外文文献：
GSM (Global System for Mobile Communication)
LI-Hsing Yen, Dept of CSIE, Chung Hua Univ.
The success of mobile systems across the world is a sign that communication is moving towards a more personalized, convenient system. People who have to use a mobile phone on business soon begin to realize that the ability to phone any time, any place in onersquo;s personal life rapidly becomes a necessity, not a convenience.
The speed and rapidity with which the personal communications revolution takes place is, unlike fixed transmission systems, highly dependent on technology and communication standards.
For mobile the three key elements to achieving service take-up are the cost, the size and the weight of the phone, and the cost and quality of the link. If any of these are wrong, especially the first two, then market growth is liable to be severely restricted.
The fixed telephone service is global and the interconnection varies from coaxial cable to optical fiber and satellite. The national standards are different, but with common interfaces and interfaces and interface conversion, interconnection can take place. For mobile the problem is far more complex, with the need to roam creating a need for complex, networks and systems. Thus in mobile the question of standards is far more crucial to success than fixed systems. In addition, there is also the vexed question of spectrum allocation in the mobile area.
Mobile systems originally operated in analogue mode(and still do)in the 450MHz band moving later to 900MHz with digital GSM and then to 1800MHz with personal communications systems. The history to mobility can split into generations. The first generation systems were the advanced mobile phone systems(AMPS) in the US, total access communication systems(TACS) in most of Europe and Nordic mobile telephone system(NMTS): which were all analogue systems. The second generation is very much dominated by the standard first set out in Europe by the group special mobile(GSM) committee, which was designed as a global mobile communication system.
The GSM system is based on cellular communication principle which was first proposed as a concept in the 1940rsquo;s by Bell System engineers in the US. The idea came out of the need to increase network capacity and got round the fact that broadcast mobile networks, operating in densely populated areas, could be jammed by a very small number of simultaneous calls. The power of the cellular system was that it allowed frequency reuse.
The cellular concept is defined by two features, frequency reuse and cell splitting. Frequency reuse comes into play by using radio channels on the same frequency in coverage areas that are far enough apart net to cause co-channel interference. This allows handling of simultaneous calls that exceed the theoretical spectral capacity. Cell splitting is necessity when the traffic demand on a cell has reached the maximum and the cell is then divided into a micro-cellular system. The shape of cell in a cellular system is always depicted as a hexagon and the cluster size can be seven, nine or twelve.
The GSM system requires a number of functions to be created for a fully operational mobile system.
The cell coverage area is controlled by a base station which is itself made up of two elements. The first element is the transmission system which communicates out to the mobile and receives information from it to set up and maintain calls when actually in operation. The base station transceiver(BST)is controlled by the base station controller(BSC), which communicates with the mobile switching center(MSC)-the essential link to the local pubic switched telephone network(PSTN), and to the subscriber data which is stored in registers within the system. The subscriber registers allow the GSM system to check a subscriber who requests the use of the network, allow access and then set up the charging function, etc.
The GSM system was allocated part of the 900 MHz band at the 1978 World Administration Conference(WAC), the actual bands being 890 to 915 MHz for the uplink transmission and 935 to 960 MHz for the downlink. The access method is time division multiple access(TDMA).
The GSM system operates in a burst transmission mode with 124 channels in the 900 MHz band, and these bursts can carry different types of information. The first type of information is speech, which is coded at 6.5 kb/s or 13 kb/s. the second type is data, which can be sent at 3.6 kb/s, 6 kb/s or 12.6 kb/s. There two forms of transmission are the useful parts of the transmission, but have to be supported by overhead information which is sent in control channels(CCH).
The use of digital radio transmission and the advanced handover algorithms between radio cells in GSM network allows for significantly better frequency usage than in analogue cellular systems, thus increasing the number of subscribers that can be served. Since GSM provides a common standard, cellular subscribers will also be able to use their telephones over the entire GSM service area. Roaming is fully automatic between and within all countries covered by GSM system. In addition to international roaming, GSM provides new services, such as high-speed data communication, facsimile and short message service. The GSM technical specifications are designed to work in connect with other standards, e.g. ISDN. Inter-working between the standards is in this way assured. In the long term perspective cellular systems, using a digital technology will become the universal method of telecommunication.
The third generation mobile communication system currently being developed in Europe is intended to integrate all the different services of the second generation systems and cover a much wider range of broadband services(voice, data, video, multimedia)consistent and compatible with technology developments taking place within the fixed telecommunication n
全球移动通信系统
李兴彦，中华大学计算机科学研究所系
全球移动系统的成功标志着通信正朝着更个性化、更方便的系统发展。在商业上使用手机的人很快就会意识到，在个人生活中任何时间、任何地点打电话的能力都会迅速成为一种需要，而不是一种便利。
与固定传输系统不同，个人通信革命发生的速度和速度高度依赖于技术和通信标准。
对于手机而言，实现服务占用的三个关键要素是成本、手机的大小和重量以及连接的成本和质量。如果其中任何一个是错误的，特别是前两个，那么市场增长很可能受到严重限制。
固定电话业务是全球性的，互连方式从同轴电缆到光纤和卫星不等。国家标准是不同的，但通过公共接口和接口以及接口转换，可以实现互连。对于移动设备来说，这个问题要复杂得多，需要漫游，这就需要复杂的网络和系统。因此，在移动领域，标准问题比固定系统对成功更为关键。此外，移动领域的频谱分配也存在着一个棘手的问题。
最初在模拟模式下运行的移动系统（仍在运行），在450兆赫频段，通过数字GSM移动到900兆赫，然后通过个人通信系统移动到1800兆赫。流动的历史可以分为几代。第一代系统是美国的先进移动电话系统（AMPS）、欧洲大部分地区的全接入通信系统（TACS）和北欧移动电话系统（NMTS）：它们都是模拟系统。第二代主要是由集团特别移动（GSM）委员会在欧洲制定的标准，该委员会设计为全球移动通信系统。GSM系统基于蜂窝通信原理，这是美国贝尔系统工程师在20世纪40年代首次提出的概念。这一想法源于增加网络容量的需要，并绕开了这样一个事实，即在人口稠密的地区运行的广播移动网络可能会被极少量的同时呼叫所阻塞。蜂窝系统的功能是允许频率重复使用。
蜂窝概念由两个特征定义：频率复用和蜂窝分裂。在相距足够远的网络覆盖范围内，利用同一频率的无线信道进行频率复用，从而产生同频干扰。这允许处理超过理论频谱容量的同时调用。当一个小区的流量需求达到最大值，然后将该小区划分为一个微型小区系统时，小区分割是必要的。细胞系统中细胞的形状通常是六边形的，簇大小可以是七、九或十二。GSM系统需要为全面运行的移动系统创建许多功能。
小区覆盖区由基站控制，基站本身由两个单元组成。第一个要素是传输系统，它向移动通信并接收来自移动的信息，以便在实际运行时建立和维护呼叫。基站收发器（BST）由基站控制器（BSC）控制，基站控制器与移动交换中心（MSC）通信，移动交换中心是本地公共交换电话网（PSTN）的基本链路，用户数据存储在系统的寄存器中。用户寄存器允许GSM系统检查请求使用网络的用户，允许访问，然后设置充电功能等。
在1978年世界管理会议（WAC）上，GSM系统被分配到900兆赫频段的一部分，实际上行链路传输频段为890至915兆赫，下行链路为935至960兆赫。接入方式为时分多址（TDMA）。
GSM系统在900兆赫波段124个信道的突发传输模式下工作，这些突发可以携带不同类型的信息。第一类信息是语音，其编码为6.5 kb/s或13 kb/s。第二类信息是数据，可以以3.6 kb/s、6 kb/s或12.6 kb/s的速度发送。有两种传输形式是传输的有用部分，但必须由控制信道（CCH）中发送的开销信息支持。
在GSM网络中，使用数字无线电传输和无线蜂窝之间的高级切换算法，可以比模拟蜂窝系统更好地使用频率，从而增加可服务的用户数量。由于GSM提供了一个共同的标准，移动用户也可以在整个GSM服务区域内使用他们的电话。在GSM系统覆盖的所有国家和地区之间，漫游是全自动的。除了国际漫游外，GSM还提供高速数据通信、传真和短消息等新业务。GSM技术规范旨在与其他标准（如ISDN）结合使用。以这种方式确保标准之间的相互作用。从长远来看，蜂窝系统采用数字技术将成为通用的通信方式。
目前正在欧洲开发的第三代移动通信系统旨在整合第二代系统的所有不同服务，并覆盖更广泛的宽带服务（语音、数据、视频、多媒体），与固定通信系统内的技术发展保持一致和兼容。网络。
GSM是一个移动网络，这意味着移动电话通过搜索附近的手机连接到它。GSM网络在四个不同的频率范围内运行。大多数GSM网络在900兆赫或1800兆赫频段运行。美洲的一些国家（包括加拿大和美国）使用850兆赫和1900兆赫频段，因为已经分配了900和1800兆赫频段。
在一些国家，特别是斯堪的纳维亚，分配了较少见的400和450兆赫频段，这些频率以前用于第一代系统。
GSM-900使用890–915兆赫将信息从移动台发送到基站（上行链路），另一个方向（下行链路）使用935–960兆赫，提供124个射频信道（信道号1至124），间隔200千赫。使用45兆赫的双工间隔。在一些国家，GSM-900频段已经扩展到更大的频率范围。这个“扩展的GSM”，E-GSM，使用880-915兆赫（上行链路）和925-960兆赫（下行链路），在原来的GSM-900波段增加50个频道（频道号975到1023和0）。时分复用用于每个射频信道允许8个全速率或16个半速率语音信道。有八个无线电时隙（给出八个脉冲周期）被分组成所谓的TDMA帧。半速率信道在同一时隙中使用交替帧。信道数据速率为270.833kbit/s，帧长为4.615ms。
在GSM850/900和GSM1800/1900中，手机的最大传输功率限制为2瓦特。
GSM使用多种语音编解码器将3.1 kHz音频压缩到5.6到13 kbit/s之间。最初，使用两种编解码器，根据分配的数据通道类型命名，称为半速率（5.6 kbit/s）和全速率（13 kbit/s）。它们使用基于线性预测编码（LPC）的系统。除了比特率的有效性外，这些编解码器还使识别音频中更重要的部分变得更容易，从而允许空中接口层优先处理并更好地保护信号的这些部分。
GSM在1997年得到了进一步的增强[11]与增强全速率（EFR）编解码器，一个12.2 kbit/s的编解码器，使用全速率通道。最后，随着UMTS的发展，EFR被重构成一种称为AMR窄带的可变速率编解码器，这种编解码器在全速率信道上使用时具有高质量和抗干扰能力，在半速率信道上使用时，其鲁棒性较低，但在良好的无线电条件下仍然具有较高的质量。
在GSM网络中，宏、微、皮科、FEMTO和伞形单元有五种不同的单元大小。每个单元的覆盖范围因实现环境而异。当基站天线安装在桅杆或高于平均屋顶高度的建筑物上时，宏单元可以被视为单元。微单元是天线高度低于平均屋顶高度的单元，通常用于城市地区。Picocells是一种小细胞，其覆盖直径为几十米，主要用于室内。femtocells是设计用于住宅或小企业环境的单元，通过宽带互联网连接到服务提供商的网络。伞状细胞用于覆盖较小细胞的阴影区域，并填补这些细胞之间的覆盖空白。
单元水平半径随天线高度、天线增益和传播条件而变化，从几百米到几十公里不等。在实际使用中，GSM规范支持的最长距离为35公里（22英里）。扩展单元的概念也有几种实现，其中单元半径可以是两倍甚至更多，这取决于天线系统、地形类型和时间提前。
室内覆盖也由GSM支持，可以通过使用室内Picocell基站或室内中继器（通过功率分配器馈送分布式室内天线）将无线信号从室外天线传送到单独的室内分布式天线系统来实现。这些通常在室内需要大量呼叫容量时部署，例如在购物中心或机场。然而，这不是一个先决条件，因为室内覆盖也由附近小区的无线电信号的室内穿透提供。
GSM中使用的调制方式是高斯最小频移键控（GMSK），它是一种连续相频移键控。在GMSK中，被调制到载波上的信号首先用高斯低通滤波器平滑，然后再被送入频率调制器，这大大减少了对相邻载波的干扰。
GSM无线通信系统综述
顾桂芬，彭桂立，天津市西青区城市建设研究所，国际计算机与信息应用会议
第一部分 服务和特点
任何系统支持的通信服务定义为一组通信功能，服务提供者向看到这组服务值得付费的订阅者提供这些功能。GSM服务遵循ISDN指南，分为电话服务和数据服务。他们分为三大类。电话服务包括定期电话和紧急呼叫。承载服务为用户提供在某些接入点之间传输信号所需的容量。GSM补充业务ATE定义为附加服务、电话服务和承载服务的附加功能。所有这些服务都是数字性质的，在模拟移动网络中不可用。
GSM最显著的特点之一是用户识别模块（SIM），它是一种存储信息的存储设备，如用户、识别号、用户有权使用的网络和国家、隐私密钥以及其他用户特定信息。与模拟系统的情况不同，在数字系统中，可以通过加密发送器发送的数字比特流来实现呼叫保密。
第二部分 GSM系统架构
GSM网络体系结构的三个主要子系统是基站子系统BSS、网络和交换子系统NNS和操作支持子系统OSS。移动站（MS）也是一个子系统，但出于体系结构的目的，通常被认为是BSS的一部分。
BSS也被称为无线电子系统，它提供和管理移动台和移动交换中心（MSC）之间的无线电传输路径。BSS还管理移动台和GSM所有其他子系统之间的无线电接口。它由多个基站控制器BSC组成，每个BSC控制多个基站收发站BTS。BSS与信道管理、传输功能和无线电链路控制相关。
NSS包括与端到端呼叫相关的设备和功能、用户的管理、与ISDN和PSTN等其他网络的交换和通信。在NSS中的单元包括移动交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、访问者位置寄存器VLR、认证单元中心AUC和设备标识寄存器EIR。MSC是NSS的重要中心单元，它提供呼叫建立、路由、切换、切换等功能。HLR是一个集中化的数据库，其中包含MSC区域内所有用户的订户信息和位置信息。VLR是MSC区域内所有漫游手机的数据库，但不在该区域内。AUC是一个为HLR和VIR提供安全性所需的身份验证参数和加密密钥的数据库。RIR是一个包含所有注册移动设备编号的数据库。
OSS的主要单元是操作和维护中心OMC。它允许系统工程师监视、诊断和排除GSM系统的所有方面。该子系统与其他GSM子系统交互，仅为GSM运营公司的工作人员提供，为网络提供服务设施。
MS是用户访问系统提供的服务所使用的设备。传统上它被认为是BBS的一部分，尽管它是会话路径的一端。MS的主要功能是通过GSM系统的空中接口发送和接收语音和数据。
第三部分 通道和框架结构
GSM系统在两个配对频段中工作，每个频段为25兆赫：890-915兆赫，用于移动设备向基站传输的上行链路或反向链路；935-960兆赫，用于从基站向移动设备传输的下行链路或正向链路。这两个波段被分成200千赫宽的信道。在每个频带的下端取出200kHz作为保护频带，将留下124个间隔为45MHz的成对双工信道。124个信道中的每一个都以不同的载波频率工作。时隙的大部分传输时间是为两次58位的突发预留的。时隙号和载波频率数的组合形成在呼叫期间将被分配给用户的物理信道号。有两种类型的GSM逻辑信道：传输用户语音或数据的业务信道TCH和在移动和基站之间传输信令命令的控制信道CCH。
第四部分 GSM安全功能
它对GSM网络的安全特性非常重要，而不是无线链路方面、详细的体系结构、语音编码或信道编码。身份验证和安全性在GSMSEC中有详细描述。安全机制仅为空中接口定义。固定网络应该是安全的，其安全性留给网络提供商。
由于无线媒体可以被任何人访问，用户认证是移动网络中非常重要的元素。认证涉及两个功能授权，即移动设备中的SIM卡和认证中心（AUC）。每个用户都有一个密钥，其中一个副本存储在SIM卡中，另一个存储在AUC中。
与移动用户相反，移动设备本身引入了另一个安全杠杆。如前所述，每个GSM终端都由唯一的国际移动设备识别码（IMEI）识别。网络中的IMEI列表存储在设备标识寄存器（EIR）中。
第五部分 GSM系统中的数据
GSM系统提供了非常好的传真服务、双向寻呼功能或短消息服务，允许发送多达160个文本字符，以及在给定地理区域内广播消息的小区广播服务CBS。GSM提供的数据服务可以是透明的，也可以是非透明的。目前的GSM系统能够提供吞吐率高达9.6 kbps的数据服务。为了以更高的比特率提供服务，标准化的最后阶段已经有几个演进的步骤。GSM服务包括五个部分。它主要用于互联网、移动传真、企业局域网安全访问、手机广播和短消息。第三代UMTS系统正在并行过程中标准化，以提供具有更高容量的顶级多媒体服务。
现在，数据通信服务已经流行起来。移动数据应用可以是军用或民用的。其他应用可能在卫生保健领域。使用移动数据应用程序可以减少纸张流动，节省时间。提高信息的可访问性和准确性。
使用GSM通信的自动化远程信息系统
艾哈迈德·扎基·本·哈吉·舒科尔，机电一体化系
穆罕默德·赫尔曼·本·贾马鲁丁，机电一体化系
由于LED显示屏和GSM技术的优势，两者的融合将产生一种先进而新颖的应用。作为一个整体，GSM技术将通过允许无线遥控LED显示屏来增强LED显示屏的功能，从而节省大量的布线成本。这是因为现有的LED显示屏依赖于PC连接，并且要求操作员通过到达广告所在的位置手动更新广告。
图1 组合系统图
LED显示器的现有电缆连接使用RS232、RS485、TCP/IP或调制解调器通信。这些通信方法需要多个连接来接收和发送数据。有些适合短距离使用，有些甚至可以长距离使用，这将询问更多的布线成本。
这项研究的挑战是找到正确的协议，可用于LED显
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