对于GSM通信网络数据业务的分析 - 图文(2)

电子科学系本科生毕业论文（设计）

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

由于数据业务的增加，GSM系统采用了电路交换的传输模式的方式，所以GSM系统的数据传输的速率为9.6Kbit/s，远远满足不了人们对上网速率的需求。在1993年的时候，欧洲就提出了GPRS的想法；1999年，GPRS Phase2正式开通；从此GPRS系统正式开通，并开始使用。一开始GPRS系统仅仅在欧洲使用，后来全球才开始使用。并迅猛发展。GPRS系统采用了分组交换模式的传输模式，使得GPRS系统的数据传输速率大大提高了。因为GSM系统开放的接口， GPRS系统很好的利用了现有的GSM系统，在很大程度上减少了新系统的开发和建设资金，并大大提高了资源利用率。GPRS系统基本使用了GSM系统的结构。比如频段、突发结构。同时GPRS和GSM使用的多址技术均为TDMA技术。因为GSM系统的开放性的接口，GPRS仅需要在GSM系统上增加了SGSN和GGSN两个新的网络节点。理论GPRS系统的上网速率可以达到171.2kbit/s，但是，一个用户不可能全部占用八个空闲时隙，并且占用空闲时隙是没有任何错误；所以GPRS的数据业务的速率达不到171.2Kbit/s，最多达到115Kbit/s的速率。虽然115kbit/s的速率远远小于现在的3G，4G的速率，单就当时来说，GPRS数据业务此时的速率比GSM大了很多。GPRS系统的最大特点就是保持了始终在线。在一开始，移动通信只能在军事及某些特殊领域使用，后来才逐渐可以民用的。在近十年里，移动通信技术迅猛发展。移动通信是已经成为了21世纪的主要通信手段之一。现如今，移动通信技术的前景十分广阔。在2001年年底，全球GSM用户就已经超过4.5亿，其中中国用户已经超过1/3。GPRS是GSM向3G过渡的一个重要阶段，在3G系统出现时，对于那些还没有经营权的运营商来说，GPRS也使他们具有采用2G系统想用户提供高速数据业务的竞争能力。

通信最终目的的有效手段就是移动通信，即在任何时间、任何地点和任何

通信对象之间实现通信。移动通信现在所具有的潜力已经被越来越多的人认识和认可。

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1.2 国内外发展现状及应用

在19世纪初，随着手机使用者的增多，人们不仅仅希望可以在任何地点，任何时间进通话，但是就网络来说，仍然需要使用局域网，在固定的地方上网。人们就希望可以像通话一样在任何时间、任何地点都可以进行上网。

20世纪初，中国引入了GPRS。GPRS为运营商提供了新的市场，增加收入来源。1998年，Cebit展览会上，爱立信做了第一个演示，在到现在10多年的期间，GPRS系统越来越成熟，并在该基础上出现了3G，4G。

现在使用GPRS数据业务的人越来越多。通过现网数据显示，2012年2月份，移动侧的2G数据全网流量（GPRS+EGPRS）仅为402553MB。在14年10月份全网流量增长到了近1650000MB。如图1.2.1 流量变化图，该图明显的表示出了从12年到15年的数据业务的变化。即使在近两年3G和4G技术在迅猛成熟，但是GPRS的数据流量仍然逐年增长。2年的时间，数据流量增加了近1250000MB。从图1.2.2语音与数据变化图可以看出从12年开始，人们的通话并没有太大的变化。并且随着qq，微信等及时通讯工具的开发，语音业务正在减少。而随着智能手机的使用和各种APP的使用、增多，数据业务越来越重要。

图1.2.1 流量变化图

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图1.2.2 语音与数据变化图

GPRS手机具有十分突出的特点，就是上网连接很快，最高可达到170kbit/s，

比家中的调制解调器上网速率56.6kbps还要快两倍。

虽然现在3G和4G已经被越来越多的人使用，但是GPRS业务仍有很

多人使用。并且现如今仍有很多新型产业需要用到GPRS业务。像GPRS在电力系统中的应用。或者跟GPRS有关的GPS定位系统等等。现如今，对于3G和4G来说，仍然占有很大的优势。GPRS业务相对于3G和4G来说，GPRS业务更成熟。GPRS的误码率低、抗干扰能力强、覆盖范围广等多数优点，现在仍能在数据业务中屈居高位。

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第二章 系统概述

2.1 GSM系统概述

GSM系统由几个分系统的组成，总的来说GSM数字移动通信系统是综合性系统，涉及网络技术、数字程控技术、无线技术等多个领域的技术。GSM系统的优点是具有开放的接口，通用的接口标准。这个优点使得GPRS系统不用新建接口，直接运用GSM系统的接口。并且直接在GSM系统上仅增加了GGSN和SGSN。GSM的开放接口有空中接口，甚至还包括系统内、网络间等各个接口。

GSM系统分为几个子系统:MSS或NSS（交换子系统）、BSS（基站子系统）、OMS（操作维护子系统）、MS(移动台)。BSS(基站子系统)和移动终端又归并称为无线子系统。下图是一个简单的GSM系统的组成图。描述了从固定用户到移动用户所经过的所需要的设备。下图为详细的表述了所需要的设备。

MS: MS英文全称为Mobile Station或者Mobile Subscribe。其中Mobile Station—移动台，包括了所有在移动网络通信的用户设备和用户软件,例如手机、平板电脑等移动设备；Mobile Subscribe---移动用户，包括了所有使用移动网络设备的单位、个人；简单的理解就是当我们在上网时，我们就是移动用户，手机就是移动台。

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BTS: BTS的英文全名为-----Base Transceiver Station-----基站收发台。BTS主要由3个大单元组成 ：分为基带 单元、载频 单元 和 控制 单元。一个完整的BTS包括很多设备。但是最重要的是发射设备、无线接收设备、天线设备等。BSC: BSC的英文全称为Base Station Controller----基站控制器。主要由AM/CM 模块、BM 模块、TCSM 模块组成。主要功能是控制一组BTS，其主要任务就是管理无线小区及其无线信道、无线设备的操作和维护、移动台的业务过程。其中BSC(基站控制器)和BTS(基站收发台)在一起又简 称为基站分系统（BSS）。

EIR: EIR

-----------Equipment Identity Register—--设备识别寄存器。

EIR，通过收到的IMEI与黑、灰、白三种表进行比较，把比较结果发送给MSC/VLR，MSC/VLR进行辨别改比较结果，并考虑该移动设备是否可以接入网络。不过我国暂时还没有采用EIR对IMEI进行鉴别。

MSC: Mobile Swith Center—移动交换中心。移动通信网络的核心是MSC，控制了基站控制器中的所有业务。主要功能就是将系统中所有的功能与交换功能进行连接。MSC可以将无线小区和无线小区、无线小区和固定网用户连接起来；通过MSC直接提供的信息，或者通过GMSC(网元移动交换中心)提供的信息；集合了PTTN---公共电话交换网、ISDN----综合业务数字网、PDN----公共数据网等固定网的接口功能。移动交换中心的功能很多，除了越区切换，还能获取用户的位置登记更新、呼叫请求所需要的数据。还有支持自动漫游的功能等。

HLR: HLR英文全称为Home Location Register---用户位置寄存器。是GSM系统中的一个核心网元，相当于是一个数据库。主要存储的数据有用户的身份和用户的ISDN号码。用户的身份即用户的IMSI---International Mobile Subscriber Identification。每一个用户在入网的时候都会给一个IMSI以便EIR进行识别。并使用户的设备接入网络中。

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