无线通信中的GSM技术

GSM的全称是“全球移动通信系统”。这是一种被全球手机用户广泛使用的数字移动通信网络。它是目前三种数字无线电话系统中最受欢迎的一种，其传输方式结合了FDMA和TDMA技术。GSM使用四个不同的频段：850 MHz、900 MHz、1800 MHz和1900 MHz。在发送数据之前，GSM会先对数据进行转换和压缩处理，然后再通过信道与其他用户数据一起传输。

GSM系统有四种不同的小区大小：

• 宏观层面：在这个尺寸的电池中，会安装一个基站天线。
• 微型：在这种尺寸的电池中，天线的高度甚至低于普通屋顶的高度。
• Pico：小型基站的直径只有几米而已。
• 伞：它覆盖了那些被阴影覆盖的区域，也就是细胞之间存在的空白区域。

GSM的特点/优势

• 支持国际漫游功能
• 清晰的声音效果
• 能够支持多种手持设备。
• 光谱/频率效率
• 低功耗的便携式设备。
• 易于访问网络
• 国际ISDN兼容性。
• 服务成本较低。
• 新的功能和服务。

GSM的架构

GSM网络由许多功能单元组成，这些单元可以大致分为以下几类：

• 移动站（MS）
• 基站子系统（BSS）
• 网络切换子系统（NSS）
• 操作支持子系统（OSS）

移动站（MS）：

MS包括用于与移动网络进行通信的用户设备以及相关软件。所谓“移动站”（MS），实际上指的是移动设备（ME）和用户识别模块（SIM）。现在，这些移动站通过天线与基站相连。天线是一种收发器，它包含发射器和接收器两部分。收发器的功能就是负责发送和接收信号。

基站子系统（BSS）：

基站子系统它负责处理手机与网络交换子系统之间的通信和信号传输。BSS由两个组成部分构成。:

• BTS指的是基站，它负责提供通信服务。无线通信在用户设备与网络之间。每座塔上都装有BTS设备。
• BSC“BSC”指的是基站控制器。一个BSC可以管理多个基站。可以将BSC视为所在地区的本地交换中心，该地区拥有多个基站，而每个基站又对应着多个基站控制器。

网络交换子系统（NSS） :

NSS是GSM网络的核心部分，它负责处理网络中移动电话的呼叫和移动性管理功能。NSS包含多个不同的组件。

• MSCMSC指的是移动交换中心。MSC负责处理各种通信交换功能，比如呼叫建立、呼叫释放以及呼叫路由等。呼叫追踪、呼叫转发等功能都是在MSC层面进行的。此外，MSC还包含一些其他组件，如VLR、HLR、AUC、EIR以及PSTN等。
• VLR“Visitor Location Register”指的是一个数据库，该数据库中包含了所有当前在MSC服务区域内活动的移动用户的确切位置信息。如果你从某个州移动到另一个州，那么你的位置信息会被记录到VLR的数据库中。
• HLR“HLR”指的是“Home Location Register”。HLR是一个数据库，其中包含了所有有权使用GSM网络的用户的相关信息。如果你从HLR中购买了SIM卡，那么HLR就相当于一个“家”，里面存储着诸如你的身份证明、你选择的套餐信息、你使用的来电铃声等所有相关数据。
• AUC代表/意味着身份验证中心机构负责验证那些希望接入网络的移动用户的身份。
• EIR“Equipment Identity Register”指的是设备身份登记系统。这是一个数据库，用于记录网络中允许或禁止使用的设备信息。如果你被禁止进入网络，那么你就无法进入网络，也无法进行任何通话操作。
• PSTNPSTN指的是公共交换电话网络。PSTN与MSC相连。最初，PSTN是一个由固定式模拟电话系统构成的网络。现在，其核心网络几乎完全采用数字方式运行，同时还包括移动网络以及其他类型的网络。我们家中使用的固定电话，其实也是属于PSTN网络的一部分而已。

操作支持子系统（OSS）：

OSS是一个功能性的实体，由网络运营商负责监控和操控。OSS的目的是为客户提供成本效益高的GSM相关维护服务。

• OMC它指的是运行维护中心。这是OSS的一部分。OMC负责监控和维护GSM系统中各个MS、BSC和MSC的性能。

假设有3个移动站与基站相连，而该基站又通过TRX与BTS相连。那么，这些移动站再分别与BSC和MSC相连。

三个子系统——BSS、NSS和OSS，通过一些接口相互连接。总共有三个这样的接口。

• 空中接口它也被称为UM接口。MS与BTS之间的接口被称为UM接口，因为它与ISDN中的U接口类似，属于移动式模拟接口。
• Abis Interface它是一个与BTS和BSC相连接的BSS内部接口。
• 该界面/接口它负责在BSS和MSC之间实现通信功能。

GSM是如何工作的呢？

GSM是一种用于第二代数字移动通信网络的通信技术。它属于一种广域通信技术，利用数字无线电频道来提供音频、信息和多媒体通信服务。每个GSM无线电频道的范围为200 kHz，且被进一步划分为8个时间槽的帧结构。GSM系统由移动站、基站以及相互连接的交换系统组成。

GSM技术允许8到16个音频设备共享一个广播频道。每个广播发射站可以拥有多个广播频道。由于GSM技术的简单性、低成本以及易于实现的特点，它现在已成为物联网中最常用的网络技术。

了解更多关于……的信息GSM的工作原理.

GSM服务

无记名服务/数据服务：GSM规定了不同的数据传输机制。最初的GSM技术允许数据传输速率达到9600比特每秒。而承载服务则可以实现透明或非透明的数据传输。

• 透明的承载服务：透明的承载服务仅使用物理层来传输数据。如果不存在传输错误的话，数据的传输过程中，其吞吐量会保持恒定的延迟状态。
• 不透明的承载服务：非透明的承载服务使用第二层和第三层的协议来实现错误校正和流量控制。数据链路层还有网络层).

2. 远程服务例如：

• 视频通话以及面部表情符号。
• 短信/短消息。

3. 附加服务这些是高级服务，比如：

• 电话会议。
• 呼叫等待功能。
• 呼叫转接功能。

4. GSM安全机制：GSM系统通过利用存储在AUC和各个SIM卡中的机密信息来提供安全性。SIM卡中存储着用户的私密数据，这些数据通过密码保护，从而防止未经授权的访问。

GSM技术的应用

• 移动电话
• VoIP整合
• 短信服务
• 移动银行
• 智能家居系统
• 监控系统
• 报警系统
• 细胞广播

GSM技术的优势

• 兼容性：GSM技术在全世界范围内被广泛使用，因此它可以与许多不同的网络和设备兼容。
• 安全性：GSM提供了增强的安全性功能，如身份验证、数据加密以及保密性保护，这些功能有助于保护用户的隐私和数据安全。
• 有效利用带宽：GSM系统使用的是一种……时分多路复用技术这是一种技术，它能够让许多用户在不同的时间共享同一个频率频道，从而有效利用现有的带宽资源。
• 漫游：GSM技术使得用户能够在国际范围内自由漫游，同时可以在采用相同GSM标准的其他国家使用自己的手机。
• 功能丰富多样：GSM支持多种功能，包括呼叫转接、来电提醒、语音信箱、会议通话等。