GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM技术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。GSM系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等几个频段 。GSM（全球移动通信系统）是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。GSM使用的是时分多址的变体，并且它是目前三种数字无线电话技术（TDMA、GSM和CDMA）中使用最为广泛的一种。GSM将资料数字化，并将数据进行压缩，然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去，另外的两个用户数据流都有各自的时隙。。GSM实际上是欧洲的无线电话标准，据GSM MoU联合委员会报道，GSM在全球有12亿的用户，并且用户遍布120多个国家。因为许多GSM网络操作员与其他国外操作员有漫游协议，因此当用户到其他国家之后，仍然可以继续使用他们的移动电话。
美国著名通信公司Sprint的一个辅助部门，美国个人通信正在使用GSM作为一种宽带个人通信服务的技术。这种个人通信服务将最终为爱立信、摩托罗拉以及诺基亚现在正在生产的手持机建立400多个基站。手持机包括电话、短信寻呼机和对讲机。
GSM及其他技术是无线移动通信的演进，无线移动通信包括高速电路交换数据、通用无线分组系统、基于GSM网络的数据增强型移动通信技术以及通用移动通信服务
[编辑本段]二.GSM历史：
1998年，目标为制订接替GSM的第三代移动电话（3G）规范的3GPP启动。3GPP也接受了维护和继续开发GSM规范的工作。ETSI是3GPP的成员之一。
在发展的过程中，GSM系统的功能不断得到丰富，从而能够提供更多样的服务。由GSM系统首先引入的短信息服务（SMS）提供了一种新颖、便捷、廉价的通讯方式。
1994年，GSM实现了基于电路交换的数据业务和传真服务。1999年，WAP协议使得用户可以通过手机访问互联网。
2000年后开始商用的通用分组无线服务（GPRS）使得GSM系统能够以效率更高的分组方式提供数据通讯。
2003年, EDGE技术开始商用，提供了接近3G的数据通讯能力。
目前，3GPP组织还在发展GSM标准，以便利用已经大量部署的GSM基础设施，平滑地向3G[2]技术演进。
[编辑本段]三.GSM特点
1.GSM使用上直观的特点：
GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。
2.GSM的技术特点：
1.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。
2.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。
3.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。
4.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，而且报刊网络直接以及网络中个设备实体之间，例如A接口和Abis接口。
5. 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。
6.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。
7.在SIM卡基础上实现漫游。漫游是移动通信的重要特征，它标志着用户可以从一个网络自动进入另一个网络。GSM系统可以提供全球漫游，当然也需要网络运营者之间的某些协议，例如计费。
GSM原理
GSM是Global System for Mobile Communication 的缩写。意思是全球移动通信系统。分GSM900、DCS1800和PCS1900三个频段，一般的所谓的双频手机就是在GSM900和DCS1800频段切换的手机。PCS1900(PCS1900 - Personal Communications System operating in the 1,900MHz band.)则是别的一些国家使用的频段(如美国)。 GSM900/1800分别是工作在890~960mhz/1710~1880mhz频段的。GSM900的手机最大功率是8W（实际中移动台没这么大的功率，一般的手机最大功率是2W，车载台功能大）， 而DCS1800的手机的最大功率是1W。
GSM900/DCS1800/PCS1900的区别: GSM900是初始的GSM 系统, MOBILE 的功率从输出1W-8W, GSM900的通道从1 ~124, DCS1800的通道从512~885; DCS1800是低功率的, 最高是1W;
GSM的频段：GSM900 小区半径35km 上行880~915MHZ 下行将925~960MHZ
PHASE2: 890~925MHZ 和935~960MHZ; 通道号1---124.
GSM1800小区半径2km(由于1800mhz手机的低功率) 上行1710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道号 :512—885. 为高密度的用户.
GSM1900: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ
上行和下行组成一频率对, 上行就是手机发射、机站接收；下行就是基站到手机。 例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二个通道上, 上行落后下行三个时系.
网络组成：
1. BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收发器，收发器的多少决定小区的容量，一个收发器能支持8个用户。一个小区由3个天线，一个发射，两个接收（分级接收）。（收发器和天线的关系）？？？
a) 每个BTS都会有一套收发器。
b) 一个BTS覆盖一个小区，BTS发送BCH信号在RF信道的0时隙。BCH帮助Mobile识别/寻找网络。
c) 小区的手机用户容量依靠信道数
d) GSM空中接口的数据传输速率是13Kbps, 即BTS收发语音数据速率是13KB/S.
e) 有BTS命令手机设置其发射功率、迁时、切换。
2. BSC base station controller 基站控制器：
a) 几个BTS基站连接一个BSC, 基站安排信道配置、切换、和BTS连接BSC; 所有的BSC连接至MSC,
b) 每个BTS连结BSC用abis 接口，是2Mbps的连接。使用microwave link、optical fiber、 co-axial line等方式连接.
c) Microwave link 经常是最好的连接方式选择。
d) BSC连结MSC使用的是A口
e) 在BSC可提供小区广播等服务。
3. MSC mobile switching center 是网络的核心，呼叫建立、保持、和释放；链接BSC和PSTN、 认证、呼叫转接、短信息、收费等。当用户增加到一定数量时，可增加MSC；MSC与MSC之间使用GMSC连结（GATEWAY）
a) 当呼叫建立时，MSC起到保持通话和断开通话的功能。
b) 存储所有的用户数据和它们的相关特征。
c) 介于MS和PSTN之间，交换通信数据.
d) MSC是GSM 网络的心脏。是与别的GSM 网络、非GSM网络的连接口。
e) MSC主要功能：认证、位置更新、连接、收费、呼叫转接、SMS。
f) 当用户增加时，超过一个MSC的容量， 就需要多一个MSC， 就增加一倍的用户
4. TRAN------Trans coding/rate adapter unit 速率适配器。
a) TRAN转换13KB/S的GSM速率为标准的64KB/S; TRAN作为一MSC 的一部分。
b) Trans coding 也使用在下行时，将64kbps转换成16kbps.
c) Trans coding在MSC\BSC\BTS中。
5. HLR Home location register归属位置寄存器。
a) 在MSC中有所有的用户数据库存在于HLR。HLR中有永久用户数据库。
b) 用户发出呼叫时，MSC从HLR之中获得用户数据。是用户核心数据库，大部分在SIM卡中的数据都可以在HLR中获得。
6. VLR visiting location register 访问位置寄存器。
a) 在VLR中有被激活的所有的用户号码。
b) 当别的MSC中的用户漫游到新的MSC时，MSC和HLR之间通信，新的MSC就将漫游的用户注册到它的VLR中。
c) 当手机漫游时，用户访问区被别的网络覆盖，而且归属位置网络批准它使用被访问的网络，它的用户信息将从HLR被拷贝到VLR(访问位置寄存器)中暂存。
7. 鉴权中心AUC----Authentication center
a) 是SIM 卡的验证过程。
b) 每个SIM卡有一个IMSI， 在IMSI有加密码
c) 在HLR中有IMSI和密码
d) 手机通信时，首先验证SIM 卡的合法性，由AUC 进行验证。
8. 装备身份注册：EIR----Equipment identify register
a) 包含了IMEI信息。所有的手机IMEI都存储在EIR中，是手机的数据库。
b) 在GSM中有助于验证当手机遗失时，运营商可以禁止已经报失手机的使用。
c) EIR分类：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown
9. 收费中心BC---Billing center
a) BC产生每一个用户的费用状况.
b) 直接连到MSC, 由MSC发送收费信息给BC（通话时）
c) BC处理按单位计费。
10. 操作运营中心：OMC----operation and maintenance center.
a) 每个GSM网络超过100 个BTS组成，每一个实体需要操作和维护。
b) 一些远程操纵是必要的，检测和远程进入。
c) 有时有两种OMC(不同的供应商)，OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio network。
11. 短信中心：SMSC信息通过短信息中心发到指定的手机。
a) 信息通过SMSC传输
b) 信息可通过人工终端（连到SMSC）发送。
c) 短信中心SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS
12. 语音服务中心：
a) 它拥有所有语音用户的数据库；
b) 它也存储了语音信息。
13. 设备报警：
a) BTS, BSC, Trans coder failure.
b) Link failure
c) Module failure(transceiver, processor)
小区身份，网络中每个小区都由唯一的识别号，CI: Cell Identity. 一个小区由56个用户可同时通话
调制方式: GSM 采用的是0.3GMSK调制 高斯最小频移键控，0.3是描述滤波器带宽和比特率的关系,不是相位调制，是一种典型的数字调频调制，实际上是调频。0和1代表的是载波加减不同的频率+67.708KHZ 和-67.708KHZ，1被看作是相位增加90度，0被看作是相位在相反方向改变，两个频率表示频移键控; 语音编码速率时13kbps. 数据速率(调制速率)BIT传送速率是270.833Kbps。刚好是四倍于射频频移。这样一来就有效的减少调制频谱和提高了通道利用率. 高斯滤波: 剧烈的频率变化会导致频谱扩散, 所以用滤波器进行滤波平滑后, 减少频谱扩散; RF载频加67.708和减67.708KHZ; 靠频率转移.
GSM网络系统：手机和机站的接口是空中接口， 基站(BS)和基站控制台BSC是靠abis接口2Mbps的连接。（是光纤或者常用微波连接， DCS1800 Abis接口经常使用微波连接）, 一个BSC控制20~30个BTS；基站控制台BSC到交换局是A口连接。 手机和基站的最大距离是34.9km。
手机开机后的步骤:
1. 首先搜索124个信道，即所有的BCH通道, 决定收到的广播信道BCH强度, (BCH 的承载的信息是距Mobile最近的BTS; 呼叫信息);
2. 跟网络同步时间和频率, 由FCH/SCH调整频率和时间
3. 解码BCH的子通道BCCH.
4. 网络检查SIM 卡的合法身份.是否是网络允许的SIM 卡。
5. 手机的位置更新.
6. 网络鉴权
手机主叫(MOC)过程:
1. 手机给基站发送通道需求，即手机发送一个短的随即接入突发脉冲.(RACH Burst)
2. 由BCH 指定传输信道. SDCCH
3. 手机和基站在独立专用信道(SDCCH)上通信.
4. 权限认证
5. 指定手机在一个业务信道(TCH)上通信.
6. 在TCH上进行语音通信.
手机被叫
1. BTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI号码来呼叫用户。
2. 由手机发送RACH
3. 通道指定在BCH.
4. 手机和基站在SDCCH 上通信
5. 手机用户被鉴权
6. 手机被指定TCH通道。
7. 在TCH通道上进行语音和数据通信。
紧急呼叫：
1. GSM规格定义了112 为紧急呼叫号码
2. 112在手机有无SIM卡的情况下均可呼叫。
3. 在RACH 上, 手机112 建立紧急呼叫。
Authentication 鉴权：
1. 目的：验证用户身份（IMSI /SIM）; 提供手机新的加密键。
2. 鉴权是在什么情况下：每一次注册、每次呼叫或被叫企图、执行一些增值服务、漫游时的位置更新。
切换handover: 切换是手机通信从一个小区/信道到另外一个小区/信道。
1. 上行和下行的接收质量报告
2. 上行和下行的接收信号强度
3. 距离，迁时
4. 干扰层。
5. 功率预算。
6. 切换包括：同一小区内部信道/时隙之间的切换。小区于小区之间。
加密ciphering: 语音和数据的保密、信号信息的保密；
手机位置更新location update:
1. MSC应知道呼叫手机的位置。
2. 手机连续的改变位置，手机在改变位置时通知MSC关于新位置。由MSC处理位置更新。
3. 手机位置更新过程：（location area identity LAI）
a) 手机改变位置区
b) 手机从BCCH 上读新的位置区
c) 发送RACH, 为通道需求。
d) 在AGCH上获得一个SDCCH.
e) 在SDCCH发送IMSI和新旧LAI位置更新需求给MSC
f) MSC开始认证
g) 如果认证成功，更新手机位置在VLR上
h) 发送确认信息给手机
i) 手机离开SDCCH, 进入空闲模式。
上行和下行：上行是手机通过上行频率发信息给基站，下行是相反。上行和下行组成一对频率对（45MHZ分割），上行滞后下行3个时隙；上行和下行使用相同的时隙号；上行和下行使用相同的通道号；上行和下行使用不同的波段。（间隔45MHZ）。
功率等级：
由于手机在小区内移动，它的发射功率要随着移动，当他靠近基站时，防止干扰别的用户功率要减小，当他远离基站是为防止衰减要增大发射功率。总共有19个功率等级, 功率等级存于手机的EEPROM中. 功率控制的好处是：手机可以省电、基站减少干扰。
1. 由基站在SACCH上发送命令手机改变发射功率
2. 改变功率是和路径的衰减成比例。TX Level 5 –33dbm ，19---5dbm。
3. 每个等级之间是间隔2dbm.
4. BTS需要在上行开始的Rxlev、Rxqual
5. 每480ms 发送报告给BSC 关于Rxlev、Rxqual。
6. 每一定时间跟初始的进行比较。
动态基站功率控制：
1. 目标是减少平均干扰
2. 基于MS发送的测量报告计算
3. 是否和BCH载波
4. 非强制性的
DTX 不连续发射：
1. 当语音中断的大部分时间里，允许无线发射器关掉。
2. 有DTX Handler处理器： 在发射端有语音激活检测、在发射端有背景声噪音、在切断时产生舒适噪音。
3. 不连续发射在上行和下行都有执行。不连续发射、不连续接收；
4. 在手机上执行不连续发射和不连续接收。
5. 在BTS接收时有不连续接收
时迁（定时提前）:
Timing advance 就是为了保证信号能在准确的时间内到达BS, 当MS移动时, 随着MS距离BS 的远近, 上行传递的时延的可变，基站命令移动台提前发送。 由BS在SACCH信道上命令MS来改变它的迁时的大小. 手机在空闲模式时接收机站和解码BCH，在BCH中的SCH允许手机调整它的内部时间，当手机接收到SCH时不知道距离基站多远，通过SACH特殊的 短突发。当手机在下行的SACCH上获得迁时信息，才发送正常的突发，30KM 手机设置迟延100US.
信道介绍:
1. BCH 广播信道:
BCH就象灯塔, 在每一小区的任何时候, 都有BCH在ARFCN上，使手机能发现网络, 并使手机同步于网络，并且BCH信号的强度告诉手机那个是距它最近的GSM网络; 手机几乎每30秒会报告相邻小区的BCH 功率, 以便于由基站决定是否切换.?? 每一小区使用的BCH频率通道都不同, 通道被远距离的小区重复使用; 小区中的所有的手机接收BCH. 在ARFCN上有BCH信道. BCH的信息在下行的通道0时系, 其他时系用于业务信息TCH; 使MS 同步, 运载控制信息和呼叫信息. 和网络身份信息。所有手机的呼叫信息都在BCH上。BCH由FCH、SCH、BCCH、CCCH、SDCCH、SACCH组成。基站产生的BCH在零时隙，
a) FCH: frequency correction channel 在BCH上重复使用特别的BURST, 让手机开机时调整它的频率.
b) SCH: synchronization channel, 在FCH后, 调整时间.
c) BCCH: 广播控制信道, 带有网络身份.
d) CCCH: 共用控制信道, 它的子通道PCH(PAGING CHANNEL)在CCCH上. 手机能认出并用一个RACH作出反应.; 还有子通道AGCH 访问认可通道, 命令手机进入SDCCH或TCH.
2. CCCH共用控制信道: 是双向控制信道, CCCH和BCH在多帧上分享0时隙；CCCH包括RACH; PCH; AGCH; CBCH; PCH呼叫通道 用于运载IMSI报知手机有呼叫、PCH是下行通道，
3. DCCH专用控制信道: 双向控制信道, 由三个子通道组成：SDCCH,FACCH,SACCH.。
SDCCH独立专用控制信道：指定TCH之前的过渡信道，话务建立和用户验证. SDCCH 独立专用控制信道: 在呼叫建立时, 于BCH 和TCH之间起连接作用.
SACCH 慢速相关控制信道:
上行: 接收信号质量报告、接收信号RX LEVEL 报告、相邻小区的BCH 功率报告。通道功率;手机的状态.
下行：命令MS的TX 功率控制的命令、小区信道配置、迁时、跳频。
FACCH 快速相关控制信道：由BTS用作命令手机切换，
上行： 中断TCH信号、切换时快速信息交换。
下行： 中断TCH. 控制BITS
SACCH和FACCH的区别: SACCH报告基站说有另外的小区可提供给手机更好的信号质量, 切换是必要的.在段时间内, 由于SACCH 没有足够的带宽, 所以在短时间内由FACCH取代TCH; 切换就发生了. FACCH象一个TCH. 当听到语音有小的中断时, 可能发生了切换.
4. TCH业务信道: 通话时使用的信道. 运载语音信息、是双向的用于手机和基站交换语音信息 ,TCH full rate 26 frames是 120ms。包含24carry speech, 1个idle , 1个sacch。TCH half rate 26 frames 是120ms ; 包含24carry speech , 2个sacch.
5. RACH随机接入信道:
由手机发送短的突发给基站，即呼叫需求；由MS使用来从基站获取注意; 手机并不知道路经的迟延, 所以手机发短的BURST, 当手机在下行的RACH上获得迁时时, 手机才发正常的BURST.
6. 手机测量报告：
SACCH的测量报告提供给GSM系统。每个手机测量服务小区的功率，也测量相邻小区的BCH功率；手机也测量在TCH上接收的信号的强度和质量。通过SACCH将接收RxLev（dbm）和RXQuaL(be mapped directly to bit error ratio)报告给所在服务小区。
7． 接收表现：GSM接收器要在复杂的无限环境中有效的操作。接收器要适应多径和多普勒衰减，低信号、高信号、以及别的收发射器或别的用户的干扰。要能以最小的比特误码率解调0.3GMSK 信号。GSM的语音通道的语音信息编码为Ia和Ib带有错误纠正，而Ⅱbits没有错误纠正。互调测试手机在GSM波段的对两个干扰的选择，
IMEI 是 international mobile equipment identity 国际移动设备识别号就是手机串号，每一个手机都有一唯一的不同于别的手机的串号。IMSI：international mobile subscriber identity国际移动用户识别号 是手机用户进入网络的正确身份。15位IMSI存于SIM卡中.
SIM subscriber identity module : 由4-8位的PIN码，3次错误的输入卡就停止工作；8位的PUK码，10次错误的输入SIM卡就被永久的锁住。SIM卡包含有：串号、IMSI、鉴权算法 加密、网络代码、PIN PUK、充电信息。SIM 卡: 保持有所有的用户信息,(IMSI\ 允许的网络单); 存有最后的位置信息. 拨打信 息和存储信息.存储电话号码等。
Dual band & dual mode:
1. dual band : 双带，手机有频率开关，可工作在两个频率段
2. dual mode 双重模式 在手机中，mode 是所使用发射技术的类型, 数字模式和模拟模式。手机支持AMPS和TDMA, 能按需要的模式转换。AMPS是模拟的。
Mobile Station ISDN number: (MSISDN): 也就是手机号码。
小区接入技术:
1. FDMA: frequency division multiple access: 每个通话放在一个单独的频率上。
2. TDMA: Time division multiple access: 在指定的频率上，通话在固定的时间段上。
3. CDMA: Code division multiple access 每个通话都有唯一的代码。
时分多址接入技术：
1. GSM 使用了TDMA 和FDMA多路传输：124 Frequency channels for GSM900; 100khz channel; mobile share ARFCN by TDMA. 0.3GMSK Modulation 270.833kbits/sec.
2. 在GSM系统中有124个频道， 频道间隔是200khz; 每个频道由8个用户共享， 在时间上进行时分复用。就是说信号的发送是突发的不是连续的发送的。上行和下行规定使用相同的信道号（ARFCN）和时系号，而且基站和移动台相差三个时系，即上行电路落后于下行电路三个时系时间。
物理通道和逻辑通道:
物理通道: 被描述在时域和频域; 是实际的频率和时域, 由频道或绝对射频信道号和时系共同决定的。TS number 和ARFCN的组合就是物理信道。
逻辑通道; 是在物理通道上,在任何频率和时系可能是业务信道或是控制信道.
1 timeslot period=576.92us, 1frame =8timeslots. Frame period=4.615ms, voice coder bit rate=13kbps,
在Timeslot/normal burst 中，有26bits的慢或是Training bits。
温馨提示：答案为网友推荐，仅供参考