即无线电信号发射装置。
GSM技术采用了蜂窝网络的通讯结构，将大范围的服务区域划分成无数个小区域，每个小区域都由一座基站来覆盖，基站之间会相互协调，以保证信号的无缝衔接。
GSM技术能提供语音通话、短信、流媒体等多种通讯服务。
二、GSM技术在手机通讯中的应用GSM技术在手机通讯领域中的应用非常广泛，手机通讯本身就是GSM技术的重要应用之一。
现代智能手机可以同时支持3G、4G等多种通讯技术，但GSM技术仍然是这些技术中最基础、最核心的一部分。
GSM技术能提供高质量的语音通话和快速的短信传输服务，这也是现代手机通讯最基本的功能。
此外，GSM技术还支持数据传输，用户可以通过手机来上网、收发邮件等。
GSM技术还提供了多种辅助功能，如通话保持、语音信箱、呼叫转移等，这些功能大大提高了用户的通讯便利性和舒适度。
三、GSM技术在无线定位中的应用除了手机通讯，GSM技术也被广泛应用在无线定位领域中。
现代定位技术基本分为两种，一种是GPS定位，另一种是基站定位。
基站定位又分为GSM定位和CDMA定位两种。
GSM定位技术实现原理很简单，当手机用户进入某个基站的服务范围时，基站会向用户手机发送特殊的信号。
手机接收到这个信号后，就会自动向基站返回一个完整的通信信号，这个信号就可以被用来定位手机所在的位置。
基站的精度越高，定位结果也就越准确。
四、GSM技术在数据传输中的应用GSM技术能够提供不同速率的数据传输服务，这也是GSM技术中非常重要的一个应用。
GSM全球移动通信系统概述►无线通信系统的基本概念、蜂窝通信►GSM系统组成、网络结构、接口与协议、业务功能►GSM无线传输原理、标准、语音编码、信道编码与调制解调►移动台登记、漫游、切换、呼叫接续过程1 蜂窝无线通信系统的基本概念1.1无线通信系统的定义表1.1列出了用来描述无线通信系统基本要素的术语定义。
频分双工（FDD）中，一对有着固定频率间隔的单向信道用作系统中的特定无线信道。
在美国的AMPS标准中，反向信道比前向信道的频率低45MHz(即手机的发比收低45MHz)。
模拟无线系统只采用FDD。
时分双工（TDD）方式，在时间上分享一条信道，将其一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。
如果信道内的数据传输速率远大于终端用户的数据速率，就可以存储用户数据，即使在同一时刻不存在两条同步无线传输信道，仍能给用户提供全双工操作。
TDD只在数字传输和数字调制时才可以使用。
1.2 蜂窝无线通信系统蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破，是一种系统级的概念。
其思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。
每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基站则分配另外一些不同的信道，这样基站之间（以及在它们控制下的移动用户之间）的干扰就最小。
只要基站间的同频干扰在可以接受的范围以内，可用信道就可以尽可能的复用。
1.2.1 频率复用蜂窝无线系统依赖于整个覆盖区域内信道的分配及复用。
每一个蜂窝基站分配一组无线信道，这组无线信道作用于一个小区。
给相邻小区的基站分配一个信道组，所包含的信道全部不能在相邻小区内使用。
通过将基站天线的覆盖范围限制在小区边界以内，相同的信道组就可用于覆盖不同的小区，只要距离足够远，相互间的干扰就可以接受。
为整个系统中的所有基站选择和分配信道组的设计过程就叫做频率复用（Frequency Reuse）。
现在考虑一个共有S个可用的双向信道的蜂窝系统。
如果每个小区都分配k个信道（k<S），并且S个信道在N个小区中分为各不相同的、各自独立的信道组，而且每个信道组有相同的信道数目，那么可用无线信道的总数表示为 S = k N 。
共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇（Cluster）。
如果簇在系统中共复制了M次，则双向信道的总数可以作为容量的一个度量C = M k N = M S。
蜂窝系统的容量直接与簇在某一固定范围内复制的次数成正比。
因数N叫做簇的大小，典型值为4、7、12。
如果簇的大小N减小但是小区的数目保持不变，则需要更多数目的簇来覆盖原来给定的范围，从而获得了更大的容量。
M变大N变小意味着小区半径与同频小区间距离之比变大，M变小N变大则意味着小区半径与同频小区间距离之比变小。
从设计的角度来看，N尽可能的取最小值，以便获得某一给定覆盖范围内的最大容量，但是一定要顾及到使用相同频率的小区距离过近而引起的同频干扰必须限制在可以接受的范围以内。
蜂窝系统的频率复用因子为1/N，因为一个簇中的每个小区都只能使用所有可用信道的1/N。
图1-1说明了蜂窝频率复用的思想。
标有相同字母的小区使用相同的频率，相同颜色的小区组成一个簇，并在覆盖区域上进行复制。
图中簇的大小N为7，频率复用因子为1/7。
BM图1-1 蜂窝频率复用思想图解1.2.2 越区切换当一个移动台正在通话的时候，从一个基站移动到另一个基站，为了使通话不被中断，系统自动地将呼叫转移到新基站的信道上。
这种切换操作不仅要识别一个新基站，而且要求将话音和信令信号分派到新基站的信道上，此过程不需要用户的介入。
在小区内分配空闲信道时，许多切换策略都使切换请求优先于呼叫初始请求。
系统设计者必须要指定一个启动切换的最恰当的信号强度，一旦将某个特定的信号强度指定为基站接收机中可接受的话音质量的最小可用信号（一般在–90 dBm到–100 dBm之间），稍微强一点的信号强度就可作为启动切换的门限，两者之间的信号强度之差值∆的选择必须慎重。
在决定何时切换的时候，很重要的一点是要保证所检测到的信号电平的下降不是因为瞬时的衰减，而是由于移动台正在离开当前服务的基站，所以基站在准备切换之前先对信号监视一段时间。
1.2.3 信道分配信道分配策略可以分为两类：固定的和动态的。
在固定的信道分配策略中，每个小区分配给一组预先确定好的语音信道。
小区中的任何呼叫都只能使用该小区中的空闲信道，如果该小区的所有信道都已被占用，则出现呼叫阻塞。
有一种借用策略，就是当某小区的所有信道都已被占用，则允许它从相邻小区中借用信道并且不影响借出小区的任何一个正在进行的呼叫，该过程由移动交换中心（MSC）来管理。
在动态的信道分配策略中，语音信道不是固定地分配给各个小区。
每次呼叫请求来的时候，为它服务的基站就向MSC请求一个信道，交换机则根据一种算法给发出请求的小区分配一个信道，当然这种算法必须考虑到避免同频干扰。
动态的信道分配策略可以减小阻塞的可能性，系统中的所有可用信道对于所有小区都可用。
1.2.4 干扰干扰是蜂窝无线系统性能的主要限制因素，是系统增加容量的重要瓶颈。
蜂窝系统中两种主要的干扰是：同频干扰和邻频干扰。
同频干扰使用同一组频率的同频小区之间的信号干扰叫做同频干扰，减小同频干扰必须在物理上隔开一个最小的距离。
假设每个小区的大小都差不多，基站也都发射相同的功率，则同频干扰比例与发射功率无关，而变为小区半径R和相距最近的同频小区的中心之间距离D的函数。
增加D/R 的值，同频干扰减小。
参数Q叫做同频复用比例，与簇的大小有关。
对于六边形来说，Q 表示为：Q = D/R =N3。
Q的值越小，则容量越大；但是Q的值大则同频干扰小。
邻频干扰来自所使用信号频率的相邻频率的信号干扰叫做邻频干扰。
邻频干扰是由于接收滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄漏到了传输带宽内而引起的。
邻频干扰可以通过精确的滤波和信道分配而减到最小。
通过使小区中的信道间隔尽可能的大，邻频干扰会减小。
通过顺序地将连续的信道分配给不同的小区，许多分配方案可以使得在一个小区内的邻频信道间隔为N个信道带宽，其中N是簇的大小。
有些信道分配方案还通过避免在相邻小区中使用邻频信道来阻止一些次要的邻频干扰。
1.2.5 小区分裂随着服务需求的提高，实际中使用了小区分裂、裂向和覆盖区域逼近等技术来增大蜂窝系统容量。
小区分裂是将拥塞的小区分成更小小区的方法，每个新小区都有自己的基站并相应地降低天线高度和减小发射机功率。
通过设定比原小区半径更小的新小区和在原有小区间安置这些小区，使得单位范围内的信道数目增加，提高了信道的复用次数，因此能提高系统容量。
例如，将一个半径为R的小区分裂为半径为R/2的新小区，则需要4个新小区才能覆盖原来的范围。
当然，新小区的发射功率也应该下降，通过检查在新旧小区边界接收到的功率，并令它们相等来得到新小区的发射机功率。
实际上，不是所有的小区都同时分裂，不同规模的小区将同时存在，这时需要特别注意保持同频小区间所需的最小距离，频率分配将变得更为复杂，而且发射机的功率也不尽相等。
2 GSM全球移动通信系统概述2.1 GSM的发展概述GSM原意为“移动通信特别小组”（Group Special Mobile），是欧洲邮电主管部门会议（CEPT）为开发第二代数字蜂窝移动系统而在1982年成立的机构，开始制定适用于泛欧各国的一种数字移动通信系统的技术规范。
1987年，欧洲15个国家的电信业务经营者在哥本哈根签署了一项关于在1991年实现泛欧900MHz数字蜂窝移动通信标准的谅解备忘录（Memorandum of Understanding，简称MOU）。
随着设备的开发和数字蜂窝移动通信网的建立，GSM逐步成为欧洲数字蜂窝移动通信系统的代名词。
后来，欧洲的专家们将GSM重新命名为“Global System for Mobile Communications”，即“全球移动通信系统”的简称。
目前，宣布采用GSM系统并参加MOU的国家早就不限在欧洲。
在1995年初，全世界就已有69个国家约118个经营者签字参加了MOU。
2.2 GSM的系统构成GSM系统由以下分系统构成：交换分系统（MSS）；基站分系统（BSS）；移动台（MS）和操作与维护分系统（OMS）。
它包括了从固定用户到移动用户（或相反）所经过的全部设备，如图2-1所示。
2.2.1交换分系统（MSS）包括以下几个部分：移动交换中心（MSC），归属位置寄存器（HLR），拜访位置寄存器（VLR），认证（鉴权）中心（AUC），设备标志寄存器（EIR）。
①移动交换中心（MSC——Mobile Service Switching Center）它主要处理与协调GSM系统内部用户的通信接续。
MSC对位于其服务区内的移动台（MS）进行交换与控制，同时提供移动网与固定公众电信网的接口。
作为交换设备，MSC具有完成呼叫接续与控制的功能，同时还具有无线资源管理和移动性管理等功能，例如移动台位置登记与更新，MS的越区转接控制等。
移动用户没有固定位置，要为网内用户建立通信时，路由都先接到一个关口交换局（GMSC——Gateway MSC），即由固定网接到GMSC。
GMSC的作用是查询用户的位置信息，并把路由转到移动用户当时所拜访的移动交换局（VMSC）。
GMSC首先根据移动用户的电话号码找到该用户所属的归属位置寄存器HLR，然后从HLR中查询到该用户目前的VMSC。
GMSC一般都与某个MSC 合在一起，只要使MSC具有关口功能就可实现。
MSC通常是一个大的程控数字交换机，能控制若干个基站控制器（BSC）。
GMSC与固定网相接，固定网有公众电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公众数据网PSPDN和电路交换公众数据网CSPDN。
MSC与固定网互连需要通过一定的适配才能符合对方网络对传输的要求，称其为适配功能（IWF——Inter Working Function）。
②归属位置寄存器（HLR——Home Locate Register）HLR是管理移动用户的数据库，作为物理设备，它是一台独立的计算机。
每个移动用户必须在某个HLR中登记注册。
在数字蜂窝网中，应包括一个或多个HLR。
HLR所存储的信息分两类：一类是有关用户参数的信息，例如用户类别、所提供的服务、用户的各种号码、识别码，以及用户的保密参数等；另一类是用户当前的位置信息，例如移动台漫游号码、VLR地址等，用于建立至移动台的呼叫路由。
HLR不受MSC的直接控制。
③拜访位置寄存器（VLR——Visitor Location Register）VLR是存储用户位置信息的动态链接库，当漫游用户进入某个MSC区域时，必须在MSC相关的VLR中进行登记，VLR分配给移动用户一个漫游号（MSRN）。
