一、GPRS概述
1、GPRS的概念
通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS，General Packet Radio Service），是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接，為移動(dòng)用戶提供無(wú)線分組業(yè)務(wù)。
ETSI早期開(kāi)發(fā)GSM系統(tǒng)時(shí)，主要為移動(dòng)用戶提供話音業(yè)務(wù)，只能使用專用信道利用電路交換的方式，為用戶提供最高為9.6kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，這個(gè)速率為移動(dòng)用戶提供暢游互聯(lián)網(wǎng)的連接幾乎是不可能的。于是ETSI早在1993年就提出了在GSM上開(kāi)通分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）的設(shè)想，1997年GPRS的標(biāo)準(zhǔn)化工作取得重大進(jìn)展，且分三階段逐步完成了GPRS的全部標(biāo)準(zhǔn)化工作。
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通俗地講，GPRS是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以“分組”的形式傳送信息到用戶終端上。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過(guò)渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。GPRS系統(tǒng)可使達(dá)到56kbit/s的傳輸速度以上，有的更是達(dá)到了115kbit/s。這樣的數(shù)據(jù)傳輸速率移動(dòng)用戶上網(wǎng)可以免受斷線的痛苦。此時(shí)，聲音的傳送（即通話）繼續(xù)使用GSM系統(tǒng)，而數(shù)據(jù)的傳送便可使用GPRS系統(tǒng)，這樣的話，就把數(shù)字蜂窩移動(dòng)電話的應(yīng)用提升到一個(gè)更高的層次。
2、GPRS與WAP技術(shù)
在ETSI開(kāi)發(fā)GPRS的同時(shí)，曾出現(xiàn)了無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）技術(shù)，它是由WAP論壇開(kāi)發(fā)的，同樣是解決移動(dòng)用戶接入Internet的一個(gè)技術(shù)。但兩者的根本區(qū)別在于，WAP技術(shù)仍然承載是電路交換（CSD）方式，而GPRS是以分組交換的方式。另外，WAP是一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，WAP獨(dú)立于底層的承載網(wǎng)絡(luò)，WAP可用于GSM CSD系統(tǒng)，也可以使用GPRS/EDGE系統(tǒng)中。
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二、GPRS的體系結(jié)構(gòu)
1、GPRS系統(tǒng)的構(gòu)成
由于GPRS系統(tǒng)是基于GSM系統(tǒng)，因此它可以共用GSM系統(tǒng)的相關(guān)子系統(tǒng)，如基站子系統(tǒng)（BSS）及相關(guān)網(wǎng)元，如VLR、HLR等。因此，根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1105，就GPRS交換系統(tǒng)本身而言，是由服務(wù)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)（SGSN，Service GPRS support node）、網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)（GGSN，Gateway GPRS support node）、計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)(CG，Charging Gateway)、邊界網(wǎng)關(guān)(BG，Border gateway)及域名服務(wù)器（DNS）等組成。GPRS系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示；其相關(guān)網(wǎng)元實(shí)體的功能如下表2-1所示。
圖2-1：GPRS系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖
表2-1：GPRS系統(tǒng)網(wǎng)元的功能
SGSN和GGSN可以獨(dú)立設(shè)置，也可以合設(shè)。同一PLMN中的GSN之間通過(guò)Gn接口進(jìn)行通信，不同PLMN中的SGSN和GGSN通過(guò)Gp進(jìn)行通信。SGSN與MSC/VLR之間的Gs接口是可選接口，用于SGSN與MSC/VLR配合實(shí)現(xiàn)諸如聯(lián)合位置更新、經(jīng)由GPRS進(jìn)行CS尋呼等功能。CG也可以嵌入GSN中。HLR、MSC/VLR、SMS-GMSC/SMS-IWMSC必須經(jīng)過(guò)功能擴(kuò)展以支持GPRS。
2、GPRS系統(tǒng)的接口
根據(jù)圖2-1，可以看出，GPRS系統(tǒng)網(wǎng)元間、及GPRS系統(tǒng)網(wǎng)元與GSM系統(tǒng)的網(wǎng)元間都定義了標(biāo)準(zhǔn)接口。具體接口的種類、名稱與定義詳見(jiàn)下表2-2。在我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1105-2001《900/1800MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng) 通信網(wǎng)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)設(shè)備技術(shù)規(guī)范：交換子系統(tǒng)》中給出了這些接口的協(xié)議規(guī)范。
表2-2：GPRS系統(tǒng)的接口種類和定義
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三、GPRS提供的業(yè)務(wù)
1、業(yè)務(wù)的種類
GPRS網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)分組承載平臺(tái)提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)承載業(yè)務(wù)，在此基礎(chǔ)上可支持多種電信業(yè)務(wù)與應(yīng)用。它分為承載業(yè)務(wù)、電信業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)四類。每大類的具體細(xì)分類詳見(jiàn)下表3-1中。
表3-1：GPRS系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)種類
2、業(yè)務(wù)的質(zhì)量（QoS）
GPRS設(shè)備應(yīng)提供其可支持的QoS等級(jí)或采取的QoS控制機(jī)制。GSN設(shè)備應(yīng)對(duì)不同的用戶提供靈活的QoS服務(wù)機(jī)制，并在簽約時(shí)確定其QoS等級(jí)。QoS控制參數(shù)如下表3-2所示。
表3-2：GPRS業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)
四、GSM系統(tǒng)引入GPRS系統(tǒng)的組網(wǎng)
1、分組控制單元（PCU）
GSM系統(tǒng)引入GPRS系統(tǒng)的組網(wǎng)時(shí)，HLR、MSC/VLR、SMS-GMSC/SMS-IWMSC必須經(jīng)過(guò)功能擴(kuò)展以支持GPRS。在支持 GPRS業(yè)務(wù)時(shí)，在GSM系統(tǒng)的基站子系統(tǒng)（BSS）需要增加新硬件設(shè)備-分組控制單元（PCU，Packet control unit）。PCU主要完成RLC/MAC（無(wú)線鏈路控制/媒體接入控制）功能和與Gb接口的轉(zhuǎn)換。根據(jù)PCU的位置的不同，GPRS基站子系統(tǒng)有如圖4-1所示的3種結(jié)構(gòu)；3種結(jié)構(gòu)的釋義匯總于下表4-1中。
圖4-1：GPRS的BSS結(jié)構(gòu)
表4-1：GPRS的3個(gè)BSS結(jié)構(gòu)釋義
為保證原有A接口和Abis接口的傳輸利用率，在采用結(jié)構(gòu)B和結(jié)構(gòu)C的PCU方式時(shí)，PCU可提供電路業(yè)務(wù)的交叉連接功能，以便分組業(yè)務(wù)與電路業(yè)務(wù)復(fù)用A接口PCM。
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2、Gb接口
由圖2-1和圖4-1可以看出，Gb接口是BSS和SGSN之間的接口，用于交換信令信息和用戶數(shù)據(jù)。與A接口相比，Gb接口允許多個(gè)用戶復(fù)用在同一個(gè)物理信道上，而不是讓一個(gè)用戶在通話期間占用一個(gè)專用的物理信道。另外，GPRS的信令和用戶數(shù)據(jù)是在相同的物理信道上發(fā)送的，不需要為信令程序分配專用物理資源。用戶的接入速率不受限制，可以從零直到最大可用的帶寬（如一個(gè)E1）。我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1106給出了Gb接口的規(guī)范要求。
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另外，我國(guó)通信行業(yè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 5104對(duì)GPRS系統(tǒng)的核心網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)的組網(wǎng)建網(wǎng)做出了具體的規(guī)范要求。
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