GSM系统

     GSM 系统由移动台 MS (Mobile Station)、基站子系统 BSS (Bast Station Sub-System)、网络子系统NSS (Network Sub-System)、操作维护子系统OSS (Operation Sub-System)四个分系统组成，（其中，BSS包括基站（BTS）和基站控制器（BSC），NSS包括移动业务交换中心(MSC)、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、设备识别寄存器(EIR)、鉴权中心(AUC)），四个分系统之间都有定义明确且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM 系统设备可以互连。同时，GSM 系统与各种公用通信网之间也都详细定义了标准接口规范，使GSM 系统可以与各种公用通信网实现互连互通。GSM 系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种承载业务、补充业务以及与ISDN 相关的各种业务。GSM 系统采用 FDMA/TDMA 及跳频的复用方式，频率重复利用率较高，同时它具有灵活方便的组网结构，可满足用户的不同容量需求。GSM 系统具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全需求，系统抗干扰能力较强，通信质量较高。 　　

      GSM系统工作频段分配为：GSM900MHz频段为：890～915MHz(移动台发，基站收)，935～960MHz(基站发，移动台收)；DCS 1800MHz 频段为：1710～1785MHz(移动台发，基站收)，1805～1880MHz(基站发，移动台收)。 　　

      目前我国陆地蜂窝数字移动通信网GSM通信系统主要采用900MHz与1800MHz频段。其中GSM900 使用的频段为：905～915MHz上行频率，950～960MHZ下行频率，频道号为76～124，共l0M带宽。 　

  　GSM 是一种多业务系统，可以依照用户的需要为用户提供各种形式的通信。习惯上，我们把话音业务与数据业务(或称为非话音业务)区别开来。话音业务中，信息是话音，而数据业务传送包括电文、图像、传真及计算机文件等在内的其它信息。除了这些传统业务，GSM 还提供一些非传统的业务，如短信息业务，它区别于目前固定网络提供的各种业务，而更像无线寻呼业务。 　　

       通信网络提供的基本业务主要涉及传输媒介和建立呼叫的方式。补充业务则使用户能够更好地接受基本业务或是简化电信的日常使用，为用户提供方便，如呼叫前转、来电显示等。GSM 所提供的基本业务可分为承载业务和电信业务，这两种业务是独立的通信业务，其差别在于用户接入点的不同。电信业务主要包括话音业务、数据业务及短信息业务等。

       1980年代初，第一代移动电话技术开始应用，当时存在众多互不兼容的标准。仅在欧洲，就有北欧的NMT，英国的TACS，西德等国使用的C-450, 法国的Radiocom 2000和意大利RTMI等。用户的手机无法在其他标准的网络上使用，造成很大的不便。由于这个原因，西欧国家开始考虑制定一个统一的下一代移动电话标准，以便能够提供更多样的功能和使用户漫游更加容易。最开始标准起草和制定的准备工作由欧洲邮电行政大会〔CEPT〕负责管理。具体工作由1982年起成立的一系列“移动专家组”负责。GSM的名字即是移动专家组(法语：Groupe Spécial Mobile)的缩写。后来这一缩写的含义被改变为“全球移动通讯系统”，以方便GSM向全世界的推广。 　　

       1987年5月GSM成员国达成一致，确定了GSM最重要的几项关键技术。1989年，欧洲电信标准协会〔ETSI〕从CEPT接手标准的制定工作。1990年第一版GSM标准完成。1992年1月，芬兰的Oy Radiolinja Ab成为第一个商业运营的GSM网络。亚洲最早的GSM运营网络是香港电讯CSL,。GSM的推出推动了移动通信的普及，用户持续快速增长。1995年，全球用户达到1千万，1998年，达到一亿，2005年已经超过15亿。 　　

       1998年，目标为制订接替GSM的第三代移动电话（3G）规范的3GPP启动。3GPP也接受了维护和继续开发GSM规范的工作。ETSI是3GPP的成员之一。 　　

       在发展的过程中，GSM系统的功能不断得到丰富，从而能够提供更多样的服务。由GSM系统首先引入的短信息服务（SMS）提供了一种新颖、便捷、廉价的通讯方式。1994年，GSM实现了基于电路交换的数据业务和传真服务。1999年，WAP协议使得用户可以通过手机访问互联网。2000年后开始商用的通用分组无线服务（GPRS）使得GSM系统能够以效率更高的分组方式提供数据通讯。2003年, EDGE技术开始商用，提供了接近3G的数据通讯能力。 　　

       目前，3GPP组织还在发展GSM标准，以便利用已经大量部署的GSM基础设施，平滑地向3G技术演进。

       到2005年全球有超过10亿人使用GSM电话，使GSM成为主导的移动电话系统，占到全球市场份额的70%。当前WCDMA并没有展现出全部的功能，而GSM的主要竞争CDMA2000（主要在北美、日本、中国和韩国使用）在全球获得作为3G标准过渡的有限的增长。因为WCDMA网络建设已经起步（至少在高密度的市场），GSM的正在缓慢消亡，但这将持续相当时间。 　　

       在1998到2000年之间导致GSM用户增长的主要原因是移动运营商推出预付费电话服务。移动运营商

它允许那些不能或者不想跟运营商签署合同的的人们使用移动电话服务。这种服务在欧洲的移动运营商之间竞争也比较激烈，即使没有长期的合同，人们也可以从运营商那里以很低廉的价格买到一款手机。

　　GSM系统最早的语音编码方案采用规则脉冲激励长时预测编码(REP-LTP)技术。它产生的编码速率为13Kbps，每20ms一个话音帧。话音质量平均意见分值（MOS）可达到3.6。这一方案被称作全速率编码（Full Rate，FR）。在FR的基础上，通过改进算法推出了增强型全速率编码（Enhanced Full Rate，EFR）；在不改变编码速率的条件下，实现了更好的话音质量。同时也引入了编码速率为6.5Kbps的半速率编码（Half Rate，HR），这样在牺牲话音质量的前提下，系统的容量可以提高一倍。1998年， 3GPP又采纳了自适应多速率编码（Adaptive Multi-Rate，AMR）作为语音编码的增强。AMR包括14种不同速率的编码算法，其中8种为全速率和6种为半速率，码率介于12.2Kbps至4.75Kbps之间。系统在通话过程中根据信道条件和误码率实时地选择最佳的编码速率。在理想情况下，AMR 12.2Kbps的语音MOS可达4.14。

　　GSM的一个关键特征就是用户身份模块 (SIM)，也叫 SIM卡。SIM卡是一个保存用户数据和电话本的可拆卸智能卡IC。用户就可以更换手机后还能保存自己的信息。换句话说用户也可以使用现在的手机而使用不同运营商的SIM卡。 有些运营商为了防止用户转换到别的网络在手机上做手脚，使得它只能用一个特定的SIM卡，或者同一个网络的SIM卡，这就是众所周知的 SIM卡加密, 这在某些国家并不合法。

　　在美国和欧洲，大部分运营商锁定他们销售的移动电话，这样做是因为移动电话的价格一般因为签订长期合同大幅减少（例如在欧美市场很多手机可以通过签约以原价格几十分之一的价格购买），而运营商试图避免客户的流失。用户一般可以通过与运营商联系付一定费用来解除锁定（俗称解码），或者通过一个专门服务或者从互联网上搜索相关软件来解码。如果用户签署在一段时期有效地合同（合同帐户），某些美国运营商例如T-Mobile和Cingular，就会解除对电话的锁定。第三方的解码方法比起运营商的来一般更快而且也更便宜。在大多数国家解除锁定是合法的。