什么是GSM技术:架构及其应用

数字蜂窝技术,如GSM(全球移动通信系统)被用来传输移动数据和语音服务。raybet雷竞技网页1970年,贝尔实验室使用移动无线电系统实现了这一概念。顾名思义,它是一个标准化组织的名字,成立于1982年,目的是制定一个通用的欧洲移动电话标准。该技术在全球数字蜂窝用户中占有70%以上的市场份额。这项技术是利用数字技术开发的。目前,GSM技术支持全球210多个国家超过10亿的移动用户。这项技术提供从基础到复杂的语音和数据服务。本文对GSM技术进行了概述。


什么是GSM技术?

GSM是一种移动通信调制解调器;raybet雷竞技网页它代表全球移动通信系统(GSM)。raybet雷竞技网页GSM的想法是贝尔实验室在1970年提出的。它是世界上应用广泛的移动通信系统。raybet雷竞技网页GSM是一种开放的数字蜂窝技术,用于在850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz频段传输移动语音和数据业务。

GSM技术是一种利用时分多址(TDMA)技术进行通信的数字系统。raybet雷竞技网页GSM将数据数字化并减少,然后通过一个有两种不同的客户数据流的通道将数据发送下去,每一种都在自己特定的时隙中。数字系统能够传输64 kbps到120 Mbps的数据速率。

GMS调制解调器
GSM调制解调器

GSM系统中有不同大小的单元,如宏单元、微单元、微单元和伞单元。每个计算单元因实现域而异。在GSM网络中有五种不同大小的细胞宏细胞、微细胞、微细胞和伞状细胞。每个单元的覆盖区域因实现环境而异。

时分多址(TDMA)技术依赖于在相同的频率上为每个用户分配不同的时隙。它可以很容易地适应数据传输和语音通信,可以承载64kbps到120Mbps的数据速率。raybet雷竞技网页

GSM技术架构

GSM体系结构中的主要元素包括以下内容。

GSM技术体系结构
GSM技术体系结构
  • 网络和交换子系统
  • 基站子系统(BSS)
  • 移动台(MS)
  • 操作支持子系统(OSS)

网络交换子系统(NSS)

在GSM系统体系结构中,它包括不同的元素,这些元素通常被称为核心系统/网络。在这里,它基本上是一个包括各种单元的数据网络,提供整个移动网络系统的主要控制和接口。核心网络包括以下讨论的主要要素。

PCBWay

流动交换中心(MSC)

移动交换中心(MSC)是GSM网络体系结构中核心网络区域的关键元素。这个移动服务交换中心的工作方式类似于ISDN或PSTN中的标准交换节点,但是,它还提供了额外的功能,允许支持移动用户的必要条件,如身份验证、注册、msc间切换、呼叫位置和呼叫路由到移动电话用户。

而且,它还为公共交换电话网提供了一个优势,这样电话通话就可以从移动网络连接到电话和固定电话。提供了与其他移动交换中心服务器的接口,以允许通过不同的网络向移动设备进行移动呼叫。

主位置寄存器(HLR)

这个HLR数据库包含了与管理员相关的信息,比如每个订阅者及其之前确定的位置。这样,GSM网络就能够将呼叫连接到移动交换机的相关基站。一旦操作员打开他/她的电话,然后电话通过网络注册,以便它可能决定哪个基地收发站正在通信,以便传入的电话可以正确连接。


即使手机打开了,但没有激活,它也会再次注册,以确保HLR网络对其最近的位置做出响应。每个网络都有一个HLR,即使由于操作原因它可能分散在各种副中心。

访客位置登记册(VLR)

VLR包括从HLR网络接收的首选信息,以允许为单独的用户提供首选服务。访问者位置寄存器可以像一个单独的单元一样执行;然而,它通常是在单个单位之前实现的,就像MSC的一个基本元素。因此,访问完成更快和更方便。

设备身份登记(EIR)

EIR(设备标识寄存器)是决定是否允许特定的移动设备通过网络的单位。每个移动设备都包含一个类似IMEI或国际移动设备标识的号码。

因此,这个IMEI号码是固定在移动设备内的,并在注册时通过网络进行验证。它主要取决于在EIR中保存的信息,移动设备可能被分配三种条件之一,允许通过网络,禁止访问,否则监视以防它的问题。

认证中心(AuC)

AuC(认证中心)是一个受保护的文件,包含用户SIM卡中的密钥。AuC主要用于无线电信道的验证和编码。

网关流动交换中心

GMSC/ Gateway移动交换中心是一个主要连接到ME结束呼叫的终端,没有任何关于MS位置的信息。GMSC从基于HLR的MSISDN中获取移动站漫游号码(MSRN),并将呼叫连接到所访问的确切MSC。名称GMSC的“MSC”部门令人困惑,因为网关进程不需要任何与MSC的连接。

短信网关(SMS-G)

短信网关或短信- g用于共同解释GSM标准中的两个短信网关。这些网关以不同的方式控制消息。

短消息服务网关流动交换中心(SMS-GMSC)用于传送给ME的短消息。短消息服务互联移动交换中心(SMS-IWMSC)用于通过移动网络创建短消息。SMS-GMSC的主要作用与GMSC有关,但SMS- iwmsc为SMS中心提供了一个永久的访问终端。

这些单元是GSM网络中使用的主要单元。它们通常是在同一地点,然而,无论网络位于何处,整个中间网络在全国各地传播的频率都很高。万一出现故障,它会有一定的灵活性。

基站子系统(BSS)

它作为移动站和网络子系统之间的接口。它包括基地收发机站,其中包含无线电收发机和处理与手机通信的协议。raybet雷竞技网页它还包括基站控制器,该控制器控制基站收发站,并作为移动站和移动交换中心之间的接口。

网络子系统提供到移动站的基本网络连接。网络子系统的基础部分是移动业务交换中心,它提供对不同网络的接入,如ISDN、PSTN等。它还包括Home Location Register和Visitor Location Register,后者提供GSM的呼叫路由和漫游功能。

它还包含设备标识寄存器,该寄存器维护所有移动设备的帐户,其中每个移动设备由其自己的IMEI号码标识。IMEI是国际移动设备标识的缩写。

第二代GSM网络体系结构的BSS或基站子系统部分基本上是通过网络与移动设备相连的。这个子系统包括下面将要讨论的两个元素。

基地收发机站

在GSM网络中使用的BTS (Base Transceiver Station)包括无线电Tx、Rx和它们的相关天线,通过手机发送、接收和直接转换。这个工作站是每个细胞的重要元素,它与移动通信&两者之间的接口被识别为与相关协议的Um接口。

基站控制器(BSC)

BSC(基站控制器)用于形成下一阶段反向进入GSM技术。该控制器用于控制一组基收发机站&它经常通过组内的一个收发机站共同定位。该控制器管理无线电资源以控制不同的项目,如bts集合中的切换、分配信道。它通过阿比斯接口与基地无线电收发站通话。

GSM网络基站的子系统使用无线电允许技术,允许多个运营商同时使用系统。每个频道最多支持8个运营商,允许一个基站包含不同的频道;每个基站都可以容纳大量的操作员。

这些都是通过网络供应商仔细定位的,以允许整个区域的覆盖。这个区域可以用基站围起来,通常被称为蜂窝。因为在单细胞中使用的信号和通道在相邻的细胞和通道中是无法阻止重叠的。

移动电台

它是由收发器、显示器和处理器组成的移动电话,由一个通过网络运行的SIM卡控制。

MS(移动站)或ME(移动设备)通常是通过移动电话来识别的,移动电话是运营商观察和操作的GSM移动通信的一部分。raybet雷竞技网页目前,它们的维度已经大大降低,而功能层次却大大提高。另外一个好处是,充电间隔时间大大延长了。手机有不同的元素,尽管两个基本元素是硬件和SIM卡。

硬件包括手机的主要元素,如外壳、显示器、电池和用于产生信号和处理要广播的数据接收器的电子设备。
移动台包括一个名为IMEI的号码。这可以在生产时在手机上设置,不能修改。

在注册过程中通过网络访问,以检查设备是否被报失。

SIM(用户身份识别模块)卡包括向网络提供用户身份的数据。此外,它还包括一个名为IMSI(国际移动用户身份)的号码等不同信息。当这种IMSI在SIM卡中使用时,移动用户可以简单地通过将SIM从一个移动到另一个移动来更换手机。

所以移动设备的更换是很容易的,不改变相同的手机号码意味着人们会频繁地改进,从而为网络和服务提供商提供进一步的收入流,从而提高GSM的总体财务胜利。

操作支持子系统(OSS)

操作支持子系统(OSS)是完整的GSM网络体系结构的一部分。它连接到NSS和BSC组件。该OSS主要用于控制GSM网络和BSS流量负载。值得注意的是,当BS的数量通过用户数量的扩展而增加时,一些保存任务将被转移到基础收发站,从而可以降低系统的拥有成本。

2G的GSM网络体系结构主要遵循一种逻辑操作技术。与目前使用软件定义单元的移动电话网络架构相比,这是非常简单的。但2G GSM的架构将展示所需的语音和操作的基本功能以及它们如何安排在一起。当GSM系统是数字化的时候,网络就是一个数据网络。

GSM模块的特点

GSM模块的特点如下:

  • 提高频谱效率
  • 国际漫游
  • 兼容综合业务数字网(ISDN)
  • 支持新服务。
  • SIM电话簿管理
  • 固定拨号号码(FDN)
  • 实时时钟与告警管理
  • 高质量的演讲
  • 使用加密技术使电话通话更安全
  • 短消息服务

GSM系统的安全策略使其成为目前最安全的电信标准。raybet雷竞技网页尽管在无线信道上保证了通话的保密性和GSM用户的保密性,但这是实现端到端安全的重要一步。

GSM调制解调器

GSM调制解调器是一种设备,它既可以是移动电话,也可以是调制解调器,它可以用来使计算机或任何其他处理器在网络上通信。GSM modem需要使用SIM卡,并在网络运营商预订的网络范围内运行。它可以通过串行、USB或蓝牙连接到计算机。

GSM modem也可以是一个标准的GSM移动电话,有适当的电缆和软件驱动程序连接到计算机上的串行端口或USB端口。GSM modem通常比GSM手机更好。GSM modem在交易终端、供应链管理、安全应用、气象站、GPRS模式远程数据记录等领域有着广泛的应用。

GSM模块的工作

从下面的电路,GSM调制解调器适当地通过电平转换器IC Max232接口到MC。SIM卡安装GSM调制解调器接收到来自任何手机的数字命令短信发送数据到MC通过串行通信。raybet雷竞技网页当程序执行时,GSM调制解调器接收到命令“停止”,在MC上开发一个输出,其中的接触点用于禁用点火开关。

用户发送的命令是基于他通过GSM调制解调器接收到的提示信息“ALERT”,这是一种只有在输入信号低的情况下才会发送的程序信息。完整的操作显示在16×2 LCD显示屏上。

GMS调制解调器电路
GMS调制解调器电路

GSM技术应用

GSM技术的应用包括以下几个方面。

智能GSM技术的自动化和安全

如今,GSM移动终端已经成为我们经常使用的产品之一。就像我们的钱包、钥匙或手表一样,GSM移动终端为我们提供了一个与世界沟通的通信通道。raybet雷竞技网页要求一个人可以随时联系到或给任何人打电话是非常吸引人的。

这个项目,顾名思义,是基于GSM网络技术,从发送者到接收者发送短信。短信发送和接收被用于无处不在的家电接入,并允许在家中进行违规控制。该系统提出了两个子系统。家电控制子系统实现对家电的远程控制,安全警报子系统实现安全自动监控。

该系统能够从特定的手机号码通过短信指导用户根据用户的需求和要求改变家电的状态。第二个方面是安全警报,在检测到入侵时,系统自动生成短信,提醒用户注意安全风险。

GSM技术将允许在任何地点、任何时间和任何人进行通信raybet雷竞技网页。GSM采用智能网络原理的功能体系结构及其思想,为GSM的发展提供了一个真正的个人通信系统的第一步,有足够的标准化以确保兼容性。raybet雷竞技网页

GSM在医疗服务中的应用

考虑以下两种情况

  • 一个人严重受伤或生病,需要立即治疗。他或陪同他的人只有一部手机。
  • 患者出院后想在家休息,但仍要定期去医院检查。他可能有一部手机和一些医疗传感器设备,比如健康监测设备。

在这两种情况下,能够提供解决方案的唯一途径就是使用移动通信系统。raybet雷竞技网页换句话说,使用通信技术,任何类似上述情况都可raybet雷竞技网页以处理,只需通过通信网络传输患者的详细信息,并在接收部门接收和处理这些信息——要么在医疗中心,要么在医生家里。

医生只是监控病人的细节,然后把指示反馈给病人(1因此,他至少可以采取一些预防措施,然后才最终到达医院nd病例监测病人的检测结果,如果有任何异常,采取下一步进一步治疗。

这一切都是因为远程医疗服务。远程医疗系统可用于三种方式中的任何一种。

  • 使用视频会议,患者坐在一个地方可以直接与医护人员互动,从而进行治疗过程。
  • 通过使用健康监测传感器,不断更新患者的健康状况,并相应地指导医疗保健提供者进行治疗。
  • 通过传输获取的医疗数据,并将获取的数据传输给会诊和处理。

对于上述三种方式,采用了无线通信技术。raybet雷竞技网页医疗服务需要多种途径获取储存的资源。这些设备可以是医疗数据库或在线主机,这些设备可以帮助恢复和监控患者的健康。不同的接入方式有宽带网络、中等吞吐量媒体接入和窄带GSM接入。

GSM技术在远程医疗系统中的优势有以下几点。

  • 这样更划算。
  • GSM接收器广泛可用-移动电话和GSM调制解调器
  • 它具有很高的数据传输速度。

基本的远程医疗系统

一个基本的远程医疗系统包括4个模块:

  • 病人单位:它收集病人的信息,以模拟信号发送或转换为数字信号,控制数据流,传输数据。它基本上由各种医疗传感器组成,比如心跳传感器、血压监测器、皮肤温度监测器、肺活量传感器,等,输出电信号,并将这些信号发送到处理器或控制器(微控制器或PC)进一步处理信号,然后通过无线通信网络传输结果。raybet雷竞技网页
  • raybet雷竞技网页通信网络:用于数据安全和数据传输。GSM技术使用移动站、基站和网络系统。移动站由基本的移动接入点或移动电话组成,将移动电话与GSM网络连接进行通信。raybet雷竞技网页
  • 接收单元/服务器端:它基本上是一个医疗系统,里面安装了一个GSM调制解调器,它接收、解码信号并把它们发送到演示单元。
  • 表示单位它基本上是一个处理器,将接收到的数据转换成定义良好的格式并存储起来,这样医生就可以定期监控数据,任何反馈信息都可以通过GSM调制解调器发送到客户端。

一个简单的远程医疗系统

一个基本的远程医疗系统可以以一种简化的方式显示。它由两个单元组成——发送单元和接收单元。发送单元发送传感器输入,接收单元接收该输入进行进一步处理。

下面给出一个简单的远程医疗系统的例子,它可以监测病人的心率,并相应地处理数据。

使用GSM技术的远程医疗系统发射机
使用GSM技术的远程医疗系统发射机

在传输单元,心跳传感器(由一个发光源组成,其发出的光在通过人体血液时被调制)将从人体获得的数据转换成电脉冲。微控制器接收这些脉冲并处理它们以计算心跳率,并通过GSM调制解调器将计算出的数据发送给医疗单位。GSM modem与微控制器采用Max 232 IC接口。

基于GSM技术的远程医疗系统接收机
基于GSM技术的远程医疗系统接收机

在接收单元,GSM调制解调器接收数据并将数据馈送给微控制器。单片机将接收到的数据与PC机的数据进行相应的分析,并将结果显示在LCD上。医务人员可以根据显示器上显示的结果对患者进行监控,从而启动所需的治疗程序。

GSM技术在医学中的应用实例

在实践中,GSM技术主要应用于以下几个领域。

美国电话电报公司(AT&T)活力拾取

这些药瓶是用来提醒病人吃药的。它由一个计时器组成,该计时器是为患者服药时间设置的,在这个时间设置帽照明,并启动蜂鸣器,然后使用GSM技术呼叫患者的手机。每开一瓶都会有一个记录。

Mobisante Mobius SP1超声波系统

它由一个插入智能手机的移动超声波探头组成,通过GSM将手持超声波成像传输到任何偏远的地方。

Dexcom 7 Plus连续血糖监测(CGM)系统

这是用来监测患者的血糖水平,并将其传递给医生。它由一个放置在皮肤下的传感器组成,该传感器连续监测血糖水平,并将数据定期发送给接收器(手机)。

GSM在医疗服务中的未来范围

据普华永道(PricewaterhouseCoopers)最近对GSM协会(代表全球219个国家近800家移动运营商的行业组织)的一项调查显示,到2017年,GSM服务将成为医疗保健系统的一部分,创造230亿美元的全球市场。

在所有这些当中,GSM技术是最广泛使用的选择,因为它的广泛普及、提高频谱效率和低成本的实施。

10评论

  1. 约翰 说:

    你好,我想知道在蓝牙无线网络中,病人手腕上的传感器和医生办公室的GSM模块之间的实际操作。

    我的主要兴趣是它们如何相互沟通,你打算在两端做什么?传感器获取的信息如何通过GSM模块传送给医生?

    1. 塔伦阿加瓦尔 说:

      嗨,约翰
      医生只需访问数据库,就可以获得特定病人的数据记录
      病人的电脑经常通过无线技术更新。

  2. sunno 说:

    我需要GSM技术的全部规格,先生,可以吗?

  3. abodula 说:

    我怎样才能练就像RUTUJ SINGG PIPODIYA先生?????????????

  4. Preethi 说:

    什么是GSM ?它是一项技术还是一个组件?为什么要使用它?

  5. Jay Sangtani 说:

    gsm模块是否通过arduino编程将数据通过互联网传输到一个网站?如果是,如何?

  6. 乔尔 说:

    有没有办法可以通过gsm技术给继电器供电而不使用微控制器/IC..?

  7. Djagi 说:

    谢谢你关于GSM系统的文章。如果您能给我提供移动台、基站子系统以及网络子系统的GSM架构设备清单,包括生产厂家,我将不胜感激。

    Djagi

    1. Venugopal 说:

      你能帮我说说GSM模块吗

  8. 索尼 说:

    我能得到它的整个程序吗

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