全球移動通信系統

    縮，歐洲標準組織制訂移標準，球移系統(    ) 簡稱。空采址技術。投商，球超采。標準設備佔據球蜂窩移設備市%。

 廣泛移標準。球超區超億。戶簽署"漫遊協"移運營商漫遊。 較標準令語式，二()移系統。訊早構建系統。標準。

戶觀，優勢戶語質量低費[]選擇。網路運營商優勢根據客戶制設備配置，標準提供容易互操。，標準允網路運營商提供漫遊服務，戶球移。

GSM作為一個繼續開發的標準，保持向後兼容原始的GSM電話，例如報文交換能力在Release '97版本的標準才被加入進來，也就是GPRS。高速數據交換也是在Release '99版標準才引入的，主要是EDGE和UMTS標準。

儘管當前GSM相當普及，但是構思行動電話的歷史在GSM之前很長時間就開始了。GSM小組("Groupe Spécial Mobile" (法語) 1, 2, 3 and 4)創立於1982年。GSM的名字也是源於這個小組的名字，儘管後來決定使用縮寫代替了它的原有的含義。最開始這個小組由CEPT負責管理。GSM系統的原始技術在1987定義。1989年， ETSI從CEPT接手。1990第一個GSM規範說明完成，這個規範的文本長達超過6000頁。商業運營開始於1991，地點是芬蘭的Radiolinja。

1998年，3G合作項目(3GPP)啟動。最初，這個項目的目標是制定詳細的下一代移動通訊網（3G）規範。然而，3GPP也接受了維護和開發GSM規範的工作。ETSI是3GPP的一個成員。

全球移動通信系統(GSM)是迄今為止最為成功的全球性移動通信系統。其開發始於1982年。歐洲電信標準協會(ETSI)的前身歐洲郵政電信管理會議(CEPT)成立了移動特別行動小組(Groupe Speciale Mobile)，該小組得到了對有關泛歐數字移動通信系統的諸多建議進行改進的授權。試圖完成的兩個目標是：

第一，用於無線通信的更好、更有效的技術解決方案——在那個時候，數字系統在用戶容量、易用性和可能的附加業務數目等方面都要優於當時還十分流行的模擬系統已經是顯而易見的了。

第二，實現全歐洲統一的標準，以支持跨越國界的漫遊。這在以前是不可能做到的，因為各國使用的是互不兼容的模擬系統。

之後的若干年裡，幾家公司為這種系統提出了一些建議。這些建議幾乎涵蓋了不同技術領域的所有可能技術措施。提出的多址方式包括時分多址(TDMA)，頻分多址(FDMA)和碼分多址(CDMA）提議採用的調製技術有高斯最小頻移鍵控(GMSK)、四進位頻移鍵控(4FSK)、正交幅度調製(QAM)和自適應差分脈衝調製(ADPM）。所有提出的系統都進行了現場測試和通道模擬器測試。除了技術因素，市場和政治因素也影響了決策的進程。由於FDMA需要在移動台處進行天線分集，因此基於FDMA的方案就不在最終的考慮之列。儘管這種分集的技術可行性已經為日本的數字系統所證明，增大的天線尺寸使之仍然不能成為一個理想的選擇。CDMA最終也被排除在外，因為在那時採用CDMA方式所必需的信號處理看上去造價過高且不夠可靠。因此，只有TDMA系統在這一抉擇過程中得以保留。可是，最終的(TDMA)系統並非來自某個公司的建議，而反過來形成了一個折中的系統。究其原因是政治性的而非技術性的：選擇某一個公司的建議作為標準，將會給這家公司帶來相當大的競爭優勢。

在20世紀90年代早期，人們意識到GSM應當擁有一些沒有包括在最初標準之中的功能特性。所以，包括這些功能的所謂第二階段規範直至1995年才開發完成。而包括分組無線電和EDGE所採用的更高效調製方案在內的進一步的功能提升是其後才逐漸引入的。基於這些擴充，GSM通常被稱為2.5代系統，這是因為其功能比那些第二代系統強大，而又未能具備第三代系統的所有功能。

GSM的成功出乎了所有人的意料。雖然最初它是作為歐洲系統來開發的，但在歐洲推廣應用的同時，整個世界範圍內就已經開始了對GSM的廣泛應用。澳大利亞是第一個簽訂基礎協議的非歐洲國家。從那時起，GSM逐漸成為了全球性的移動通信標準，在2004年已擁有了超過十億的眾多用戶。當然，也有個別的例外：日本和韓國就從未採用過GSM 。

GSM有三種版本，每一種都使用不同的載波頻率。最初的GSM系統使用900MHz附近的載頻。稍後增加了GSM-1800，也就是所謂的DCS-1800，用以支持不斷增加的用戶數目。它使用的載波頻率在1800MHz附近，總的可用帶寬大概是900MHz附近可用帶寬的三倍，並且降低了移動台的最大發射功率。除此之外，GSM-1800和最初的GSM完全相同。因此，信號處理、交換技術等方面無須做任何改變就可以同樣加以利用。更高的載波頻率意味著更大的路徑損耗，同時發射功率的降低會造成小區尺寸的明顯縮小。這一實際效果同更寬的可用帶寬一起使網路容量可以得到相當大的擴充。第三種系統被稱做GSMl900或PCS-1900(個人通信系統)，工作在1900MHz載頻上，並主要用於美國。

GSM是一個開放性標準。這意味著只就介面做出規定，而不限制具體的實現形式。作為一個例子，我們來考慮GSM採用的調製方式，即GMSK。GSM標準規定了帶外發射的上限、相位抖動、互調產物等內容。如何達到所需的線性度則取決於設備製造商。因此，這一開放的標準確保了來自不同製造商的所有產品可以相互兼容，儘管在質量和價格上它們可能仍然差別不小。對業務提供商而言，兼容性尤為重要。當採用專有的系統時，業務提供商只能在網路初建階段一次性地選定設備供應商。對於GSM(以及其他開放性標準)，業務提供商可以先從某家製造商那裡購入基站，而之後為實現網路擴容又可以從另一家價格更合理的製造商那裡購進基站。業務提供商同樣可以從一家公司購買一些部件，而從另一家公司購買其他部件

GSM屬於第2代（2G）蜂窩移動通信技術。2代的說法是相對於應用於80年代的模擬蜂窩移動通信技術以及目前正逐漸進入商用的寬頻CDMA技術。模擬蜂窩技術被稱為一代移動通信技術，寬頻CDMA技術被稱為三代移動通信技術，即3G。

GSM 是一個蜂窩網路，也就是說行動電話要連接到它能搜索到的最近的蜂窩單元區域。GSM網路運行在多個不同的無線電頻率上。

GSM網路一共有4種不同的蜂窩單元尺寸：巨蜂窩，微蜂窩，微微蜂窩和傘蜂窩。覆蓋面積因不同的環境而不同。巨蜂窩可以被看作那種基站天線安裝在天線桿或者建築物頂上那種。微蜂窩則是那些天線高度低於平均建築高度的那些，一般用於市區內。微微蜂窩則是那種很小的蜂窩只覆蓋幾十米的範圍，主要用於室內。傘蜂窩則是用於覆蓋更小的蜂窩網的盲區，填補蜂窩之間的信號空白區域。

蜂窩半徑範圍根據天線高度、增益和傳播條件可以從百米以上至數十公里。實際使用的最長距離GSM規範支持到35公里。還有個擴展蜂窩的概念，蜂窩半徑可以增加一倍甚至更多。

GSM同樣支持室內覆蓋，通過功率分配器可以把室外天線的功率分配到室內天線分佈系統上。這是一種典型的配置方案，用於滿足室內高密度通話要求，在購物中心和機場十分常見。然而這並不是必須的，因為室內覆蓋也可以通過無線信號穿越建築物來實現，只是這樣可以提高信號質量減少干擾和回聲。

GSM 900MHz頻段GSM 900MHz頻段雙工間隔為45MHz，有效帶寬為25MHz，124個載頻，每個載頻8個通道。

GSM900 ：

上行（MHz）890-915；下行（MHz）935-960（GSM最先實現的頻段，也是使用最廣的頻段）

GSM900E ：

上行（MHz）880-915；下行（MHz）925-960（900MHz擴展頻段） 

中國GSM900使用頻率

①中國移動

●上行頻段：890-909 MHz

●下行頻段：935-954 Mhz

②中國聯通

●上行頻段：909-915 MHz

●下行頻段：954-960 Mhz 

GSM 1800MHz頻段

GSM 1800MHz頻段雙工間隔為95MHz，有效帶寬為75MHz，374個載頻，每個載頻8個通道。

GSM1800 ：

上行（MHz）1710-1785；

下行（MHz）1805-1880（適用於對通道容量需求大的市場，應用範圍僅次於900M。） 

GSM頻段（頻率範圍）是國際電信聯盟為GSM行動電話工作而指定的蜂窩式無線通訊系統的頻率。

P-GSM，基準GSM-900頻帶

E-GSM，擴展GSM-900頻帶（包括基準GSM-900頻帶）

R-GSM，鐵路GSM-900頻帶（包括基準和擴展GSM-900頻帶）

T-GSM，集群無線系統-GSM

GSM-900, GSM-1800 and EGSM/EGSM-900

中國主要使用GSM-800, GSM-900, GSM-1800頻段。

GSM-900和GSM-1800被用於世界上大部分區域：歐洲、中東、非洲、大洋洲以及亞洲的大部分區域。南美洲和中美洲的以下國家使用：

● 巴拉圭– GSM-1800和GSM-1900

● 秘魯– GSM-1900

● 哥斯大黎加– GSM-1800

● 巴西– GSM-850，900，1800和1900

● 瓜地馬拉– GSM-850，GSM-900和1900

● 薩爾瓦多– GSM-850，GSM-900和1900

● 委內瑞拉– GSM-850，GSM-900和1900

● GSM-900使用890–915MHz從裝置向基站發送信息（上行），使用935–960MHz接收信息（下行），其提供124個無線頻道（頻道號1-124），每個頻道佔用200kHz。雙工間隔是45MHz。100kHz的保護帶寬被置於頻段的兩端。

● GSM-1800使用1710–1785MHz從移動台向基站發送信息（上行），使用1805–1880MHz接收信息（下行）, 其提供374個頻道（頻道號512-885）。雙工間隔是95MHz。GSM-1800在英國也稱為DCS（數字行動電話服務），而在香港被稱為PCS——為避免混淆，GSM-1900在世界上其他地區稱作PCS。MCA使用GSM1800 。

GSM-850和GSM-1900

GSM-850和GSM-1900用於阿根廷、巴西、加拿大、美國以及美洲的許多其他國家

中國GSM1800使用頻率

①中國移動

●上行頻段：1710-1720 MHz

●下行頻段：1805-1815 Mhz

②中國聯通

●上行頻段：1745-1755 Mhz

●下行頻段：1840-1850 MHz

到2004年全球有超過10億人使用GSM電話，GSM電話佔到全球行動電話市場份額的70%。GSM的主要競爭CDMA（主要在美國和加拿大使用）儘管有好的前景但是有限，被作為3G標準過渡的CDMA沒有展現出全部的功能。還有，因為W-CDMA網路建設的推遲，導致至少在高密度通話這塊市場GSM的消亡速度還很慢，但是那是遲早的事情。

在1998到2000年之間導致GSM用戶增長的主要原因是移動運營商推出預付費電話服務。它允許那些不能或者不想跟運營商簽署合同的的人們擁有行動電話。這種服務在歐洲的移動運營商之間競爭也比較激烈，即使沒有長期的簽證，人們也可以從運營商那裡以很低廉的價格買到一款手機。

GSM系統主要由移動台（MS）、移動網子系統（NSS）、基站子系統（BSS）和操作支持子系統（OSS）四部分組成。

移動台（MS）

移動台是公用GSM移動通信網中用戶使用的設備，也是用戶能夠直接接觸的整個GSM系統中的唯一設備。移 動台的類型不僅包括手持台，還包括車載台和攜帶型台。隨著GSM標準的數字式手持台進一步小型、輕巧和增加功能的發展趨勢，手持台的用戶將佔整個用戶的極大部分。

基站子系統（BSS）

基站子系統（BSS）是GSM系統中與無線蜂窩方面關係最直接的基本組成部分。它通過無線介面直接與移動台相接，負責無線發送接收和無線資源管理。另一方面，基站子系統與網路子系統（NSS）中的移動業務交換中心（MSC）相連，實現移動用戶之間或移動用戶與固定網路用戶之間的通信連接，傳送系統信號和用戶信息等。當然，要對BSS部分進行操作維護管理，還要建立BSS與操作支持子系統（OSS）之間的通信連接。

移動網子系統（NSS）

移動網子系統（NSS）主要包含有GSM系統的交換功能和用於用戶數據與移動性管理、安全性管理所需的資料庫功能，它對GSM移動用戶之間通信和GSM移動用戶與其它通信網用戶之間通信起著管理作用。NSS由一系列功能實體構成，整個GSM系統內部，即NSS的各功能實體之間和NSS與BSS之間都通過符合CCITT信令系統No.7 協議和GSM規範的7號信令網路互相通信。

操作支持子系統（OSS）

操作支持子系統（OSS）需完成許多任務，包括移動用戶管理、移動設備管理以及網路操作和維護。

GSM 被設計具有中等安全水平。系統設計使用共享密鑰用戶認證。用戶與基站之間的通訊可以被加密。UMTS的發展提供了一個選擇，就是USIM，它使用更長鑒別密鑰保證更好的安全以及網路和用戶的雙向驗證。GSM只有網路到用戶的驗證。雖然安全模塊提供了保密和鑒別功能，但是鑒別能力有限而且可以偽造。

GSM為了安全使用多種加密演演算法。A5/1和A5/2兩種串流密碼用於保證在空中語音的保密性。A5/1是在歐洲範圍使用的強力演演算法，而A5/2則是在其他國家使用的弱強度演演算法。在兩種演演算法中嚴重漏洞都已經被發現，例如一個單一密文攻擊可能實時的中斷掉A5/2. 但是系統支持多個不同演演算法，這樣運營商就可以換一個安全等級更強的。

GSM系統安全的目標是使系統如公共交換電話網路(PSTN)一樣安全。系統中的無線路徑系統是最脆弱的部分，因為無線信號能被輕易地截獲。移動站有一鮮為人知的安全問題：使用MS進行竊聽在技術上是可能的(如作為“竊聽器”)。就算已經關機，還是可以通過空中介面將它打開，所以最好的保護方法是將電池取出。GSM MoU組(Memorandum ofUnderstanding Group)認為，安全的技術特性只是安全要求的一小部分，最大的威脅來自較簡單的攻擊如加密密鑰的泄漏、不安全的計費系統或貪污腐敗。因此，要採取有各方面綜合措施以確保這些安全過程滿足安全要求，此外，也必須考慮安全措施的費效比。

GSM系統的安全要求考慮了蜂窩網路的一些潛在弱點。系統的安全應當對系統運營商和用戶都是適當的。系統運營商希望能確保向正確的人收費，並且服務不受影響；顧客要求隱私得到保護。總結出如下需求：

(1)使無線網路同固定網一樣安全，這意味著匿名和加密以防止傾聽。

(2)採取強認證，防止運營商的計費被欺騙。

(3)防止運營商危及他人安全，無論是無意或迫於競爭壓力。

(4)不能導致初始呼叫建立延遲或隨後通信延遲的顯著增加。

(5)不能佔用更多的通道帶寬。

(6)導致錯誤率增加或錯誤傳播。

為此運營商GSM系統的設計必須考慮環境和安全過程，如密鑰的產生和分發，運營商之間的信息交換以及演演算法的保密性。

GSM使用上直觀的特點：

GSM系統有幾項重要特點：防盜拷能力佳、網路容量大、手機號碼資源豐富、通話清晰、穩定性強不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機耗電量低、機卡分離。

其主要技術特點如下：

1.頻譜效率。由於採用了高效調製器、通道編碼、交織、均衡和語音編碼技術，使系統具有高頻譜效率。

2.容量。由於每個通道傳輸帶寬增加，使同頻復用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統的同頻復用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更小（模擬系統為7/21）；加上半速率話音編碼的引入和自動話務分配以減少越區切換的次數，使GSM系統的容量效率（每兆赫每小區的通道數）比TACS系統高3～5倍。

3.話音質量。鑒於數字傳輸技術的特點以及GSM規範中有關空中介面和話音編碼的定義，在門限值以上時，話音質量總是達到相同的水平而與無線傳輸質量無關。

4.開放的介面。GSM標準所提供的開放性介面，不僅限於空中介面，而且報刊網路直接以及網路中各設備實體之間，例如A介面和Abis介面。

5. 安全性。通過鑒權、加密和TMSI號碼的使用，達到安全的目的。鑒權用來驗證用戶的入網權利。加密用於空中介面，由SIM卡和網路AUC的密鑰決定。TMSI是一個由業務網路給用戶指定的臨時識別號，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。

6.與ISDN、PSTN等的互連。與其他網路的互連通常利用現有的介面，如ISUP或TUP等。

7.在SIM卡基礎上實現漫遊。漫遊是移動通信的重要特徵，它標誌著用戶可以從一個網路自動進入另一個網路。GSM系統可以提供全球漫遊，當然也需要網路運營者之間的某些協議，例如計費。

GSM是PP編製產品的一種計量單位，名字為“克重”,

用以表示PP編製產品的強度，數值越大，表明該產品的質量越好，是抗撕裂性、扛穿刺性及拉伸強度的一種綜合記錄。

gsm = g per square meter 每平方米的重量(克）