GSM的工作原理是怎样的？它的系统结构如何？

GSM(全球移动通信系统)是一种第二代移动通信系统，它的工作原理和系统结构是本文要介绍的内容。

全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)是由欧洲电信标准组织ETSI( European Telecommunications Standards Institute)制订的一个数字移动通信标准。它的空中接口采用时分多址技术。自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。GSM标准的无处不在使得在移动电话运营商之间签署漫游协定后，用户的国际漫游变得很平常。 GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代 (2G)移动电话系统。

一、GSM的工作原理

GSM的工作原理主要包括以下几个步骤：

1. 信道编码：将信息源输出的数字信号序列转化为适合于无线电波传输的数字调制信号。

2. 信道调制：将数字调制信号转换为适合于在无线电波上传输的模拟调制信号。

3. 无线电发送：将模拟调制信号通过无线电发送出去。

4. 无线电接收：接收无线电波上传输的模拟调制信号，并将其转换为数字调制信号。

5. 解调：将数字调制信号解调成数字信号序列。

6. 信道解码：将数字信号序列解码成信息源输出数字信号序列。

二、GSM的系统结构

GSM的系统结构主要由以下几个部分组成：

1. MS(移动台)：GSM系统的终端设备，包括手机、平板电脑等。

2. BSS(基站子系统)：包括BTS(基站收发信机)和BSC(基站控制器)两个部分，主要负责无线信号的收发和交换。

3. MSC(移动交换中心)：负责整个GSM系统的控制和交换，包括对移动用户的呼叫、接续、路由等操作。

4. PLMN(公共陆地移动网络)：由多个BSS和MSC组成，为GSM用户提供完整的移动通信服务。

5. IN(智能网)：用于实现GSM系统的业务功能，如语音信箱、短信等。

6. SIM(用户身份模块)：一种智能卡，包含GSM用户的身份信息，用于认证和授权用户访问PLMN网络。

7. GMSC(网关移动交换中心)：负责PLMN网络与外部网络之间的互连互通，如固定电话、互联网等。

8. HLR(归属位置寄存器)：用于存储GSM用户的签约数据和状态信息，包括用户的位置信息、呼叫记录等。

9. VLR(访问位置寄存器)：用于存储访问位置信息、用户状态信息等，并与MSC配合完成对用户的接续和路由。

10. EIR(设备识别寄存器)：用于存储GSM用户的设备信息，如国际移动设备识别码(IMEI)等。

11. AC(计费中心)：用于对GSM用户的话单进行计费和结算。

以上是GSM系统的基本结构，其中MS、BSS、MSC、PLMN、IN、SIM、GMSC、HLR、VLR、EIR和AC等组成部分是GSM系统不可或缺的组成部分。

三、GSM的技术特点

GSM作为第二代移动通信系统，具有以下技术特点：

1. 时分多址(TDMA)：GSM采用时分多址技术，将一个载波频率的时间分成8个时隙，每个时隙对应一个信道，从而实现多个用户同时使用一个载波频率。

2. 加密技术：GSM采用加密技术，保障用户的通信安全。

3. 数字通信：GSM采用数字调制技术，实现数字通信，提高了通信质量。

4. 漫游功能：GSM用户可以在不同运营商的网络之间实现漫游。

5. 业务功能：GSM系统支持多种业务功能，如语音、数据、图像等。

四、GSM的发展历程

GSM的发展历程可以追溯到1982年，当时欧洲各国成立了欧洲电信标准委员会(ETSI)，开始研究和制定移动通信标准。1991年，第一个商业化GSM网络在芬兰部署，标志着GSM系统的诞生。自那时以来，GSM系统得到了广泛应用和推广，成为全球最主要的移动通信系统之一。

五、总结

GSM是一种第二代移动通信系统，具有时分多址、加密、数字通信、漫游和业务功能等技术特点，其系统结构包括MS、BSS、MSC、PLMN、IN、SIM、GMSC、HLR、VLR、EIR和AC等组成部分。GSM的发展历程可以追溯到1991年，当时第一个商业化GSM网络在芬兰部署。如今，GSM已成为全球最主要的移动通信系统之一。