GSM：数字时代的开启
在前面的文章中，我们谈到了移动通信的启蒙阶段和模拟阶段。作为移动通信的开端，模拟时代在今天留下的痕迹很小，似乎除了诞生于那个时代的最伟大的蜂窝技术，其他的在今天的移动通信系统中很难寻觅踪迹。在《让通信移动起来——从0G到1G》的留言中，有网友问“对讲机是不是现存的1G？”。作者的看法是不是，对讲机诞生于二战末，是依靠自身的信号传递来完成通信功能。没有中间的基站。通信距离受限。
第二代移动通信同第一代一样，也有多种制式共存，比如GSM，IS-95和CDMA。我们今天以GSM为重点，详细讲述一下GSM的故事。
GSM是用户量最大的2G移动电话系统。它最初于1991年引入，现在仍用于许多语音通话和一些需要使用它的低数据速率服务。GSM是GSM的首字母缩写，最初的意思是移动通信集团（Groupe Speciale Mobile），但随着该系统在全球范围内的扩展，它就变成了全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications）。
GSM的使用超出了所有最初的期望。最初，它被设想为一个欧洲系统，但它的使用扩展到全球，到2004年，有超过10亿用户——这是一个里程碑式的成就，因为它花了100多年的时间才达到这一点。
虽然自从引入GSM作为2G技术以来，技术已经有了显著的进步，但由于手机成本低，电池使用量小，使电池充电间隔通常为一周或更长时间，因此GSM仍被广泛使用。直到今天，GSM功能手机依然是用户量最大的手机。
No.1 什么是GSM
GSM系统是作为第二代(2G)移动电话技术设计的。一个基本目标是提供一个系统，使其能够达到比以前的第一代模拟系统更大的能力。GSM通过使用数字TDMA(时分多址方法)实现了这一点。通过采用这种技术，可以在可用带宽范围内容纳更多的用户。
此外，为了保护隐私，还采用了数字编码语音的加密。使用早期的模拟蜂窝技术，任何人只要有扫描器接收器都可以监听电话，许多著名人士都被“窃 听”，造成了尴尬的后果。
GSM蜂窝技术在开发之初有几个设计目标:
良好的语音质量
较低的终端成本
终端应该能够手持
支持国际漫游
供良好的频谱效率
系统应该提供ISDN兼容性
基站收发站(BTS)被组织成小组，由一个基站控制器(BSC)控制，该控制器通常与一个BTSs位于同一位置。BSC及其相关的BTSs称为基站子系统(BSS)。
深入到核心网络是主要交换区域。这就是移动交换中心(MSC)。与它相关联的是位置寄存器，即主位置寄存器(HLR)和访问者位置寄存器(VLR)，它们跟踪移动设备的位置并允许将呼叫路由到它们。
最后但并非最不重要的是手机本身。通常被称为ME或移动设备，这是终端用户看到的物品。整个网络架构的这个元素引入了一些新元素，并推动了整个移动电话生态系统的增长。
首先在GSM上实现的一个重要特性是用户标识模块的使用。这张卡携带了用户身份和其他信息，让用户非常容易升级手机，同时保持相同的身份在网络上。它还被用来存储“电话簿”等其他信息。SIM的引入使得人们可以很容易地更换手机，这也推动了手机制造业的发展，并使带有附加功能的新手机得以推出。这使得移动运营商能够通过确保用户能够访问任何需要更高级手机才能在网络上推出的新功能，从而提高其每用户平均收入(ARPU)。
电池寿命是另一个重要方面，使用GMSK意味着射频发射机放大器的缺陷可能很高，允许电池寿命超过几天，特别是随着电池技术的改进。
GSM蜂窝系统规范摘要
多址技术FDMA / TDMA
双工技术FDD
上行频带890 - 915mhz
(只适用于基本900兆赫频带)
下行频段933 - 960mhz
(只适用于基本900兆赫频带)
频道间距200千赫
实现GMSK调制
语音编码为RPE-LTP/13
语音信道每RF信道8
信道数据速率270.833 kbps
帧长4.615 ms
GSM的进一步发展
GSM是一个特别成功的移动通信系统。最初，它打算在欧洲境内使用，但在一段相对较短的时间内，该系统在欧洲境外广泛使用，成为一种国际公认的系统。除了作为一个成功的语音通信系统，它的发展超出了基本的语音能力，能够携带数据。随着互联网的广泛应用，GPRS应运而生。
GPRS:通用分组无线电服务是GSM 2G蜂窝通信系统的演变。使用分组数据而不是电路交换数据电路，它使在理想条件下达到与使用拨号网络服务类似的速度。然而，与今天使用的系统相比，数据传输速度非常慢。
EDGE:增强的GSM演进数据速率，是GSM和GPRS的演进，它使用8PSK调制来实现高达384 kbps的数据传输速率。虽然这提供了一个显著的增长超过GPRS，数据速度仍然非常缓慢。
随着GSM的发展，它不仅提供语音通话，而且开始传输数据，它开始显示出移动通信技术的发展方向。虽然花了几年的时间，GSM稳定地成为占主导地位的2G移动电话系统。具有开拓性的特性，比如在手机升级时保留相同号码和账户的SIM卡，以及国际漫游等功能，让它比其他系统有了明显的领先优势。甚至许多年以后，基本的GSM网络和GSM升级技术和体系结构都被用来为许多中继在一个基本技术上的系统提供遗留服务。
尽管运营商已经减少了GSM可用的频谱，但GSM仍有可能在未来相当长的一段时间内得到维护。
按照ITU的设想，在2020年，5G就能够在全球商用了，难道在中国，移动通信产业真的会四世同堂吗？对这个判断我自己也很惊讶，但是回顾历史和正视现实，GSM网络在中国至少还能存活十年的观点并非耸人听闻。
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