1.3.1　站在巨人的肩膀——GPRS网络结构

前面我们已经说过GSM网络传送的是语音业务数据，而GPRS传送的是数据业务数据。为了在原有GSM网络的基础上支持GPRS分组数据业务，我们要对现有网络进行必要的升级和改造。不过这个网络改造是在不改变已有GMS网络结构的前提下进行的，所以GSM网络和GPRS网络是非常相近的。GSM采用频分复用方式加时分复用方式，GPRS也用了同样的复用方式。GSM每个频点都分为8个时隙，GPRS也是采用同样的时隙划分方式。总而言之，GPRS几乎采用了与GSM完全相同的频段、频点宽度、无线调制标准、跳频规则以及相同的数据帧结构。从网络结构来看，加入GPRS网络相当于在GSM网络的基础上平行新增加了一套网络设备。而为了让大家对GPRS网络有一个清晰的概念，接下来我们把GPRS和GSM进行对比，利用已有GSM知识来理解GPRS网络。

首先看看GPRS和GSM的共同之处，这里指的是它们之间共用的网元。

①手机终端MS。这个似乎是毋庸置疑的。

②基站BTS。前面已经说过，GPRS采用了与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的数据帧结构，它这么做的主要原因就是为了能跟GSM共用同一套BTS设备。从经济的角度来看，GPRS和GSM共用BTS无疑能省下一大笔开销。

③位置存储器HLR和VLR。由于手机基本都是同时具备GSM打电话和GPRS上网这两大功能的，那么GPRS似乎也别无选择，采用跟GSM同样的位置信息存储设备。

GSM网络的7大网元中GPRS已经共用4个，也就剩下BSC、MSC和AUC游离在GPRS网络之外了。

不过就算有些设备不能共用也没关系，GPRS仿照GSM网络的结构重新添加功能类似的新网元就是了。BSC不能共用吗？那行，GPRS就加个跟BSC功能相类似的网元来代替它，这个网元叫分组控制单元（Packet Control Unit，PCU）。PCU主要负责对基站BTS搜集到的用户分组数据包进行数据包的拆封、确认，同时还兼管无线数据信道的分配。

BSC对应的网元已经解决了，那MSC呢？不急，我们照葫芦画瓢，新增1个跟MSC类似功能的设备就是了，这个设备称为服务GPRS支持节点（Service GPRS Supporting Node，SGSN）。与MSC功能相类似，SGSN在GPRS网络里同样处于神经中枢的地位。SGSN对PCU及以下的网元进行管理，具有对PCU提供的分组数据进行移动数据加密、压缩等管理功能。此外，SGSN还要充当“和事佬”，协调数据业务和语音业务，让它俩融洽相处。不过SGSN似乎觉得不过瘾，竟然干起了GSM里面AUC的工作——对用户身份进行识别！遇到这样的工作狂，估计GSM也只能一声叹息，没想到原来两个网元负责的工作GPRS一个SGSN网元就搞定了，看来不服老也不行了。

除了上面提到的两个新增的网元（PCU和SGSN），GPRS其实还新增了一个网关GPRS支持节点（Gateway GPRS Supporting Node，GGSN）。这个网元是干什么的呢？从它名字就可以看出来了，主要负责GPRS跟外部网络的网关服务。所谓网关就相当于一个转换器，准确点来讲是一个协议转换器。因为我们通过手机上网的时候访问的是互联网Internet的内容，可是互联网中使用的网络协议跟GPRS使用的网络协议是不同的，GGSN在这里就相当于一扇门，GPRS的数据通过这扇门能走到外面的Internet网，外面Internet网的内容也可以通过它进入到GPRS网络中来。在通信网络中，每一种网络制式都有着自己的数据帧格式。例如在GSM的TDMA帧里面除了FCCH上的同步信息能出现长达142位的长串0以外，其余任何位置的信息组合中都不能出现相类似的数据结构，这个是GSM协议所特有的。除了GSM的TDMA帧结构，其他的网络协议也会有属于自己的网络协议。为了使得不同的协议之间的数据能够顺利的交流，就需要协议转换器，也就是网关。在这里，GGSN主要实现给不同的手机分配IP地址，进行信息过滤、计费、用户数据的管理等功能。

下面来看看GPRS的整体结构图，如图1-25所示，是不是跟GSM网络的结构很相似？