GPRS入门知识

GPRS入门知识

一、GPRS简介

GPRS—General Packet Radio Service，GPRS为通用分组无线业务的简称，是欧洲电信协会GSM系统中有关分组数据所规定的标准。GPRS具有充分利用现有的网络、资源利用率高、始终在线、传输速率高、资费合理等特点。

目前世界上有大约10亿普通电话用户，3亿无线通信用户和1亿互联网用户。世界电信业的发展趋势是无线语音业务的发展速度超过普通电话业务，两者间在不断融合。未来的网络将是一个有线、无线和互联网三者合一的数字化的全球网络。其覆盖将超越一切地理障碍，使信息无处不在。预计2005年将10亿无线互联网用户，中国的互联网用户数将从现在的2千万增加到2003年的6千万。GPRS 是目前阶段解决移动通信信息服务的一种较完美、即将从应用实验到正式推广的业务。

与GSM CSD业务不同的是，GPRS业务将以数据流量计费，而GSM CSD业务则以时间计费，GPRS这一计费方式更适应数据通信的特点。此外，GPRS业务的速度较GSM CSD业务也将有很大提高，GPRS可提供高达115kb／s的传输速率(最高值为171.2kb／s),下一代GPRS业务的速度可以达到384Kbit/s。

GPRS一个较大的优势是能够充分利用现有的GSM网，可以使运营商在全国范围内推出此项业务。相信在数年内，通过便携式电脑，GPRS用户能以与ISDN 用户一样快的速度上网浏览，同时也使一些对传输速率敏感的移动多媒体应用成为可能。

GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率。同时，用户只需按数据通信量付费，而无需对整个链路占用期间付费。实际上，GPRS用户可能连接的时间长达数小时，却只需支付相对低廉的连接费用，可使用户的使用费用大大降低。

GPRS通信模块就是为使用GPRS服务而开发的无线通信终端设备。可应用到下列系统集成中：远程数据监测系统、远程控制系统、自动售货系统、无线定位系统、门禁保安系统、物质管理系统等。

二、GPRS特点

GPRS，通用无线分组业务是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。GPRS充分利用共享无线信道，采用IP Over PPP 实现数据终端的高速、远程接入。作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术（2.5G），GPRS在许多方面都具有显著的优势。

GPRS有下列特点：

1、可充分利用现有资源—中国移动全国范围的电信网络--GSM，方便、快速、低建设成本地为用户数据终端提供远程接入网络的部署；

2、传输速率高，GPRS数据传输速度可达到57.6Kbps，最高可达到115Kbps—170Kbps，完全可以满足用户应用的需求，下一代GPRS业务的速度可以达到384Kbit/s；

3、接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均为两秒；

4、提供实时在线功能“alwaysonline”，用户将始终处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速；

5、按流量计费，GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上也是不收费的。

GPRS业务，具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势，特别适合于频发小数据量的实时传输,因而GPRS 业务在某些行业上有特殊的应用。

三、GPRS系统结构

GSM已发展到了Phase 2+阶段，这一阶段的核心问题就是高速移动数据通信。近年来，越来越多的GSM网络运营商引入移动数据业务，不仅使GSM网络实现无线互联网功能，而且积累无线多媒体业务运营经验，为向第三代移动通信网络的过渡作好准备。

GSM移动数据业务主要分为电路型数据业务和分组型数据业务。GSM第一阶段提供的9.6kbps以下数据业务及Phase2+阶段提出的HSCSD都属于电路型数据业务。Phase 2+阶段提出的GPRS，则属于分组型数据业务。后者相对于前者具有很显著的优越性.

GPRS网是在GSM电话网的基础上增加以下功能实体构成的： SGSN（服务GPRS支持节点）、GGSN（网关GPRS支持节点）、PTMSC（点对多点服务中心）；共用GSM基站但基站要进行软件更新；采用新的GPRS移动台；GPRS要增加新的移动性管理程序；通过路由器实现GPRS骨干网互联；GSM网络系统要进行软件更新和增加新的MAP信令和GPRS信令等。GPRS骨干网的逻辑结构如图1所示。

图1 GPRS骨干网的逻辑结构图

GPRS网上增加了一些接口，主要包括：

Gb口：SGSN通过Gb口与基站BSS相联，为移动台MS服务。通过逻辑控制协议LLC，建立SGSN与MS之间的连接，提供移动性管理（位置跟踪）和安全管理功能。SGSN完成MS和SGSN之间的协议转换，即骨干网使用的IP 协议转换成SNDCP和LLC协议，并提供MS鉴权和登记功能。

Gn口：SGSN通过Gn口和GGSN相联，通过GPRS隧道协议（GTP）建立SGSN和外部数据网（X.25或IP）之间的通道，实现MS和外部数据网的互联。

Gs口：用于SGSN向MSC/VLR发送地址信息，并从MSC/VLR接收寻呼请求，实现分组型业务和非分组型业务的关联。

Gr口：HLR保存GPRS用户数据和路由信息（IMSI、SGSN地址），每个IMSI 还包含分组数据协议PDP信息，包括PDP类型（X.25或IP）、PDP地址及其QoS 等级以及路由信息。

Gi口：GGSN通过Gi口实现GPRS网和外部数据网（PDP）的互联。GGSN 实际上是两个互联网网关，GPRS本身属于IP领域网络，Gi口支持X.25和IP 协议。从PDN网看GGSN，GGSN可看作是一个路由器连到PDN网。GGSN包含用于连接GPRS用户的路由信息，为外部数据网的PDU送到MS提供通道。通过GGSN与GPRS网互联的分组数据网PDN，可以是PSPDN网，这时，GPRS 支持ITU-T X.121和ITU-T E.164编号方案，提供X.25虚电路及对X.25快速选择，还支持网间的X.75协议连接；也可以是Internet网，基于IP协议，在IP数据报传输方式中，GPRS支持TCP/IP头的压缩功能。

四、GPRS业务及应用

到目前为止,移动通信对非话音通信的需求仍处于初期阶段，根据预测今后每年全球 GSM网上传送的移动数据量将实现4O%-50%的增长率。目前主要是短消息业务量，到 2005年，移动用户的数据业务量占总的移动业务量的2O%-3O%，这给GPRS的发展带来了良好的市场机遇。另一方面，Internet网上业务大量出现，如天气预报、新闻、股票交易、电子商务等，而WAP业务的推出,更使人们感觉到除了移动终端因素外，GSM支持的数据速率是制约手机网上作业的一大瓶颈。而且GPRS是在GSM系统上叠加实现数据业务的一种模式，使得运营商可以保护投资，延续GSM的寿命。

未来的发展方向将是在 GSM以话音为基础的运营模式上，以终端客户为核心，把具有增值意义的业务和应用加到GSM上来,如简单信息和远程数据查询、信息接入、高质量的多媒体、广播业务及纵向的应用等。其中80%-90％的业务都可以在现在的GSM网上通过GPRS实现，其突出的特点是多个用户可以共享一个信道，可以充分利用网络资源，可以按照用户的需要来提供带宽，大幅度提高数据传输速率。

4.1. 业务特点及种类

GPRS网为移动数据用户主要提供突发性数据业务，能快速建立连接，无建链时延。GPRS特别适用于频繁传送小数据量的应用和非频繁传送大量数据。GPRS除能提供PTP（点对点）和PTM（点对多点）数据业务外，还能支持补充业务和短信息业务。

GPRS网提供的承载业务：