1、GSM是Global System For Mobile Communications的缩写，由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准，GSM是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。

(资料图)

2、GSM系统的主要特点

1）频谱效率：

由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率。

2）容量：

由于每个信道传输带宽增加，使同频分复用栽干比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小（模拟系统为7/21）；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率（每兆赫每小区的信道数）比TACS系统高3～5倍。

3）话音质量：

鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义，在门限值以上时，话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。

4）开放的接口：

GSM标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且包括网络直接以及网络中各设备实体之间，例如A接口和Abis接口。

5）安全性：

通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。鉴权用来验证用户的入网权利。加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号，以防止有人跟踪而泄漏其地理位置。

6）与ISDN、PSTN等的互连：

与其他网络的互连通常利用现有的接口，如ISUP或TUP等。

7）在SIM卡基础上实现漫游：

漫游是移动通信的重要特征，它标志着用户可以从一个网络自动进入另一个网络。GSM系统可以提供全球漫游，当然也需要网络运营者之间的某些协议，例如计费。

在GSM系统中，漫游是在SIM卡识别号以及被称为IMSI的国际移动用户识别号的基础上实现的。这意味着用户不必带着终端设备而只需带其SIM卡进入其他国家即可。终端设备可以租借，仍可达到用户号码不变，计费帐号不变的目的。

3、GSM网络结构

图中字母名称含义如下：

MS（Mobile Station）：移动台

BTS（Base Transceiver Station）：基站收发信台

BSC（Base Station Controller）：基站控制器

TRAU（Transcoding and Rate Adaptation Unit）：码变换和速率适配单元

IWF（Interworking Function）：交互功能

EIR（Equipment Identity Register）：设备识别寄存器

MSC（Mobile Switching Center）：移动交换中心

VLR（Visitor Location Register）：拜访位置寄存器

GMSC（Gateway MSC）：网关

HLR（HOME Location Register）：归属位置寄存器

AUC（Authentication Center）：鉴权中心

SMC（Short Message Center）：短消息业务中心

PSTN（Public Switched Telephone Network）：公用电话网

ISDN（Integrated Services Digital Network）：综合业务数字网

PDN（Public Data Networks）：公用数据网

GSM数字移动通信系统主要由移动交换系统NSS、基站子系统BSS、操作维护子系统OMS和移动台MS构成。下面具体描述各部分的功能。

1）移动交换系统NSS

NSS主要完成交换功能以及用户数据管理、移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。

移动交换系统由移动交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、拜访位置寄存器VLR、设备识别寄存器EIR、鉴权中心AUC和短消息中心SMC等功能实体构成。

MSC：GSM系统的核心，完成最基本的交换功能，即完成移动用户和其他网络用户之间的通讯连接；完成移动用户寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、基站管理等功能；提供面向系统其他功能实体的接口、到其他网络的接口以及与其他MSC互连的接口。

HLR：是系统的中央数据库，存放与用户有关的所有信息，包括用户的漫游权限、基本业务、补充业务及当前位置信息等，从而为MSC提供建立呼叫所需的路由信息。一个HLR可以覆盖几个MSC服务区甚至整个移动网络。

VLR：VLR存储了进入其覆盖区的所有用户的信息，为已经登记的移动用户提供建立呼叫接续的条件。VLR是一个动态数据库，需要与有关的归属位置寄存器HLR进行大量的数据交换以保证数据的有效性。当用户离开离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将删除临时记录的该移动用户数据。在物理上，MSC和VLR通常合为一体。

AUC：是一个受到严格保护的数据库，存储用户的鉴权信息和加密参数。在物理实体上，AUC和HLR共存。

EIR：存储与移动台设备有关的参数，可以对移动设备进行识别、监视和闭锁等，防止未经许可的移动设备使用网络。

2）基站子系统BSS

BSS是NSS和MS之间的桥梁，主要完成无线信道管理和无线收发功能。BSS主要包括基站控制器BSC和基站收发信台BTS两部分。

BSC：位于MSC与BTS之间，具有对一个或多个BTS进行控制和管理的功能，主要完成无线信道的分配、BTS和MS发射功率的控制以及越区信道切换等功能。BSC也是一个小交换机，它把局部网络汇集后通过A接口与MSC相连。

BTS：基站子系统的无线收发设备，由BSC控制，主要负责无线传输功能，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。BTS通过Abis接口与BSC相连，通过空中接口Um与MS相连。

此外，BSS系统还包括码变换和速率适配单元TRAU。TRAU通常位于BSC和MSC之间，主要完成16 kbps的RPE-LTP编码和64 kbps的A律PCM编码之间的码型变换。

3）操作维护子系统OMS

OMS是GSM系统的操作维护部分，GSM系统的所有功能单元都可以通过各自的网络连接到OMS，通过OMS可以实现GSM网络各功能单元的监视、状态报告和故障诊断等功能。

OMS分为两部分：OMC-S（操作维护中心-系统部分）和OMC-R（操作维护中心-无线部分）。OMC-S用于NSS系统的操作和维护，OMC-R用于BSS系统的操作和维护。

4）移动台MS

MS是GSM系统的用户设备，可以是车载台、便携台和手持机。它由移动终端和用户识别卡SIM两部分组成。

移动终端主要完成语音信号处理和无线收发等功能。

SIM卡存储了认证用户身份所需的所有信息以及与安全保密有关的重要信息，以防非法用户入侵，移动终端只有插入了SIM卡后才能接入GSM网络。

5）网络服务区

GSM网络服务区是指所有GSM运营商提供的网络覆盖区域的总和。在物理上它由若干个MSC服务区组成，而每个MSC服务区由若干个小区（CELL）组成。在逻辑上若干个小区归为一个位置区（LA）。

MSC服务区

一个PLMN服务区通常由多个MSC服务区构成，一个MSC服务区是指由该MSC所覆盖的服务区域，即是指和该MSC相连的所有BSC所控制的BTS的覆盖区域的总和，位于该区域的移动台均在该服务区的拜访寄存器（VLR）中进行登记。因此，在实际网络中，MSC总是和VLR集成在一起，在网络中形成一个节点。

位置区（LA）

每个MSC/VLR服务区又被划分为若干个位置区。在一个位置区内，移动台可以自由地移动，而不需要进行位置更新，因此一个位置区是广播寻呼消息的寻呼区域。一个位置区只能属于某一个MSC/VLR，即位置区的划分不能跨越MSC/VLR。利用位置区识别码（LAI），系统可以区别不同的位置区。

小区（CELL）

一个位置区包括若干个小区，每个小区具有专门的识别码（CGI），它表示网络中的一个基本的无线覆盖区域。