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1、GPRS 分组交换通信技术分组交换通信技术GPRS 经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。它通过利用 GSM 网络中未使用的 TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS 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。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
2、，而持续与网络连接。GPRS 分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据报头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。由于数据业务在绝大多数情况下都表现出一种突发性的业务特点，对信道带宽的需求变化较大，因此采用分组方式进行数据传送将能够更好地利用信道资源。例如一个进行 WWW 浏览的用户，大部
3、分时间处于浏览状态，而真正用于数据传送的时间只占很小比例。这种情况下若采用固定占用信道的方式，将会造成较大的资源浪费。图 1 是基于分组的通信过程示意图。图 1 分组通信示意图在 GPRS 系统中采用的就是分组通信技术，用户在数据通信过程并不固定占用无线信道，因此对信道资源能够更合理地应用。在 GSM 移动通信的发展路标中，GPRS 是移动业务和分组业务相结合的第一步，也是采用 GSM 技术体制的第二代移动通信技术向第三代移动通信技术发展的重要里程碑GPRS 网络结构网络结构GPRS 网络引入了分组交换和分组传输的概念，这样使得 GSM 网络对数据业务的支持从网络体系上得到了加强。图 2 和图
4、 3 从不同的角度上给出了 GPRS 网络的组成示意图。GPRS 其实是叠加在现有的 GSM 网络的另一网络，GPRS 网络在原有的 GSM 网络的基础上增加了 SGSN（服务 GPRS 支持节点）、GGSN（网关 GPRS 支持节点）等功能实体。GPRS 共用现有的 GSM 网络的 BSS 系统，但要对软硬件进行相应的更新；同时GPRS 和 GSM 网络各实体的接口必须作相应的界定；另外，移动台则要求提供对 GPRS业务的支持。GPRS 支持通过 GGSN 实现的和 PSPDN 的互联，接口协议可以是 X.75 或者是 X.25，同时 GPRS 还支持和 IP 网络的直接互联。图 2-3 G
5、PRS 网络结构图 2-4 GPRS 网络组成SGSN：服务：服务 GPRS 支持节点支持节点SGSN 为 MS 提供服务，和 MSC/VLR/EIR 配合完成移动性管理功能，包括漫游、登记、切换、鉴权等，对逻辑链路进行管理，包括逻辑链路的建立、维护和释放，对无线资源进行管理。SGSN 为 MS 主叫或被叫提供管理功能，完成分组数据的转发，地址翻译，加密及压缩功能。SGSN 能完成 Gb 接口 SNDCP、LLC 和 Gn 接口 IP 协议间的转换。GGSN：网关：网关 GPRS 支持节点支持节点网关 GPRS 支持节点实际上就是网关或路由器，它提供 GPRS 和公共分组数据网以X.25 或
6、X.75 协议互联，也支持 GPRS 和其它 GPRS 的互联。GGSN 和 SGSN 一样都具有 IP 地址，GGSN 和 SGSN一起完成了 GPRS 的路由功能。网关 GPRS 支持节点支持 X.121 编址方案和 IP 协议，可以 IP 协议接入 internet，也可以接入 ISDN 网。BSS：基站系统，包括 BSC 和 BTS 基站系统除具有完成原话音需求所具备的功能外，尚要求具备和 SGSN 间的 Gb 接口，对多时隙捆绑分配的信道管理功能，对分组逻辑信道的管理功能。RNS：类似于 BSS，3G 网络中的无线网部分，包括 NodeB 和 RNCGb 接口：SGSN 和 BSS
7、间接口通过该接口 SGSN 完成移动性管理、无线资源管理、逻辑链路管理及分组数据呼叫转发管理功能。关于该接口的结构见后描述。我司无该接口的协议。ups 接口：SGSN 和 RNS 间的接口(Iups)ucs 接口：MSC/VLR 和 RNS 间的接口Gs 接口：MSC/VLR 和 SGSN 间接口Gs 接口采用 7 号信令 MAP 方式。SGSN 通过 GS 接口和 MSC 配合完成对 MS 的移动性管理功能，SGSN 传送位置信息到 MSC，接收从 MSC 来的寻呼信息。Gr 接口：SGSN 和 HLR 间接口Gr 接口采用 7 号信令 MAP 方式。SGSN 通过 Gr 接口从 HLR 取
8、得关于 MS 的数据，HLR 保存 GPRS 用户数据和路由信息，当 HLR 中数据有变动时，也将通过SGSN，SGSN 会进行相关的处理。Gd：SMS_GMSC、SMS_INMSC 和 SGSN 间接口。通过该接口，SGSN 能接收短消息，并将它转发给 MS、SGSN 和短消息业务中心GMSC，通过 Gd 接口配合完成在 GPRS 上的短消息业务。Gn：GRPS 支持节点间接口。即 SGSN 间、GGSN 间、SGSN 和 GGSN 间接口，该接口采用 TCP/IP 协议。Gp：GPRS 网间接口。不同 GPRS 网间采用 Gp 接口互连联，由网关和防火墙组成。Gi：GPRS 和分组网接口。
9、GPRS 通过 Gi 接口以 X.25、X.75 或 IP 协议和各种公众分组网实现互联。GPRS 协议栈协议栈GPRS 协议规程体现了无线和网络相结合的特征。其中既包含类似局域网技术中的逻辑链路控制 LLC 子层和媒体接入控制 MAC 子层，又包含 RLC 和 BSSGP 等新引入的特定规程。并且各种网络单元所包含的协议层次也有所不同，如 PCU 中规程体系与无线接入相关，GGSN 中规程体系完全与数据应用相关，而 SGSN 规程体系则涉及两个方面，它既要连接 PCU 进行无线系统和用户管理，又要连接 GGSN 进行数据单元的传送。SGSN 的PCU 侧的 Gb 接口上采用帧中继规程，与 G
10、GSN 侧的 Gn 接口上则采用 TCP/IP 规程，SGSN 中协议低层部分，如 NS 和 BSSGP 层与无线管理相关，高层部分，如 LLC 和SNDCP 则与数据管理相关。由 GPRS 系统的端到端之间的应用协议结构可知，GPRS 网络是存在于应用层之下的承载网络，它用于以承载 IP 或 X.25 等数据业务。由于 GPRS 本身采用 IP 数据网络结构，所以基于 GPRS 网络的 IP 应用规程结构可理解为两层 IP 结构，即应用级的 IP 协议以及采用 IP 协议的 GPRS 系统本身。GPRS 分为传输面和控制面两个方面。传输面为提供用户信息传送及其相关信息传送控制过程（如流量控制
11、，错误检测和恢复等）的分层规程。控制面则包括控制和支持用户面功能的规程，如分组域网络接入连接控制（附着与去激活过程），网络接入连接特性（PDP 上下文激活和去激活），网络接入连接的路由选择（用户移动性支持），网络资源的设定控制等。GPRS 网络接口网络接口GPRS 系统中存在各种不同的接口种类，如图 3.9 所示。GPRS 接口涉及帧中继规程、七号信令协议、IP 协议等不同规程种类，内容非常多。以下分别予以简单介绍。 Gb 接口Gb 链路提供 BSS 与 SGSN 之间的连接，用以传送小区管理和路由区切换信息，并进行 MS 与 SGSN 之间的数据传送。 Gr 接口Gr 接口指 GPRS 系统
12、中 SGSN 与 HLR 之间的接口，用于传送 MS 的加密信息，鉴权信息和用户数据库信息等。Gr 接口采用 CCS7 规程，应用层采用 MAP 协议。 Gn/Gp 接口如图 3.13 所示，Gn 是同一个 PLMN 内部 GSN 之间的接口，Gp 是不同 PLMN 中GSN 之间的接口，Gn 与 Gp 接口都采用基于 IP 的 GTP 协议规程，提供协议规程数据包在 GSN 结点间通过 GTP 隧道协议传送的机制。Gn 接口一般支持域内静态或动态路由协议，而 Gp 接口由于经由 PLMN 之间路由传送，所以它必须支持域间路由协议，如边界网关协议 BGP。GTP 规程仅在 SGSN 与 GGS
13、N 之间实现，其他系统单元不涉及 GTP 规程的处理。 Gi 接口Gi 接口是 GPRS 网络与外部数据网络的接口点，它可以采用 X.25 协议、x.75 协议或IP 协议等接口方式。其中与 IP 接口方式。在 IP 网络中，子网的链接一般通过路由器进行。因此，外部 IP 网认为 GGSN 就是一台路由器，他们之间可跟据客户需要考虑采用何种 IP路由协议。另外，根据协议和 IP 网络的基本要求，可由运营商在 Gi 接口上配置防火墙，进行数据和网络安全性管理；配置域名服务器进行域名解析；配置动态地址服务器进行 MS 地址的分配；配置 Radius 服务器进行用户接入鉴权等。 Gs 接口Gs 接口
14、为 SGSN 与 MAC 之间的接口，在 Gs 接口存在的情况下，MS 可通过 SGSN进行 IMSI/GPRS 联合附着、LA/RA 联合更新，并采用寻呼协调通过 SGSN 进行 GPRS 附着用户的电路寻呼，从而降低系统无线资源的利用，减少系统信令链路负荷，有效提高网络性能。 Ga 接口SGSN/GGSN 与计费网关 CG 之间的接口是用于传送计费信息，它采用类似 GTP 的GTP 协议（如图）。GPRS 的特点的特点1.应用上的特点应用上的特点目前，用手机上网还显得有些不尽人意。因此，全面的解决方法 GPRS 也就这样应运而生了，这项全新技术可以令您在任何时间、任何地点都能快速方便地实现
15、连接，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)高速数据传输速度 10 倍于 GSM，还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件，可谓不一般的巨大进步。(2)永远在线由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫连接)，因而您随时都可与网络保持联系，举个例子，若无 GPRS 的支持，当您正在网上漫游，而此时恰有电话接入，大部分情况下您不得不断线后接通来电，通话完毕后重新拨号上网。这对大多数人来说，的确是件非常令人恼火的事。而有了 GPRS，您就能轻而易举地解决这个冲突。(3)仅按数据流量计费即根据您传输的数据量(如：网上下载信息
16、时)来计费，而不是按上网时间计费也就是说，只要不进行数据传输，哪怕您一直“在线”，也无需付费。做个“打电话”的比方，在使用GSM+WAP 手机上网时，就好比电话接通便开始计费；而使用 GPRS+WAP 上网则要合理得多，就像电话接通并不收费，只有对话时才计算费用。总之，它真正体现了少用少付费的原则。2.技术上的特点技术上的特点数据实现分组发送和接收，按流量计费；56115Kbps 的传输速度.GPRS 的应用，迟些还会配合 Bluetooth(蓝牙技术)的发展。到时，数码相机加了bluetooth，就可以马上通过手机，把像片传送到遥远的地方，也不过一刻钟的时间，够酷吧，这个日子将距离我们不远了。3.GPRS 与与 GSM 比较中表现出的特点比较中表现出的特点相对于 GSM 的 9.6kbps 的访问速度而言，GPRS 拥有 171.2kbps 的访问速度；在连接建立时间方面，GSM 需要 10-30 秒，而 GPRS 只需要极短的时间就可以访问到相关请求；而对于费用而言，GSM 是按连接时间计费的，而 GPRS 只需要按数据流量计费；GPRS 对于网络资源的利用率而
