什么是GSM技术:架构及其应用

像GSM（移动通信全球系统）这样的数字蜂窝技术用于传输移动数据以及语音服务。这一概念在1970年使用移动无线电系统在贝尔实验室实施。正如名称所暗示的标准化组名称，这是1982年建立的，以制定一般的欧洲移动电话标准。这项技术拥有全球数字蜂窝用户的市场份额高于70％。该技术是通过使用数字技术开发的。目前，GSM技术支持上述210个国家的全球10亿移动用户高于10亿移动用户。该技术从基本到复杂的基础提供语音和数据服务。本文讨论了GSM技术的概述。

什么是GSM技术?

GSM是一种移动通信调制解调器;它代表全球移动通信系统(GSM)。GSM的概念是1970年贝尔实验室提出的。它是世界上应用最广泛的移动通信系统。GSM是一种开放的数字蜂窝技术，用于在850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz频段上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。GSM将数据数字化并减少，然后通过一个有两个不同客户数据流的通道发送，每个流都在自己特定的时隙中。数字系统有能力携带64 kbps到120 Mbps的数据速率。

在GSM系统中有不同的单元大小，如宏单元、微单元、微单元和伞形单元。每个单元格根据实现域的不同而不同。在GSM网络中有五种不同的蜂窝尺寸:宏、微、微和伞形蜂窝。每个单元的覆盖区域根据实现环境的不同而不同。

时分多址（TDMA）技术依赖于在相同频率上为每个用户分配不同的时隙。它可以轻松适应数据传输和语音通信，并可携带64kbps到120Mbps的数据速率。

GSM技术架构

GSM架构中的主要元素包括以下内容。

• 网络与交换子系统(NSS)
• 基站子系统(BSS)
• 移动电台(MS)
• 操作和支持子系统（OSS）

网络交换子系统(NSS)

在GSM系统架构中，它包括不同的要素，这些要素通常被称为核心系统/网络。这里，它基本上是一个包含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元素。

移动交换中心（MSC）

移动交换中心或MSC是GSM网络架构的核心网络区域中的关键元件。此移动服务切换中心在ISDN中的标准交换节点（否则）PSTN中的标准交换节点工作，但是，它还提供额外的功能，以允许移动用户必需品等必要性，如身份验证，注册，MSC Inter-MSC切换呼叫位置和呼叫路由手机订阅者。

而且，它还为公众交换电话网络提供了优势，使电话可以从移动网络连接到电话和座机。提供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电话拨打移动电话。

主页位置注册（HLR）

这个HLR数据库包括与管理员有关的信息，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/她的手机，手机就会通过网络注册，这样就有可能决定哪一个基站正在通信，以便能够正确地连接进来的电话。

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，即使它可能由于操作原因分散在不同的子中心。

访客位置寄存器（VLR）

VLR包含从HLR网络接收到的优先信息，以允许为单独的用户提供优先服务。访问者位置寄存器可以像一个单独的单元一样执行;然而，在单个单元之前，它通常像MSC的一个基本元素一样实现。因此，访问完成更快更方便。

设备身份寄存器（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元。每个移动设备都包含一个号码，如IMEI或国际移动设备标识。

因此，此IMEI号码在移动设备内固定在注册时通过网络验证。它主要取决于在EIR内保持的信息，并且移动设备可以被分配在网络上允许的3条条件中的一个，否则在其问题的情况下观看。

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主要用于无线信道上的验证和编码。

网关流动交换中心(GMSC)

GMSC/网关移动交换中心是ME完成呼叫的主要连接端，没有关于MS位置的任何信息。GMSC基于HLR从MSISDN中获取Mobile Station漫游号(MSRN)，并将呼叫连接到确切访问的MSC。名称GMSC的“MSC”划分令人困惑，因为网关进程不需要任何到MSC的链接。

SMS网关（SMS-G）

SMS网关或SMS-G共同使用，以解释GSM标准中的两个SMS网关。这些网关控制消息，这些消息以不同方式指导。

短消息服务网关流动交换中心(SMS-GMSC)是用来传送短消息给ME的。短消息服务联网流动交换中心(SMS-IWMSC)是用于通过流动网络发送短消息。SMS-GMSC的主要作用与GMSC有关，而SMS- iwmsc为SMS中心提供了一个永久的接入端。

这些单元是在GSM技术网络中使用的主要单元。它们通常位于同一地点，但总的中间网往往在全国的任何地方传送。万一出现故障，它将提供一定的灵活性。

基站子系统（BSS）

它充当移动台和网络子系统之间的界面。它由包含无线电收发器的基础收发器站组成，并处理与手机通信的协议。它还由基站控制器组成，该基站控制器控制基站收发器站并用作移动台和移动交换中心之间的接口。

网络子系统为移动站提供基本的网络连接。网络子系统的基本部分是移动业务交换中心，它提供访问不同的网络，如ISDN, PSTN等。它还包括主位置寄存器和访客位置寄存器，提供呼叫路由和漫游GSM功能。

它还包含设备身份登记，维护所有移动设备的帐户，其中每个移动是由其自己的IMEI号码识别。IMEI代表国际移动设备标识。

第二代GSM网络架构的BSS或基站子系统部分基本上与网络上的移动设备连接。该子系统包括下面讨论的两个元素。

基站收发器站（BTS）

在GSM网络内使用的BTS（基站收发器站）包括无线电TX，RX和其相关天线来传输，接收和直接通过移动机移动。该站是每个单元格的重要元素，并且它与手机的对话和两个之间的接口，如带有相关协议的UM接口。

基站控制器（BSC）

BSC（基站控制器）用于将下一相位反向形成为GSM技术。该控制器用于控制基站收发器站的集合，并且它经常通过该组内的一个收发器站共同定位。该控制器管理Radio的资源来控制BTS集合中的切换等不同项目，分配通道。它与Abis界面上的基本收发器站交谈。

GSM网络基站中的子系统元件采用无线电允许技术，允许多个运营商有权同时使用该系统。每个频道支持多达8家运营商，允许一个基站包括不同的频道;每个基站都可以容纳大量的操作人员。

这些都是通过供应商精心定位的网络，以使整个地区覆盖。这个区域可以被一个通常被称为蜂窝的基站所包围。由于不能阻止信号在邻近的细胞中重叠，单细胞中使用的通道在下一个细胞中没有使用。

移动台

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

MS（移动站）或ME（移动设备）最通常通过单元格识别，否则是操作员观察和操作的GSM移动通信N / W的一部分的移动电话。目前，它们的维度从根本上减少，而功能水平则非常增加。还有一个好处是，收费的时间急剧增大。移动电话有不同的元素，但两个基本元素是硬件和SIM。

硬件包括移动电话的主要元素，如壳体，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。
移动台包括称为IMEI的数字。这可以在制造时在手机上设置，而无法修改。

它在注册期间通过网络访问，以检查设备是否被报告为被盗。

SIM（用户标识模块）卡包括向网络提供用户标识的数据。而且，它包括不同的信息，例如称为IMSI（国际移动用户身份）的数字。当在SIM卡中使用此IMSI时，移动用户可以简单地通过将SIM从一个移动移动到另一个手机来改变移动器。

所以手机更换很容易，而不更换相同的手机号码意味着人们会经常改进，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的整体财务胜利。

操作和支持子系统（OSS）

操作支持子系统（OSS）是完整的GSM网络架构的一部分。这连接到NSS和BSC组件。这个OSS主要用于控制GSM网络和BSS流量负载。应该注意到，当BS的数量通过用户群体缩放增强时，一些保存任务被移动到基本收发器站，以便可以减少系统的所有权成本。

2G的GSM网络架构主要遵循逻辑操作技术。与利用软件定义单元的移动电话网络的现在架构相比，这非常简单，以允许极其柔顺的操作。但是2G GSM的体系结构将展示所需的语音和操作基本功能和它们如何排列在一起。当GSM系统是数字时，网络是数据网络。

GSM模块的功能

GSM模块的特点如下。

• 改进频谱效率
• 国际漫游
• 与集成服务数字网络（ISDN）的兼容性
• 对新服务的支持。
• SIM电话簿管理
• 固定拨号号码(FDN)
• 实时时钟与报警管理
• 高质量的演讲
• 使用加密使手机更安全
• 短消息服务（SMS）

为GSM系统标准化的安全策略使其成为目前可访问的最安全的电信标准。虽然GSM订阅者的呼叫和保密的机密性刚刚在无线电频道上确保，但这是实现端到端安全性的重要步骤。

GSM调制解调器

GSM modem是一种设备，它既可以是移动电话，也可以是调制解调器，可以用来使计算机或任何其他处理器通过网络进行通信。GSM调制解调器需要SIM卡来操作，并且在网络运营商订阅的网络范围内操作。可通过串口、USB、蓝牙等方式与计算机连接。

GSM modem也可以是标准的GSM手机，使用适当的电缆和软件驱动程序连接到计算机上的串口或USB端口。GSM modem通常比GSM手机好。GSM modem在交易终端、供应链管理、安全应用、气象站和GPRS模式的远程数据记录等方面有广泛的应用。

GSM模块的工作

从以下电路，通过电平移位器IC MAX232将GSM调制解调器正常接通到MC。SIM卡已安装GSM调制解调器在从任何手机接收到MYS的数字命令时，通过串行通信将该数据发送到MC。在执行程序时，GSM调制解调器接收命令“停止”以在MC处开发输出，其接触点用于禁用点火开关。

这样用户发送的命令是基于他通过GSM modem收到的提示“ALERT”，只有当输入低时，程序才会发送一条信息。完整的操作将在16×2 LCD显示屏上显示。

GSM技术应用

GSM技术的应用包括以下几个方面。

面向自动化和安全的智能GSM技术

这些天，GSM移动终端已成为我们与我们不断的物品之一。就像我们的钱包/钱包，钥匙或手表一样，GSM移动终端为我们提供了一种通信渠道，使我们能够与世界进行沟通。要求一个人可以到达或随时致电任何人的是非常有吸引力。

该项目称，该项目表示该项目基于GSM网络技术，用于将SMS从发件人传输到接收器。SMS发送和接收用于普遍存在地访问设备并在家中允许违规控制。该系统提出了两个子系统。设备控制子系统使用户能够远程控制家用电器，安全警报子系统提供自动安全监控。

该系统足够的能力通过特定小区号码通过SMS指导用户根据用户的需求和要求改变家用电器的状况。第二方面是安全警报的安全警报，这是一种在侵入中的检测中实现的，系统允许自动生成SMS，从而提醒用户免受安全风险。

GSM技术将允许在任何时间、任何地点与任何人进行通信。GSM的功能架构采用了智能组网的原理，以及它的思想，这为GSM的发展提供了第一步，是一个真正的个人通信系统，足够的标准化以保证兼容性。

GSM在医疗服务中的应用

考虑以下两种情况

• 伤者伤势严重或生病，需要立即处理。他或陪伴他的人只有一部手机。
• 病人出院后想在家休息，但还是要去医院定期检查。他可能有一个手机和一些医疗传感器设备，如健康监测设备。

在这两种情况下，唯一能提供解决方案的方法就是使用移动通信系统。换句话说，使用通信技术，只要通过通信网络传输患者详细信息，并在接收部门(医疗保健中心或医生家中)接收并处理这些信息，就可以处理上述任何情况。

医生只需监控患者的详细信息，并将说明反馈给患者(在1^英石在最后到达医院之前，他至少可以采取一些预防措施ⁿ病例监测患者的测试结果，并且在任何异常情况下，需要下一步进行进一步处理。

整个情况都是远程医疗服务。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，坐在一个地方的患者可以与医疗保健提供者进行直接的互动，并因此进行固化过程。
• 通过使用健康监测传感器，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发送获取的数据以进行咨询和处理。

对于上述三种方式，使用无线通信技术。医疗服务需要许多方法可以访问存储资源。这些可以是医疗数据库或在线主机，可以帮助恢复和监控患者健康。不同的访问选项是宽带网络，通过中吞吐量介质和窄带通过GSM。

GSM技术在远程医疗系统中的优点包括:

• 它更划算。
• GSM接收器被广泛使用-移动电话和GSM调制解调器
• 它有很高的数据传输速度。

基本远程医疗系统

一个基本的远程医疗系统包括4个模块:

• 病人单位:它收集患者的信息，将其作为模拟信号发送或转换为数字信号，控制数据流，并传输数据。它主要由各种医疗传感器组成，如心跳传感器、血压监测仪、皮肤温度监测仪、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2021欧洲杯足球竞猜官方平台制器(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。
• 通信网络:用于数据安全和数据传输。GSM技术采用移动基站、基站和网络系统。移动站由基本移动接入点或移动电话组成，将移动电话与GSM网络连接起来进行通信。
• 接收器单元/服务器端它基本上是一个医疗保健系统，其中安装了GSM调制解调器，接收和解码信号，并将它们发送到演示单元。
• 介绍单位：基本上是将收到的数据转换为明确定义的格式的处理器，并将其存储它们，以便医生可以定期监视它，并且可以通过来自GSM调制解调器的短信发送到客户端的任何反馈。

一个简单的远程医疗系统

基本远程医疗系统可以以简化的方式显示。它由两个单元组成 - 发射机单元和接收器单元。发射机单元发送传感器输入，接收器单元接收该输入以进行进一步处理。

下面给出了一个简单的远程医疗系统的示例，该系统用于监测患者的心率并相应地处理数据。

在发射器单元处，心跳传感器（由发射光被调制的发光源通过人体血液调制的发光源）转换从人体的获得的数据并将它们转换为电脉冲。2021欧洲杯足球竞猜官方平台微控制器接收这些脉冲并处理它们以计算心跳速率，并通过GSM调制解调器将此计算的数据发送到医疗保健单元。GSM调制解调器使用MAX 232 IC与微控制器接口。

在接收单元，GSM modem接收数据，并将其提供给微控制器。单片机根据PC机接收到的数据进行分析，并将结果显示在LCD上。根据医务人员在显示屏上显示的结果，可以对患者进行监测，以便启动所需的治疗程序。

医疗中GSM技术的实际例子

在实践中，GSM技术用于以下领域。

美国电话电报公司(AT&T)活力拾取

这些药瓶只是提醒病人服药。它由一个定时器组成，用于设置患者的服药时间，此时设置盖子照亮并启动蜂鸣器，然后使用GSM技术呼叫患者的手机。每开一次瓶都会有一个记录。

Mobius SP1超声系统

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

Dexcom Seven Plus连续血糖监测(CGM)系统

这是用来监测患者的血糖水平，并将其传送给医生。它由一个放置在皮下的传感器组成，它可以持续监测血糖水平，并将血糖水平隔一段时间发送给接收器(手机)。

医疗服务中GSM的未来范围

In accordance with a recent survey by PricewaterhouseCoopers for the GSM Association, an industry body that represents nearly 800 of the world’s mobile operators in 219 countries, GSM-enabled services will become a part of the healthcare system by 2017, creating a global market of 23 billion dollars.

现在是这些，GSM技术是最广泛使用的选择，因为它的巨大的普及，提高频谱效率和低成本的实施。