《GSM系統(tǒng)簡介》課件

GSM系統(tǒng)簡介GSM是全球移動通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobilecommunications）的縮寫。GSM系統(tǒng)概述1全球移動通信系統(tǒng)GSM是全球移動通信系統(tǒng)(GlobalSystemforMobileCommunications)的縮寫，是最早的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。2數(shù)字技術(shù)采用數(shù)字信號處理技術(shù)，相比模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)具有更好的抗干擾能力，通話質(zhì)量更高。3開放標準GSM是一個開放的標準，全球許多國家和運營商都采用此標準，使得手機能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)間漫游。GSM系統(tǒng)的組成部分移動臺（MS）用戶使用的手機，包括無線收發(fā)器和控制單元?；咀酉到y(tǒng)（BSS）負責(zé)與移動臺進行無線通信，包括基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機（BTS）。網(wǎng)絡(luò)及交換子系統(tǒng)（NSS）負責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理、用戶鑒權(quán)、呼叫控制、漫游管理等功能，包括移動交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）等。操作維護子系統(tǒng)（OMS）負責(zé)對整個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。移動電臺（MS）移動電臺（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。移動電臺通常指手機，它通過無線接口與基站進行通信，實現(xiàn)語音通話、短信收發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋；咀酉到y(tǒng)（BSS）基站子系統(tǒng)(BSS)是GSM網(wǎng)絡(luò)中連接移動臺(MS)和網(wǎng)絡(luò)及交換子系統(tǒng)(NSS)的橋梁。它負責(zé)管理與移動臺之間的無線通信，并為移動臺提供所需的無線資源，如頻率、時隙和功率控制等。BSS由多個基站(BTS)組成，每個基站覆蓋一定范圍的區(qū)域，稱為小區(qū)(Cell)。移動臺在小區(qū)內(nèi)移動時，會不斷地與基站進行通信，并根據(jù)信號強度選擇最佳的基站進行連接。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，負責(zé)處理移動臺與移動交換中心（MSC）之間的通信，并管理移動臺的呼叫和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它包括以下主要功能模塊：移動交換中心（MSC）：負責(zé)處理移動臺的呼叫，并將呼叫連接到固定電話網(wǎng)絡(luò)或其他移動網(wǎng)絡(luò)。歸屬位置寄存器（HLR）：存儲用戶資料，如手機號碼、位置信息、服務(wù)類型等。訪問位置寄存器（VLR）：存儲用戶當(dāng)前的位置信息，以便在用戶漫游時快速找到其所屬的MSC。鑒權(quán)中心（AUC）：負責(zé)驗證用戶身份，并授權(quán)用戶訪問網(wǎng)絡(luò)。操作維護子系統(tǒng)（OMS）操作維護子系統(tǒng)負責(zé)管理整個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)，提供各種報表和分析工具，幫助運營商了解網(wǎng)絡(luò)運行情況，及時發(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，移動臺向基站發(fā)送請求。信道分配基站為通話分配合適的時隙和頻率。數(shù)據(jù)傳輸雙方通過基站進行語音或數(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。帶寬每個頻段的帶寬為200kHz。分配每個頻段被劃分為多個信道，用于語音通話、數(shù)據(jù)傳輸和其他服務(wù)。時分多址（TDMA）將時間分成若干時間片每個時間片分配給不同的用戶用戶在各自的時間片內(nèi)發(fā)送信號頻分多址（FDMA）頻率劃分將整個通信頻段劃分為若干個子頻段，每個用戶分配一個子頻段進行通信。隔離干擾由于每個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。簡單易行FDMA技術(shù)相對簡單，易于實現(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，以實現(xiàn)信道復(fù)用。時分復(fù)用(TDM)將時間劃分為多個時隙，每個時隙分配給不同的用戶，以實現(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，以實現(xiàn)信道復(fù)用。用戶識別手機號碼是用戶在GSM網(wǎng)絡(luò)中的唯一標識，用于識別和定位用戶。SIM卡中的IMSI（國際移動用戶識別碼）是用戶在GSM網(wǎng)絡(luò)中的身份標識，包含國家代碼、網(wǎng)絡(luò)代碼和用戶代碼。IMEI（國際移動設(shè)備識別碼）是手機的唯一標識，用于識別和追蹤手機。SIM卡SIM卡介紹SIM卡是移動電話中使用的可移動式智能卡。功能包含用戶身份信息、電話號碼和其它個人數(shù)據(jù)。IMSI與IMEIIMSI國際移動用戶識別碼，用于識別GSM網(wǎng)絡(luò)中的用戶。它是一個唯一的15位數(shù)字，由MCC、MNC和MSIN組成。IMEI國際移動設(shè)備識別碼，用于識別GSM網(wǎng)絡(luò)中的移動設(shè)備。它是一個唯一的15位數(shù)字，由TAC、FAC、SNR和SPID組成。用戶驗證和密碼保護1SIM卡身份驗證SIM卡包含用戶身份信息和加密密鑰，用于驗證用戶的身份。2密碼保護用戶可以使用PIN碼保護自己的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通信內(nèi)容，防止竊聽和數(shù)據(jù)泄露。漫游與手機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。手機定位GSM網(wǎng)絡(luò)可以通過基站信號來定位用戶的位置。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)語音通話GSM系統(tǒng)最基本的功能，用戶可通過手機進行語音通話。呼叫轉(zhuǎn)移用戶可以將呼叫轉(zhuǎn)移到其他號碼，例如另一個手機或固定電話。呼叫保持用戶可以將正在進行的通話暫停，接聽其他電話。會議通話用戶可以與多個參與者進行多人語音通話。短消息服務(wù)（SMS）簡短信息最多160個字符，用于簡短信息傳遞。群發(fā)功能可向多個用戶同時發(fā)送相同信息。收費標準按條數(shù)收費，通常價格低廉。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。移動辦公GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為用戶提供移動辦公的便利，例如電子郵件、遠程會議、文件共享等。增值業(yè)務(wù)移動支付提供安全可靠的移動支付服務(wù)，例如手機充值、轉(zhuǎn)賬、購物等。移動游戲支持多種移動游戲，提供豐富多彩的游戲體驗，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)，方便用戶隨時隨地上網(wǎng)。位置服務(wù)利用手機定位技術(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語音通信，短信51G模擬通信2G到3G的演進12GGSM以語音通話為主，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)類型擴展了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持多媒體應(yīng)用3G到4G的演進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3連接數(shù)增加支持更多的用戶同時接入網(wǎng)絡(luò)5G技術(shù)概括超高速率5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度遠超前代，可實現(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，可實現(xiàn)毫秒級的響應(yīng)時間，為自動駕駛、遠程醫(yī)療等實時性要求高的應(yīng)用提供支持。海量連接5G網(wǎng)絡(luò)支持數(shù)百萬臺設(shè)備同時連接，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，市場占有率高。2安全性高GSM系統(tǒng)采用多種安全機制，如SIM卡認證、加密傳輸?shù)?，確保用戶數(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，運營成本相對較低，用戶使用成本也較低。優(yōu)點全球覆蓋范圍廣安全性高，加密技術(shù)保護網(wǎng)絡(luò)成熟穩(wěn)定缺點安全性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)代用戶對高帶寬的