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通信专业术语
BSS-- 基站子系统，通过无线接口与移动台直接联系，负责在一定区域内和移动台通信。（GSM）
BTS-- 基站收发台，可以看作一复杂的无线调制器，BSS 的主要部分，每个分配有若干信道。（GSM）
RBS--Radio Base Station，无线基站：RBS 是基站内所有设备的总称，在 GSM 规范中对应的主要部分是 BTS，它由 BSC 来控制，用来提供移动台与系统的无线接口，它是 CME20 系统中的无线设备部分，主要由无线收发信机构成。
BSC-- 基站控制器，其功能是作为无线电设备与 MSC 的控制和通信的接口，直接控制 BTS。（GSM）
GPRS--General Packet Radio Service， 通用分组无线电业务。GPRS 是一种新的 GSM 数据业务，它可以给移动用户提供无线分组数据接入服务。GPRS 主要是在移动用户和远端的数据网络（如支持 TCP/IP、X.25 等网络）之间提供一种连接，从而给移动用户提供高速无线 IP 和无线 X.25 业务。GPRS 采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的 TDMA 帧中的 8 个时隙都用来传送数据，那么数据速率最高可达 164kb/s。GSM 空中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被 GPRS 数据业务占用。当然在信道充足的条件下，可以把一些信道定义为 GPRS 专用信道。沿海部分城市已开通试营业。
GSM--Pan-European digital cellular land mobile telecommunication system ，泛欧数字蜂窝移动通信系统。1982 年，欧洲邮电行政大会（CEPT）设立的 "移动通信特别小组（Group Special Mobile）即 GSM 提出的数字蜂窝移动通信系统，其特点为用数字技术开发全欧统一的蜂窝系统以取代欧洲各种模拟蜂窝系统，后来又易名为" 全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication）。1989 年制订了 GSM 标准；1991 年 GSM 系统正式在欧洲问世，网路开通运行，现已在全球获得广泛应用。该系统发射频段基台为 935~960MHz，移动台为 890-915MHz，双工间隔 45MHz，射频载波间隔 200kHz，采用时分多址技术，语音编码采用规则脉冲激励长期预测编码 (REP-LPC) 算法；小区半径 0.5~35km，频谱效率与用户容量较 TACS,NMT 等模拟蜂窝移动通信系统要高。我国就大部分采用此技术。1991 年又更名为 SMG：特别移动组。SMG1-SMG4 分别对应以前的 GSM1-GSM4，而 SMG5 是致力与 GSM 形成后的“通用移动电信系统”，1992 年又建立了一个 SMG6，负责起草运行和维护的规范。
GSN--GPRS Support Node，一个 GSN 是一个网络节点，它支持在 GSM 核心网中对 GPRS 的使用。所有的 GSN 都应当拥有一个 接口，并支持 GPRS 隧道协议。GSN 有两个关键的变种，即网关（gateway）和业务（service）GPRS 支撑节点。
IMEI-- 国际移动设备识别码。（GSM）
IMSI-- 国际移动用户识别码。储存在用户的 SIM 卡内，和 GSM 系统存储器中，以便系统识别任何唯一的移动台。（GSM）
MSC-- 移动交换中心，应用在数字蜂窝系统中，移动用户、PSTN 以及其他移动交换中和移动用户通过 MTS 产生联结。
SN--Serial Number 的缩写，有时也叫 SerialNo，也就是产品序列号，产品序列是为了验证产品的合法身份” 而引入的一个概念，它是用来保障用户的正版权益，享受合法服务的。
HLR-- 归属位置寄存器。（GSM）
VLR-- 拜访位置寄存器。（GSM）
ISDN-- 综合业务数字网。
OPERATOR-- 运营者。
PDP-- Packet Data Protocol，分组数据协议，是外部 PDN 网与 GPRS 接口所用的网络协议。
PDN--Pubic Data Network，公用数据网，一种由电信运营商组建的广域网，提供接入广域网的服务与技术，为用户提供高质量数据传输服务。
PSPDN-- 公用分组交换数据网。
SMS--short message services-- 短消息业务。
SIM-- 用户识别码。
X.25-- 分组交换网内的一种通信协议。1976 年批准，并多次修改，一般用于 ISDN 的分组交换中。包括三个层：物理层，链路层，分组层。对应于 OSI 模型的最低三层。
GPRS 网络结构
图 1 GPRS 的原理结构图
GPRS 网络引入了分组交换和分组传输的概念，使得 GSM 网络对数据业务的支持上得到了加强，它是通过在 GSM 网络上增加 GGSN 和 SGSN 来实现的，GGSN 和 SGSN 分别表示 GPRS 网关支持节点和 GPRS 服务支持节点。
GPRS 网络分为无线接入和核心网络两个部分，无线接入部分是在移动台（MS）与基站子系统（BSS）之间传输数据，核心网络在 BSS 与标准数据通信网边界网关之间中继传输数据。按 GSM 规范提出的基本结构，BSS 由两个基本部分组成：通过无连接口与移动台一侧相连的基站收、发信机（BTS）和与交换机一侧相连的基站控制器（BSC）。
GSN 是 GPRS 网络中最重要的网络节点。GSN 具有移动路由管理功能，它可以连接各种类型的数据网络，并可以连到 GPRS 寄存器。GSN 可以完成移动台和各种数据网络之间的数据传送和格式转换。GSN 可以是一种类似于路由器的独立设备，也可以与 GSM 中的 MSC 集成在一起。
GSN 有两种类型：一种为 SGSN（Serving GSN，服务 GSN），另一种为 GGSN（Gateway GSN，网关 GSN），SGSN 的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和 GGSN 之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN 主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如 ISDN、PSPDN 和 LAN 等。有的文献中，把 GGSN 称为 GPRS 路由器。GGSN 可以把 GSM 网中的 GPRS 分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的 TCP/IP 或 X.25 网络。
另外，有的厂商提出了 GR（GSM Register，GPRS 数据库）的概念。GR 类似于 GSM 中的 HLR，是 GPRS 业务数据库。它可以独立存在，也可以和 HLR 共存，由服务器或程控交换机实现。GR 这个名称在 ETSI 的建议中没有专门提及。
GPRS 工作原理
GPRS 网络的工作原理体现在它的分组数据路由传输和传输协议模式上，用户通讯数据通过串行或无线方式连接到 GPRS 终端上，然后 GPRS 终端与 GSM 基站通信，这种方式与电路交换式数据呼叫不同，GPRS 分组是从基站发送到 GPRS 服务支持节点（SGSN），而不是通过移动交换中心（MSC）连接到语音网络上。因此，SGSN 与 GPRS 网关支持节点（GGSN）进行通信，GGSN 对分组数据进行相应的处理后，再发送到目的网络，如 Internet 或 X.25 网络。
如图 1 所示，其具体的数据传输流程分为四步：
第一步：用户设备通过串行接口向 GPRS 终端传输数据；
第二步：经过处理后的 GPRS 分组数据发送到 GSM 基站；
第三步：分组数据经 GSM 基站的 SGSN 封装后，然后发送到 GPRS 骨干网；
第四步：在 GPRS 网关支持节点 GGSN 对 SGSN 分组数据进行相应的处理后，再发送到目的网络移动台（MS），和 GPRS 之间的分层传输协议模型主要由 GTP LLC 和 RLC 协议构成，Um 接口是 GSM 的空中接口，Um 接口上的通信协议有 5 层，自下而上依次为物理层、MAC 层、 LLC 层、SNDC 层和网络层，RLC/MAC 为无线链路控制、媒质接入控制层，LLC 层为逻辑链路控制层，GTP 是将用户数据及信令用隧道技术在 GPRS 网络 GSN 节点之间传送。
GPRS 协议模型
Um 接口是 GSM 的空中接口。Um 接口上的通信协议有 5 层，自下而上依次为物理层、MAC Medium Access Control）层、LLC（Logical Link Control）层、SNDC（Sub network Dependant Convergence）层和网络层。
Um 接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。GSM 空中接口的载频带宽为 20OkHz，一个载频分为 8 个物理信道。如果 8 个物理信道都分配为传送 GPRS 数据，则原始数据速率可达 20Okb/s。考虑前向纠错码的开销，则最终的数据速率可达 164kb/s 左右。
MAC 为媒质接入控制层。MAC 的主要作用是定义和分配空中接口的 GPRS 逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动台共享。GPRS 的逻辑信道共有 3 类，分别是公共控制信道、分组业务信道和 GPRS 广播信道。公共控制信道用来传送数据通信的控制信令，具体又分为寻呼和应答等信道。分组业务信道用来传送分组数据。广播信道则是用来给移动台发送网络信息。
LLC 层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程 HDLC 的无线链路协议。LLC 层负责在高层 SNDC 层的 SNDC 数据单元上形成 LLC 地址、帧字段，从而生成完整的 LLC 帧。另外，LLC 可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制。
BSS 中的 LLR 层是逻辑链路传递层。这一层负责转送 MS 和 SGSN 之间的 LLC 帧。LLR 层对于 SNDC 数据单元来说是透明的，即不负责处理 SNDC 数据。SNDC 被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定 TCP/IP 地址和加密方式。在 SNDC 层，移动台和 SGSN 之间传送的数据被分割为一个或多个 SNDC 数据包单元。SNDC 数据包单元生成后被放置到 LLC 帧内。
网络层的协议目前主要是 Phase 1 阶段提供的 TCP/IP 和 L25 协议。TCP/IP 和 X.25 协议对于传统的 GSM 网络设备（如 BSS 和 NSS 等设备）是透明的。
在 GPRS 网络传输中，常用的有两种传输协议，即 TCP 和用户数据报协议 UDP 它们都是使用 IP 作为网络层协议，每组数据都通过端系统和每个中间路由器中的 IP 层在互联网中进行传输 TCP 主要负责把应用程序交给它的数据分成合适的小块然后再交给下面的网络层 确认接收到的分组 设置发送最后确认分组的超时时钟等，是为两台主机提供高可靠性的数据通信。
UDP 协议与 TCP 协议最大的不同表现在数据传输的可靠性上，UDP 协议是一种不可靠的或最尽力的协议，它本身不提供可靠的数据传输，但并不意味着在 UDP 协议之上就不能有可靠的数据传输 在网络传输中使用 UDP 协议的应用程序要负责实施重传 过滤多余信息等等 如果一个 UDP 包在传输过程中丢失或者损坏，需要引起发送数据的应用程序注意才行 TCP 协议和 UDP 协议各有优势，工业监控系统中究竟是采用 TCP 协议还是 UDP 协议，可以根据实际条件和技术水平来综合考虑。
GPRS 连接过程详解
MS 在附着过程中，通过 BSC 系统的 PCU 模块进行接入控制和信道分配，通过 SGSN 和 HLR 进行鉴权管理，并从 HLR 中获得用户的签约信息，最终在 MS、HLR 与 SGSN 内部形成有关用户的移动管理信息，此时 MS 通过 HLR 系统完成鉴权，位置更新等过程，最后由 HLR 通过 GR 接口信令向 SGSN 发送鉴权三元组，完成附着。
当 MS 完成附着后，它将在 RLC/MAC 层使用 TLLI 作为身份标识，这时 MS 进入 READY 状态，并在 MS 和 SGSN 中建立起 MM 上下文，之后 MS 才可以发起 PDP 上下文激活过程，在这个时刻以前的所有过程的成功与否均与 PDP 没有关系。即是用户在附着过程中，主要涉及无线系统、如 PCU、无线信道、SGSN 和 HLR 等业务单元，而与 GGSN 无关。
PDP 激活作为 GPRS 通信过程中第二个重要的过程，在该过程中涉及中 DNS 号段解析、DHCP 地址分配、radius 认证过程等重要过程。当 PDP 激活成功后，手机可以获得 IP 地址，系统开始形成计费话单，用户将进入通信前的临界状态。
PDP 上下文包含与某个 APN 相关的地址映射以及路由信息。目前在我省主要的 APN 应用由 WAP、NET 以及今后的行业 VPDN 应用，这些特定的应用均有相对应的 IP 地址网段、路由信息与之相匹配。MS 通过激活 PDP 上下文得到 GGSN 系统分配的动态 IP 地址后完成数据接入工作。所以 MS 能否正常从 GGSN 系统获得 IP 地址是 PDP 成功激活的关键所在。
DNS 系统解析是否成功直接关系到 PDP 激活是否成功。
GPRS 通信全过程包含 ATTACH 和 PDP 两个子过程。
GPRS 的应用 --TCP/IP/PPP
实际上 GPRS DTU 上实现的是协议栈是 TCP/IP Over PPP。
每一次 GSM 模块拨 ATD99**1# 之后其实都在采用 PPP 协议和移动的接入设备（一般是移动公司的一台特殊的 GGSN 路由器）进行握手，当 PPP 协议握手成功后，GSM 模块都会获得一个动态 IP 地址。一般来说，每一次 GSM 模块下线后（挂断连接或者直接断电后）在重新进行拨号和 PPP 握手后取得的动态 IP 地址都是不一样的。但是移动公司可以通过为客户开通特定的 APN 和发行特殊的 SIM 卡，使得用这张 SIM 卡获得的动态 IP 地址每一次都不变。也就是说可以做到 SIM 卡和 IP 地址绑定。
在采用公网的 Apn（“cmnet”）的条件下，如果我们用 GSM 模块主动向公网上的一个静态公网 IP 地址发起 TCP 连接，只要这个公网上的机器确实有侦听相应的端口，这样是可以连上的; 但是相反地，如果是由公网上的静态 IP 向 GSM 模块动态获得的 IP 地址主动发起的 TCP 连接将不会成功。这个现象的原因是：实际上 GSM 模块获得的动态 IP 地址是移动的一个特殊的内部网段上的地址，这个特殊内部网段里的地址如果要和外部网（公网）的地址进行 TCP 通信，必须通过一个类似于 TCP 代理（或者 NAT）的设备进行通信的转发。换句话说，这个动态地址对于网络上的其他机器来说是不可访问的。
确定一条 TCP 连接有 4 个要素，这 4 个要素是双方的 IP 地址和双方的 TCP 端口号。在使用 TCP 协议进行数据通信时，必须要经过三个阶段，第一个阶段是连接建立阶段，第二个阶段是数据收发阶段，第三个阶段是连接释放阶段。
GPRS 相关 AT 指令集
GPRS 指令
AT+CGATT=1 // 返回 OK，附着网络
AT+CGACT=1,1 // 激活网络，之后就可以使用 tcpip 的指令了
TCP/IP 指令
AT+CIPSTART="TCP","121.41.97.28",60000 // 连接 TCPIP 服务器
AT+CIPSEND=20 // 返回 >, 就可以输入要发送的内容 20 表示有 20 个字节
AT+CIPCLOSE // 关闭 TCPIP 连接
+CIPRCV:5,12345 // 收到服务器返回的 5 个字节
多路 TCP/IP 连接指令
AT+CGDCONT=1,"IP","cmnet" // 设置 PDP 参数
AT+CGACT=1,1 // 激活 PDP
AT+CIPSTATUS? // 查询 ip 连接情况，共有 8 路，实际最多支持同时开 4 路 tcpip 连接
AT+CIPCLOSE // 关闭该链路
AT+CIPMUX? // 查询是否开启多连接
AT+CIPMUX=1 // 开启多链接
AT+CGPADDR // 显示 PDP 地址
ATD99**1# // 请求 GPRS 服务
GPRS 网络优势
GPRS 技术可以令您在任何时间、任何地点都能快速方便地实现连接网络，同时费用又很合理。简单地说：速度上去了，内容丰富了，应用增加了，而费用却更加合理。
1） 永远在线性
2） 支持 IP 协议和 X.25 协议
3） 支持多种数据应用
4） 资源利用率高（分组交换的传输方式）
5） 移动和分布的灵活性
6） 按流量收费
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