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伴隨著移動通信與因特網(wǎng)的飛速發(fā)展，移動互聯(lián)幾乎成為一段時間以來整個通信業(yè)發(fā)展的主旋律和主要推動力，成了移動通信發(fā)展的趨勢。在這種情況下，許多應用越來越取決于移動數(shù)據(jù)是否能高速接入。市場的需求轉化為開發(fā)商們的動力，于是各種移動高速接入被不斷地開發(fā)出來。
作為2代的技術，GSM最初提高的數(shù)據(jù)業(yè)務只能采用電路交換方式，傳輸速率9.6Kbps（可支持V4.2協(xié)議），這遠遠不能滿足人們的需求。為此GSM PHASE2+規(guī)范中增加了HSCSD和GPRS的新型數(shù)據(jù)業(yè)務，用戶分配到的時隙不是一個，而是最多可到8個時隙。HSCSD的全稱是高速電路電路交換數(shù)據(jù)，HSCSD則是GSM環(huán)境中最終發(fā)展的電路交換資料，它通過采用新的信道編碼方式，使每信道速率從9.6Kbps提高到14.4Kbps，在不壓縮的情況下最高可達到57.6Kbit/s，系統(tǒng)主要通過軟件升級實現(xiàn)HSCSD功能。中國現(xiàn)在基本上已經放棄了HSCSD的發(fā)展。
GPRS是對GSM技術的進一步開發(fā)，它使采用GSM標準的網(wǎng)絡具有利用分組技術提供高速數(shù)據(jù)的能力，一些新應用以往在GSM上是不能用的，采用GPRS后將成為可能。它具有更有吸引力的無線Internet接入，從而為參予Internet的大發(fā)展敞開了大門。GPRS的產生彌補了GSM原來在數(shù)據(jù)能力上的不足，使GSM引入了目前先進的分組技術，提供了即時連接和高通過率，GPRS非常適合于電子郵件或Internet存取等“爆發(fā)性”資料應用。由于第三代移動通信也是采用的分組技術，所以采用GPRS的網(wǎng)絡可以擁有第三代移動通信的能力，因此國際上普遍把采用GPRS視為GSM系統(tǒng)從2G向3G過渡的重要途徑之一，采用了GPRS技術的GSM網(wǎng)絡被稱為2.5G網(wǎng)絡。
總之，GPRS的出現(xiàn)使GSM網(wǎng)絡能夠提供較高的數(shù)據(jù)傳送速率，并且用戶可以長時間附著網(wǎng)上，同時費用又與時間無關，而只同傳送的數(shù)據(jù)量有關�？梢哉f使經營商和用戶的Internet接入發(fā)生了革命性的變化。
2 GPRS系統(tǒng)結構
GPRS（General Packet Radio Service）全稱為通用分組無線業(yè)務，它可以以最高達171Kbps的傳輸速率實現(xiàn)端對端的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務，即將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按一定的長度分組，然后把來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)分組在信道上交織地進行傳輸。
GPRS系統(tǒng)有三個主要功能實體，分別是GGSN、SGSN、PCU，其中SGSN與GGSN同屬于GSN，它是GPRS網(wǎng)絡中最重要的網(wǎng)絡節(jié)點。GSN具有移動路由管理功能，它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，并可以連到GPRS寄存器。GSN主要作用是完成移動臺和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉換。GSN在物理上可以是一種類似于路由器的獨立設備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。
SGSN稱為服務GPRS支持節(jié)點，主要作用是記錄移動臺的當前位置信息，進行移動性管理、尋呼、加密、數(shù)據(jù)壓縮、通話量測試，并且提供到PCU和GGSN間接口Gb、Gn，在移動臺和GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
GGSN稱為網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點，主要是起網(wǎng)關作用，提供SGSN和PDN（Packet Data Network）之間的接口Gn、Gi，通過SGSN有關MS路徑的路由信息進行位置更新。它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接，如ISDN、PSPDN和LAN等，因此也稱GGSN為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCP/IP或X.25網(wǎng)絡。
PCU稱為分組控制單元、錯誤發(fā)送檢測和自動重發(fā)。PCU使GSM系統(tǒng)在無線上初步具有了分組傳輸?shù)哪芰Α?br /> 這三部分的功能實體需要在系統(tǒng)中增加硬件，除此之外還需要對原有GSM網(wǎng)絡的MSC/VLR、HLR、BSC和BTS進行軟件升級，此時的GSM網(wǎng)絡才算基本完成了從2G到2.5G的過渡。
除了原有的GSM規(guī)范中具有的接口，GPRS系統(tǒng)中還引入下列新的網(wǎng)絡接口：
Gn，GSN主干網(wǎng)接口，用于各種GSM之間。
Gb，BSS和SGSN之間的接口。
Gr，SGSN和HLR之間的接口。
Gp，不同的GSM網(wǎng)絡之間的接口。
Gs，SGSN和MSC之間的接口。
3 GPRS的無線資源
GPRS是疊加在GSM網(wǎng)絡上的，因此它可以充分利用GSM網(wǎng)絡的資源，包括無線資源。
在無線信道的分配上，在一個小區(qū)內GPRS的PDTCH可以和GSM電路交換業(yè)務的信道共存。網(wǎng)絡的基站子系統(tǒng)BSS可提供無線資源的動態(tài)分配，通過對業(yè)務資源進行監(jiān)視，當GPRS業(yè)務繁忙且電路交換業(yè)務空閑時，BSS將一定數(shù)量的TCH信道轉換為PDTCH；當GPRS業(yè)務空閑時，BSS將一定數(shù)量的PDCH轉換為TCH，從而允許運莒者根據(jù)需要分配電路和分組業(yè)務的無線資源，保證了采用了GPRS的GSM網(wǎng)絡能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務。
GSPS無線信道邏輯上分為兩大類，見表一：
| 信道類型 | 信道名稱 | 邏輯信道 | MS/BSS間方向 |
| 業(yè)務信道 | 分組數(shù)據(jù)信道 | PDTCH | 雙向 |
| 控制信道 | 分組公共信道 | PBCCH | BSS向MS |
| PRACH | MS向BSS | ||
| PAGCH | BSS向MS | ||
| PPCH | BSS向MS | ||
| 分組獨立控制信道 | PACCH | 雙向 | |
| PTCCH | 雙向 |
PDTCH用于數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送，相當于語音業(yè)務中的話音信道，一個手機可以同時使用多個PDTCH，一個PDTCH也可以為多個手機服務。
PBCCH是對GPRS手機的廣播信道，相當于GSM中的BCCH；PPCH用于向手機發(fā)送尋呼信息響應，并給手機請求一個或多個PDTCH；PAGCH用于給手機分配一個或多個PDTCH。
PACCH總是和PDTCH一起分配給手機使用，它可以將功率控制、確認等信令信息傳送給特定的手機；PTCCH用于GPRS手機的定時同步。
在GPRS業(yè)量不大的情況下，GPRS邏輯信道一般采用PDTCH+PACCH+PTCCH組合，允許GPRS與電路業(yè)務共用BCCH和CCCH。隨著業(yè)務量的增大，GPRS邏輯信道可以按以下方式組合到物理信道上：
i）PBCCH+PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH
ii）PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH
GPRS規(guī)范中定義了4種信道編碼方式，它們是CS-1--GS-4，其數(shù)據(jù)速率分別為9.05kB/S，13.4kb/s，15.6Kb/s，21.4Kb/s。在GPRS傳送過程中，網(wǎng)絡能夠根據(jù)監(jiān)視和測量的結果，動態(tài)地選擇信道編碼方式，以達到最大的無線吞吐量。由于GPRS允許一個用戶同時可以獲得最多8個PDTCH的服務，因此在理想環(huán)境下，該用戶可以得到最高21.4kb/s*8=171.2kb/s的速率。由于規(guī)范制訂和產品開發(fā)的原因，目前商用的GPRS系統(tǒng)均采用CS-1和CS-2編碼方式，而且一般建設初期，每個小區(qū)只提供少量的PDCH，例如3-4個，因此提供的速率不會特別高。
4 GPRS系統(tǒng)的特點
GPRS是一個采用分組傳輸技術的業(yè)務平臺，即支持TCP/IP協(xié)議也支持X.25協(xié)議，幾乎可以支持除交互式多媒體業(yè)務以外的所有數(shù)據(jù)應用業(yè)務，其特點如下：
1）雙向兼容性
GPRS系統(tǒng)采用開放式結構，向GSM反向兼容。這從它在定義無線邏輯信道上可以看出，當小區(qū)的PCCCH和PBCCH無效或沒有使用，GPRS手機可以通過GSM的CCCH、BCCH來獲得服務。
同時，由于在無線部分采用分組方式傳送數(shù)據(jù)，使現(xiàn)有的電路交換型的GSM網(wǎng)可以向分組交換網(wǎng)過渡，最終成為3G系統(tǒng)。
2）合理分配資源
GPRS允許手機長時間附著網(wǎng)上，從而大大節(jié)省了用戶接入時間，但這也對系統(tǒng)提出了合理分配資源的問題，這方面GPRS還是解決得比較成功的。
傳統(tǒng)GSM在通話接續(xù)過程中要為手機分配固定信道，直至通信結束。而GPRS系統(tǒng)中，系統(tǒng)只在數(shù)據(jù)傳送時申請分配信道，數(shù)據(jù)傳送完畢立刻釋放信道，因此節(jié)約了對寶貴的無線信道的占用，使突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務可以更好的利用資源。
3）傳輸速率高：
GPRS支持4種編碼方式（CS-1、CS-2、CS-3 、CS-4），并采用附加虛擬時隙技術，使多用戶共享一時隙的多時隙合并傳輸技術，使得現(xiàn)有GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率可從9.6Kbps提高到171.2Kbps。
4）接入速度快：
GPRS核心網(wǎng)本身是一個分組型數(shù)據(jù)網(wǎng)，支持IP協(xié)議，因此可與其它分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（如Internet網(wǎng)）進行無縫、直接連接，能很快建立呼叫，不用像電路型業(yè)務那樣需要等待，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務。
5）可永久連接：
由于分組型傳輸不占信道，因此用戶可以長時間保持與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接，而不必進行頻繁的連接和斷開操作，真正實現(xiàn)“永遠在線，永遠連接”。
6）計費手段提高：
由于采用了分組交換技術，并且吸取了過去電路交換時數(shù)據(jù)業(yè)務只能按時長計費的弱點，GPRS被設計成可以采用按流量計費。從而節(jié)省用戶上網(wǎng)費用，大大推動了無線移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展。
分組的環(huán)境能夠提供靈活的計費方式，一些GPRS運用較早的運營者就提出了按內容計費，按時延計費，甚至可以采取廣告計費的方式。這些方式的可實現(xiàn)性大大拓展了用戶和運營者的選擇余地。
7）豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務：
GPRS可根據(jù)應用的類型和網(wǎng)絡資源的實際情況、網(wǎng)絡質量，靈活選擇服務質量參數(shù)，支持4種QOs，能實現(xiàn)話音資源和數(shù)據(jù)資源的動態(tài)分配，能從低速到高速實現(xiàn)Internet所能提供的一切業(yè)務。除能提供點對點、點對多點、補充業(yè)務和增強型短消息業(yè)務，還能提供VPN業(yè)務，真正實現(xiàn)移動辦公功能。
綜上所述，GPRS作為第二代向第三代的過渡技術，是使用最廣的能夠解決移動通信與IP結合的技術方案，它可以充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡，使運營商在GSM全網(wǎng)范圍內推出移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務。中國移動作為世界上用戶最多的移動運營商之一，目前正積極引入GPRS，一期工程已經完成，二期工程也在啟動，隨著GPRS在中國的推廣應用，中國的移動用戶必將得到更全面、更先進的服務。
CHINA通信網(wǎng)組稿
