1、GSM又称泛欧数字移动电话系统,是目前使用最广泛的移动电话标准。全球200多个国家和地区超过10亿人在使用GSM手机。
2、GSM标准的广泛使用使得用户在移动电话运营商之间签署“漫游协议”后进行国际漫游变得很普遍。
【资料图】
3、GSM与以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道是数字的,所以GSM被视为第二代(2G)移动电话系统。GSM标准目前由3GPP组织制定和维护。
4、从用户的角度来看,GSM的主要优势是提供更高的数字语音质量和低成本的新选择(如短信)来替代通话。从网络运营商的角度来看,它的优势在于可以部署不同厂商的设备。
5、因为GSM作为一种开放标准提供了更容易的互操作性。而且,该标准允许网络运营商提供漫游服务,用户可以在世界各地使用手机。
6、虽然GSM标准正在发展中(例如,在标准的‘97版本中通过GPRS增加了分组数据能力),但它仍然与最初的GSM电话向后兼容。
7、更高速度的数据传输是在带有EDGE的版本’99标准中引入的。
一、语音编码
8、GSM系统中最早的语音编码方案采用了规则脉冲激励长期预测编码(REP-LTP)技术。它产生13Kbps的编码速率,每20毫秒一个语音帧。语音质量平均意见分(MOS)可达3.6。
9、这种方案被称为全速率编码(FR)。在FR的基础上,通过改进算法引入了增强型全速率编码(EFR)。在不改变编码速率的情况下,
10、并且获得更好的语音质量。同时还引入了编码速率为6.5Kbps的半速率编码(HR),以牺牲语音质量为代价,使系统容量翻倍。在1998年,
11、3GPP也采用自适应多速率编码(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种是全速率,6种是半速率。
12、码率在12.2Kbps到4.75Kbps之间,系统根据通话过程中的信道状况和误码率实时选择最佳的编码速率。在理想情况下,AMR 12.2Kbps的语音MOS可以达到4.14。
二、网络结构
13、GSM系统背后的网络被认为是极其庞大和复杂的,因此可以提供所有需要的服务。它被分成许多部分,每个部分负责其中一个功能。
基站子系统(基站及其控制器)。网络交换子系统(最类似于固定网络)有时被称为核心网络。GPRS核心网络(可选部分,用于基于消息的互联网连接)。运营支持系统。身份识别模块
14、GSM的一个关键特征是用户识别模块(SIM),也称为“SIM卡”。SIM卡是一种可拆卸的智能卡IC,用于存储用户数据和电话簿。用户更换手机后可以保存自己的信息。
15、也就是说,用户也可以使用目前不同运营商的手机和SIM卡。有些运营商对手机设置限制,不让用户转到其他网络,这样就只能使用运营商的SIM卡或者同一个网络的SIM卡。
16、这就是所谓的“SIM卡加密”,在某些国家是非法的。
17、在美国和欧洲,大部分运营商锁定自己销售的手机,因为手机价格一般会通过签订长期合同大幅降低(比如在欧美市场签订合同可以用原价十分之几的价格购买很多手机),运营商尽量避免客户流失。
18、一般用户可以通过联系运营商并支付一定费用(俗称“解码”)来解锁,也可以通过专门的服务或从网上搜索相关软件来解码。如果用户签署了在一段时间内有效的合同(合同账户),
19、一些美国运营商,如T-Mobile和Cingular,将解锁手机。第三方解码方式一般比运营商的更快更便宜。解锁在大多数国家是合法的。在mainland China,
20、行业主管部门不允许运营商锁手机,导致运营商定制机很容易使用其他运营商的网络。
三、GSM 安全
21、GSM被设计为具有中等安全级别。系统设计使用共享密钥用户认证。用户和基站之间的通信可以加密。演进中的UMTS引入了可选的using使用更长的认证密钥来确保更好的安全性以及网络和用户之间的双向认证。
22、GSM只有用户的网络认证(没有双向认证)。安全模块虽然提供了保密和认证功能,但是认证能力有限,可以伪造。
23、GSM 为了安全使用多种加密算法。A5/1 和A5/2 两种流密码用于保证在空中信息的保密性。A5/1 是在欧洲范围使用的强力算法,而A5/2 则是在其他国家使用的弱强度算法。
24、在两种算法中严重漏洞都已经被发现,例如一个单一密文攻击可能实时的中断掉A5/2.但是系统支持多个不同算法,这样运营商就可以换一个安全等级更强的。
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