5、GSM数字蜂窝移动系统技术解析

GSM数字蜂窝移动系统技术解析

1. GSM关键技术特性

在GSM系统中，有两项关键技术特性极大地提升了系统性能。

首先是跳频技术。跳频技术应用于空中接口，它不仅能增强抗干扰能力，还能为通话提供额外的安全保障，防止未经授权的窃听。其实现方式是，依据空中接口两端通过简单算法计算出的序列，移动台（MS）在每个时隙（突发）都在不同的频率上进行发送和接收操作。不过，跳频技术仅应用于业务信道和非广播信道。

其次是语音激活传输或不连续传输（DTx）技术。该技术的核心是检测语音活动，仅在有有效语音需要传输时开启发射机。在静默期关闭发射机，能减少空中干扰，进而允许使用更小的频率复用簇，同时降低移动终端的电池功耗。通过DTx技术，频谱效率最高可提升50%。GSM无线电设备采用自适应阈值语音活动检测器（VAD）算法来检测静默期并中断传输。在接收端，检测到DTx后，空帧会被填充舒适噪声。为了尽量减少语音剪辑和由此导致的语音质量下降，VAD算法及其实现需要精心设计。

2. GSM安全机制

GSM的安全程序旨在保护网络免受未经授权（欺诈性）访问，保护移动用户通信隐私，防止未经授权方追踪用户身份和位置。

• 身份验证 ：通过强认证程序验证用户真实身份，GSM系统为每个移动用户配备用户识别模块（SIM），有信用卡大小的芯片卡和小型（25mm X 15mm）插件式SIM两种版本。开机时，用户可能需输入4 - 8位个人识别码（PIN）验证SIM所有权。服务配置时，国际移动用户识别码（IMSI）、个人用户认证密钥（Ki）、认证算法（A3）、密钥生成算法（A8）和加密算法（A5）会被编程到SIM中。认证中心负责安全相关