GSM的工作原理是怎樣的？它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何？

GSM(全球移動通信系統(tǒng))是一種第二代移動通信系統(tǒng)，它的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是本文要介紹的內(nèi)容。

全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile Communications，GSM)是由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織ETSI( European Telecommunications Standards Institute)制訂的一個數(shù)字移動通信標(biāo)準(zhǔn)。它的空中接口采用時分多址技術(shù)。自90年代中期投入商用以來，被全球超過100個國家采用。GSM標(biāo)準(zhǔn)的無處不在使得在移動電話運(yùn)營商之間簽署漫游協(xié)定后，用戶的國際漫游變得很平常。 GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移動電話系統(tǒng)。

一、GSM的工作原理

GSM的工作原理主要包括以下幾個步驟：

1. 信道編碼：將信息源輸出的數(shù)字信號序列轉(zhuǎn)化為適合于無線電波傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號。

2. 信道調(diào)制：將數(shù)字調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為適合于在無線電波上傳輸?shù)哪M調(diào)制信號。

3. 無線電發(fā)送：將模擬調(diào)制信號通過無線電發(fā)送出去。

4. 無線電接收：接收無線電波上傳輸?shù)哪M調(diào)制信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字調(diào)制信號。

5. 解調(diào)：將數(shù)字調(diào)制信號解調(diào)成數(shù)字信號序列。

6. 信道解碼：將數(shù)字信號序列解碼成信息源輸出數(shù)字信號序列。

二、GSM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

GSM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由以下幾個部分組成：

1. MS(移動臺)：GSM系統(tǒng)的終端設(shè)備，包括手機(jī)、平板電腦等。

2. BSS(基站子系統(tǒng))：包括BTS(基站收發(fā)信機(jī))和BSC(基站控制器)兩個部分，主要負(fù)責(zé)無線信號的收發(fā)和交換。

3. MSC(移動交換中心)：負(fù)責(zé)整個GSM系統(tǒng)的控制和交換，包括對移動用戶的呼叫、接續(xù)、路由等操作。

4. PLMN(公共陸地移動網(wǎng)絡(luò))：由多個BSS和MSC組成，為GSM用戶提供完整的移動通信服務(wù)。

5. IN(智能網(wǎng))：用于實(shí)現(xiàn)GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能，如語音信箱、短信等。

6. SIM(用戶身份模塊)：一種智能卡，包含GSM用戶的身份信息，用于認(rèn)證和授權(quán)用戶訪問PLMN網(wǎng)絡(luò)。

7. GMSC(網(wǎng)關(guān)移動交換中心)：負(fù)責(zé)PLMN網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通，如固定電話、互聯(lián)網(wǎng)等。

8. HLR(歸屬位置寄存器)：用于存儲GSM用戶的簽約數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，包括用戶的位置信息、呼叫記錄等。

9. VLR(訪問位置寄存器)：用于存儲訪問位置信息、用戶狀態(tài)信息等，并與MSC配合完成對用戶的接續(xù)和路由。

10. EIR(設(shè)備識別寄存器)：用于存儲GSM用戶的設(shè)備信息，如國際移動設(shè)備識別碼(IMEI)等。

11. AC(計(jì)費(fèi)中心)：用于對GSM用戶的話單進(jìn)行計(jì)費(fèi)和結(jié)算。

以上是GSM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，其中MS、BSS、MSC、PLMN、IN、SIM、GMSC、HLR、VLR、EIR和AC等組成部分是GSM系統(tǒng)不可或缺的組成部分。

三、GSM的技術(shù)特點(diǎn)

GSM作為第二代移動通信系統(tǒng)，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

1. 時分多址(TDMA)：GSM采用時分多址技術(shù)，將一個載波頻率的時間分成8個時隙，每個時隙對應(yīng)一個信道，從而實(shí)現(xiàn)多個用戶同時使用一個載波頻率。

2. 加密技術(shù)：GSM采用加密技術(shù)，保障用戶的通信安全。

3. 數(shù)字通信：GSM采用數(shù)字調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，提高了通信質(zhì)量。

4. 漫游功能：GSM用戶可以在不同運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)漫游。

5. 業(yè)務(wù)功能：GSM系統(tǒng)支持多種業(yè)務(wù)功能，如語音、數(shù)據(jù)、圖像等。

四、GSM的發(fā)展歷程

GSM的發(fā)展歷程可以追溯到1982年，當(dāng)時歐洲各國成立了歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(ETSI)，開始研究和制定移動通信標(biāo)準(zhǔn)。1991年，第一個商業(yè)化GSM網(wǎng)絡(luò)在芬蘭部署，標(biāo)志著GSM系統(tǒng)的誕生。自那時以來，GSM系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用和推廣，成為全球最主要的移動通信系統(tǒng)之一。

五、總結(jié)

GSM是一種第二代移動通信系統(tǒng)，具有時分多址、加密、數(shù)字通信、漫游和業(yè)務(wù)功能等技術(shù)特點(diǎn)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括MS、BSS、MSC、PLMN、IN、SIM、GMSC、HLR、VLR、EIR和AC等組成部分。GSM的發(fā)展歷程可以追溯到1991年，當(dāng)時第一個商業(yè)化GSM網(wǎng)絡(luò)在芬蘭部署。如今，GSM已成為全球最主要的移動通信系統(tǒng)之一。