定义

全球移动通信系统

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什么是GSM(全球移动通信系统)?

GSM(全球移动通信系统)是一种数字移动网络，被欧洲和世界其他地区的移动电话用户广泛使用。GSM使用一种不同的时分多址接入(TDMA)，是三种数码无线电话技术(时分多址、GSM及码分多址)中使用最广泛的(CDMA)．GSM对数据进行数字化和压缩，然后将其与另外两个用户数据流一起发送到一个信道中，每个用户数据流都有自己的时隙。它以900兆赫(兆赫)或1,800兆赫频带。

GSM与其他技术一起，是无线移动通信发展的一部分，包括高速电路交换数据(HSCSD)、通用分组无线电业务(GPRS)、增强数据GSM环境(EDGE)及通用流动电讯服务(UMTS)．

历史

GSM的前身，包括高级流动电话服务(安培)和英国的全面接入通信系统(TACS)均采用模拟技术。然而，这些电信系统无法随着更多用户的采用而扩展。这些系统的缺点表明需要一种更有效的蜂窝技术，这种技术也可以在国际上使用。

为了实现这一目标，1983年，欧洲邮政和电信管理局会议(CEPT)成立了一个委员会，以制定欧洲数字电信标准。CEPT决定了新系统必须满足的几个标准:国际标准漫游支持高语音质量，支持手持设备，低服务成本，支持新业务和综合业务数字网(ISDN)能力。

1987年，来自13个欧洲国家的代表签署了一份部署电信标准的合同。欧盟(EU)随后通过法律要求GSM作为欧洲的标准。1989年，GSM项目的责任从CEPT转移到欧洲电信标准协会(ETSI)。

1991年，芬兰首次推出了基于GSM的移动服务。同年，GSM标准频段从900 MHz扩展到1800 MHz。2010年，GSM占据了全球移动市场80%的份额。然而，一些电信运营商已经关闭了他们的GSM网络，包括澳大利亚的Telstra。2017年，新加坡关闭了2G GSM网络。

网络组成

GSM网络有四个独立的部分，它们一起工作以形成一个整体:移动设备本身、基站子系统(BSS)、网络交换子系统(NSS)和操作和支持子系统(OSS)。

移动设备通过硬件连接到网络。订阅者标识模块(SIM卡)卡片向网络提供有关移动用户的识别信息。

BSS处理手机和NSS之间的流量。它由两个主要部分组成:基站收发站(BTS)和基站控制器(BSC)。BTS包含与移动电话通信的设备，主要是无线电发射机、接收机和天线，而BSC是其背后的智能。BSC与一组基站进行通信和控制。

GSM网络架构的NSS部分，通常称为核心网络，跟踪呼叫者的位置，以实现蜂窝服务的交付。移动运营商拥有NSS。NSS由移动交换中心(MSC)和家庭位置寄存器(HLR)等多种部件组成。这些组件执行不同的功能，例如路由呼叫和短消息服务(SMS)，以及通过SIM卡验证和存储呼叫者帐户信息。

由于许多GSM网络运营商与外国运营商签订了漫游协议，用户在前往其他国家时通常可以继续使用他们的手机。持有家庭网络接入配置的SIM卡可能会切换到具有计量本地接入的SIM卡，这将显著降低漫游成本，同时服务不会减少。

安全细节

虽然GSM被设计成安全的无线系统，但它仍然会遭受攻击。GSM采用认证措施，例如质询-响应身份验证，提示用户对问题提供有效答案，以及以密码或密码形式的预共享密钥密码．

GMS采用了一些加密安全算法，包括流密码,加密明文位数。A5/1、A5/2和A5/3是保证用户通话隐私的三个流密码。然而，A5/1和A5/2的算法都已被破坏并公布，因此很容易受到明文攻击。

GSM使用GPRS(一种基于分组的通信服务)来传输数据，例如通过网页浏览。然而，GPRS使用的密码GEA1和GEA2也在2011年被破解并公布。研究人员发布了开源软件来嗅探GPRS网络中的数据包。

GSM、CDMA和LTE有什么不同?

GSM、CDMA和LTE之间的巨大差异(长期演进)蜂窝无线通信是它们背后的技术，每一个都是为了满足业务目标而设计的。GSM是三家公司中历史最悠久的。GSM在欧洲开发并被采纳为标准，它使用当时可用的处理器/芯片技术来编码和解码数据。

有一段时间，移动电话运营商部署2 g GSM除了美国和南美洲的几个国家，世界上许多国家都有这种现象。与现有模拟AMPS系统的不兼容在很大程度上导致了这些异常。为了提供必要的与GSM的临时兼容性，他们评估了GSM网络的规模经济。运营商采用D-AMPS(数字高级移动电话服务)，这是一种基于TDMA网络临时标准(IS -136)的AMPS的数字版本(本身就是电子工业协会/电信工业协会的原始2GL D-AMPS标准IS-54的演变)。然而，TDMA协议的频谱效率不足以支持快速增长的蜂窝服务，这一点最终变得清晰起来。这导致了CDMA协议的引入。

国际电联IS-95，也被称为cdmaOne，于1993年成为CDMA数字蜂窝标准，在使用老式模拟AMPS系统的国家受到欢迎。也就是说，IS-95需要强大的处理器，因为编码和解码CDMA比解码和编码TDMA需要更多的计算能力。结果，CDMA手机比GSM手机更贵。

蜂窝技术就是从那里发展而来的。在数据方面，GSM引入了GPRS, GPRS带来了EDGE, cdmaOne带来了ANSI -20001 xrtt．这反过来又导致了EV-DO。由于它们卓越的效率，3 gpp采用宽带CDMA (W-CDMA)下的CDMA协议实现3G UMTS。