《GSM系统慨论》课件

系统概论GSM系统是全球最流行的移动通信系统之一GSM它是第二代移动通信系统，提供语音、数据和其他移动通信服务系统简介GSM数字移动通信全球移动通信系统系统是一种数字移动通信系统与模拟系系统是全球移动通信系统，支持不同国家GSM GSM统相比，数字系统具有更高的传输效率和更强和地区的移动通信服务的抗干扰能力语音和数据服务蜂窝移动通信系统提供语音通话、短信、数据传输等多系统采用蜂窝移动通信技术，将覆盖区域GSM GSM种服务，满足用户多样化的需求划分成多个蜂窝小区，提高系统容量和通信质量系统的基本组成GSM基站交换机数据库移动终端基站是网络的核心，负责交换机是网络的控制中心数据库存储了用户的号码、位移动终端是用户手中的手机，GSM GSM与移动终端进行无线通信，负责连接不同基站和用户置等信息负责与基站进行通信蜂窝移动通信系统概述蜂窝移动通信系统是一种利用无线电波进行通信的移动通信系统它是现代移动通信技术的基础，广泛应用于移动电话、数据传输等领域该系统采用蜂窝结构，将覆盖区域划分为多个小区，每个小区使用不同的频率，从而实现频率复用，提高频谱利用率蜂窝移动通信系统的特点高容量和频谱利用率可扩展性和灵活性蜂窝系统通过频率复用技术，在同一频率范围内支持多个用户，蜂窝系统易于扩展，通过添加新的基站可以增加覆盖范围和容量提高了系统的容量和频谱利用率，满足不断增长的用户需求移动通信系统的发展历程第一代移动通信（）1G1主要使用模拟技术，提供语音通话服务，覆盖范围有限，通话质量差第二代移动通信（）2G2以为代表，采用数字技术，显著提高了通话质量和GSM容量，并支持短信服务第三代移动通信（）3G3以、和为代表，提供WCDMA CDMA2000TD-SCDMA高速数据传输，支持移动互联网接入第四代移动通信（）4G4以为代表，提供高速率、低延迟的移动宽带接入，LTE支持高清视频通话和移动游戏第五代移动通信（）5G5提供极高的数据传输速率，超低时延和更高的连接密度，支持物联网、自动驾驶等应用从到的演进1G5G模拟蜂窝移动通信1G:第一代移动通信系统，采用模拟信号技术，通话质量差，容量有限，安全性不高，只能进行语音通话数字蜂窝移动通信2G:第二代移动通信系统，采用数字信号技术，通话质量显著提升，容量增大，安全性增强，并支持短信等数据业务宽带移动通信3G:第三代移动通信系统，提供高速率的数据传输，支持语音、数据、视频等多种业务，标志着移动互联网时代的到来移动宽带4G:第四代移动通信系统，提供了更高的速度和更低的延迟，支持高清视频通话、高速网络游戏等超高速移动通信5G:第五代移动通信系统，以超高速率、低延迟、高可靠性为特点，推动了物联网、车联网、虚拟现实等新兴技术的发展什么是系统GSM全球移动通信系统第二代移动通信是是第二代移动通信系GSM GlobalSystem forGSM2G的缩统，它于年首次投入使用，Mobile Communications1991写，它是一种数字移动通信系统并迅速成为全球移动通信的主流，由欧洲电信标准协会制标准ETSI定，现已成为世界上最流行的移动通信标准广泛应用基础设施系统支持语音通话、短信、系统由移动交换中心GSM GSM数据传输等多种业务，已广泛应、基站和移动台MSC BTS用于全球超过个国家和地区等组成，它提供了一个完整200MS的移动通信网络系统的基本原理GSM频率复用时分多址

11.

22.将多个用户分配到不同的频率将每个频率通道划分为时间片通道，以便在同一时间段内进，多个用户轮流使用同一频率行通信通道数字信号传输蜂窝结构

33.

44.使用数字信号进行通信，提高将覆盖区域划分为多个蜂窝状了传输效率和抗干扰能力小区，每个小区使用独立的频率资源系统的网络架构GSM系统由核心网和接入网两部分组成核心网负责处理数据和业务，接入网GSM负责无线信号传输核心网包括交换中心、移动交换中心、数据库等接入网包括基站控制器、基站、移动台等网络架构分层结构，每一层都具有特定功能，确保系统稳定运行GSM系统的主要功能和特点GSM数字信号传输频率复用技术系统采用数字信号传输技术系统使用和技GSM GSMTDMA FDMA，提高了通话质量，并可承载多术，实现频谱利用率的提高种数据业务漫游功能安全认证系统支持漫游功能，用户可系统提供身份验证和加密机GSM GSM以在不同运营商网络之间无缝切制，保证通信安全性和用户隐私换系统的主要业务GSM语音通话短信服务12系统最基本也是最重要的用户可以通过手机发送和接收GSM业务，用户可以通过手机进行短信，进行简短的文字交流语音通话数据业务增值业务34用户可以接入互联网，浏览网除了基本业务之外，系统GSM页、收发邮件、下载文件等还提供各种增值业务，例如彩信、移动支付、位置服务等系统的频率利用GSM系统采用蜂窝结构，将覆盖区域划分为多个蜂窝小区，每个小区使用不同GSM的频率频率复用技术可以有效地利用频谱资源，提高系统容量850MHz900MHz850MHz900MHz北美和部分国家欧洲和亚洲1800MHz1900MHz1800MHz1900MHz高容量区域美国和部分国家频道复用技术频率复用时分复用码分复用空分复用将同一频率分配给不同位置的将一个时隙分配给多个用户每个用户分配一个唯一的码片将不同的频率分配给不同的区基站序列域系统的基本信令流程GSM呼叫建立1用户发起呼叫，系统分配资源，建立连接呼叫保持2呼叫保持状态，资源保留，确保连接稳定呼叫释放3呼叫结束，释放资源，断开连接系统信令流程是呼叫建立、保持和释放过程的完整指令序列信令控制信息包含在专用信道中，通过无线接口传输，确保用户之间通GSM信的顺利进行系统的核心网功能GSM用户管理呼叫控制信令处理网络管理负责用户身份认证、计费和数负责建立、维护和释放电话连负责处理用户和网络之间的信负责监控网络运行状态，优化据管理，确保用户服务质量接，协调不同用户的通话需求令，确保通信顺利进行资源分配，确保网络稳定可靠系统的接入网功能GSM基站子系统无线接入网络BSS RAN包含基站控制器和基站收发信机包含所有与无线信号相关的设备，包括基站和移动台BSS BSC BTS RAN负责管理和移动台之间的无线链路负责提供无线连接，并确保移动台能够接入网络BSCBTSRAN GSM系统的无线接口技术GSM无线接口层物理层数据链路层网络层系统采用空中接口，通过定义无线信号的频率、功率和负责数据的传输、错误检测和管理无线资源，进行小区切换GSM无线电波传输数据调制方式纠正和呼叫控制多址接入技术频分多址时分多址

11.FDMA

22.TDMA不同用户使用不同的频率信道同一频率信道被分成时间片，进行通信，避免信号干扰不同用户在不同的时间片上使用，避免信号干扰码分多址空间分址

33.CDMA

44.SDMA使用不同的编码方案区分不同利用天线技术和信号处理技术的用户，实现多个用户共享同，将空间分成不同的区域，不一频率信道同用户在不同的区域进行通信，避免信号干扰系统的信源编码GSM信源编码概述算法RPE-LTP信源编码旨在压缩数据，减少传输量压缩算法根据数据特征，该算法基于线性预测编码技术，利用语音信号的自相关性LPC去除冗余信息进行预测系统采用语音编码，将模拟语音信号转换成数字信通过去除预测误差和量化参数，实现语音信号压缩，提高传输效GSM RPE-LTP号，并进行压缩率系统的声音编码技术GSM语音信号压缩降噪处理系统采用的是一种名为自技术可以有效地去除语音信GSM“AMR适应多速率（）的语音编号中的噪声，提高语音质量，确AMR”码技术，它能够将语音信号压缩保通话质量，从而有效地提高频谱利用率语音速率调整语音质量优化技术可以根据不同的网络条系统的语音编码技术可以优AMR GSM件和语音质量需求，调整语音编化语音质量，提高通话清晰度，码的速率，从而实现灵活的语音为用户提供更流畅、更自然的声质量控制音体验系统的终端技术GSM手机卡天线SIM手机是系统中的核心设备，用于卡存储用户的个人信息，包括电话号码天线负责将无线信号发射和接收，连接手机GSM GSMSIM发起和接收语音和数据呼叫、地址和短信等，并在用户移动时提供身份和基站验证系统的身份认证和安全性GSM卡身份认证网络安全机制加密算法身份认证流程SIM卡包含用户身份信息和加密网络采用多种安全机制，系统使用算法对语音和用户接入网络时，需进行身份SIM GSM GSM A5密钥，用于验证用户身份防止窃听、篡改和伪造数据进行加密，确保通信内容认证，验证用户合法性的保密性系统的漫游和转接技术GSM漫游漫游类型漫游是指手机在本地网络之包括国内漫游和国际漫游，分别GSM外的区域进行通信时，通过其他指手机在同一国家不同运营商网网络提供服务的机制络间和不同国家网络间的通信转接转接类型转接是指当用户无法直接访问目包括呼叫转移、呼叫等待和呼叫标号码时，将呼叫转移到另一个保持，为用户提供多种呼叫处理号码或系统上的功能选择系统的业务质量和容量GSMGSM系统的业务质量和容量是衡量其性能的重要指标，也是影响用户体验的关键因素业务质量通常用指标来表示，例如掉话率、呼叫建立成功率、数据传输速率等容量是指GSM系统所能承载的最大用户数量和数据流量系统的演进方向GSM数据服务增强技术融合网络优化系统最初主要用于语音系统不断与其他技术融为了满足不断增长的用户需求GSMGSM通话，但随着互联网的发展，合，例如与、蓝牙等技，系统不断进行网络优Wi-Fi GSM数据服务需求不断增长术结合，实现更灵活、更便捷化，提升网络容量、覆盖范围系统不断演进，支持的网络接入和应用和服务质量GSM、等数据传输技GPRS EDGE术，提供更高速率、更稳定、更可靠的数据服务和技术GPRS EDGE技术技术

11.GPRS

22.EDGE是通用分组无线业务，是增强数据速率为GPRS EDGEGSM基于网络上的分组数据传的演进技术，提高了数据传输GSM输技术，支持多种数据业务速率和网络容量，支持更高速率的移动数据业务优势应用

33.

44.和技术相对于传统和技术广泛应用于GPRS EDGEGPRS EDGE网络的电路交换技术，具移动互联网接入、移动游戏、GSM有更高的数据传输速率和更灵移动邮件等各种数据业务活的网络接入方式和系统概述3G4G代表第三代移动通信技术，提供了更快的互联网接入速度和数据传输速率3G系统使用分组数据传输技术，支持多种多媒体应用，例如视频通话和互联网3G浏览代表第四代移动通信技术，具有更高的数据传输速率、更低的延迟和更强的4G网络容量系统采用先进的无线技术，如和，可以提供更流畅的4G LTEWiMAX移动互联网体验系统概述5G代表第五代移动通信技术，与之前一代相比，它拥有更高5G4G的速度、更低的延迟和更大的连接容量技术旨在满足日益增5G长的移动数据需求，支持物联网、自动驾驶等新兴应用系统采用了新的无线技术，例如大规模、毫米波通信和5G MIMO网络切片，以实现更高的数据速率、更低的延迟和更可靠的连接未来移动通信发展趋势超高速率万物互联未来移动通信网络将提供更高的数据支持更多设备连接，实现万物互联的传输速度，满足不断增长的带宽需求智能社会，赋能更广泛的应用场景人工智能安全可靠人工智能技术将深度融合，优化网络网络安全更加重要，确保数据安全，性能，提升用户体验，创造更多智能构建更加安全可靠的移动通信体系化应用总结和展望网络演进GSM系统已逐步过渡到更先进的4G和5G技术，未来将继续发展，以满足不断增长的移动通信需求物联网GSM技术在物联网领域发挥着重要作用，为智能家居、智慧城市等应用提供基础通信支持新技术随着技术的进步，GSM系统将不断优化，融合新的技术，提升性能和效率。