gsm网络的无线覆盖原理

‘壹’ GSM GPS LAN WIFI 蓝牙 红外等网络制式的原理和区别 求条理清晰答案（答非所问或复制黏贴的一律不采纳）

以下内容全手打，只是简要概述。
1， gsm，使用数字化传输的无线通讯系统，本身的原理没什么好说的，亮点是数字化保证的声音的清晰以及数据传输。通过gsm来传输数据的这个就是gprs
2，gps，卫星上有原子钟实现高精度计时确保时间的准确，并通过电波向外广播当前时刻，卫星的轨道也是固定的。因为电波以光速传播，接收端会接收到几个不同的时间信号，并且信号来源的位置是已知的。只要收到4个以上的卫星信号，就可以通过复杂的运算计算出当前的位置。这是gps的基本原理，信号是单向广播的，不是通信用的。
3，局域网，这个东西属于tcp/ip协议的网络层，本身不涉及硬件，是个比较虚的东西，用什么连接都可以，同一个交换机连接下也可以建立多个局域网，多个交换机级联起来也可以是一个局域网。局域网里通信是直接广播的的，就像小区里的通信时大喇叭广播通知谁来广场自取包裹；广域网是要通过网关路由什么的转发的，就像往外地寄包裹，要把包裹交给传达室，传达室再根据地址传到下一个接手的人。
4，usb，通用串行总线，一个硬件接口标准，用于短距离的有线连接，占据绝大部分的市场份额，这也增强了它的通用性。
蓝牙，一个短距离无线通信标准，使用2.4GHz的频段，速度不如单纯用于网络的WiFi标准，主要用于设备之间的点对点直接连接。

蓝牙和usb本质上都是一样的，只是一个“标准”，设备厂家按照这个标准来制造，就可以正常连接，这个连接用来做什么是没有限制的。
至于红外，现在只用于遥控器，在其他领域已经废弃了。红外也是电磁波，但是穿透性不好，只能是发射器对准接收器才能使用，使用很不方便，基本没有什么人在发展这个，现在用的还是以前很老的技术，也只能用于遥控器了。

‘贰’ 请教高手给我解释一下 GSM移动通信原理

1）.频谱效率。由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率。
2）.容量。由于每个信道传输带宽增加，使同频复用栽干比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小（模拟系统为7/21）；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率（每兆赫每小区的信道数）比TACS系统高3～5倍。
3）.话音质量。鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义，在门限值以上时，话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。
4）.开放的接口。GSM标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且报刊网络直接以及网络中个设备实体之间，例如A接口和Abis接口。
GSM MODEM5）. 安全性。通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。鉴权用来验证用户的入网权利。加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号，以防止有人跟踪而泄漏其地理位置。
6）.与ISDN、PSTN等的互连。与其他网络的互连通常利用现有的接口，如ISUP或TUP等。
7）.在SIM卡基础上实现漫游。漫游是移动通信的重要特征，它标志着用户可以从一个网络自动进入另一个网络。GSM系统可以提供全球漫游，当然也需要网络运营者之间的某些协议，例如计费。 GSM - 技术 2GSM系统的技术规范及其主要性能
GSM标准共有12章规范系列，即：01系列：概述 02系列：业务方面 03系列：网络方面 04系列：MS－BS接口和规约（空中接口第2、3层） 05系列：无线路径上的物理层（空中接口第1层） 06系列：话音编码规范 07系列：对移动台的终端适配 08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口） 09系列：网络互连 10系列：暂缺 11系列：设备和型号批准规范 12系列：操作和维护
3GSM系统关键技术
工作频段的分配
1）.工作频段
中国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段：
890～915（移动台发、基站收）
935～960（基站发、移动台收）
双工间隔为45MHz，工作带宽为25 MHz，载频间隔为200 kHz。
随着业务的发展，可视需要向下扩展，或向1.8GHz频段的GSM1800过渡，即1800MHz频段：
1710～1785（移动台发、基站收）
1805～1880（基站发、移动台收）
双工间隔为95MHz，工作带宽为75 MHz，载频间隔为200 kHz。
2）.频道间隔
相邻两频道间隔为200kHz。 每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每信道占用带宽200 kHz/8＝25 kHz。
将来GSM采用半速率话音编码后，每个频道可容纳16个半速率信道。
3）多址方案
GSM通信系统采用的多址技术：频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）结合，还加上跳频技术。
GSM在无线路径上传输的一个基本概念是：传输的单位是约一百个调制比特的序列，它称为一个“突发脉冲”。脉冲持续时间优先，在无线频谱中也占一有限部分。它们在时间窗和频率窗内发送，我们称之为间隙。精确地讲，间隙的中心频率在系统频带内间隔200 kHz安排（FDMA情况），它们每隔0.577ms（更精确地是15/26ms）出现一次（TDMA情况）。对应于相同间隙的时间间隔称为一个时隙，它的持续时间将作为一种时间单位，称为BP（突发脉冲周期）。
这样一个间隙可以在时间/频率图中用一个长15/26ms，宽200KHz的小矩形表示（见图）。统一地，我们将GSM中规定的200KHz带宽称为一个频隙。
4）在时域和频域中的间隙
在GSM系统中，每个载频被定义为一个TDMA帧，相当于FDMA系统的一个频道。每帧包括8个时隙（TS0－7）。每个TDMA帧有一个TDMA帧号。
TDMA帧号是以3小时28分53秒760毫秒（2048*51*26*8BP或者说2048*51*26个TDMA帧）为周期循环编号的。每2048*51*26个TDMA帧为一个超高帧，每一个超高帧又可分为2048个超帧，一个超帧是51*26个TDMA帧的序列（6.12秒），每个超帧又是由复帧组成。复帧分为两种类型。
26帧的复帧：它包括26个TDMA帧（26*8BP），持续时长120ms。51个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带TCH（和SACCH加FACCH）。
51帧的复帧：它包括51个TDMA帧（51*8BP），持续时长3060/13ms。26个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带BCH和CCCH。
5）无线接口管理
在GSM通信系统中，可用无线信道数远小于潜在用户数，双向通信的信道只能在需要时才分配。这与标准电话网有很大的区别，在电话网中无论有无呼叫，每个终端都与一个交换机相连。
在移动网中，需要根据用户的呼叫动态地分配和释放无线信道。不论是移动台发出的呼叫，还是发往移动台的呼叫，其建立过程都要求用专门方法使移动台接入系统，从而获得一条信道。在GSM中，这个接入过程是在一条专用的移动台－－基站信道上实现的。这个信道与用于传送寻呼信息的基站――移动台信道一起称为GSM的公用信道，因为它同时携带发自/发往许多移动台的信息。相反地，在一定时间内分配给一单独移动台的信道称作专用信道。由于这种区别，可以定义移动台的两种宏状态：
空闲模式：移动台在侦听广播信道，此时它不占用任一信道。
专用模式：一条双向信道分配给需要通信的移动台，使它可以利用基础设施进行双向点对点通信。
接入过程使移动台从空闲模式转到专用模式。
4GSM信道
GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个时隙（TS），而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道，这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。
逻辑信道又分为两大类，业务信道和控制信道。
1）. 业务信道（TCH）：
用于传送编码后的话音或客户数据，在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，或反之）方式传播。
2）. 控制信道：
用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道，它们又可细分为：
a.保密措施
GSM系统在安全性方面有了显着的改进，GSM与保密相关的功能有两个目标：第一，包含网络以防止未授权的接入，（同时保护用户不受欺骗性的假冒）；第二，保护用户的隐私权。
防止未授权的接入是通过鉴权（即插入的SIM卡与移动台提供的用户标识码是否一致的安全性检查）实现的。从运营者方面看，该功能是头等重要的，尤其在国际漫游情况下，被访问网络并不能控制用户的记录，也不能控制它的付费能力。
保护用户的隐私是通过不同手段实现时，对传输加密可以防止在无线信道上窃听通信。大多数的信令也可以用同样方法保护，以防止第三方了解被叫方是谁。另外，以一个临时代号替代用户标识是使第三方无法在无线信道上跟踪GSM用户的又一机制。GSMb.PIN码
这是一种简单的鉴权方法。
在GSM系统中，客户签约等信息均被记录在SIM卡中。SIM卡插到某个GSM终端设备中，便视作自己的电话机，通话的计费帐单便记录在此SIM卡名下。为防止盗打，帐单上产生讹误计费，在SIM卡上设置了PIN码操作（类似计算机上的Password功能）。PIN码是由4～8位数字组成，其位数由客户自己决定。如客户输入了一个错误的PIN码，它会给客户一个提示，重新输入，若连续3次输入错误，SIM卡就被闭锁，即使将SIM卡拔出或关掉手机电源也无济于事，必须向运营商申请，由运营商为用户解锁。
c.鉴权
鉴权的计算如下图所示。其中RAND是网络侧对用户的提问，只有合法的用户才能够给出正确的回答SRES。
RAND是由网络侧AUC的随机数发生器产生的，长度为128比特，它的值随机地在0～2128－1（成千上万亿）范围内抽取。
SRES称为符号响应，通过用户唯一的密码参数（Ki）的计算获取，长度为32比特。
Ki以相当保密的方式存储于SIM卡和AUC中，用户也不了解自己的Ki，Ki可以是任意格式和长度的。
A3算法为鉴权算法，由运营者决定，该算法是保密的。A3算法的唯一限制是输入参数的长度（RAND是128比特）和输出参数尺寸（SRES必须是32比特）。
d.加密
在GSM中，传输链路中加密和解密处理的位置允许所有专用模式下的发送数据都用一种方法保护。发送数据可以是用户信息（语音、数据……），与用户相关的信令（例如携带被呼号码的消息），甚至是与系统相关信令（例如携带着准备切换的无线测量结果的消息）。
加密和解密是对114个无线突发脉冲编码比特与一个由特殊算法产生的114比特加密序列进行异或运算（A5算法）完成的。为获得每个突发加密序列，A5对两个输入进行计算：一个是帧号码，另一个是移动台与网络之间同意的密钥（称为Kc），见图。上行链路和下行链路上使用两个不同的序列：对每一个突发，一个序列用于移动台内的加密，并作为BTS中的解密序列；而另一个序列用于BTS的加密，并作为移动台的解密序列。
d-1.帧号：
帧号编码成一连串的三个值，总共加起来22比特。
对于各种无线信道，每个突发的帧号都不同，所有同一方向上给定通信的每个突发使用不同的加密序列。
d-2.A5算法
A5算法必须在国际范围内规定，该算法可以描述成由22比特长的参数（帧号码）和64比特长参数（Kc）生成两个114比特长的序列的黑盒子。
d-3.密钥Kc
开始加密之前，密钥Kc必须是移动台和网络同意的。GSM中选择在鉴权期间计算密钥Kc；然后把密钥存贮于SIM卡的永久内存中。在网络一侧，这个“潜在”的密钥也存贮于拜访MSC/VLR中，以备加密开始时使用。
由RAND（与用于鉴权的相同）和Ki计算Kc的算法为A8算法。与A3算法（由RAND和Ki计算SRES的鉴权算法）类似，可由运营者选择决定。
d-4.用户身份保护
加密对于机密信息十分有效，但不能用来在无线路径上保护每一次信息交换。首先，加密不能应用于公共信道；其次，当移动台转到专用信道，网络还不知道用户身份时，也不能加密。第三方就有可能在这两种情况下帧听到用户身份，从而得知该用户此时漫游到的地点。这对于用户的隐私性来说是有害的，GSM中为确保这种机密性引入了一个特殊的功能。
在可能的情况下通过使用临时移动用户身份号TMSI替代用户身份IMSI，可以得到保护。TMSI由MSC/VLR分配，并不断地进行更换，更换周期由网络运营者设置。 GSM - 系统的组成移动交换子系统MSS完成信息交换、用户信息管理、呼叫接续、号码管理等功能。
基站子系统BSS
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，完成信道的分配、用户的接入和寻呼、信息的传送等功能。
移动台MS
MS是GSM系统的移动用户设备，它由两部分组成，移动终端和客户识别卡（SIM卡）。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。SIM卡就是“人”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM卡后移动终端才能接入进网。
操作维护子系统
GSM子系统还包括操作维护子系统（OMC），对整个GSM网络进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。GSM GSM - 发展现状 20世纪80年代中期，当模拟蜂窝移动通信系统刚投放市场时，世界上的发达国家就在研制第二代移动通信系统。其中最有代表性和比较成熟的制式有泛欧GSM ，美国的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(现在改名为PDC)等数字移动通信系统。在这些数字系统中，GSM的发展最引人注目。1991年GSM系统正式在欧洲问世，网络开通运行。GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分，三者之间的主要区别是工作频段的差异。蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量，网络的智能化实现了越区转接和漫游功能，扩大了客户的服务范围，但上述模拟系统有四大缺点：各系统间没有公共接口；很难开展数据承载业务；频谱利用率低无法适应大容量的需求；安全保密性差，易被窃听，易做“假机”。尤其是在欧洲系统间没有公共接口，相互之间不能漫游，对客户造成很大的不便。GSM数字移动通信系统源于欧洲。早在1982年，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的TACS(全接入通信系统)，西欧其它各国也提供移动业务。当时这些系统是国内系统，不可能在国外使用。为了方便全欧洲统一使用移动电话，需要一种公共的系统，1982年，北欧国家向CEPT(欧洲邮电行政大会)提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会(ETSI)技术委员会下的“移动特别小组(Group Special Mobile)”，简称“GSM”，来制定有关的标准和建议书。中国自从1992年在嘉兴建立和开通第一个GSM演示系统，并于1993年9月正式开放业务以来，全国各地的移动通信系统中大多采用GSM系统，使得GSM系统成为目前中国最成熟和市场占有量最大得一种数字蜂窝系统。截至2002年11月，中国手机用户2亿，比2001年年底新增5509.2万。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。目前中国主要的两大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。中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GSM900\GSM1800\GSM1900三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早期来看，GSM900发展的时间较早，使用的较多，反之GSM1800发展的时间较晚。物理特性方面，前者频谱较低，波长较长，穿透力较差，但传送的距离较远，而手机发射功率较强，耗电量较大，因此待机时间较短；而后者的频谱较高，波长较短，穿透力佳。但传送的距离短，其手机的发射功率较小，待机时间则相应地较长。
紧急呼叫是GSM系统特有的一种话音业务功能。即使在GSM手机设置了限制呼出和没有插入用户识别卡（SIM）的情况下，只要在GSM网覆盖的区域内，用户仅需按一个键，便可将预先设定的特殊号码（如110、119、120等）发至相应的单位（警察局、消防队、急救中心等）。这一简化的拨号方式是为在紧急时刻来不及进行复杂操作而专门设计的。

‘叁’ “GSM网络”是什么

GSM是全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication），是当前应用最为广泛的移动电话标准。也就是我们常说的第二代移动电话系统，就是2G网络。中国最常见使用的是GSM 900MHZ.

‘肆’ GSM网络是什么意思

GSM是Global System for Mobile CommunicaTIons，中文为全球移动通讯系统，是一种源于欧洲的无线通信技术。

当前我们用的移动和联通的网络就是GSM制式， 如果GSM网络能够提供GPRS上网，则称为2.5G;如果GSM网络不能提供GPRS则称为2G网络。

由基站子系统 （基站及其控制器），网络和交换子系统 （这一部分和固定网络最为相似） 有时也被称为核心网、GPRS核心网 （可选部分，用于基于报文的互联网连接）三部分组成的一个复杂通讯网络。

可以在900MHz，1800MHz，和1900MHz三个频段上通信的通讯网络。

(4)gsm网络的无线覆盖原理扩展阅读：

移动通信技术折叠

GSM属于第2代（2G）蜂窝移动通信技术。2代的说法是相对于应用于80年代的模拟蜂窝移动通信技术以及目前正逐渐进入商用的宽带CDMA技术。模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术，宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术，即3G。

无线电接口折叠

GSM 是一个蜂窝网络，也就是说移动电话要连接到它能搜索到的最近的蜂窝单元区域。GSM网络运行在多个不同的无线电频率上。

GSM网络一共有4种不同的蜂窝单元尺寸： 巨蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝和伞蜂窝。覆盖面积因不同的环境而不同。巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装在天线杆或者建筑物顶上那种。微蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度的那些般用于市区内。

‘伍’ GSM系统移动通信的工作原理

移动通信技术
GSM属于第2代（2G）蜂窝移动通信技术。模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术，宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术，即3G。

无线电接口
GSM 是一个蜂窝网络，也就是说移动电话要连接到它能搜索到的最近的蜂窝单元区域。GSM网络运行在多个不同的无线电频率上。
GSM网络一共有4种不同的蜂窝单元尺寸：巨蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝和伞蜂窝。覆盖面积因不同的环境而不同。巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装在天线杆或者建筑物顶上那种。微蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市区内。微微蜂窝则是那种很小的蜂窝只覆盖几十米的范围，主要用于室内。伞蜂窝则是用于覆盖更小的蜂窝网的盲区，填补蜂窝之间的信号空白区域。
蜂窝半径范围根据天线高度、增益和传播条件可以从百米以上至数十公里。实际使用的最长距离GSM规范支持到35公里。还有个扩展蜂窝的概念，蜂窝半径可以增加一倍甚至更多。
GSM同样支持室内覆盖，通过功率分配器可以把室外天线的功率分配到室内天线分布系统上。这是一种典型的配置方案，用于满足室内高密度通话要求，在购物中心和机场十分常见。然而这并不是必须的，因为室内覆盖也可以通过无线信号穿越建筑物来实现，只是这样可以提高信号质量减少干扰和回声。

‘陆’ GSM移动台组成及工作原理

GSM系统由三个分系统组成，即移动台、基站子系统（BSS）、网络子系统（NSS）
1．移动台
移动台是GSM系统中的用户设备，可以车载型、便携型和手持型。
移动台并非固定于一个用户，在系统中的任何一个移动台都可以利用用户识别卡（SIM卡）来识别移动用户，保证合法用户使用移动网。
移动台也有自己的识别码，称为国际移动设备识别号（IMEI）。网络可以对IMEI进行检查，比如关断有故障的移动台或被盗的移动台，检查移动台的型号许可代码等。
GSM移动台不仅能完成传统的电话业务、数字业务，如传输文字、图像、传真等，还能完成短消息业务等非传统的业务。

GSM手机原理
目前市场上的GSM手机品牌颇多，且不同品牌手机型号又有多种，但不论是哪个厂家的手机，其电路原理都一样，不同的只是具体的硬件、体积、外观而已。对维修人员来讲，掌握手机的电路原理是非常重要的，因为只有了解电路原理、设计思路和各种功能模块的作用，才能对手机故障进行全面分析，才能主动地查出故障所在。
5．1．射频电路
射频电路单元一般分成三部分：接收电路、发射电路、频率合成电路。
合路器的作用是将信号手机的收信和发信组合到一根天线上。在GSM系统中，由于收发不在同一时隙，因此手机可以省去用于隔离收发的双工器，而只需使用简单的收发合路器就可以将发信、收信信号组合到一根天线上而不会互相干扰。
对接收电路，天线将信号接收下来，通过合路器进入接收通道，与接收本振信号（即频率合成器产生的接收VCO信号）混频，将高频信号变成中频信号，再进行信号的正交解调，产生接收I、Q信号；然后再进行GMSK（高斯滤波最小频移键控）解调，把模拟信号转变为数字信号，之后送入基带处理单元。
对发射电路，由基带部分送来TDMA帧数据流（速率为270.833kbit/s）进行GSMK调制形成发射I、Q信号，再送到发信上变频器调制到发射频段，通过功率放大后经合路器由天线发射出去。
频率合成器为发射和接收单元提供变频所必需的本振信号，采用锁相环技术来稳定频率，它从时钟基准电路获得频率基准。
时钟基准电路一般为13MHz时钟，一方面为频率合成电路提供时钟基准，另一方面给逻辑电路提供工作时钟。

‘柒’ GSM网络的工作原理

1 分组数据路由及传输

GPRS传输协议平台如图3所示。

图3 GPRS传输协议平台

LLC(Logical Link Control)协议基于HDLC(高级数据链路控制规程)协议，LLC帧包含帧头、临时地址字段、可变长度信息字段和帧检测序列，为MS和SGSN之间提供高可靠的逻辑链路，可传输确认帧和非确认帧，对中断帧可检测重发，支持点对点和点对多点数据传输。利用同一个物理信道实现网络和多个MS之间传输信息，LLC层允许信息传送有不同优先级。

SNDCP(SubNetwork Dependent Convergence Protocol)协议属于网络层协议，从移动台MS到SGSN，数据分组被分成几个子网相关的收敛数据单元，SNDCP协议执行用户数据的分段处理、用户数据的压缩、TCP/IP头的压缩和加密功能。

BSSGP(Base SubSystem GPRS Protocol)协议支持基站和SGSN之间传送路由信息和QoS信息，及执行SGSN和BSC(基站控制器)之间信令管理和分组确认功能。Network Service(NS)网络服务层用来传输BSSGP PDUs，它是基于BSS和SGSN间的帧中继连接，可以采用直联方式，也可经过帧中继网络进行连接。

GTP(GPRS Tunnelling Protocol)协议在GPRS骨干网中在GSNs之间(如SGSN和GGSN)提供协议信道，所有的PTP分组数据协议的PDUs应由GTP协议进行封装。

TCP/UDP，其中TCP是承载需要可靠数据链路(如X.25)的GPRS骨干网的GTP PDUs的协议，而UDP是承载不需可靠数据链路 (如IP)的GPRS骨干网的GPT PDUs的协议。TCP提供流量控制和保护GTP PDUs避免数据丢失和崩溃功能，而UDP仅提供避免GTP PDUs崩溃的功能。

IP是GPRS骨干网协议，用于用户数据和控制信令的路由协议，GPRS第一阶段采用Ipv4，最终要采用Ipv6协议。

L1bis，L1，L2底层协议，在GPRS规范中没有明确规定，各厂商的解决方法可能不同。

在MS和SGSN之间，由SNDCP/LLC协议来路由转发分组数据单元PDU，通过TLLI/NSAPI标识来唯一识别特定用户的PDU。在 SGSN和GGSN之间，利用GTP头中的TID和IP头中的GSN地址来唯一标识特定用户的PDU传输隧道。GPRS中的分组数据传输主要分为MS- PDN、MS-MS两种类型。图5描述了分组数据的路由传输方式。

（1）MS-PDN分组路由传输

当MS在归属网络中时，分组数据路由方式，如图5中“1”所示。由MS发出的PDU通过SNDCP/LLC协议传输到SGSN，SGSN通过 GPRS内部骨干网，采用GTP协议，将PDU以隧道方式路由传输到GGSN，由GGSN互联PDN网，将PDU最终转发给TE。

当MS在拜访网络中时，根据PDP地址由归属网络分配，还是由拜访网络分配，分为两种方式。当由拜访网络分配时，其路由过程类似于MS在归属网络中的情况。当PDP地址由归属网络分配时，其路由过程如图5中“2”所示。MS发出的PDU需通过BG网关转发回归属网络的GGSN，由归属网络的 GGSN接入外部PDN。这两种方式各有优缺点，前者效率较高，可避免PDU跨GPRS骨干网络传输，大大减少GPRS骨干网互联的带宽需求，但要求不同网络运营者和PDU业务提供者达成相关漫游协议，增加了网络建设的复杂性。后者实现简单，当漫游用户较少时，不失为一种快捷方便的实现方式。

（2）MS-MS分组路由传输

MS-MS分组路由传输根据两个MS是否属于同一GPRS内部骨干网分为两种情况。当两个MS属于同一GGSN时，其路由传输方式如图5中 “3”所示。MS1发出的PDU送达GGSN后，GGSN发现目的地址在GGSN内，又将该PDU封装后发给MS2所在的SGSN，从而到达MS2。

当两个MS属于两个不同的GPRS骨干网时，根据GGSN之间是否存在路由，又分为两种路由传输方式。当GGSN之间存在路由时，如图5中 “4”所示，MS1发出PDU到达GGSN，GGSN发现与目的地址对应的GGSN之间有GPRS可达路由，则将PDU经PLMN间骨干网送往目的 GGSN，进而转发给MS2。如没有GPRS可达路由，则如图中“5”所示，将PDU经由外部PDN发往目的GGSN。

图4 GPRS分组数据路由传输方式

2．信令协议平台

GPRS信令协议平台由控制协议以及支持传输协议平台组成，主要实现如下功能：

控制GPRS网接入连接，如与GPRS网连接和断开；

控制网络接入连接的建立，如分组数据协议PDP(X.25或IP)地址激活；

为了支持用户的移动性，控制建立网络连接的路径；

当用户的需求改变时，控制网络资源的分配。

GPRS中主要有如下信令协议平台：

MS-SGSN之间的信令协议平台。其中GMM/SM(GPRS Mobility Management and Session Management)协议支持移动管理功能，如GPRS连接、断开、安全管理、路由更新、位置更新、PDP文本激活和去激活等。

SGSN-HLR之间的信令协议平台，采用标准的MAP信令，支持SGSN和HLR之间的信令交换，是在GSM网的基础上，为GPRS的移动性管理增加的新功能。

SGSN-MSC/VLR之间的信令协议平台如图8所示，BSSAP+协议是BSSAP协议的子集，支持SGSN-MSC/VLR之间的信令，实现MSC和SGSN之间的互操作。

GSN-GSN之间的信令协议平台如图9所示，GTP协议为GPRS骨干网中的SGSN和GGSN之间及SGSN之间的用户数据和信令信息提供隧道。

在GPRS中还有其它一些信令，如：SGSN-EIR之间的MAP信令，SGSN-SMS-SC之间的MAP信令等。

GPRS业务处理流程

GPRS的业务处理流程主要由移动性管理流程和PDP激活/去激活处理流程实现。GPRS移动性管理流程主要有附着、分离、位置管理等处理流程，每个处理流程中通常会加入登记、鉴权、IMEI校验、加密等接入控制与安全管理功能。PDP激活/去激活处理流程都分为MS发起和网络发起的两种处理流程。

四、GPRS业务及应用
1．业务特点及种类

GPRS网为移动数据用户主要提供突发性数据业务，能快速建立连接，无建链时延。GPRS特别适用于频繁传送小数据量的应用和非频繁传送大量数据。GPRS能提供的PTP（点对点）和PTM（点对多点）数据业务外，还能支持补充业务和短消息业务。

GPRS网提供的承载业务：

（1）点对点无连接网络业务(PTP-CLNS)

PTP-CLNS属于数据报类型业务，各个数据分组彼此互相独立，用户之间的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序，分组的传送没有逻辑连接，分组的交付没有确认保护，主要支持突发非交互式应用业务，是由IP协议支持的业务。

（2）点对点面向连接的数据业务(PTP-CONS)

PTP-CONS属于虚电路型业务，它为两个用户或多个用户之间传送多路数据分组建立逻辑虚电路(PVC或SVC)。PTP-CONS业务要求有建立连接、数据传送和连接释放工作程序。PTP-CONS支持突发事件处理和交互式应用业务，是面向连接网络协议，如X.25协议支持的业务，在无线接口，利用确认方式提高可靠性。

（3）点对多点数据业务(PTM)

GPRS提供的点对多点业务可根据某个业务请求者要求，把信息送给多个用户，又可细分为点对多点多信道广播业务(PTM-M)、点对多点群呼业务(PTM-G)、IP广播业务(IP-M).

（4）其它业务

包括GPRS补充业务、GSM短消息业务、匿名的接入业务和各种GPRS电信业务。

2．GPRS应用

GPRS应用主要分为面向个人用户的横向应用和面向集团用户的纵向应用两种。

对于横向应用，GPRS可提供网上冲浪、E-mail、文件传输、数据库查询、增强型短消息等业务。

对于纵向应用，GPRS可提供以下几类应用：

运输业：车辆及智能调度；

金融、证券和商业：无线POS、无线ATM、自动售货机、流动银行等；

PTM业务更可完美支持股市动态、天气预报、交通信息的实时发布；

公共安全业：随时随地接入远程数据库；

遥测、遥感、遥控：如气象、水文系统收集数据，对灾害进行遥测和告警，远程操作；

提供VPN业务，使企业员工能够随时随地与总部保持联系，降低公司建设自己的广域网的成本；

另外，还能提供种类繁多、功能强大的以GPRS承载业务为基础的网络应用业务和基于WAP的各种应用。

对GPRS应用举两个例子进行分析。如图6所示为GPRS手机与GPS联合提供车辆的实时调度、监控和管理，GPS探测到的车辆当前位置信息，由GPRS手机通过GPRS网络实时地传输到车辆调度中心，车辆调度中心的指示、命令也可以通知PTP或PTM方式发送给一个或多个驾驶员，完全可以取代现有的无线集群指挥调度系统，具有成本低廉、覆盖范围广、无需专人维护的优点。

图5 GPRS应用举例—车辆定位及智能调度

图7所示为采用远程拨号方式接入VPN虚拟网，使用第二层隧道协议L2TP。移动用户接入提供VPN功能的GGSN，GGSN首先通过自己的 Radius服务器对输入的公司名进行认证，然后启动到公司总部路由器的L2TP隧道协商，由总部和GGSN的Radius服务器对TID进行认证，通过后就建立起GGSN和公司总部路由器之间隧道连接。此时用户的PPP包可以直达公司总部路由器，由公司总部路由器通过公司的Radius服务器完成对用户级的认证，通过后，就建立起GPRS手机到达公司总部路由器的PPP链路，从而真正实现移动办公业务。

图6 GPRS应用举例—移动VPN业务

‘捌’ GSM的基本原理是什么

GSM是Global System for Mobile Communication 的缩写。意思是全球移动通信系统。分GSM900、DCS1800和PCS1900三个频段，一般的所谓的双频手机就是在GSM900和DCS1800频段切换的手机。PCS1900(PCS1900 - Personal Communications System operating in the 1,900MHz band.)则是别的一些国家使用的频段(如美国)。 GSM900/1800分别是工作在890~960mhz/1710~1880mhz频段的。GSM900的手机最大功率是8W（实际中移动台没这么大的功率，一般的手机最大功率是2W，车载台功能大）， 而DCS1800的手机的最大功率是1W。
GSM900/DCS1800/PCS1900的区别: GSM900是初始的GSM 系统, MOBILE 的功率从输出1W-8W, GSM900的通道从1 ~124, DCS1800的通道从512~885; DCS1800是低功率的, 最高是1W;
GSM的频段：GSM900 小区半径35km 上行880~915MHZ 下行将925~960MHZ
PHASE2: 890~915MHZ 和935~960MHZ; 通道号1---124.
GSM1800小区半径2km(由于1800mhz手机的低功率) 上行1710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道号 :512—885. 为高密度的用户.
GSM1900: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ
上行和下行组成一频率对, 上行就是手机发射、基站接收；下行就是基站到手机。 例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二个通道上, 上行落后下行三个时隙.

‘玖’ 网络运营商是如何覆盖网络使手机有信号的

手机＋卡→发信号到机站→利用机站（手机网络无线网卡。这种网卡使用像联通或移动等大型网络运行商所提供的”信号频端”进行上网）→机站处理后→返回给手机.

远程无线上网

目前，国内的两大移动电话运营商中国移动与中国联通，分别推出了GPRS业务与CDMA1X业务，这是在原有的GSM手机网络上进行扩展而开发的新技术，其简单的原理就是在原有的GSM网络的音频脉冲信号上进行改进，使其采用电磁信号进行传输，并且扩大了网络带宽，我们只需要在笔记本电脑的PC卡插槽中插上一块GPRS上网卡或是CDMA1X上网卡，并且在移动或联通的营业厅办理好相关的手续，就可以使用随卡光盘中的拔号程序进行无线上网了。

整个安装使用流程如下(以GPRS为例)：

购买GPRS无线上网卡---在营业厅开户领取您手机号码的副卡(与您的手机号码一样，但不能在手机上使用，只是作为无线上网的身份识别工具)---将副卡装入无线上网卡中---安装驱动程序----使用相关拔号程序连通网络-----打开浏览器开始上网。

优点：只要手机有信号的地方(当然，当地手机运营商必须开通了GPRS业务)，就可以上网，可以真正地做到随时随地与世界相连，的确是方便到了及至，不用再担心会无法及时获取网络信息。

缺点：速度慢，价格相对较贵，网络稳定性差。速度慢是必然的，基于移动基站的无线信号传输，其传输峰值本身就是一个瓶颈，现在借助手机无线上网，最大速度只能达到50Kbps，也就是说基本慢于使用MODEM电话线拔号，价格贵更是恶梦，前段时间有人用过之后就怕了，几千元的手机费不知从哪里冒出来的，并且由于速度太慢，反而没做多少事情，但金钱已经哗哗地流向无线运营商的口袋中，现在GPRS的价格进行了最新调整，每Kb收费3分，我们计算一下：也就是说每MB数据需要30元左右，按一般使用情况来分析，收一封无附件的电子邮件大约100多K，如果有附件，在电邮系统如此发达的情况之下，1M的附件是非常普通的事情，按照56Kbps的极限速度，下载1M内容大约需要40分钟至1小时，也就是说每小时需要近30元，这种价格，很难使它得到普及，需然最近移动推出了180元包月的服务，但是整体质量仍有待加强，因为180元的价格与能够得到的流量相对于宽带来说的话，差距太大了，同时网络传输时断时续的问题一直在困扰广大用户。

评论：中国的手机运营商的服务还处于一个没有竞争的市场，价格与服务总是无法让人满意，方便是的确方便了，如果您腰包够鼓加上的确需要随时随地上网的话(前提是上网流量并不大)，可以考虑一下这种无线上网方式，我们评分：40分。适用人群：对网络依赖度非常高的商务人士。

无线局域网

无线局域网目前已经发展出802.11B与802.11A，随之还有802.11G，在市场上已经有销售的成熟产品主要是802.11B与802.11A这两种，802.11B协议的产品传输速度是11M/秒，而基于802.11A协议的产品传输速度则可以达到56M/秒，这已经是接近有线局域网的速度了。由于价格的关系，大家已经在使用的迅驰笔记本采用的技术或是市面上能购买到的无线网卡，绝大部份是802.11B协议的。

要架设一个无线局域网域非常简单，购买一个无线收发器(简称AP)，使用普通的网线将它连接到有线局域网上即可，这个无线收发器会把一定范围内的所有拥着无线网卡的电脑接入到有线局域网的交换机上，其网络设置方法与使用有线网络一样，唯一有区别的是，您的电脑会显示您正通过某某无线设备连接到网络上(在右下角任务栏)，同时您可以在一定范围内抱着笔记本任意走动，在信号的覆盖范围内任意上网。

一个AP的信号覆盖范围大约在100-300米之间，依现场环境而言，如果是开阔的环境(即没有太多墙壁阻挡信号)，那么超过300米也能接收到信号，更棒的是，一个AP根据型号的不同，可以同时接入10-30名用户无线上网。

更要命的一点就在于成本了，之所以无线局域网能够如此快速地发展起来，价格因素功不可没，我们与有线网络对比一下成本，如果使用有线网络，在一个办公区域内让二十个笔记本电脑用户同时上网，需要购买24口交换机，并且布线的成本也不低，如果公司迁址，那整套综合布线系统就废掉了，在新的办公场所需要重新投资布线。而使用无线局域网则不一样，根本不需要布线，只需要在办公区域摆上一个AP，通过网络线连接到机房的交换机中，在这个AP区域100-300米中，大家都可以快速无线上网，11M的速度是绝大部份公司或个人都可以接受的，一个AP的售价在市面上有600-1000元不等，连家庭用户也可以轻松架设，并且在公司或家庭迁址的时候，把AP用手提着走就可以了，搬迁成本基本为零，同时所有使用笔记本上网的用户可以在办公区域内随意走动，如果您用户多、区域大，装多几个AP就能完美解决这一问题，再者AP之间信号是不会相互干扰的，这样的优势对比实在是太明显了，也说明类似产品拥有巨大的市场潜力，难怪英特尔会全力推动“迅驰”移动计算技术了。(注：使用“迅驰”移动计算技术的笔记本电脑，本身就带有无线上网的能力，无须再购买无线上网卡)。

也许会有人提出疑问：无线局域网是依赖于有线网络基础上的，那我出门在外不就上不了网上？其实，出门在外也可以享受无线局域网带来的方便、高速与低价的乐趣，在大城市的大型商务大厦、高级写字楼以及机场、酒店、咖啡厅甚至某些麦当劳、肯德基都安装了无线上网环境，在这些场所您都可以使用笔记本电脑高速无线上网，中国电信与中国网通也加入了无线AP接入点的铺设工作，我们可以将其称之为：“热点”，中国电信与中国网通在上述的区域大量铺设公用无线AP接入点，然后发行上网卡，您可以在上网的时候通过密码验证程序接入这些公用AP，中国电信推出的是“天翼通”，而中国网通则推出了“无线伴侣”业务，全国各地可以无线上网的地方，可以在hotspot.sina.com.cn进行查询。随着无线网络的普及，“热点”自然会越来越多，我们也就能够更方便地高速无线上网了。

无线宽带上网

如果您在某个场所看到这个标志，那就意味着这里肯定是可以无线上网的。当然，并不是所有可以无线上网的地方都会有这个标志，最佳方法是打开您的笔记本，看看网络显示是否有信号就清楚了。

评论：低价、方便、高速成为无线局域网发展的火箭推动剂，加上电信运营商加入公共无线接入点的铺设，无线局域网已经慢慢突破“局域网”这个概念了，需然发展时间不长，但是金子总归是要发光的，我相信基本802.11协议的无线网络技术必定会走上市场需求的顶峰，这里我们评分：85分，预计产品发展完善后可得：99分。适用人群：只要有能力购买“迅驰”笔记本电脑的用户，无线局域网域自然是您最佳的选择。(注：不是采用“迅驰”技术的笔记本电脑，也可以购买PCMIC插槽的无线局域网卡来实现无线上网功能，市场售价在400-700之间)。