|
GPRS技术及其发展（林勇）<1>
一、简介
随着数字蜂窝网络GSM在全球的广泛应用和人们对无线数据应用的迫切需求，GSM系统的分
组交换无线数据业务GPRS（General PacketRadio Server）也逐渐推广普及。GPRS是采用分组
交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源，它对数据流量的处理是进行分组传送，
所需的网络接入时间短，费率计算又是以传送的数据量为依据，固此它有着传统的电路交换所
不可比拟的优势。目前市场上，爱立信、诺基亚、阿尔卡特、华为等GPRS厂商都已经陆续开发
出了相应的产品，一旦投入商用，GPRS可提供的理论峰值接入速率为171.2kbit/s，从而可以
实现以较快的速率在GSM网络上传送综合的数据、语音和视频图像业务。
二、GPRS的体系结构
1．GPRS网络是在基于现有的GSM网络中增加GPRS支持节点GSN（GPRSsupporting Node）来
实现的。
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，并且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。对移动用户来说，GPRS网络可看作是一个具有无线接入能
力的数据网（如因特网）的子网，除电话号码以纠，GPRS系统还将引入IP地址。
GSN有两种：一种是SGSN（ServingGPRS Supporting Node，服务GPRS支持节点），另一种
是GGSN（GatewayGPRS SupportingNode，网关GPRS支持节点）。SGSN的主要作用是跟踪。记录
支持分组交换数据业务的移动终端的当前位置，同时执行安全保障职能和接入控制功能，完成
移动终端和GGSN之间移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它是GPRS和外部分
组交换数据网络的接口节点，负责提供路由寻址的地址，这样才能使传送的数据单元到达移动
终端或使移动终端发出的数据到达目的地。GGSN可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PS
PDN和LAN等。它可以把GSM网络中的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。SGSN和GGSN之间使用IP通过GPRS骨干网络相连接。
除此之外，GPRS系统中还有用于计费的计费网关（Charge Gateway）用于跟其它PLMN网相
连的边缘网关BG（Border Gateway）以及防火墙（Firewall）等等。
2．GPRS网络结构中还引入了一些新的网络接口：
（1）Gb，SGSN与基站于系统 BSS之间的接口，传送GSM无线网络部分与GPRS部分之间的数
据与信令，其重要性类似于GSM网络中的A接口；
（2）Gc，GGSN与归属位置寄存器HLR之间的接口，是一个可选用的接口；
（3）Gr，SGSN与归属位置寄存器HLR之间的接口，SGSN通过此接口获取HLR中的用户信息；
（4）Gf，SGSN与设备识别寄存器EIR之间的接口，SGSN通过此接口获取EIR中的设备信息
多；
（5）GS，SGSN与移动交换机MSC
之间的接口，通过这个可选接口，SGSN向MSC发送移动用户的位置信息，同时接收MSC的寻呼请
求，采用此接口可以大大提高GSM／GPRS混合网络的无线与网络资源的利用率；
（6）Gn，同一移动网内两个GSN之间的数据与信令接口，在此接口中采用了GPRS隧道协议
GTP（GPRSTunneling Protocol）．
（7）GP，不同移动网中两个GSN之间的接口，功能类似于Gn接口。但它还通过防火墙
（Firewall）和边缘网关（BG）同时提供了不同移动网之间网络互连所需具备的功能；如安全
性和路由功能；
（8）Um，移动终端与GPRS网络部分之间的空中接口，与现有GSM网络的空中接口基本一样，
仅引入一些GPRS所特有的变化；
（9）Gi和R是两个参考点，而不是唯一的标准接口。GPRS系统可通过Gi与外部各种数据网
相连；各种数字终端设备（TE）可经由R与移动终端（MT）相连；其物理接口可以是ITU－T
V.24／V.28或PCMCAPC卡等标准。
三、GPRS的技术标准
1．欧洲电信标准协会特别移动小组（ETSISMG）负责制订GPRS标准。GPRS采用分阶段实施
的方法。GPRS第一阶段的标准化工作已于 1998年完成，第二阶段的标准规范目前还在进一步完
善；我国国内相应的GPRS标准亦在制订之中。
2．对于大量具有突发性的分组数据通信。基于分组交换的GPRS技术则有明显的技术优势，
表现在：
（1）始终在城、按流量计费一移动数据用户可以始终保持与IP网或其他数据网的连接，快
速实现数据通信。并且按实际数据通信的流量未付费而不象基于电路交换的HSCSD那样不仅建立
数据通信信道需要时间，而且要按通信时长未付费；
（2）共享信道、频率利用率高一一GPRS采用四种信道编码方案以支持不同的数据传输速率，
若干个 GPRS用户还可共享一个无线信道。而一个移动数据用户也可同时利用多个信道，因此GP
RS用户的实际数据通信速率十分灵活；可以低于100bPS，也可以高于100kbPS。如果以后采用
GSM上的增强数据速率EDGE或宽带码分多址WCDMA技术，改变GSM现有的无线调制方式为SPSK／OAM
或DSCDMA，则可以实现300kbPS至2MbPS的数据通信速率，达到第三代移动通信系统的通信速率要
求；GPRS移动用户甚至还具备上、下行不对称的数据通信能力，系统完全可以动态地分配无线信
道资源给分组数据用户和话音用户，而不象基于电路交换的HSCSD那样数据用户独占信道资源。
因此；GPRS技术可以大大提高无线信道的利用率，尤其是可以充分利用那些可能仅在忙时才用得
上的无线信道资源，可由此提供更多的增值业务，取得更大的经济效益。
|