《GSM移动通信介绍》课件

移动通信介绍GSMGSM是一种全球性的数字蜂窝移动通信系统，它为全球数百万用户提供可靠和安全的语音和数据通信服务投稿人移动通信体系的基本概念GSM蜂窝结构时分多址数字信号频谱效率GSM网络采用蜂窝结构，将GSM网络使用时分多址技术GSM网络使用数字信号进行通过频谱资源的有效利用，覆盖区域划分为多个小区，每，将一个频率资源分配给多个传输，提高了通信质量和安全GSM网络能够支持大量用户个小区使用不同的频率进行通用户，并在时间上进行分割，性信实现多用户共享系统的网络组成GSMGSM网络主要由以下几个部分组成:•移动台（MS）手机•基站子系统（BSS）负责与手机进行通信•网络子系统（NSS）负责网络管理和控制•操作支持系统（OSS）负责网络运营和维护系统的频率规划GSM9001800GSM900GSM1800欧洲标准，覆盖范围广亚洲标准，容量较大1900GSM1900美国标准，频率较高系统的编码方式GSMGSM使用**语音编解码技术**将模拟GSM采用**全数字技术**，包括**语语音信号转换为数字信号，以便在无音编码**、**信道编码**和**数据编码线链路上传输**，以提高无线链路容量和语音质量GSM使用**纠错编码**技术来提高传输数据的可靠性，即使在噪声环境下也能确保高质量的语音传输系统的信道分配GSM频率复用GSM系统利用频率复用技术，将有限的频谱资源分配给多个用户，提高系统容量时隙分配每个时隙用于传输一个用户的数据，每个载波可以划分成多个时隙，将多个用户的信号分时复用信道类型GSM系统有多种信道类型，包括专用信道、公共信道、控制信道等，满足不同功能需求系统的小区构建GSMGSM系统通过小区来实现无线覆盖，每个小区由一个基站和其覆盖区域组成基站负责与手机进行通信，小区的大小根据人口密度和地形情况而定小区之间相互重叠，确保手机在移动过程中始终保持连接小区覆盖的影响因素地形地貌建筑物密度山脉、河流、建筑物等地形地貌会高层建筑物会阻挡信号，造成信号阻挡无线电信号，影响覆盖范围衰减，影响覆盖范围基站配置用户密度基站的功率、天线高度和方向等因用户数量过多会造成信号拥塞，影素都会影响覆盖范围响信号质量和覆盖范围系统的手机进出小区GSM123小区搜索小区注册小区注销手机开机后，会进行小区搜索，找到信手机向基站发送注册请求，基站确认手手机离开小区或信号强度降低，会进行号最强的小区进行注册机身份后，完成注册，手机接入小区小区注销，并寻找新的小区进行注册小区间手机的切换过程手机测量信号1手机不断监测周围基站的信号强度选择目标小区2根据信号强度和网络负载选择最佳小区通知原小区3手机向原小区发送切换请求建立新连接4手机与新小区建立连接，完成切换系统的呼叫过程GSM呼叫建立1用户发起呼叫呼叫连接2网络建立连接呼叫保持3通话进行中呼叫释放4通话结束系统的定位技术GSM小区定位辅助定位信号强度定位GPS通过手机所处的小区来确定位置，精度较低利用GPS接收机，提高定位精度，结合网络通过手机信号强度来判断手机距离基站的距信息提供更精准的位置服务离，从而确定位置系统的安全机制GSM鉴权加密12防止恶意用户伪造身份访问网保护用户数据和语音通话的安络全性完整性校验3确保数据传输过程不被篡改系统的加密技术GSM数据加密密钥管理GSM采用A5/1和A5/3算法加密语音和密钥由基站和手机协商生成，定期更数据，保障通信安全换，提高安全性安全机制GSM系统还包含鉴权、抗干扰等机制，进一步增强安全性系统的鉴权技术GSM确保安全防止欺诈维护网络稳定GSM鉴权技术通过验证用户身份，确保鉴权过程可以有效防止用户身份被盗用或鉴权技术可以防止恶意攻击和非法访问，只有合法用户才能访问网络资源伪造，保护用户的隐私和安全保证网络的稳定性和可靠性系统的语音压缩技术GSM降低带宽占用提高通话质量减少传输的音频数据量，提高传输通过压缩，可以提高信号质量，降效率，降低网络带宽压力低噪音和干扰，提升用户通话体验增强系统容量压缩技术可以有效地提高系统容量，支持更多用户的同时通话，提高网络服务质量系统的语音编解码技术GSM算法全速率和半速率RPE-LTPGSM采用RPE-LTP算法进行语音编码，实现高压缩比的同时保证GSM支持全速率和半速率两种编码模式，以满足不同信道条件下的语音质量语音传输需求系统的多址接入技术GSM频分多址时分多址1FDMA2TDMA每个用户分配一个独立的频率在同一个频率上，不同用户轮信道，避免互相干扰流使用，提高频谱利用率码分多址3CDMA为每个用户分配唯一的编码，即使在同一时间、同一频率上通信，也能识别不同用户系统的网络优化技术GSM小区规划功率控制通过合理的规划，可以有效减少干调整发射功率可以优化信号强度，扰，提高信号覆盖范围减少对周边小区的干扰信道分配负载均衡合理分配信道可以提高系统容量，平衡网络负载，防止个别小区出现降低掉话率拥堵现象时代系统的演进3G/4G GSM数据速率提升1从2G的低速率发展到3G的HSPA+，再到4G的LTE，数据速率不断提升，满足了用户对高速移动互联网的需求技术融合2GSM系统与3G/4G系统融合，提供更丰富的服务，例如VoLTE，实现语音通话的网络优化网络覆盖扩展33G/4G网络的覆盖范围不断扩大，为用户提供更广泛的移动通信服务时代系统的发展方向5G GSM物联网融合1与物联网技术深度融合，拓展应用场景网络切片2提供定制化网络服务，满足多样化需求边缘计算3将计算资源部署至网络边缘，降低延迟安全增强4提升安全防护能力，抵御新型网络威胁系统在物联网领域的应用GSMGSM模块可用于收集传感器数据，如GSM网络提供可靠的连接，支持远程温度、湿度、压力等，并将其传输到设备之间的通信，例如智能电网、智云平台进行分析慧农业等GSM系统可用于远程控制和管理物联网设备，例如智能家居、远程监控等系统在车联网领域的应用GSM车辆远程监控车辆信息服务车辆租赁服务GSM系统可以用于车辆位置跟踪、车辆状提供道路状况、交通事故、天气预报等信息支持远程解锁、远程启动、车辆共享等功能态监测等功能，提升驾驶安全，方便用户租用车辆系统在工业控制领域的应GSM用远程监控数据采集GSM系统可用于远程监控工业设GSM系统可用于采集工业设备的备的运行状态，例如温度、压力运行数据，并将其传输到中央控、流量等参数制系统远程控制GSM系统可用于远程控制工业设备的运行状态，例如启动、停止、调节等操作系统在医疗健康领域的应用GSM远程医疗医疗器械管理医疗信息系统通过GSM网络传输患者数据，例如心率、GSM网络可以用于远程监控和管理医疗器GSM网络可以用于搭建医疗信息系统，例血压等，医生可以远程监控患者状况，并械，例如输液泵、呼吸机等，确保设备正如电子病历系统、医疗影像传输系统等，及时进行诊断和治疗常运行提高医疗效率和管理水平系统在智慧城市领域的应用GSM交通管理智慧照明环境监测GSM系统可用于车辆跟踪、交通信号控制通过GSM系统控制路灯，实现智能化管理利用GSM系统收集环境数据，监测空气质、停车管理等应用，提高交通效率和安全，降低能耗，提高城市照明效率量、水质等，为城市管理提供依据系统在军事领域的应用GSM战场通信士兵定位数据传输GSM系统可用于建立可靠的战场通信网络GSM系统可以用于士兵定位，帮助指挥官GSM系统可以用于传输战术数据，例如战，实现部队之间的实时指挥和协调了解士兵的位置和状态场情报、目标信息等系统在农业领域的应用GSM精准农业作物管理实时监测土壤水分、温度等数据，优远程控制灌溉系统，实现自动化管理化灌溉和施肥，提高产量和效率畜牧养殖监控牲畜健康状况，提供实时预警，提高养殖效率系统在能源领域的应用GSM远程监控智能计量利用GSM网络进行远程监控，实通过GSM网络传输电表数据，实现对能源设备的实时数据采集和状现自动抄表和远程控制，简化抄表态监测，提高能源效率流程，提升能源管理效率报警系统在能源设备发生故障或异常时，及时发送报警信息，以便及时采取措施，保障能源安全系统未来的发展趋势GSM物联网融合网络安全增强12GSM将与物联网技术融合，为随着安全威胁的增加，GSM将更多设备提供连接和数据传输采用更高级的安全技术，保护服务数据和用户隐私能源效率提升新兴应用探索34GSM网络将不断优化，降低能GSM将继续探索新的应用场景耗，实现更环保的可持续发展，为智慧城市、智能制造等领域提供支持总结与展望GSM技术作为移动通信领域的奠基者，经历了从2G到3G、4G的演进，在未来依然具备独特的应用价值。