GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）是一种广泛使用的第二代（2G）数字移动通信标准，诞生于20世纪90年代。它采用数字通信技术，旨在提供语音服务并逐步扩展到数据传输。GSM系统的发展历程从1G时代的模拟通信，如AMPS（Advanced Mobile Phone System）、TACS（Total Access Communication System）和NMT（Nordic Mobile Telephone）等，演进到2G的GSM、CDMA IS95、TDMA IS-136和PDC等。
GSM系统的关键技术之一是多址技术，这决定了多个用户如何共享相同的频率资源。主要有三种多址方式：
1. **频分多址（FDMA）**：将可用的频率带宽划分为多个独立的信道，每个用户占用一个信道进行通信。在GSM系统中，每个频率资源可以划分出8个时隙。
2. **时分多址（TDMA）**：在同一个频率上，时间被划分为多个时隙，每个用户在特定的时隙内发送或接收信息。这样，多个用户可以在同一频率上交替使用，而不会互相干扰。
3. **码分多址（CDMA）**：用户通过独特的编码来区分，所有用户在同一频率上同时发送信息，编码使得信息在混合后仍能被正确解码。CDMA系统允许更多的用户同时在同一信道上通信。
双工技术是GSM系统中的另一个核心概念，用于区分收发信号，避免互相干扰：
1. **频分双工（FDD）**：上行链路（用户到基站）和下行链路（基站到用户）使用不同的频率进行通信。GSM900频段和DCS1800频段都有固定的双工间隔，如900MHz频段的45MHz间隔。
2. **时分双工（TDD）**：上下行链路在时间上分开，即在同一频率上，不同的时间片用于收发信号。
GSM系统还采用了绝对频点通道号（ARFCN）来标识不同的频道。例如，在GSM900频段，频道号（N）与频率之间的关系是上行频率Fl=890 + 0.2 * N（MHz），下行频率Fu=Fl + 45（MHz）。DCS1800频段的频道号计算方式类似，但间隔不同。
GSM系统结构包括网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）。NSS负责呼叫处理、通信管理等功能，BSS通过无线接口与移动台交互，处理无线资源管理和功率控制，而OSS则用于用户和设备管理、系统维护。
在GSM系统中，BTS（基站收发信台）是无线接入点，BSC（基站控制器）则管理多个BTS，协调无线资源和通信连接。同时，NSS包含MSC（移动交换中心）负责电话交换，VLR（拜访位置寄存器）存储漫游用户信息，HLR（归属位置寄存器）保存所有签约用户的数据，AUC（鉴权中心）处理安全认证，EIR（设备识别寄存器）管理移动设备的身份，以及GPRS（通用分组无线业务）相关的功能，如DNS（域名服务器）和SGSN（服务网关支持节点）等。
GSM系统是一个复杂而高效的数字移动通信网络，利用多址技术和双工技术实现高容量和高效的数据传输。随着技术的发展，GSM已经演进到3G、4G甚至5G，但其基本原理和架构仍然影响着现代移动通信。
