基于GPRS的网络接入

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来源:火狐直播下载官网    发布时间:2024-08-09 09:44:51

  GPRS网络引入了分组交换和分组传输的概念,这样使得GSM网络对数据业务的支持从网络体系上得到了加强。图2和图3从不同的角度上给出了GPRS网络的组成示意图。GPRS其实是叠加在现有的GSM网络的另一网络,GPRS网络在原有的GSM网络的基础上增加了SGSN(服务GPRS支持节点)、GGSN(网关GPRS支持节点)等功能实体。GPRS共用现有的GSM网络的BSS系统,但要对软硬件进行一定的更新;同时GPRS和GSM网络各实体的接口必须作相应的界定;另外,移动台则要求提供对GPRS业务的支持。GPRS支持通过GGSN实现的和PSPDN的互联,接口协议可以是X.75或是X.25,同时GPRS还支持和IP网络的直接互联。

  而基站分系统(BSS)是包含GSM数字移动通信系统中无线通信部分的所有地面基础设施,通过无线接口直接与移动台实现通信连接。BSS具有控制功能与无线传输功能,完成无线信道的发送、接收和管理。它由基站控制器(BSC——Base Station Controller)和基站收发信台(BTS——Base Transceiver Station)两部分组成。

  操作与维护分系统(OMS)操作与维护管理的目的是使网络运营者能监视和控制总系统,把需要监视的内容从被监视的设备传到网络管理中心,显示给管理人员;同时,应该使管理人员在网络管理中心还应该能修改设备的配置和功能。[1]

  通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方法不一样,是以封包(Packet)式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。

  对于这种上网方法,本文:(1)对GSM以及GPRS服务进行简单的阐述;(2)例举几种手机和电脑之间的连接方式;(3)简析这样的解决方法的可行性。

  现今的手机大多可以通过与手机型号相对应的数据线与电脑进行连接并完成数据通信。

  GSM系统由以下分系统构成:交换分系统(MSS)、基站分系统(BSS)、移动台(MS)和操作与维护分系统(OMS)。它包括了从固定用户到移动用户(或相反)所经过的全部设备。如图1所示。

  移动交换分系统(MSS)是实现移动通信中所基本功能(如话路交换、身份验证)的一个实体,它包括以下几个部分:移动交换中心(MSC),归属位置寄存器(HLR),拜访位置寄存器(VLR),认证(鉴权)中心(AUC),设备标志寄存器(EIR)。移动交换中心(MSC——Mobile Service Switching Center)它主要处理与协调GSM系统内部用户的通信接续。MSC对位于其服务区内的移动台(MS)进行交换与控制,同时提供移动网与固定公众电信网的接口。作为交换设备,MSC具有完成呼叫接续与控制的功能,同时还具有无线资源管理和移动性管理等功能,例如移动台位置登记与更新,MS的越区转接控制等。MSC通常是一个大的程控数字交换机,能控制若干个基站控制器(BSC)。GMSC与固定网相接,固定网有公众电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公众数据网PSPDN和电路交换公众数据网CSPDN。MSC与固定网互连需要通过一定的适配才能符合对方网络对传输的要求,称其为适配功能(IWF——Inter Working Function)。

  用GPRS上网通俗的说就是通过手机连接电脑,然后手机通过GPRS连接因特网达到电脑上网的目的。其中手机可以看成一个调制解调器实现了拨号上网的功能,本质上它实现的是一个中继的功能。把电脑所要发送的IP包封装中继到GPRS的网络中,GPRS网络又和互联网相连,所以IP包最终能达到因特网,反之亦然。

  网关GPRS支持节点实际上就是网关或路由器,它提供GPRS和公共分组数据网以X.25或X.75协议互联,也支持GPRS和其它GPRS的互联。

  GGSN和SGSN一样都具有IP地址,GGSN和SGSN一起完成了GPRS的路由功能。网关GPRS支持节点支持X.121编址方案和IP协议,可以IP协议接入internet,也可以接入ISDN网。

  而在无线小区中的移动台(MS)靠无线接入进行通信,线路不固定,因此它一定要具有用户的识别号码。GSM系统采用用户识别模块SIM(Subscriber Identity Module),将模块做成信用卡的形式。SIM卡中存又用户身份认证所需的信息,并能执行一些与安全保密有关的信息。移动电子设备只有插入SIM卡后才能进网使用。

  以上的简述就是本文方法的基础原理之一——架构在GSM上的GPRS系统能接入Internet或是其它的资源网络。

  蓝牙(BLUETOOTH),是1998年推出的一种新的无线传输方式,实际上就是取代数据电缆的短距离无线通信技术,通过低带宽电波实现点对点,或点对多点连接之间的信息交流。这种网络模式也被称为私人空间网络(PAN,Personal AreaNetwork),是以多个微网络或精致的蓝牙主控器/附属器构建的迷你网络为基础的,每个微网络由8个主动装置和255个附属装置构成,而多个微网络连接起来又形成了扩大网,从而方便、快速地实现各类设备之间的通信。它是实现语音和数据无线传输的开放性规范,是一种低成本、短距离的无线]

  GPRS经常被描述成“2.5G”,也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道,提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方法,只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统来进行部分改造来实现分组交换,这种改造的投入相对来说并不大,但得到的用户数据速率却相当可观。而且,因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器,所以连接及传输都会更方便容易。GPRS分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中,数据被分成一定长度的包(分组),每个包的前面有一个分组头(其中的地址标志指明该分组发往何处)。数据传送之前并不是特别需要预先分配信道,建立连接。而是在每一个数据包到达时,依据数据包头中的信息(如目的地址),临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中,数据的发送和接收方同信道之间没固定的占用关系,信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。

  现今的手机大多都具有蓝牙模块,有些笔记本电脑也具有,如果没有能买并安装驱动程序。只要两个终端具有这个模块,它们就能够最终靠蓝牙进行通信。通过此方法进而达到电脑与手机相连的目的。

  蓝牙虽其发射功率低,成本小,但是最大速率为721kb/s、反向应答速率为57.6kb/s的非对称连接,或者是432.6kb/s的对称连接。

  基站系统除具有完成原话音需求所具备的功能外,尚要求具备和SGSN间的Gb接口,对多时隙捆绑分配的信道管理功能,对分组逻辑信道的管理功能。

  GPRS的技术的引进,把移动通信网络和计算机网络有机地连接在一起。是本文方法实现的关键。从GPRS结构能够准确的看出,基站与SGSN备之间的连接一般是通过帧中继连接,SGSN与GGSN设备之间通过IP网络连接。

  GGSN可以由具有NAT(网络地址翻译)功能的路由器承担内部IP地址与外部网络IP地址的转换,MS可以访问GPRS内部的网络,也能够最终靠APN(外部网络接入点名)访问外部的PDN/Internet网络。

  在标识GPRS设备中,如手机MS的标识除了在GSM中使用的IMSI、MSISDN等号码外,还需要分配IP地址。网元设备SGSN、GGSN的标识既有7号信令地址,又有数据GGSN的IP地址,GSN(SGSN或GGSN)之间的通信采用IP地址,而GSN与MSC、HLR等实体的通信采用7号信令地址。在GPRS系统中,有两个重要的数据库记录信息。一是用户移动性管理上下文,用于管理移动用户的位置信息,另一是用户的PDP上下文(分组数据协议上下文),用于管理从手机MS到网关GGSN及到ISP(Internet服务提供商)之间的数据路由信息。当MS访问GPRS内部网络或外部PDN/Internet网络时,MS向SGSN发激活PDP上下文请求消息,MS可以与运营商签约选择固定服务的GGSN。或根据APN选择规则,由SGSN选择服务的GGSN,SGSN再向GGSN发建立PDP上下文请求消息。GGSN分配MS一个IP地址(静态或动态、公用或私有),在建立PDP上下文过程中,需要对用户的身份,需要的服务的品质进行鉴权和论证,在成功地建立和激活PDP上下文后,MS、SGSN和GGSN都存储了用户的PDP上下文信息。有了用户的位置信息和数据的路由信息,MS就可以访问该网络的资源。[2]

  摘要:这篇文章讲述了一个电脑通过GPRS接入互联网的方法。这样的解决方法应用了两种连接(手机和互联网的连接以及手机与电脑的连接)来达到使电脑上网的目的。所以,它解决了当人们无法用普通因特网服务提供商(ISP)上网时,如果又没有无线局域网信号(Wi-Fi)或是无线上网卡槽(PCMCIA)时,不能接入因特网的问题。用手机作为一个调制解调器(MODEM)来拨号上网,其实现的是中继不同网络的帧的功能。

  SGSN为MS提供服务,和MSC/VLR/EIR配合完成移动性管理功能,包括漫游、登记、切换、鉴权等,对逻辑链路来管理,包括逻辑链路的建立、维护和释放,对无线资源进行管理。

  SGSN为MS主叫或被叫提供管理功能,完成分组数据的转发,地址翻译,加密及压缩功能。