GPRS相关资料

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GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service）的简称，它突破了GSM网只
能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改
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
。
　　 GPRS(General Packet Radio Service)是一种以全球手机系统（GSM)为基础的数据传
输技术，可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，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的另一个特点，就是其传输速率可提升至56甚至114Kbps。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。如此，使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上（VRN）的使用者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。

GPRS (General Packet Radio Service) 通用分组无线业务 GPRS (General Packet Radi
o Service)是一种基于包的无线通讯服务。它将使得通讯速率从56一直上升到114Kbps，并
且支持计算机和移动用户的持续连接。较高的数据吞吐能力使得可以使用手持设备和笔记
本电脑电脑进行电视会议和多媒体页面以及类似的应用。GPRS是基于Global System for
Mobile(GSM)，并且能完成现有的一些服务，例如：蜂窝电话电路交换（circuit-switche
d）连接和短消息服务(SMS)。
　　在理论上，GPRS包服务的花费将比电路交换服务所花的费用要少。信道是共享使用的
，是需要的时候才有包产生。那么比专用的连接要节省很多资源。它将使得为用户提供应
用服务更加简单。因为以往为了适应终端设备的缓慢速度而增加的缓冲中间件(middlewar
e)已经没有必要了。一旦GPRS成为现实，移动用户就可以随时访问自己的虚拟专用网络(V
PN)，而不是每次都需要拨号上网。
　　GPRS将完善Bluetooth技术(成为一种标准，代替现有的有线和无线连接技术)。另外对
于Internet协议(IP), GPRS支持X.25（一种基于包的协议，主要在欧洲地区广泛应用）。
GPRS要逐渐迈向高性能数据GSM环境(Enhanced Data GSM Environment,EDGE)和通用移动电
话服务(Universal Mobile Telephone Service,UMTS)。
　　GPRS有什么优点?
　　相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有"高速
"和"永远在线"的优点。
　　1)极速传送，移动新干线
　　电路交换数据业务，速率为每秒9.6K比特，因此电路交换数据业务(简称CSD)与GPRS的
关系就象是9.6K 猫和33.6K、56K猫的区别一样，GPRS的最高速率可达每秒115K比特。
　　2)永远在线、轻松方便、我行我速
　　除了速度上的优势，GPRS还有"永远在线"的特点，即用户随时与网络保持联系 举个例
子，用户访问互联网时，点击一个超级链接，手机就在无线信道上发送和接受数据，主页
下载到本地后，没有数据传送，手机就进入一种"准休眠"状态，手机释放所用的无线频道
给其他用户使用，这时网络与用户之间还保持一种逻辑上的连接，当用户再次点击，手机
立即向网络请求无线频道用来传送数据，而不象普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才
能上网冲浪。

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股务。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／8.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。
　　■要实现GPRS网络，需要在传统的GSM网络中引入新的网络接口和通信协议。目前GPR
S网络引入GSN（GPRS Surporting Node）节点。移动台则必须是GPRS移动台或GPRS／GSM双
模移动台。
　　■根据欧洲ETSI的GSM第2＋阶段的建议，GPRS分为两个发展阶段（即Phase 1和Phase
2）。
　　GPRS的Phase l阶段将能支持下列功能和业务：
　　TCP／IP和X.25业务
　　全新的GPRS空中接口加密技
　　GPRS附加业务
　　增强型的短信业务（E一SMs）
　　GPRS分组数据计费功能，即根据数据量而采取计费上述功能业务中最显著的是TCP／I
P和X.25功能。GSM网络可以通过TCP／IP和X.25为用户提供电子邮件、WWW浏览、专用数据
、LAN接入等业务。
　　GPRS Phase 2阶段的规范尚在制订之中，它将能提供更多的新功能和新业务。


■GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。在现有的GSM网络中需要增加一些节点，如
GGSN（Gateway GPRS Supporting Node，网关GPRS支持节点）和SGSN（Serving GSN，服务
GPRS支持节点）。
　　■GPRS网络参考模型如图1所示。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又备，
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（GSMRegister，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网络结构中还引入了下列新的网络接口：
　　Gn，GSN主干网接口，用于各种GSN之间
　　Gb，BSS和sGsN之间的接口。
　　Gr，SGSN和HLR之间的接口。
　　Gp，不同的GSM网络（不同的PLMN）之间的接口。
　　Gs，SGSN和MSC之间的接口。


■移动台（MS）和SGSN之间的GPRS分层协议模型如图2所示。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 Mdium Access Control）层、
LLC（Logical Link Control）层、SNDC（Subnetwork 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。L
LC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TC
P／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SND
C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 l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。

■GPRS的路由管理是指GPRS网络如何进行寻址和建立数据传送路由。GPRS的路由管理表现
在以下3个方面：移动台发送数据的路由建立；移动台接收数据的路由建立；以及移动台处
于漫游时数据路由的建立。
　　■对于第一种情况，如图3中的路径1所示。当移动台产生了一个PDU（分组数据单元）
，这个PDU经过SNDC层处理，称为SNDC数据单元。然后经过LLC层处理为LLC郑通过空中接口
送到GSM网络中移动台所处的SGSN。SGSN把数据送到GGSN。GGSN把收到的消息进行解装处理
，转换为可在公用数据网中传送的格式（如PSPDN的PDU），最终送给公用数据网的用户。
为了提高传输效率，并保证数据传输的安全，可以对空中接口上的数据做压缩和加密处理
。
　　■在第二种情况中，一个公用数据网用户传送数据到移动台。首先通过数据网的标准
协议建立数据网和GGSN之间的路由。数据网用户发出的数据单元（如PSPDN中的PDU），通
过建立好的路由把数据单元PDU送给GGSN。而GGSN再把PDU送给移动台所在的SGSN上GSN把P
DU封装成SNDC数据单元，再经过LLC层处理为LLC帧单元，最终通过空中接口送给移动台。

　　■第三种情况是一个数据网用户传送数据给一个正在漫游的移动用户。这种情况下的
数据传送路由如图3的路由3所示。其数据必须要经过归属地的GGSN，然后送到移动用户A。
空中按口的信道构成 GPRS空中接口的信道构成如下：
　　■PDTCH（Pachet Data Traffic Channe1），分组数据业务信道。这种信道用来传送
空中接口的GPRS分组数据。
　　■PPCH（Packet Paging Channe1），分组寻呼信道PPCH用来寻呼GPRS被叫用户。
　　■PRACH（Packet Randem Access Channel），分组随机接入信道。GPRS用户通过PRA
CH向基站发出信道请求。
　　■PAGCH（Packet Access Grant Channel），分组接人应答信道。PAGCH是一种应答信
道，对PRACH作出应答。
　　■PACCH（Packet Asscrchted Control Channel），分组随路控制信道。这种信道用
来传送实现GPRS数据业务的信令。

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