《GSM系統(tǒng)簡(jiǎn)介》課件

GSM系統(tǒng)簡(jiǎn)介GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobilecommunications）的縮寫。GSM系統(tǒng)概述1全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GlobalSystemforMobileCommunications)的縮寫，是最早的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。2數(shù)字技術(shù)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，相比模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)具有更好的抗干擾能力，通話質(zhì)量更高。3開放標(biāo)準(zhǔn)GSM是一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)，全球許多國(guó)家和運(yùn)營(yíng)商都采用此標(biāo)準(zhǔn)，使得手機(jī)能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)間漫游。GSM系統(tǒng)的組成部分移動(dòng)臺(tái)（MS）用戶使用的手機(jī)，包括無線收發(fā)器和控制單元。基站子系統(tǒng)（BSS）負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行無線通信，包括基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機(jī)（BTS）。網(wǎng)絡(luò)及交換子系統(tǒng)（NSS）負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理、用戶鑒權(quán)、呼叫控制、漫游管理等功能，包括移動(dòng)交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）等。操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMS）負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)GSM系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，包括故障診斷、性能分析、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等。移動(dòng)電臺(tái)（MS）移動(dòng)電臺(tái)（MS）是GSM系統(tǒng)中最基本的組成部分，是用戶與網(wǎng)絡(luò)連接的終端設(shè)備。移動(dòng)電臺(tái)通常指手機(jī)，它通過無線接口與基站進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話、短信收發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ??；咀酉到y(tǒng)（BSS）基站子系統(tǒng)(BSS)是GSM網(wǎng)絡(luò)中連接移動(dòng)臺(tái)(MS)和網(wǎng)絡(luò)及交換子系統(tǒng)(NSS)的橋梁。它負(fù)責(zé)管理與移動(dòng)臺(tái)之間的無線通信，并為移動(dòng)臺(tái)提供所需的無線資源，如頻率、時(shí)隙和功率控制等。BSS由多個(gè)基站(BTS)組成，每個(gè)基站覆蓋一定范圍的區(qū)域，稱為小區(qū)(Cell)。移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，會(huì)不斷地與基站進(jìn)行通信，并根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度選擇最佳的基站進(jìn)行連接。網(wǎng)絡(luò)及交換子系統(tǒng)（NSS）網(wǎng)絡(luò)及交換子系統(tǒng)（NSS）是GSM系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)處理移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)交換中心（MSC）之間的通信，并管理移動(dòng)臺(tái)的呼叫和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它包括以下主要功能模塊：移動(dòng)交換中心（MSC）：負(fù)責(zé)處理移動(dòng)臺(tái)的呼叫，并將呼叫連接到固定電話網(wǎng)絡(luò)或其他移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。歸屬位置寄存器（HLR）：存儲(chǔ)用戶資料，如手機(jī)號(hào)碼、位置信息、服務(wù)類型等。訪問位置寄存器（VLR）：存儲(chǔ)用戶當(dāng)前的位置信息，以便在用戶漫游時(shí)快速找到其所屬的MSC。鑒權(quán)中心（AUC）：負(fù)責(zé)驗(yàn)證用戶身份，并授權(quán)用戶訪問網(wǎng)絡(luò)。操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMS）操作維護(hù)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)，包括監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、故障診斷、性能優(yōu)化等。OMS通過收集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，提供各種報(bào)表和分析工具，幫助運(yùn)營(yíng)商了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。OMS還能提供一些增值功能，例如網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、資源管理等。GSM系統(tǒng)的工作原理呼叫建立用戶撥打電話時(shí)，移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送請(qǐng)求。信道分配基站為通話分配合適的時(shí)隙和頻率。數(shù)據(jù)傳輸雙方通過基站進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸。呼叫結(jié)束通話結(jié)束后，信道釋放。頻段劃分頻段GSM系統(tǒng)使用850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz頻段。帶寬每個(gè)頻段的帶寬為200kHz。分配每個(gè)頻段被劃分為多個(gè)信道，用于語(yǔ)音通話、數(shù)據(jù)傳輸和其他服務(wù)。時(shí)分多址（TDMA）將時(shí)間分成若干時(shí)間片每個(gè)時(shí)間片分配給不同的用戶用戶在各自的時(shí)間片內(nèi)發(fā)送信號(hào)頻分多址（FDMA）頻率劃分將整個(gè)通信頻段劃分為若干個(gè)子頻段，每個(gè)用戶分配一個(gè)子頻段進(jìn)行通信。隔離干擾由于每個(gè)用戶占用不同的頻段，可以有效地減少不同用戶之間的干擾。簡(jiǎn)單易行FDMA技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但頻率資源利用率較低。信道復(fù)用頻分復(fù)用(FDM)將不同的頻率分配給不同的用戶，以實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。時(shí)分復(fù)用(TDM)將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙分配給不同的用戶，以實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。碼分復(fù)用(CDM)利用不同的碼序列來區(qū)分不同的用戶，以實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。用戶識(shí)別手機(jī)號(hào)碼是用戶在GSM網(wǎng)絡(luò)中的唯一標(biāo)識(shí)，用于識(shí)別和定位用戶。SIM卡中的IMSI（國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼）是用戶在GSM網(wǎng)絡(luò)中的身份標(biāo)識(shí)，包含國(guó)家代碼、網(wǎng)絡(luò)代碼和用戶代碼。IMEI（國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼）是手機(jī)的唯一標(biāo)識(shí)，用于識(shí)別和追蹤手機(jī)。SIM卡SIM卡介紹SIM卡是移動(dòng)電話中使用的可移動(dòng)式智能卡。功能包含用戶身份信息、電話號(hào)碼和其它個(gè)人數(shù)據(jù)。IMSI與IMEIIMSI國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼，用于識(shí)別GSM網(wǎng)絡(luò)中的用戶。它是一個(gè)唯一的15位數(shù)字，由MCC、MNC和MSIN組成。IMEI國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼，用于識(shí)別GSM網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)設(shè)備。它是一個(gè)唯一的15位數(shù)字，由TAC、FAC、SNR和SPID組成。用戶驗(yàn)證和密碼保護(hù)1SIM卡身份驗(yàn)證SIM卡包含用戶身份信息和加密密鑰，用于驗(yàn)證用戶的身份。2密碼保護(hù)用戶可以使用PIN碼保護(hù)自己的SIM卡，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。3安全加密GSM系統(tǒng)使用加密算法來保護(hù)通信內(nèi)容，防止竊聽和數(shù)據(jù)泄露。漫游與手機(jī)定位漫游用戶可以在不同的GSM網(wǎng)絡(luò)之間漫游，保持通話。手機(jī)定位GSM網(wǎng)絡(luò)可以通過基站信號(hào)來定位用戶的位置。GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)電話服務(wù)GSM系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)之一，支持語(yǔ)音通話和視頻通話。短消息服務(wù)（SMS）用戶之間發(fā)送和接收短文本消息。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，例如上網(wǎng)、電子郵件和文件共享。電話服務(wù)語(yǔ)音通話GSM系統(tǒng)最基本的功能，用戶可通過手機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音通話。呼叫轉(zhuǎn)移用戶可以將呼叫轉(zhuǎn)移到其他號(hào)碼，例如另一個(gè)手機(jī)或固定電話。呼叫保持用戶可以將正在進(jìn)行的通話暫停，接聽其他電話。會(huì)議通話用戶可以與多個(gè)參與者進(jìn)行多人語(yǔ)音通話。短消息服務(wù)（SMS）簡(jiǎn)短信息最多160個(gè)字符，用于簡(jiǎn)短信息傳遞。群發(fā)功能可向多個(gè)用戶同時(shí)發(fā)送相同信息。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按條數(shù)收費(fèi)，通常價(jià)格低廉。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)接入GSM網(wǎng)絡(luò)支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，例如GPRS、EDGE、HSDPA，提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。數(shù)據(jù)傳輸用戶可以利用GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸文件、圖片、視頻等數(shù)據(jù)，滿足各種數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求。移動(dòng)辦公GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為用戶提供移動(dòng)辦公的便利，例如電子郵件、遠(yuǎn)程會(huì)議、文件共享等。增值業(yè)務(wù)移動(dòng)支付提供安全可靠的移動(dòng)支付服務(wù)，例如手機(jī)充值、轉(zhuǎn)賬、購(gòu)物等。移動(dòng)游戲支持多種移動(dòng)游戲，提供豐富多彩的游戲體驗(yàn)，滿足不同用戶的娛樂需求。無線互聯(lián)網(wǎng)接入為用戶提供高速、穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，方便用戶隨時(shí)隨地上網(wǎng)。位置服務(wù)利用手機(jī)定位技術(shù)，提供地圖導(dǎo)航、位置查詢、周邊信息等服務(wù)。GSM系統(tǒng)的演進(jìn)15G超高速率，超低延遲24G高速率，低延遲33G數(shù)據(jù)傳輸，多媒體支持42G語(yǔ)音通信，短信51G模擬通信2G到3G的演進(jìn)12GGSM以語(yǔ)音通話為主，數(shù)據(jù)速率較低23GWCDMA數(shù)據(jù)速率大幅提升，支持高速網(wǎng)絡(luò)3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從電路交換向分組交換轉(zhuǎn)變4業(yè)務(wù)類型擴(kuò)展了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持多媒體應(yīng)用3G到4G的演進(jìn)1數(shù)據(jù)速率提升從3G的幾兆每秒到4G的百兆每秒2延遲降低更快的響應(yīng)速度，更流暢的用戶體驗(yàn)3連接數(shù)增加支持更多的用戶同時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)5G技術(shù)概括超高速率5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度遠(yuǎn)超前代，可實(shí)現(xiàn)千兆甚至更高速度，滿足未來大數(shù)據(jù)、高清視頻等應(yīng)用需求。超低延遲5G網(wǎng)絡(luò)的延遲大幅降低，可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的響應(yīng)時(shí)間，為自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用提供支持。海量連接5G網(wǎng)絡(luò)支持?jǐn)?shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備同時(shí)連接，為物聯(lián)網(wǎng)、智能城市等應(yīng)用提供基礎(chǔ)。GSM系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)分析1成熟的技術(shù)GSM系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)成熟穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛，市場(chǎng)占有率高。2安全性高GSM系統(tǒng)采用多種安全機(jī)制，如SIM卡認(rèn)證、加密傳輸?shù)龋_保用戶數(shù)據(jù)安全。3成本低廉GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本低，運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較低，用戶使用成本也較低。優(yōu)點(diǎn)全球覆蓋范圍廣安全性高，加密技術(shù)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)成熟穩(wěn)定缺點(diǎn)安全性GSM系統(tǒng)易受攻擊，例如克隆和竊聽。覆蓋范圍GSM信號(hào)在某些地區(qū)可能較弱或不可用。數(shù)據(jù)速率GSM數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，無法滿足現(xiàn)代用戶對(duì)高帶寬的