GSM数字移动通信原理

GSM 工作原理简介GSM是采用FDMA〔频分〕与TDMA〔时分〕制式相结合的一种通信技术，其网络中所有用户分时使用不同的频率进行通信。

在GSM900频段，25MHZ的频率范围划分为124个不同的信道，每个信道带宽为200K，每个信道含8个时隙，即GSM900M频段在同一区域内，可同时供近1000个用户使用。

而CDMA 是采用码分多址技术的一种通信系统，在这个系统中所有用户都使用同一频率。

FDMA、TDMA及CDMA 的比拟一、GSM的理论根底.GSM系统是第二代数字蜂窝移动通信系统,它采用900MHz频段,在后期又参加了1800MHz频段及1900MHz频段,为便于区别,分别称为GSM900、DCS1800及PCS1900. 凌锐具有GSM900MHz及DCS1800MHz两个频段自动切换的功能.初期的GSM的工作频率是890～915MHz(移动台发),935～960MHz(基站发)共25MHz的双工频率;后参加了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参加了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885〕。

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 向前开展开发了GPRS业务，作为2G向3G的过渡方式。

gsm模块的工作原理
GSM（Global System for Mobile Communications）模块是一种能够在移动通信网络中实现无线通信的设备。

它是将通信功能集成在一块小型的电路板上，包含有手机通信所需的所有相关硬件和软件。

GSM模块的工作原理可简单分为以下几个步骤：
1. 接收和发送信号：GSM模块首先从天线接收到来自基站的无线信号。

这些信号经过一个收发器进行放大和滤波，并转化为数字信号。

2. 分离信号：经过放大和滤波后，数字信号被GSM模块内部的解调器分离成音频和数据信号。

3. 处理数据：GSM模块将从基站接收到的数据进行解码和处理，确保数据的完整性和准确性。

4. 用户交互：GSM模块配备有一个输入输出接口，可以通过该接口与外部设备（例如微控制器、计算机）进行通信。

用户可以通过输入接口发送指令或数据到模块，同时模块也可以通过输出接口将数据发送到外部设备。

5. 数据传输：GSM模块使用GSM网络传输数据。

数据可以是短信、语音、图片或其他多媒体形式。

6. 与基站通信：GSM模块通过GSM网络与基站进行通信。

它
可以发送和接收数据，同时也可以参与到移动通话中。

总的来说，GSM模块就是通过接收、处理和发送信号来实现无线通信的设备。

它可以将用户发送的数据通过GSM网络传输到接收方，并能从基站接收来自其他设备的数据。

gsm的工作原理GSM（Global System for Mobile Communications）是一种基于数字技术的移动通信标准。

其工作原理可以分为以下几个方面：1. 频率分配：GSM网络将可用的无线频谱分为不同的频道，每个频道可以同时支持多个用户进行通信。

频谱分配由基站控制器（BSC）进行管理，它根据网络负载和通信需求动态地分配频率资源。

2. 信号传输：GSM系统使用时分多址（TDMA）技术，将每个频道划分为多个时隙，每个时隙可用于传输不同用户的信息。

通过这种方式，多个用户可以在同一个频道上同时进行通信，提高了系统的容量和效率。

3. 基站系统：GSM网络由许多基站组成，每个基站负责覆盖特定范围内的用户。

基站由基站控制器进行管理，它与移动设备进行无线通信，将用户的语音和数据信息转发到目标位置。

4. 用户鉴权：当移动设备尝试接入GSM网络时，网络会对用户进行鉴权，确保其合法性和身份。

这涉及到与用户SIM卡中的密钥进行比对，以验证用户的身份。

5. 话音编码：GSM系统使用全球通用的话音编码标准（GSM-FR），将用户的语音信号进行数字化和编码，以便在网络中传输。

这种编码可以减小语音数据量，提高传输效率。

6. 数据传输：除了语音通信外，GSM系统还支持数据传输，例如短消息服务（SMS）、多媒体消息服务（MMS）和互联网接入。

这些数据会被编码和打包，并通过GSM网络传输到目标设备。

总的来说，GSM的工作原理是通过频率分配、时分多址技术、基站系统、用户鉴权、话音编码和数据传输等关键技术，实现移动设备之间的语音和数据通信。

这种标准化的通信方式使得全球范围内的移动通信变得更加便捷和高效。

蜂窝移动通信系统GSM系统概述GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。

蜂窝系统的概念和理论在二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来，但其复杂的控制系统，尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟，大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。

直到1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS(先进的移动电话业务)模拟蜂窝系统，而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT(Nordic 移动电话)系统，接着欧洲先后在英国开通TACS系统，德国开通C－450系统等。

蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。

其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量，网络的智能化实现了越区转接和漫游功能，扩大了客户的服务范围。

GSM系统的组成蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，如图1所示。

其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。

在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。

因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。

也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。

图1 蜂窝移动通信系统的组成由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。

也就是说，各接口都是开放式接口。

GSM系统框图如图2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。

gsm的工作原理
GSM（Global System for Mobile Communications）是一种数字
移动通信标准，它使用时分多址（TDMA）技术实现语音和数据传输。

GSM的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
1. 基站搜索与选择：移动设备通过扫描周围的基站信号，选择信号质量最好的基站进行连接。

2. 建立连接：移动设备发送一个呼叫请求给基站，并提供相关信息，如接收者的手机号码或设备ID。

基站将该呼叫请求传
输到移动交换中心（Mobile Switching Center，MSC）。

3. 鉴权和身份验证：MSC通过向Home Location Register （HLR）发送请求来鉴权和身份验证移动设备。

HLR是一个
存储用户订阅信息、位置信息等的数据库。

4. 寻呼和移动绑定：一旦鉴权和身份验证通过，MSC将通过
广播方式通知指定基站的呼叫请求。

移动设备接收到呼叫请求后，将发送一个响应给MSC，并且与基站建立连接。

5. 语音和数据传输：一旦连接建立，移动设备和基站之间可以进行语音和数据传输。

语音数据经过编码和解码，然后通过无线信道传输。

数据传输可以通过GPRS或EDGE等技术进行。

6. 呼叫结束和断开连接：当通话结束或移动设备离开基站的范
围时，连接将被断开。

MSC将收到断开连接的通知，并更新用户的位置信息。

以上是简要描述了GSM的工作原理。

通过这个过程，GSM网络可以实现移动设备之间的语音和数据通信。

gsm模块的工作原理
GSM模块（Global System for Mobile Communications）是一种用于通过全球范围的移动通信网络进行语音和数据传输的设备。

它的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 与通信网络建立连接：GSM模块通过内部的无线电天线与
基站进行无线通信，并与之建立连接。

基站负责提供通信服务，并将GSM模块与移动电话网络连接起来。

2. 发送呼叫请求：一旦与基站建立连接，GSM模块可以发送
呼叫请求给移动电话网络。

呼叫请求包含了要拨打的电话号码以及其他相关的信息，如呼叫类型（语音呼叫或数据传输）等。

3. 呼叫建立：一旦移动电话网络接收到呼叫请求，它会将呼叫请求转发给被叫号码所在的位置区域。

如果被叫电话可用，通信网络将建立起呼叫连接，即使双方可以进行通话或数据传输。

4. 语音和数据传输：一旦呼叫连接建立，GSM模块可以通过
以数字形式编码的语音和数据传输进行通信。

语音和数据传输会通过无线电信道进行传输，然后通过通信网络中的各个节点转发到目标设备。

5. 结束呼叫：当通信结束时，GSM模块会发送呼叫结束请求
给移动电话网络。

网络将根据请求终止呼叫连接，并释放相应的资源。

总的来说，GSM模块的工作原理涉及了与通信网络的连接建
立、呼叫请求发送与接收、语音和数据传输、呼叫连接的终止等关键步骤。

通过这些步骤，GSM模块能够实现移动通信和数据传输的功能。

GSM移动通信系统实验一、实验目的1、了解GSM接续过程中的信令交互，GSM信道编解码原理，FDD/TDMA 技术在GSM系统中的应用。

2、掌握通话时GSM手机发射信号频谱的测量方法，不同GSM逻辑信道上的信道编解码实验方法，上下行突发脉冲序列的时间偏移测量方法，GSM手机入网、手机主呼和被呼实验方法，GSM手机发信载频包络、手机发信机射频功率控制指标的测试方法。

二、实验内容1、GSM频谱分析实验通过实验箱测量手机发射信号的GMSK频谱，并画出频谱图。

2、GSM信道编解码实验广播控制信道（BCCH）、独立专用控制信道（SDCCH）、慢速随路控制信道（SACCH）、快速随路控制信道（FACCH）的编码和解码。

3、FDD/TDMA原理实验（1）观察移动台入网时，控制信道的上下行常规突发的时间偏移，画出波形图。

（2）观察移动台与实验箱进行通话时，业务信道的上下行常规突发的时间偏移，画出波形图。

4、GSM手机入网、手机主呼和手机被呼语音通话实验5、GSM移动台发信机技术指标及测试实验（1）手机发信载频包络指标的测试。

（2）手机发信机射频功率控制指标的测试。

（3）画出IF_1M和RX_PWR的波形。

三、实验器材1、GSM移动通信实验系统一台2、GSM手机一部3、200MHz双踪示波器一台四、实验原理1，GSM频谱分析实验快速傅立叶变换的基本原理快速傅立叶变换是快速计算DFT的算法的简称。

对一个有限长序列，其傅立叶表示称为离散傅立叶变换（DFT），而一个周期序列的傅立叶表示称为DFS。

对于周期序列的DFT可以从DFS中切出一个周期即是。

一个长度为N 的有限长序列x （n ）（即在0≤n ≤N-1的区间内x （n ）有非零值，其它区域x （n ）为零）的离散傅立叶变换（DFT ）的表示式为：0≤k ≤N-1（5.1-1）其它其中，j NeWπ2-= ，x （n ）为加权值（即每个分量的系数）在一般情况下， X(k)是一个复量，可表示为 )()()(~k jX k X k X I R += 或)()()(~k j e k X k X θ=（5.1-2）式中，X R （k ）为实部，X I （k ）为虚部[]21)()()(22k X k X k X I R += ， )()()(k X k X a r c t g k R I =θ将式(5.1-1)用矩阵表示X ＝Wx （5.1-3）其中，X ＝[X(0), X(1),X(2), ……….X(n-1)]T x ＝[x(0), x(1),x(2), ……….x(n-1)]T⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=------)1)(1(1).1(0).1()1.(11.10.1)1.(01.00.0N N N N N N NN NNNN NN N W W W W W W W W W W由式（5.1-3）可以看出，计算一个X （k ）值需要N 次复乘法和（N-1）次复加法。