『壹』 GSM GPS LAN WIFI 藍牙 紅外等網路制式的原理和區別 求條理清晰答案(答非所問或復制黏貼的一律不採納)
以下內容全手打,只是簡要概述。
1, gsm,使用數字化傳輸的無線通訊系統,本身的原理沒什麼好說的,亮點是數字化保證的聲音的清晰以及數據傳輸。通過gsm來傳輸數據的這個就是gprs
2,gps,衛星上有原子鍾實現高精度計時確保時間的准確,並通過電波向外廣播當前時刻,衛星的軌道也是固定的。因為電波以光速傳播,接收端會接收到幾個不同的時間信號,並且信號來源的位置是已知的。只要收到4個以上的衛星信號,就可以通過復雜的運算計算出當前的位置。這是gps的基本原理,信號是單向廣播的,不是通信用的。
3,區域網,這個東西屬於tcp/ip協議的網路層,本身不涉及硬體,是個比較虛的東西,用什麼連接都可以,同一個交換機連接下也可以建立多個區域網,多個交換機級聯起來也可以是一個區域網。區域網里通信是直接廣播的的,就像小區里的通信時大喇叭廣播通知誰來廣場自取包裹;廣域網是要通過網關路由什麼的轉發的,就像往外地寄包裹,要把包裹交給傳達室,傳達室再根據地址傳到下一個接手的人。
4,usb,通用串列匯流排,一個硬體介面標准,用於短距離的有線連接,占據絕大部分的市場份額,這也增強了它的通用性。
藍牙,一個短距離無線通信標准,使用2.4GHz的頻段,速度不如單純用於網路的WiFi標准,主要用於設備之間的點對點直接連接。
藍牙和usb本質上都是一樣的,只是一個「標准」,設備廠家按照這個標准來製造,就可以正常連接,這個連接用來做什麼是沒有限制的。
至於紅外,現在只用於遙控器,在其他領域已經廢棄了。紅外也是電磁波,但是穿透性不好,只能是發射器對准接收器才能使用,使用很不方便,基本沒有什麼人在發展這個,現在用的還是以前很老的技術,也只能用於遙控器了。
『貳』 請教高手給我解釋一下 GSM移動通信原理
1).頻譜效率。由於採用了高效調制器、信道編碼、交織、均衡和語音編碼技術,使系統具有高頻譜效率。
2).容量。由於每個信道傳輸帶寬增加,使同頻復用栽干比要求降低至9dB,故GSM系統的同頻復用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更小(模擬系統為7/21);加上半速率話音編碼的引入和自動話務分配以減少越區切換的次數,使GSM系統的容量效率(每兆赫每小區的信道數)比TACS系統高3~5倍。
3).話音質量。鑒於數字傳輸技術的特點以及GSM規范中有關空中介面和話音編碼的定義,在門限值以上時,話音質量總是達到相同的水平而與無線傳輸質量無關。
4).開放的介面。GSM標准所提供的開放性介面,不僅限於空中介面,而且報刊網路直接以及網路中個設備實體之間,例如A介面和Abis介面。
GSM MODEM5). 安全性。通過鑒權、加密和TMSI號碼的使用,達到安全的目的。鑒權用來驗證用戶的入網權利。加密用於空中介面,由SIM卡和網路AUC的密鑰決定。TMSI是一個由業務網路給用戶指定的臨時識別號,以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。
6).與ISDN、PSTN等的互連。與其他網路的互連通常利用現有的介面,如ISUP或TUP等。
7).在SIM卡基礎上實現漫遊。漫遊是移動通信的重要特徵,它標志著用戶可以從一個網路自動進入另一個網路。GSM系統可以提供全球漫遊,當然也需要網路運營者之間的某些協議,例如計費。 GSM - 技術 2GSM系統的技術規范及其主要性能
GSM標准共有12章規范系列,即:01系列:概述 02系列:業務方面 03系列:網路方面 04系列:MS-BS介面和規約(空中介面第2、3層) 05系列:無線路徑上的物理層(空中介面第1層) 06系列:話音編碼規范 07系列:對移動台的終端適配 08系列:BS到MSC介面(A和Abis介面) 09系列:網路互連 10系列:暫缺 11系列:設備和型號批准規范 12系列:操作和維護
3GSM系統關鍵技術
工作頻段的分配
1).工作頻段
中國陸地公用蜂窩數字移動通信網GSM通信系統採用900MHz頻段:
890~915(移動台發、基站收)
935~960(基站發、移動台收)
雙工間隔為45MHz,工作帶寬為25 MHz,載頻間隔為200 kHz。
隨著業務的發展,可視需要向下擴展,或向1.8GHz頻段的GSM1800過渡,即1800MHz頻段:
1710~1785(移動台發、基站收)
1805~1880(基站發、移動台收)
雙工間隔為95MHz,工作帶寬為75 MHz,載頻間隔為200 kHz。
2).頻道間隔
相鄰兩頻道間隔為200kHz。 每個頻道採用時分多址接入(TDMA)方式,分為8個時隙,即8個信道(全速率)。每信道佔用帶寬200 kHz/8=25 kHz。
將來GSM採用半速率話音編碼後,每個頻道可容納16個半速率信道。
3)多址方案
GSM通信系統採用的多址技術:頻分多址(FDMA)和時分多址(TDMA)結合,還加上跳頻技術。
GSM在無線路徑上傳輸的一個基本概念是:傳輸的單位是約一百個調制比特的序列,它稱為一個「突發脈沖」。脈沖持續時間優先,在無線頻譜中也佔一有限部分。它們在時間窗和頻率窗內發送,我們稱之為間隙。精確地講,間隙的中心頻率在系統頻帶內間隔200 kHz安排(FDMA情況),它們每隔0.577ms(更精確地是15/26ms)出現一次(TDMA情況)。對應於相同間隙的時間間隔稱為一個時隙,它的持續時間將作為一種時間單位,稱為BP(突發脈沖周期)。
這樣一個間隙可以在時間/頻率圖中用一個長15/26ms,寬200KHz的小矩形表示(見圖)。統一地,我們將GSM中規定的200KHz帶寬稱為一個頻隙。
4)在時域和頻域中的間隙
在GSM系統中,每個載頻被定義為一個TDMA幀,相當於FDMA系統的一個頻道。每幀包括8個時隙(TS0-7)。每個TDMA幀有一個TDMA幀號。
TDMA幀號是以3小時28分53秒760毫秒(2048*51*26*8BP或者說2048*51*26個TDMA幀)為周期循環編號的。每2048*51*26個TDMA幀為一個超高幀,每一個超高幀又可分為2048個超幀,一個超幀是51*26個TDMA幀的序列(6.12秒),每個超幀又是由復幀組成。復幀分為兩種類型。
26幀的復幀:它包括26個TDMA幀(26*8BP),持續時長120ms。51個這樣的復幀組成一個超幀。這種復幀用於攜帶TCH(和SACCH加FACCH)。
51幀的復幀:它包括51個TDMA幀(51*8BP),持續時長3060/13ms。26個這樣的復幀組成一個超幀。這種復幀用於攜帶BCH和CCCH。
5)無線介面管理
在GSM通信系統中,可用無線信道數遠小於潛在用戶數,雙向通信的信道只能在需要時才分配。這與標准電話網有很大的區別,在電話網中無論有無呼叫,每個終端都與一個交換機相連。
在移動網中,需要根據用戶的呼叫動態地分配和釋放無線信道。不論是移動台發出的呼叫,還是發往移動台的呼叫,其建立過程都要求用專門方法使移動台接入系統,從而獲得一條信道。在GSM中,這個接入過程是在一條專用的移動台--基站信道上實現的。這個信道與用於傳送尋呼信息的基站――移動台信道一起稱為GSM的公用信道,因為它同時攜帶發自/發往許多移動台的信息。相反地,在一定時間內分配給一單獨移動台的信道稱作專用信道。由於這種區別,可以定義移動台的兩種宏狀態:
空閑模式:移動台在偵聽廣播信道,此時它不佔用任一信道。
專用模式:一條雙向信道分配給需要通信的移動台,使它可以利用基礎設施進行雙向點對點通信。
接入過程使移動台從空閑模式轉到專用模式。
4GSM信道
GSM中的信道分為物理信道和邏輯信道,一個物理信道就為一個時隙(TS),而邏輯信道是根據BTS與MS之間傳遞的信息種類的不同而定義的不同邏輯信道,這些邏輯信道映射到物理信道上傳送。從BTS到MS的方向稱為下行鏈路,相反的方向稱為上行鏈路。
邏輯信道又分為兩大類,業務信道和控制信道。
1). 業務信道(TCH):
用於傳送編碼後的話音或客戶數據,在上行和下行信道上,點對點(BTS對一個MS,或反之)方式傳播。
2). 控制信道:
用於傳送信令或同步數據。根據所需完成的功能又把控制信道定義成廣播、公共及專用三種控制信道,它們又可細分為:
a.保密措施
GSM系統在安全性方面有了顯著的改進,GSM與保密相關的功能有兩個目標:第一,包含網路以防止未授權的接入,(同時保護用戶不受欺騙性的假冒);第二,保護用戶的隱私權。
防止未授權的接入是通過鑒權(即插入的SIM卡與移動台提供的用戶標識碼是否一致的安全性檢查)實現的。從運營者方面看,該功能是頭等重要的,尤其在國際漫遊情況下,被訪問網路並不能控制用戶的記錄,也不能控制它的付費能力。
保護用戶的隱私是通過不同手段實現時,對傳輸加密可以防止在無線信道上竊聽通信。大多數的信令也可以用同樣方法保護,以防止第三方了解被叫方是誰。另外,以一個臨時代號替代用戶標識是使第三方無法在無線信道上跟蹤GSM用戶的又一機制。GSMb.PIN碼
這是一種簡單的鑒權方法。
在GSM系統中,客戶簽約等信息均被記錄在SIM卡中。SIM卡插到某個GSM終端設備中,便視作自己的電話機,通話的計費帳單便記錄在此SIM卡名下。為防止盜打,帳單上產生訛誤計費,在SIM卡上設置了PIN碼操作(類似計算機上的Password功能)。PIN碼是由4~8位數字組成,其位數由客戶自己決定。如客戶輸入了一個錯誤的PIN碼,它會給客戶一個提示,重新輸入,若連續3次輸入錯誤,SIM卡就被閉鎖,即使將SIM卡拔出或關掉手機電源也無濟於事,必須向運營商申請,由運營商為用戶解鎖。
c.鑒權
鑒權的計算如下圖所示。其中RAND是網路側對用戶的提問,只有合法的用戶才能夠給出正確的回答SRES。
RAND是由網路側AUC的隨機數發生器產生的,長度為128比特,它的值隨機地在0~2128-1(成千上萬億)范圍內抽取。
SRES稱為符號響應,通過用戶唯一的密碼參數(Ki)的計算獲取,長度為32比特。
Ki以相當保密的方式存儲於SIM卡和AUC中,用戶也不了解自己的Ki,Ki可以是任意格式和長度的。
A3演算法為鑒權演算法,由運營者決定,該演算法是保密的。A3演算法的唯一限制是輸入參數的長度(RAND是128比特)和輸出參數尺寸(SRES必須是32比特)。
d.加密
在GSM中,傳輸鏈路中加密和解密處理的位置允許所有專用模式下的發送數據都用一種方法保護。發送數據可以是用戶信息(語音、數據……),與用戶相關的信令(例如攜帶被呼號碼的消息),甚至是與系統相關信令(例如攜帶著准備切換的無線測量結果的消息)。
加密和解密是對114個無線突發脈沖編碼比特與一個由特殊演算法產生的114比特加密序列進行異或運算(A5演算法)完成的。為獲得每個突發加密序列,A5對兩個輸入進行計算:一個是幀號碼,另一個是移動台與網路之間同意的密鑰(稱為Kc),見圖。上行鏈路和下行鏈路上使用兩個不同的序列:對每一個突發,一個序列用於移動台內的加密,並作為BTS中的解密序列;而另一個序列用於BTS的加密,並作為移動台的解密序列。
d-1.幀號:
幀號編碼成一連串的三個值,總共加起來22比特。
對於各種無線信道,每個突發的幀號都不同,所有同一方向上給定通信的每個突發使用不同的加密序列。
d-2.A5演算法
A5演算法必須在國際范圍內規定,該演算法可以描述成由22比特長的參數(幀號碼)和64比特長參數(Kc)生成兩個114比特長的序列的黑盒子。
d-3.密鑰Kc
開始加密之前,密鑰Kc必須是移動台和網路同意的。GSM中選擇在鑒權期間計算密鑰Kc;然後把密鑰存貯於SIM卡的永久內存中。在網路一側,這個「潛在」的密鑰也存貯於拜訪MSC/VLR中,以備加密開始時使用。
由RAND(與用於鑒權的相同)和Ki計算Kc的演算法為A8演算法。與A3演算法(由RAND和Ki計算SRES的鑒權演算法)類似,可由運營者選擇決定。
d-4.用戶身份保護
加密對於機密信息十分有效,但不能用來在無線路徑上保護每一次信息交換。首先,加密不能應用於公共信道;其次,當移動台轉到專用信道,網路還不知道用戶身份時,也不能加密。第三方就有可能在這兩種情況下幀聽到用戶身份,從而得知該用戶此時漫遊到的地點。這對於用戶的隱私性來說是有害的,GSM中為確保這種機密性引入了一個特殊的功能。
在可能的情況下通過使用臨時移動用戶身份號TMSI替代用戶身份IMSI,可以得到保護。TMSI由MSC/VLR分配,並不斷地進行更換,更換周期由網路運營者設置。 GSM - 系統的組成移動交換子系統MSS完成信息交換、用戶信息管理、呼叫接續、號碼管理等功能。
基站子系統BSS
BSS系統是在一定的無線覆蓋區中由MSC控制,與MS進行通信的系統設備,完成信道的分配、用戶的接入和尋呼、信息的傳送等功能。
移動台MS
MS是GSM系統的移動用戶設備,它由兩部分組成,移動終端和客戶識別卡(SIM卡)。移動終端就是「機」,它可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調制和解調、信息發射和接收。SIM卡就是「人」,它類似於我們現在所用的IC卡,因此也稱作智能卡,存有認證客戶身份所需的所有信息,並能執行一些與安全保密有關的重要信息,以防止非法客戶進入網路。SIM卡還存儲與網路和客戶有關的管理數據,只有插入SIM卡後移動終端才能接入進網。
操作維護子系統
GSM子系統還包括操作維護子系統(OMC),對整個GSM網路進行管理和監控。通過它實現對GSM網內各種部件功能的監視、狀態報告、故障診斷等功能。GSM GSM - 發展現狀 20世紀80年代中期,當模擬蜂窩移動通信系統剛投放市場時,世界上的發達國家就在研製第二代移動通信系統。其中最有代表性和比較成熟的制式有泛歐GSM ,美國的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(現在改名為PDC)等數字移動通信系統。在這些數字系統中,GSM的發展最引人注目。1991年GSM系統正式在歐洲問世,網路開通運行。GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分,三者之間的主要區別是工作頻段的差異。蜂窩移動通信的出現可以說是移動通信的一次革命。其頻率復用大大提高了頻率利用率並增大系統容量,網路的智能化實現了越區轉接和漫遊功能,擴大了客戶的服務范圍,但上述模擬系統有四大缺點:各系統間沒有公共介面;很難開展數據承載業務;頻譜利用率低無法適應大容量的需求;安全保密性差,易被竊聽,易做「假機」。尤其是在歐洲系統間沒有公共介面,相互之間不能漫遊,對客戶造成很大的不便。GSM數字移動通信系統源於歐洲。早在1982年,歐洲已有幾大模擬蜂窩移動系統在運營,例如北歐多國的NMT(北歐行動電話)和英國的TACS(全接入通信系統),西歐其它各國也提供移動業務。當時這些系統是國內系統,不可能在國外使用。為了方便全歐洲統一使用行動電話,需要一種公共的系統,1982年,北歐國家向CEPT(歐洲郵電行政大會)提交了一份建議書,要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業務規范。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標准學會(ETSI)技術委員會下的「移動特別小組(Group Special Mobile)」,簡稱「GSM」,來制定有關的標准和建議書。中國自從1992年在嘉興建立和開通第一個GSM演示系統,並於1993年9月正式開放業務以來,全國各地的移動通信系統中大多採用GSM系統,使得GSM系統成為目前中國最成熟和市場佔有量最大得一種數字蜂窩系統。截至2002年11月,中國手機用戶2億,比2001年年底新增5509.2萬。GSM系統有幾項重要特點:防盜拷能力佳、網路容量大、手機號碼資源豐富、通話清晰、穩定性強不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機耗電量低。目前中國主要的兩大GSM系統為GSM 900及GSM1800,由於採用了不同頻率,因此適用的手機也不盡相同。不過目前大多數手機基本是雙頻手機,可以自由在這兩個頻段間切換。歐洲國家普遍採用的系統除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900,手機為三頻手機。中國隨著手機市場的進一步發展,現也已出現了三頻手機,即可在GSM900\GSM1800\GSM1900三種頻段內自由切換的手機,真正做到了一部手機可以暢游全世界。GSM早期來看,GSM900發展的時間較早,使用的較多,反之GSM1800發展的時間較晚。物理特性方面,前者頻譜較低,波長較長,穿透力較差,但傳送的距離較遠,而手機發射功率較強,耗電量較大,因此待機時間較短;而後者的頻譜較高,波長較短,穿透力佳。但傳送的距離短,其手機的發射功率較小,待機時間則相應地較長。
緊急呼叫是GSM系統特有的一種話音業務功能。即使在GSM手機設置了限制呼出和沒有插入用戶識別卡(SIM)的情況下,只要在GSM網覆蓋的區域內,用戶僅需按一個鍵,便可將預先設定的特殊號碼(如110、119、120等)發至相應的單位(警察局、消防隊、急救中心等)。這一簡化的撥號方式是為在緊急時刻來不及進行復雜操作而專門設計的。
『叄』 「GSM網路」是什麼
GSM是全球移動通信系統(Global System for Mobile Communication),是當前應用最為廣泛的行動電話標准。也就是我們常說的第二代行動電話系統,就是2G網路。中國最常見使用的是GSM 900MHZ.
『肆』 GSM網路是什麼意思
GSM是Global System for Mobile CommunicaTIons,中文為全球移動通訊系統,是一種源於歐洲的無線通信技術。
當前我們用的移動和聯通的網路就是GSM制式, 如果GSM網路能夠提供GPRS上網,則稱為2.5G;如果GSM網路不能提供GPRS則稱為2G網路。
由基站子系統 (基站及其控制器),網路和交換子系統 (這一部分和固定網路最為相似) 有時也被稱為核心網、GPRS核心網 (可選部分,用於基於報文的互聯網連接)三部分組成的一個復雜通訊網路。
可以在900MHz,1800MHz,和1900MHz三個頻段上通信的通訊網路。
(4)gsm網路的無線覆蓋原理擴展閱讀:
移動通信技術折疊
GSM屬於第2代(2G)蜂窩移動通信技術。2代的說法是相對於應用於80年代的模擬蜂窩移動通信技術以及目前正逐漸進入商用的寬頻CDMA技術。模擬蜂窩技術被稱為一代移動通信技術,寬頻CDMA技術被稱為三代移動通信技術,即3G。
無線電介面折疊
GSM 是一個蜂窩網路,也就是說行動電話要連接到它能搜索到的最近的蜂窩單元區域。GSM網路運行在多個不同的無線電頻率上。
GSM網路一共有4種不同的蜂窩單元尺寸: 巨蜂窩,微蜂窩,微微蜂窩和傘蜂窩。覆蓋面積因不同的環境而不同。巨蜂窩可以被看作那種基站天線安裝在天線桿或者建築物頂上那種。微蜂窩則是那些天線高度低於平均建築高度的那些般用於市區內。
『伍』 GSM系統移動通信的工作原理
移動通信技術
GSM屬於第2代(2G)蜂窩移動通信技術。模擬蜂窩技術被稱為一代移動通信技術,寬頻CDMA技術被稱為三代移動通信技術,即3G。
無線電介面
GSM 是一個蜂窩網路,也就是說行動電話要連接到它能搜索到的最近的蜂窩單元區域。GSM網路運行在多個不同的無線電頻率上。
GSM網路一共有4種不同的蜂窩單元尺寸:巨蜂窩,微蜂窩,微微蜂窩和傘蜂窩。覆蓋面積因不同的環境而不同。巨蜂窩可以被看作那種基站天線安裝在天線桿或者建築物頂上那種。微蜂窩則是那些天線高度低於平均建築高度的那些,一般用於市區內。微微蜂窩則是那種很小的蜂窩只覆蓋幾十米的范圍,主要用於室內。傘蜂窩則是用於覆蓋更小的蜂窩網的盲區,填補蜂窩之間的信號空白區域。
蜂窩半徑范圍根據天線高度、增益和傳播條件可以從百米以上至數十公里。實際使用的最長距離GSM規范支持到35公里。還有個擴展蜂窩的概念,蜂窩半徑可以增加一倍甚至更多。
GSM同樣支持室內覆蓋,通過功率分配器可以把室外天線的功率分配到室內天線分布系統上。這是一種典型的配置方案,用於滿足室內高密度通話要求,在購物中心和機場十分常見。然而這並不是必須的,因為室內覆蓋也可以通過無線信號穿越建築物來實現,只是這樣可以提高信號質量減少干擾和回聲。
『陸』 GSM移動台組成及工作原理
GSM系統由三個分系統組成,即移動台、基站子系統(BSS)、網路子系統(NSS)
1.移動台
移動台是GSM系統中的用戶設備,可以車載型、便攜型和手持型。
移動台並非固定於一個用戶,在系統中的任何一個移動台都可以利用用戶識別卡(SIM卡)來識別移動用戶,保證合法用戶使用移動網。
移動台也有自己的識別碼,稱為國際移動設備識別號(IMEI)。網路可以對IMEI進行檢查,比如關斷有故障的移動台或被盜的移動台,檢查移動台的型號許可代碼等。
GSM移動台不僅能完成傳統的電話業務、數字業務,如傳輸文字、圖像、傳真等,還能完成短消息業務等非傳統的業務。
GSM手機原理
目前市場上的GSM手機品牌頗多,且不同品牌手機型號又有多種,但不論是哪個廠家的手機,其電路原理都一樣,不同的只是具體的硬體、體積、外觀而已。對維修人員來講,掌握手機的電路原理是非常重要的,因為只有了解電路原理、設計思路和各種功能模塊的作用,才能對手機故障進行全面分析,才能主動地查出故障所在。
5.1.射頻電路
射頻電路單元一般分成三部分:接收電路、發射電路、頻率合成電路。
合路器的作用是將信號手機的收信和發信組合到一根天線上。在GSM系統中,由於收發不在同一時隙,因此手機可以省去用於隔離收發的雙工器,而只需使用簡單的收發合路器就可以將發信、收信信號組合到一根天線上而不會互相干擾。
對接收電路,天線將信號接收下來,通過合路器進入接收通道,與接收本振信號(即頻率合成器產生的接收VCO信號)混頻,將高頻信號變成中頻信號,再進行信號的正交解調,產生接收I、Q信號;然後再進行GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)解調,把模擬信號轉變為數字信號,之後送入基帶處理單元。
對發射電路,由基帶部分送來TDMA幀數據流(速率為270.833kbit/s)進行GSMK調制形成發射I、Q信號,再送到發信上變頻器調制到發射頻段,通過功率放大後經合路器由天線發射出去。
頻率合成器為發射和接收單元提供變頻所必需的本振信號,採用鎖相環技術來穩定頻率,它從時鍾基準電路獲得頻率基準。
時鍾基準電路一般為13MHz時鍾,一方面為頻率合成電路提供時鍾基準,另一方面給邏輯電路提供工作時鍾。
『柒』 GSM網路的工作原理
1 分組數據路由及傳輸
GPRS傳輸協議平台如圖3所示。
圖3 GPRS傳輸協議平台
LLC(Logical Link Control)協議基於HDLC(高級數據鏈路控制規程)協議,LLC幀包含幀頭、臨時地址欄位、可變長度信息欄位和幀檢測序列,為MS和SGSN之間提供高可靠的邏輯鏈路,可傳輸確認幀和非確認幀,對中斷幀可檢測重發,支持點對點和點對多點數據傳輸。利用同一個物理信道實現網路和多個MS之間傳輸信息,LLC層允許信息傳送有不同優先順序。
SNDCP(SubNetwork Dependent Convergence Protocol)協議屬於網路層協議,從移動台MS到SGSN,數據分組被分成幾個子網相關的收斂數據單元,SNDCP協議執行用戶數據的分段處理、用戶數據的壓縮、TCP/IP頭的壓縮和加密功能。
BSSGP(Base SubSystem GPRS Protocol)協議支持基站和SGSN之間傳送路由信息和QoS信息,及執行SGSN和BSC(基站控制器)之間信令管理和分組確認功能。Network Service(NS)網路服務層用來傳輸BSSGP PDUs,它是基於BSS和SGSN間的幀中繼連接,可以採用直聯方式,也可經過幀中繼網路進行連接。
GTP(GPRS Tunnelling Protocol)協議在GPRS骨幹網中在GSNs之間(如SGSN和GGSN)提供協議信道,所有的PTP分組數據協議的PDUs應由GTP協議進行封裝。
TCP/UDP,其中TCP是承載需要可靠數據鏈路(如X.25)的GPRS骨幹網的GTP PDUs的協議,而UDP是承載不需可靠數據鏈路 (如IP)的GPRS骨幹網的GPT PDUs的協議。TCP提供流量控制和保護GTP PDUs避免數據丟失和崩潰功能,而UDP僅提供避免GTP PDUs崩潰的功能。
IP是GPRS骨幹網協議,用於用戶數據和控制信令的路由協議,GPRS第一階段採用Ipv4,最終要採用Ipv6協議。
L1bis,L1,L2底層協議,在GPRS規范中沒有明確規定,各廠商的解決方法可能不同。
在MS和SGSN之間,由SNDCP/LLC協議來路由轉發分組數據單元PDU,通過TLLI/NSAPI標識來唯一識別特定用戶的PDU。在 SGSN和GGSN之間,利用GTP頭中的TID和IP頭中的GSN地址來唯一標識特定用戶的PDU傳輸隧道。GPRS中的分組數據傳輸主要分為MS- PDN、MS-MS兩種類型。圖5描述了分組數據的路由傳輸方式。
(1)MS-PDN分組路由傳輸
當MS在歸屬網路中時,分組數據路由方式,如圖5中「1」所示。由MS發出的PDU通過SNDCP/LLC協議傳輸到SGSN,SGSN通過 GPRS內部骨幹網,採用GTP協議,將PDU以隧道方式路由傳輸到GGSN,由GGSN互聯PDN網,將PDU最終轉發給TE。
當MS在拜訪網路中時,根據PDP地址由歸屬網路分配,還是由拜訪網路分配,分為兩種方式。當由拜訪網路分配時,其路由過程類似於MS在歸屬網路中的情況。當PDP地址由歸屬網路分配時,其路由過程如圖5中「2」所示。MS發出的PDU需通過BG網關轉發回歸屬網路的GGSN,由歸屬網路的 GGSN接入外部PDN。這兩種方式各有優缺點,前者效率較高,可避免PDU跨GPRS骨幹網路傳輸,大大減少GPRS骨幹網互聯的帶寬需求,但要求不同網路運營者和PDU業務提供者達成相關漫遊協議,增加了網路建設的復雜性。後者實現簡單,當漫遊用戶較少時,不失為一種快捷方便的實現方式。
(2)MS-MS分組路由傳輸
MS-MS分組路由傳輸根據兩個MS是否屬於同一GPRS內部骨幹網分為兩種情況。當兩個MS屬於同一GGSN時,其路由傳輸方式如圖5中 「3」所示。MS1發出的PDU送達GGSN後,GGSN發現目的地址在GGSN內,又將該PDU封裝後發給MS2所在的SGSN,從而到達MS2。
當兩個MS屬於兩個不同的GPRS骨幹網時,根據GGSN之間是否存在路由,又分為兩種路由傳輸方式。當GGSN之間存在路由時,如圖5中 「4」所示,MS1發出PDU到達GGSN,GGSN發現與目的地址對應的GGSN之間有GPRS可達路由,則將PDU經PLMN間骨幹網送往目的 GGSN,進而轉發給MS2。如沒有GPRS可達路由,則如圖中「5」所示,將PDU經由外部PDN發往目的GGSN。
圖4 GPRS分組數據路由傳輸方式
2.信令協議平台
GPRS信令協議平台由控制協議以及支持傳輸協議平台組成,主要實現如下功能:
控制GPRS網接入連接,如與GPRS網連接和斷開;
控制網路接入連接的建立,如分組數據協議PDP(X.25或IP)地址激活;
為了支持用戶的移動性,控制建立網路連接的路徑;
當用戶的需求改變時,控制網路資源的分配。
GPRS中主要有如下信令協議平台:
MS-SGSN之間的信令協議平台。其中GMM/SM(GPRS Mobility Management and Session Management)協議支持移動管理功能,如GPRS連接、斷開、安全管理、路由更新、位置更新、PDP文本激活和去激活等。
SGSN-HLR之間的信令協議平台,採用標準的MAP信令,支持SGSN和HLR之間的信令交換,是在GSM網的基礎上,為GPRS的移動性管理增加的新功能。
SGSN-MSC/VLR之間的信令協議平台如圖8所示,BSSAP+協議是BSSAP協議的子集,支持SGSN-MSC/VLR之間的信令,實現MSC和SGSN之間的互操作。
GSN-GSN之間的信令協議平台如圖9所示,GTP協議為GPRS骨幹網中的SGSN和GGSN之間及SGSN之間的用戶數據和信令信息提供隧道。
在GPRS中還有其它一些信令,如:SGSN-EIR之間的MAP信令,SGSN-SMS-SC之間的MAP信令等。
GPRS業務處理流程
GPRS的業務處理流程主要由移動性管理流程和PDP激活/去激活處理流程實現。GPRS移動性管理流程主要有附著、分離、位置管理等處理流程,每個處理流程中通常會加入登記、鑒權、IMEI校驗、加密等接入控制與安全管理功能。PDP激活/去激活處理流程都分為MS發起和網路發起的兩種處理流程。
四、GPRS業務及應用
1.業務特點及種類
GPRS網為移動數據用戶主要提供突發性數據業務,能快速建立連接,無建鏈時延。GPRS特別適用於頻繁傳送小數據量的應用和非頻繁傳送大量數據。GPRS能提供的PTP(點對點)和PTM(點對多點)數據業務外,還能支持補充業務和短消息業務。
GPRS網提供的承載業務:
(1)點對點無連接網路業務(PTP-CLNS)
PTP-CLNS屬於數據報類型業務,各個數據分組彼此互相獨立,用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序,分組的傳送沒有邏輯連接,分組的交付沒有確認保護,主要支持突發非互動式應用業務,是由IP協議支持的業務。
(2)點對點面向連接的數據業務(PTP-CONS)
PTP-CONS屬於虛電路型業務,它為兩個用戶或多個用戶之間傳送多路數據分組建立邏輯虛電路(PVC或SVC)。PTP-CONS業務要求有建立連接、數據傳送和連接釋放工作程序。PTP-CONS支持突發事件處理和互動式應用業務,是面向連接網路協議,如X.25協議支持的業務,在無線介面,利用確認方式提高可靠性。
(3)點對多點數據業務(PTM)
GPRS提供的點對多點業務可根據某個業務請求者要求,把信息送給多個用戶,又可細分為點對多點多信道廣播業務(PTM-M)、點對多點群呼業務(PTM-G)、IP廣播業務(IP-M).
(4)其它業務
包括GPRS補充業務、GSM短消息業務、匿名的接入業務和各種GPRS電信業務。
2.GPRS應用
GPRS應用主要分為面向個人用戶的橫向應用和面向集團用戶的縱向應用兩種。
對於橫向應用,GPRS可提供網上沖浪、E-mail、文件傳輸、資料庫查詢、增強型短消息等業務。
對於縱向應用,GPRS可提供以下幾類應用:
運輸業:車輛及智能調度;
金融、證券和商業:無線POS、無線ATM、自動售貨機、流動銀行等;
PTM業務更可完美支持股市動態、天氣預報、交通信息的實時發布;
公共安全業:隨時隨地接入遠程資料庫;
遙測、遙感、遙控:如氣象、水文系統收集數據,對災害進行遙測和告警,遠程操作;
提供VPN業務,使企業員工能夠隨時隨地與總部保持聯系,降低公司建設自己的廣域網的成本;
另外,還能提供種類繁多、功能強大的以GPRS承載業務為基礎的網路應用業務和基於WAP的各種應用。
對GPRS應用舉兩個例子進行分析。如圖6所示為GPRS手機與GPS聯合提供車輛的實時調度、監控和管理,GPS探測到的車輛當前位置信息,由GPRS手機通過GPRS網路實時地傳輸到車輛調度中心,車輛調度中心的指示、命令也可以通知PTP或PTM方式發送給一個或多個駕駛員,完全可以取代現有的無線集群指揮調度系統,具有成本低廉、覆蓋范圍廣、無需專人維護的優點。
圖5 GPRS應用舉例—車輛定位及智能調度
圖7所示為採用遠程撥號方式接入VPN虛擬網,使用第二層隧道協議L2TP。移動用戶接入提供VPN功能的GGSN,GGSN首先通過自己的 Radius伺服器對輸入的公司名進行認證,然後啟動到公司總部路由器的L2TP隧道協商,由總部和GGSN的Radius伺服器對TID進行認證,通過後就建立起GGSN和公司總部路由器之間隧道連接。此時用戶的PPP包可以直達公司總部路由器,由公司總部路由器通過公司的Radius伺服器完成對用戶級的認證,通過後,就建立起GPRS手機到達公司總部路由器的PPP鏈路,從而真正實現移動辦公業務。
圖6 GPRS應用舉例—移動VPN業務
『捌』 GSM的基本原理是什麼
GSM是Global System for Mobile Communication 的縮寫。意思是全球移動通信系統。分GSM900、DCS1800和PCS1900三個頻段,一般的所謂的雙頻手機就是在GSM900和DCS1800頻段切換的手機。PCS1900(PCS1900 - Personal Communications System operating in the 1,900MHz band.)則是別的一些國家使用的頻段(如美國)。 GSM900/1800分別是工作在890~960mhz/1710~1880mhz頻段的。GSM900的手機最大功率是8W(實際中移動台沒這么大的功率,一般的手機最大功率是2W,車載台功能大), 而DCS1800的手機的最大功率是1W。
GSM900/DCS1800/PCS1900的區別: GSM900是初始的GSM 系統, MOBILE 的功率從輸出1W-8W, GSM900的通道從1 ~124, DCS1800的通道從512~885; DCS1800是低功率的, 最高是1W;
GSM的頻段:GSM900 小區半徑35km 上行880~915MHZ 下行將925~960MHZ
PHASE2: 890~915MHZ 和935~960MHZ; 通道號1---124.
GSM1800小區半徑2km(由於1800mhz手機的低功率) 上行1710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道號 :512—885. 為高密度的用戶.
GSM1900: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ
上行和下行組成一頻率對, 上行就是手機發射、基站接收;下行就是基站到手機。 例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二個通道上, 上行落後下行三個時隙.
『玖』 網路運營商是如何覆蓋網路使手機有信號的
手機+卡→發信號到機站→利用機站(手機網路無線網卡。這種網卡使用像聯通或移動等大型網路運行商所提供的」信號頻端」進行上網)→機站處理後→返回給手機.
遠程無線上網
目前,國內的兩大行動電話運營商中國移動與中國聯通,分別推出了GPRS業務與CDMA1X業務,這是在原有的GSM手機網路上進行擴展而開發的新技術,其簡單的原理就是在原有的GSM網路的音頻脈沖信號上進行改進,使其採用電磁信號進行傳輸,並且擴大了網路帶寬,我們只需要在筆記本電腦的PC卡插槽中插上一塊GPRS上網卡或是CDMA1X上網卡,並且在移動或聯通的營業廳辦理好相關的手續,就可以使用隨卡光碟中的拔號程序進行無線上網了。
整個安裝使用流程如下(以GPRS為例):
購買GPRS無線上網卡---在營業廳開戶領取您手機號碼的副卡(與您的手機號碼一樣,但不能在手機上使用,只是作為無線上網的身份識別工具)---將副卡裝入無線上網卡中---安裝驅動程序----使用相關拔號程序連通網路-----打開瀏覽器開始上網。
優點:只要手機有信號的地方(當然,當地手機運營商必須開通了GPRS業務),就可以上網,可以真正地做到隨時隨地與世界相連,的確是方便到了及至,不用再擔心會無法及時獲取網路信息。
缺點:速度慢,價格相對較貴,網路穩定性差。速度慢是必然的,基於移動基站的無線信號傳輸,其傳輸峰值本身就是一個瓶頸,現在藉助手機無線上網,最大速度只能達到50Kbps,也就是說基本慢於使用MODEM電話線拔號,價格貴更是惡夢,前段時間有人用過之後就怕了,幾千元的手機費不知從哪裡冒出來的,並且由於速度太慢,反而沒做多少事情,但金錢已經嘩嘩地流向無線運營商的口袋中,現在GPRS的價格進行了最新調整,每Kb收費3分,我們計算一下:也就是說每MB數據需要30元左右,按一般使用情況來分析,收一封無附件的電子郵件大約100多K,如果有附件,在電郵系統如此發達的情況之下,1M的附件是非常普通的事情,按照56Kbps的極限速度,下載1M內容大約需要40分鍾至1小時,也就是說每小時需要近30元,這種價格,很難使它得到普及,需然最近移動推出了180元包月的服務,但是整體質量仍有待加強,因為180元的價格與能夠得到的流量相對於寬頻來說的話,差距太大了,同時網路傳輸時斷時續的問題一直在困擾廣大用戶。
評論:中國的手機運營商的服務還處於一個沒有競爭的市場,價格與服務總是無法讓人滿意,方便是的確方便了,如果您腰包夠鼓加上的確需要隨時隨地上網的話(前提是上網流量並不大),可以考慮一下這種無線上網方式,我們評分:40分。適用人群:對網路依賴度非常高的商務人士。
無線區域網
無線區域網目前已經發展出802.11B與802.11A,隨之還有802.11G,在市場上已經有銷售的成熟產品主要是802.11B與802.11A這兩種,802.11B協議的產品傳輸速度是11M/秒,而基於802.11A協議的產品傳輸速度則可以達到56M/秒,這已經是接近有線區域網的速度了。由於價格的關系,大家已經在使用的迅馳筆記本採用的技術或是市面上能購買到的無線網卡,絕大部份是802.11B協議的。
要架設一個無線區域網域非常簡單,購買一個無線收發器(簡稱AP),使用普通的網線將它連接到有線區域網上即可,這個無線收發器會把一定范圍內的所有擁著無線網卡的電腦接入到有線區域網的交換機上,其網路設置方法與使用有線網路一樣,唯一有區別的是,您的電腦會顯示您正通過某某無線設備連接到網路上(在右下角任務欄),同時您可以在一定范圍內抱著筆記本任意走動,在信號的覆蓋范圍內任意上網。
一個AP的信號覆蓋范圍大約在100-300米之間,依現場環境而言,如果是開闊的環境(即沒有太多牆壁阻擋信號),那麼超過300米也能接收到信號,更棒的是,一個AP根據型號的不同,可以同時接入10-30名用戶無線上網。
更要命的一點就在於成本了,之所以無線區域網能夠如此快速地發展起來,價格因素功不可沒,我們與有線網路對比一下成本,如果使用有線網路,在一個辦公區域內讓二十個筆記本電腦用戶同時上網,需要購買24口交換機,並且布線的成本也不低,如果公司遷址,那整套綜合布線系統就廢掉了,在新的辦公場所需要重新投資布線。而使用無線區域網則不一樣,根本不需要布線,只需要在辦公區域擺上一個AP,通過網路線連接到機房的交換機中,在這個AP區域100-300米中,大家都可以快速無線上網,11M的速度是絕大部份公司或個人都可以接受的,一個AP的售價在市面上有600-1000元不等,連家庭用戶也可以輕松架設,並且在公司或家庭遷址的時候,把AP用手提著走就可以了,搬遷成本基本為零,同時所有使用筆記本上網的用戶可以在辦公區域內隨意走動,如果您用戶多、區域大,裝多幾個AP就能完美解決這一問題,再者AP之間信號是不會相互干擾的,這樣的優勢對比實在是太明顯了,也說明類似產品擁有巨大的市場潛力,難怪英特爾會全力推動「迅馳」移動計算技術了。(註:使用「迅馳」移動計算技術的筆記本電腦,本身就帶有無線上網的能力,無須再購買無線上網卡)。
也許會有人提出疑問:無線區域網是依賴於有線網路基礎上的,那我出門在外不就上不了網上?其實,出門在外也可以享受無線區域網帶來的方便、高速與低價的樂趣,在大城市的大型商務大廈、高級寫字樓以及機場、酒店、咖啡廳甚至某些麥當勞、肯德基都安裝了無線上網環境,在這些場所您都可以使用筆記本電腦高速無線上網,中國電信與中國網通也加入了無線AP接入點的鋪設工作,我們可以將其稱之為:「熱點」,中國電信與中國網通在上述的區域大量鋪設公用無線AP接入點,然後發行上網卡,您可以在上網的時候通過密碼驗證程序接入這些公用AP,中國電信推出的是「天翼通」,而中國網通則推出了「無線伴侶」業務,全國各地可以無線上網的地方,可以在hotspot.sina.com.cn進行查詢。隨著無線網路的普及,「熱點」自然會越來越多,我們也就能夠更方便地高速無線上網了。
無線寬頻上網
如果您在某個場所看到這個標志,那就意味著這里肯定是可以無線上網的。當然,並不是所有可以無線上網的地方都會有這個標志,最佳方法是打開您的筆記本,看看網路顯示是否有信號就清楚了。
評論:低價、方便、高速成為無線區域網發展的火箭推動劑,加上電信運營商加入公共無線接入點的鋪設,無線區域網已經慢慢突破「區域網」這個概念了,需然發展時間不長,但是金子總歸是要發光的,我相信基本802.11協議的無線網路技術必定會走上市場需求的頂峰,這里我們評分:85分,預計產品發展完善後可得:99分。適用人群:只要有能力購買「迅馳」筆記本電腦的用戶,無線區域網域自然是您最佳的選擇。(註:不是採用「迅馳」技術的筆記本電腦,也可以購買PCMIC插槽的無線區域網卡來實現無線上網功能,市場售價在400-700之間)。