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GSM原理

作者:何富和时间:2015-06-26来源:电子产品世界收藏

  导读:是全球移动通信系统的简称,在应用广泛的移动电话标准,是全球最主要的蜂窝系统之一。与CDMA一样是2G通信的主流制式,今天小编带大家了解的原理是如何。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/276338.htm

原理——介绍

  GSM是现目前应用最为广泛的移动电话标准。GSM相比以前的标准不同是它的信令和语音信道都是数字式的,因此GSM被看作是第二代(2G)移动电话系统。

——特点

  Ⅰ:频谱效率。由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术,使系统具有高频谱效率。

  Ⅱ:容量。由于每个信道传输带宽增加,使同频复用栽干比要求降低至9dB,故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小(模拟系统为7/21);加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数,使GSM系统的容量效率(每兆赫每小区的信道数)比TACS系统高3~5倍。

  Ⅲ:话音质量。鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义,在门限值以上时,话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。

  Ⅳ:开放的接口。GSM标准所提供的开放性接口,不仅限于空中接口,而且包括网络之间以及网络中各设备实体之间,例如A接口和Abis接口。

  Ⅴ:. 安全性。通过鉴权、加密和TMSI号码的使用,达到安全的目的。鉴权用来验证用户的入网权利。加密用于空中接口,由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号,以防止有人跟踪而泄漏其地理位置。

  Ⅵ:与ISDN、PSTN等的互连。与其他网络的互连通常利用现有的接口,如ISUP或TUP等。

  Ⅶ:在SIM卡基础上实现漫游。漫游是移动通信的重要特征。

——基本原理

  GSM空中接口的核心技术为TDMA,技术特点:频分双工,每载频200KHZ(上,下行不对称);时分复用,每载频复用8个时分信道;慢调频,对抗干扰。

  信号覆盖采用大面积部署基站,一个站点一般分为三个扇区,而多个站点可以组成一个蜂窝群。可以不断复制蜂窝群,从而完成大面积信号覆盖。移动蜂窝图如下:

  接入网又叫基站子系统(BSS),核心网又叫交换网络子系统(MSS)

  MS 与BSS之间的接口叫Um 接口,BSS与MSS之间的接口叫A接口:

  GSM被分成三个子系统:网络交换子系统(Network Switching Subsystem NSS);基站子系统(Base Station Subsystem BSS);网络管理子系统(Network Management Subsystem NMS),网络管理子系统(NMS)又叫操作与维护中心(OMC--Operation & Maintenance Center)。

  网络子系统NSS是整个GSM系统的核心。它对GSM移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换连接与管理的功能。基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分,它通过无线接口直接与移动台相连负责无线信息的发送接收,无线资源管理及功率控制等,同时它与NSS相连实现移动用户间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接,传送系统信息和用户信息等。网络管理子系统NMS负责NSS和 BSS系统的维护管理工作。

——安全

  GSM具有中等安全水平。系统设计使用共享密钥用户认证。用户与基站之间的通讯可以被加密。

  UMTS的发展提供了一个选择,就是,它使用更长鉴别密钥保证更好的安全以及网络和用户的双向验证。GSM只有网络到用户的验证.虽然安全模块提供了保密和鉴别功能,但是鉴别能力有限而且可以伪造。

  GSM为了安全使用多种加密算法。A5/1和A5/2两种串流密码用于保证在空中语音的保密性。A5/1是在欧洲范围使用的强力算法,而A5/2则是在其他国家使用的弱强度算法。在两种算法中严重漏洞都已经被发现。

  总结:GSM通过三个子系统对GSM移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换连接与管理。在2004年全球有超过10忆人使用GSM电话,占市份额的70%。与GSM最大的竞争的就是CDMA。GSM因为W-CDMA网络建设上的推迟,但还是会导致GSM最终消亡。

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关键词: GSM USIM GSM原理

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