GPRS技术原理
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发布时间：2022-05-09 19:20
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时间：2023-10-14 20:08
GPRS的英文全称是：“General Packet Radio Service”（译作“通用分组无线服务”），它是利用“包交换”（Packet－Switched）的概念发展起来的一套无线传输方式。所谓“包交换”就是将Data封装成许多独立的封包，再将这些封包一一传送出去，形式上有点类似邮局中的寄包裹。其作用在于只有当有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对广大用户来说是较合理的计费方式，因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。
GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。在现有的GSM网络中需增加一些节点，如GGSN（Gateway GPRS Supporting Node，GPRS网关支持节点）和SGSN（ Serving GSN，GPRS服务支持节点），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可以完成移动终端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设备，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终端的当前位置信息，并且在移动终端和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。国外有些资料甚至将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。
GPRS工作时，通过路由管理来进行寻址和建立数据连接，而GPRS的路由管理表现在以下三方面：移动终端发送数据的路由建立；移动终端接收数据的路由建立；以及移动终端处于漫游时数据路由的建立。
对于第一种情况，当移动终端产生了一个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帧通过空中接口送到GSM网络中移动终端所处的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终端时，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送给移动终端所在的SGSN上,GSN把PDU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终端。
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必须要经过归属地的GGSN，然后送到用户A端。
GPRS的主要特点
相对原来GSM的电路交换数据传送方式，GPRS采用分组交换技术。由于使用“分组”技术，用户上网可以免受掉线的麻烦。此外，使用GPRS上网的方法与WAP不同， 用WAP上网就如在家中上网，先“拨号连接”，而上网后便不能同时使用该电话线，但GPRS则较优越，下载资料和通话可以同时进行。
从技术上来说，声音的传送（即通话）继续使用GSM，而数据的传送则使用GPRS，就把移动电话的应用提升到一个更高层次，而且不需重新组网，十分经济。GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件、在Internet上浏览等。使用GPRS，数据可实现分组发送和接受，这意味着用户总是在线且按流量计费，降低了服务成本。
GPRS的最大优势在于数据传输速度不是WAP所能比拟的。目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒9.6K字节，GPRS手机在今年初推出时已达到56Kbps的传输速度，到现在更是达到了115Kbps（此速度是常用56k modem理想速率的两倍）。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Internet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它用户使用，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，而不像普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网。
GPRS的协议模型
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（Media Access Control)层、LLG（Logical Link Control）层、SNDC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200KHZ，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200Kbps。考虑前向纠错码的开销，则最终的数据速率可达164kbps左右；MAC为媒质访问控制层。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终端共享；LLG层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程HDLG的无线链路协议；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TCP／IP地址和加密方式；网络层的协议目前主要是Phasel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、NSS等设备）是透明的。
GPRS的应用范围
GPRS是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输业务，在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS可以提供系列交互式业务服务：
1、点对点面向连接的数据业务。为两个用户或者多个用户之间发送多分组的业务，该业务要求有建立连接、数据传送以及连接释放等工作程序。
2、单点对多点业务。根据某个业务请求者的要求，把单一信息传送给多个用户。该业务又可以分为点对多点多信道广播业务、点对多点群呼业务和IP多点传播业务。
3、点对点无连接型网络业务。各个数据分组彼此互相独立，用户之间的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序，分组的传送没有逻辑连接，分组的交付没有确认保护，是由IP协议支持的业务。
GPRS除了提供点对点、点对多点的数据业务外，还能支持用户终端业务、补充业务、 GSM短消息业务和各种GPRS电信业务。
热心网友
时间：2023-10-14 20:09
SGSN为移动台提供移动性管理、路由选择等服务，在功能上相当于传统 GSM系统中的MSC/VLR。 GGSN用于接入外部数据网。在上述接口中， Gs、Gc是可选接口。
GPRS系统是通过七号信令(Gc、 Gd、 Gf、Gr、 Gs)与 GSM网络的 NSS部分相连，其它接口和参考点是通过 PLMN骨干网内(Gn)、PLMN骨干网间(Gp)与外部网(Gi)实现互联。
Gb接口：SGSN和 SSS间的接口。该接口既传送信令又传输话务信息。这个接口通过基于帧中继(Frame Relay)的网络服务(Necwork Services)提供流量控制；
Gc接口；GGSN和 HLR区间的接口。只有通过该可选的接口才可以完成网络发起的进程激活，这时通过 GGSN可以获得 MS的位置信息。规范中还定义了 proxy GSN的使用，它被用实现 GTP到 MAP间的协议转换，这样可以避免在 GGSN中实现 MAP；
Gd接口：SMS—GMSC和 SGSN间的接口，及SMS—IWMSC和 SGSN间的接口。通过 Gd接口可以提高 SMS服务的使用效率(MAP)；
Gf接口：SGSN和 GIR间的接口。Gf给SGSN提供接入设备获得设备信息的接口；
Gn接口：同干一PLMN和两个 GSN间的接口。 Gn提供数据和信令接口，在基于 IP的骨干网中 Gn(及 Gp)接口使用GPRS通道协议(GTP)：
Gp接口：不同 PLMN和两个 GSN间的接口。 Gp接口的功能与 Gn相似，它同时还提供 BG、防火墙以及不同 PLMN间互联的功能，如：安全，路由等；
Gr接口：SGSN和 HLR间的接口。 Gr给 SGSN提供接入 HLR并获得用户信息的接口，该 HLR可以属于不同PLMN(MAP)；
Gs接口：SGSN和 MSC间的接口。通过该可选接口，SGSN可以向 MSC发送位置信息数据或者接收来自 MSC的寻呼信息， Gs接口可以大大改善无线资源的使用效率以及合并的 GSM／GPRS网络资源。该接口使用 BSSAP十协议；
Um接口：MS和 GPRS固定网络间的接口。它通过 MS接入 GPRS的接口，
Gi接口 GGSN和外部网络的接口。通过该接口， GPRS与外部网络相连。由于 GPRS可以支持各种各样的数据网络，故 Gi不是标准接口，而只是一参考点；
R接口：终端设备和移动终端的接口参考点。该点将终端设备与移动台相连，如通过便携电脑与 GSM手机相连。该参考点满足 ITU—TV．24／V．28、PCMGIA PC—Card、IrDA标准，也能兼容新的接口标准如 USB、Bluetooth等。
