GSM modem,GSM modem的组成/原理/分类/作

GSM的概念
GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM技术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。GSM系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM-1900：1900MHz等几个频段 。 GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。

目前我国主要的两大GSM系统为GSM 900及GSM1800，由于采用了不同频率，因此适用的手机也不尽相同。不过目前大多数手机基本是双频手机，可以自由在这两个频段间切换。欧洲国家普遍采用的系统除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900，手机为三频手机。在我国随着手机市场的进一步发展，现也已出现了三频手机，即可在GSM900GSM1800GSM1900三种频段内自由切换的手机，真正做到了一部手机可以畅游全世界。

GSM系统的网络结构
GSM的历史可以追溯到1982年，当时，北欧四国向CEPT（Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建议书，要求制定900MHZ频段的欧洲公共电信业务规范，以建立全欧统一的蜂窝系统。同年，成立了移动通信特别小组（GSM-Group Special Mobile)。在1982年～1985年期间，讨论焦点是制定模拟蜂窝网标准还是制定数字蜂窝网 标准问题，直到1986年决定为制定数字蜂窝网标准。1986年，在巴黎对不同公司、不同方案的系统（8个）进行了比较，包括现场试验。1987年5月选定窄带TDMA方案。与此同时，18个国家签署了谅解备忘录，相互达成履行规范的协议。1988年颁布了GSM标准，也称泛欧数字蜂窝通信标准。在现阶段，GSM包括两个并行的系统：GSM900和DCS1800， 这两个系统功能相同，主要是频率不同。在GSM建议中，未对硬件作出规定，只对功能 和接口制定了详细规定，这样便于不同产品可以互通。GSM建议共有12个系统。

GSM系统的主要组成
GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。 基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系 统由移动交换中心（MSC）和操作维护中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）、访问 位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。

移动台（MS）即便携台（手机）或车载台。也可以配有终端设备（TE）或终端 适配器（TA）。移动台是物理设备，它还必须包含用户识别模块（SIM），SIM卡和硬件设备一起组成移动台。没有SIM卡，MS是不能接入GSM网络的（紧急业务除外）。
基站收发台（BTS）包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、支持各种上小区结构（如全向、扇形、星状和链状）所需要的天线，连接基站控制器的接口 电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。
基站控制器（BSC）是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台和操作维修中心之间交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制几个基站收发台，其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等。
移动交换中心（MSC）是蜂窝通信网络的核心，其主要功能是对位于本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制和管理。例如：
1）信道的管理和分配；

2）呼叫的处理和控制；

3）过区切换和漫游的控制；

4）用户位置信息的登记与管理；

5）用户号码和移动设备号码的登记和管理；

6）服务类型的控制；

7）对用户实施鉴权；

8）为系统中连接别的MSC及为其它公用通信网络，如公用交换电信网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）和公用数据网（PDN）提供链路接口，保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务。

由此可见，MSC的功能与固定网络的交换设备有相似之处（如呼叫的接续和信息 的交换），也有特殊的要求（如无线资源的管理和适应用户移动性的控制）。

原地位置寄存器（HLR）是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。在蜂窝通 信网中，通常设置若干个HLR，每个用户都必须在某个HLR（相当于该用户的原籍）中登记。登记的内容分为两类：一种是永久性的参数，如用户号码、移动设备号码、接入的优先等级、预定的业务类型以及保密参数等；另一种是暂时性的需要随时更新的参数，即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到HLR所服务的区域外，HLR也要登记由该区传送来的位置信息。这样做的目的是保证当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动用户时，均可由该移动用户的原地位置寄存器获知它当时处于哪一个地区，进而建立起通信链路。
访问位置寄存（VLR）是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。一个VLR通常为一个MSC控制区服务，也可为几个相邻MSC控制区服务。当移动用户漫游到新的MSC控制区时，它必须向该地区的VLR申请登记。VLR要从该用户的HLR查询有关的参数，要 给该用户分配一个新的漫游号码（MSRN），并通知其HLR修改该用户的位置信息，准备为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息。如果移动用户由一个VLR服务区移动到另一个VLR服务区时，HLR在修改该用户的位置信息后，还要通知原来的VLR，删除此移动用户的位置信息。
鉴权中心（AUC）的作用是可靠地识别用户的身份，只允许有权用户接入网络并获得服务。*设备标志寄存器（EIR）是存储移动台设备参数的数据库，用于对移动设备的鉴别和监视，并拒绝非移动台入网。
操作和维护中心（OMC）的任务是对全网进行监控和操作，例如系统的自检、报警与备用设备的激活、系统的故障诊断与处理、话务量的统计和计费数据的记录与传递，以及各种资料的收集、分析与显示等。

GSM Modem的概念
GSM Modem，也叫做GSM手机模块，它是一种实现GSM通信的调制解调的设备，它是在随着无线数据业务的快速发展，许多从来没有的应用从理想变成了现实，如车辆导航﹑远程监控﹑无线上网﹑无线POS﹑物流控制、社区安防等，越来越多的设备开始要求具备无线通讯能力的这种背景下诞生的，该模块采用发展最成功的无线通讯技术，能提供短消息﹑话音通讯和数据通讯三大功能。其中，短消息业务将使该无线通讯模块获得最广泛的应用，所以有时也将该无线通讯模块简称为GSM短消息模块。 GSM短消息具有随时在线（Always Online）﹑不需拨号﹑价格便宜﹑覆盖范围广等特点，特别适合于需传送小流量数据的应用，如车辆调度/安全/导航﹑监控/监测等领域。以往这些领域往往采用集群通讯﹑CDPD网或有线MODEM来进行通讯，但这些技术大多存在通讯范围有限﹑费用高﹑每次通讯需先拨号等缺点。 例如在车辆调度中，车载终端上往往带有GPS卫星定位模块，每隔几分中就需把GPS模块的位置信息传送到调度中心去，如果采用拨号的方式，则每隔几分中就需打一次电话，费用高，而采用GSM-MODEM无线通讯模块后，则可以利用随时在线的短消息业务，通过无处不在的GSM公网将信息传送到调度中心，调度员也可将调度任务随时下发到车载终端上。同时，驾驶员还能通过通讯模块的话音通讯功能与调度中心进行话音联系。而且还能通过它的数据通讯功能下载地方的地图，为行车提供指导。

GSM Modem的应用领域:
目前，利用GSM-MODEM实现的无线数据交换网已进入实用阶段，其应用前景十分广阔。主要可应用于：

GSM/SMS机房监控和远程维护管理系统 银行储蓄点机房监控、通信行业远端无人值守站机房监控和远程维护（如移动通信基站、微波站、直放站、光纤中 继站等）、其他无人值守点（如仓库、办公楼等）的监控。

GSM/SMS/GPS移动车辆监控调度系统 车辆跟踪防盗、公安、110、交警车辆监控调度、银行运钞车、邮政运输车监控调度、出租车管理调度、公交车辆调度和指示、集团车辆监控调度、监狱押运车的监控调度、物流运输企业的车辆调度。

GSM-MODEM 无线POS机 在商场、超市购物，在酒店消费，用手机结算。

GSM-MODEM 数据采集网 电表、水表、煤气表数据采集和监控。

GSM/SMS移动性数据查询系统 公安移动性数据（身份证、犯罪档案等）查询、交警移动性数据（车辆、司机档案等）查询、其他外勤人员移动性数据查询。

GSM无线接入系统 无线固定电话接入（WLL）、无线计费公用电话、火车、汽车、轮船等移动载体付费电话。

GSM/SMS无线安防系统 银行、储蓄网点、商店、住宅等重要场所的安全防护。