物联网关键技术之一
GSM是2G网络,上个通信时代的辉煌,3G时代的网络架构是GPRS,两者网络差别在于GPRS在网络架构上面补充了分组域(PS),GSM的网络架构是电路域,通信的过程一直占用信道;3G时代是互联网时代,CS(Circuit Switch)的方式对资源占用太打了;PS(Packet Switch)的方式则是在分组内容交换完毕后即释放信道,计费方式也是按照流量来计算,更加符合3G时代的要求。GPRS网络由三部分组成:UE,UTRAN以及CN。
GPRS网络的CN有机部分组成:
- MSC(Mobile Switch Center),移动交换中心,是GPRS的核心,它承担着路由信息,包括跨MSC等,就像是高速路的中转路口,你是去开发区还是去大连?数据到了MSC,有MSC进行发车,提供出行线路;
- GMSC(Gateway Mobile Swift Center),移动交换中心网关,它主要承载着路由功能,这个节点是一个可选节点,当MSC数量较少的时候,其中一台MSC就可以用来承担路由职责,但是随着MSC数量的增加,确定路由在多个MSC之间切换(一个地方找不到合适的路由,就切换到下一个MSC),时间成本太高了,基于MSC之上的一个角色:GMSC,主要负责对数据的路由;
- VLR(Visitor Location Register, 访问者位置注册)/HLR(Home Location Register,总部位置注册),HLR是存储一个用户的信息的数据仓库,出了提供数据库的功能之外还提供相应的服务,包括当前地理位置,享受的服务;VLR就比较像Memcache,是一个用户信息的缓存,当用户初次开机之后,回到HLR中查询信息(根据GSIM中存储的信息),然后就会将这些信息放置在其所在区域的VLR中,是HLR的一个缓存,再未来的持续通话,就可以到VLR中取得信息就可以了。一旦用户提交位置信息显示已经离开了当前区域,VLR会随之删除该记录的信息,所以VLR只是为了能够快捷通信的建立的一家"旅店",供大家临时使用;HLR才是老家,所以叫HLR还是有一定的意义的。
- SGSN(Service GPRS Supporting Node, GPRS服务支持节点),分组业务处理,MSC, GMSC以及VLR这些都是电路域的,HLR其实也是GSM原有的PS里面的角色,但是自从引入了PS之后,HLR将会和CS共享。SGSN其实还是需要和MSC同步一些MS信息,比如MS的LA信息等;
- GGSN(Gateway GPRS Supporting Node, GPRS网关支持节点),GGSN的功能和GMSC的功能基本是一致的,主要负责路由,和因特网、PSTN、固话网等其他网络交互,提供路由;
UTRAN架构
- RNS(Radio Network Subsystem, 无线网络子系统),是一个承载的概念(容器),而且是有范围限制,一个RNS的范围就是一个小区;这个子系统使用RNC以及RNC下属的Node B组成;
- RNC(Radio Network Controller,无线网络控制器),负责消息的转发和管理、处理等;包括跨小区路由实现;
- Node B是基站,调制解调,射频放大,收发等功能;
UE结构
- ME(Mobile Equipment),移动设备,比如手机,可以提供和无线网的连接功能;
- GSIM(GPRS Subscribe Identity Module,GPRS订阅识别模块),即手机里面的SIM卡,用来标识UE使用者的身份,比如你在移动办了一张卡,可以打电话,预定服务(来电显示,未接来电短信提醒等),在你享受这些服务是因为你的SIM卡有你的身份,在申请这些服务的时候会通过RNS向SN提交这些申请(包含你的身份),AuC审理,并通过HLR的查询确认后,就可以使用了。