GPRS技術(shù)及其發(fā)展（林勇）<1>

GPRS技術(shù)及其發(fā)展（林勇）<1>
一、簡介
    隨著數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)GSM在全球的廣泛應(yīng)用和人們對無線數(shù)據(jù)應(yīng)用的迫切需求，GSM系統(tǒng)的分
組交換無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)GPRS（General PacketRadio Server）也逐漸推廣普及。GPRS是采用分組
交換技術(shù)，它可以讓多個用戶共享某些固定的信道資源，它對數(shù)據(jù)流量的處理是進行分組傳送，
所需的網(wǎng)絡(luò)接入時間短，費率計算又是以傳送的數(shù)據(jù)量為依據(jù)，固此它有著傳統(tǒng)的電路交換所
不可比擬的優(yōu)勢。目前市場上，愛立信、諾基亞、阿爾卡特、華為等GPRS廠商都已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)
出了相應(yīng)的產(chǎn)品，一旦投入商用，GPRS可提供的理論峰值接入速率為171.2kbit/s，從而可以
實現(xiàn)以較快的速率在GSM網(wǎng)絡(luò)上傳送綜合的數(shù)據(jù)、語音和視頻圖像業(yè)務(wù)。
二、GPRS的體系結(jié)構(gòu)
    1．GPRS網(wǎng)絡(luò)是在基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中增加GPRS支持節(jié)點GSN（GPRSsupporting Node）來
實現(xiàn)的。
    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(luò)，并且完成移動終端和各種數(shù)
據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉(zhuǎn)換。對移動用戶來說，GPRS網(wǎng)絡(luò)可看作是一個具有無線接入能
力的數(shù)據(jù)網(wǎng)（如因特網(wǎng)）的子網(wǎng)，除電話號碼以糾，GPRS系統(tǒng)還將引入IP地址。
    GSN有兩種：一種是SGSN（ServingGPRS Supporting Node，服務(wù)GPRS支持節(jié)點），另一種
是GGSN（GatewayGPRS SupportingNode，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點）。SGSN的主要作用是跟蹤。記錄
支持分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動終端的當(dāng)前位置，同時執(zhí)行安全保障職能和接入控制功能，完成
移動終端和GGSN之間移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它是GPRS和外部分
組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口節(jié)點，負(fù)責(zé)提供路由尋址的地址，這樣才能使傳送的數(shù)據(jù)單元到達移動
終端或使移動終端發(fā)出的數(shù)據(jù)到達目的地。GGSN可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如ISDN、PS
PDN和LAN等。它可以把GSM網(wǎng)絡(luò)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)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(luò)。SGSN和GGSN之間使用IP通過GPRS骨干網(wǎng)絡(luò)相連接。
    除此之外，GPRS系統(tǒng)中還有用于計費的計費網(wǎng)關(guān)（Charge Gateway）用于跟其它PLMN網(wǎng)相
連的邊緣網(wǎng)關(guān)BG（Border Gateway）以及防火墻（Firewall）等等。
    2．GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中還引入了一些新的網(wǎng)絡(luò)接口：
    （1）Gb，SGSN與基站于系統(tǒng)  BSS之間的接口，傳送GSM無線網(wǎng)絡(luò)部分與GPRS部分之間的數(shù)
據(jù)與信令，其重要性類似于GSM網(wǎng)絡(luò)中的A接口；
    （2）Gc，GGSN與歸屬位置寄存器HLR之間的接口，是一個可選用的接口；
    （3）Gr，SGSN與歸屬位置寄存器HLR之間的接口，SGSN通過此接口獲取HLR中的用戶信息；
    （4）Gf，SGSN與設(shè)備識別寄存器EIR之間的接口，SGSN通過此接口獲取EIR中的設(shè)備信息
多；
    （5）GS，SGSN與移動交換機MSC
之間的接口，通過這個可選接口，SGSN向MSC發(fā)送移動用戶的位置信息，同時接收MSC的尋呼請
求，采用此接口可以大大提高GSM／GPRS混合網(wǎng)絡(luò)的無線與網(wǎng)絡(luò)資源的利用率；
    （6）Gn，同一移動網(wǎng)內(nèi)兩個GSN之間的數(shù)據(jù)與信令接口，在此接口中采用了GPRS隧道協(xié)議
GTP（GPRSTunneling Protocol）．
    （7）GP，不同移動網(wǎng)中兩個GSN之間的接口，功能類似于Gn接口。但它還通過防火墻
（Firewall）和邊緣網(wǎng)關(guān)（BG）同時提供了不同移動網(wǎng)之間網(wǎng)絡(luò)互連所需具備的功能；如安全
性和路由功能；
    （8）Um，移動終端與GPRS網(wǎng)絡(luò)部分之間的空中接口，與現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的空中接口基本一樣，
僅引入一些GPRS所特有的變化；
    （9）Gi和R是兩個參考點，而不是唯一的標(biāo)準(zhǔn)接口。GPRS系統(tǒng)可通過Gi與外部各種數(shù)據(jù)網(wǎng)
相連；各種數(shù)字終端設(shè)備（TE）可經(jīng)由R與移動終端（MT）相連；其物理接口可以是ITU－T 
V.24／V.28或PCMCAPC卡等標(biāo)準(zhǔn)。
三、GPRS的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
    1．歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會特別移動小組（ETSISMG）負(fù)責(zé)制訂GPRS標(biāo)準(zhǔn)。GPRS采用分階段實施
的方法。GPRS第一階段的標(biāo)準(zhǔn)化工作已于 1998年完成，第二階段的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范目前還在進一步完
善；我國國內(nèi)相應(yīng)的GPRS標(biāo)準(zhǔn)亦在制訂之中。
    2．對于大量具有突發(fā)性的分組數(shù)據(jù)通信�；�于分組交換的GPRS技術(shù)則有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，
表現(xiàn)在：
    （1）始終在城、按流量計費一移動數(shù)據(jù)用戶可以始終保持與IP網(wǎng)或其他數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接，快
速實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。并且按實際數(shù)據(jù)通信的流量未付費而不象基于電路交換的HSCSD那樣不僅建立
數(shù)據(jù)通信信道需要時間，而且要按通信時長未付費；
    （2）共享信道、頻率利用率高一一GPRS采用四種信道編碼方案以支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速率，
若干個 GPRS用戶還可共享一個無線信道。而一個移動數(shù)據(jù)用戶也可同時利用多個信道，因此GP
RS用戶的實際數(shù)據(jù)通信速率十分靈活；可以低于100bPS，也可以高于100kbPS。如果以后采用 
GSM上的增強數(shù)據(jù)速率EDGE或?qū)拵Тa分多址WCDMA技術(shù)，改變GSM現(xiàn)有的無線調(diào)制方式為SPSK／OAM
或DSCDMA，則可以實現(xiàn)300kbPS至2MbPS的數(shù)據(jù)通信速率，達到第三代移動通信系統(tǒng)的通信速率要
求；GPRS移動用戶甚至還具備上、下行不對稱的數(shù)據(jù)通信能力，系統(tǒng)完全可以動態(tài)地分配無線信
道資源給分組數(shù)據(jù)用戶和話音用戶，而不象基于電路交換的HSCSD那樣數(shù)據(jù)用戶獨占信道資源。
因此；GPRS技術(shù)可以大大提高無線信道的利用率，尤其是可以充分利用那些可能僅在忙時才用得
上的無線信道資源，可由此提供更多的增值業(yè)務(wù)，取得更大的經(jīng)濟效益。