2024年3月19日发(作者：)
GPRS的基本概念与简化模型
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GPRS的基本概念与简化模型（王树甲）一、引言 GSM系统的数据承载业务采用电路交换
方式，并利用ISDN的概念迂回地与PSTN、电路交换公用数据网（CSPDN）、分组交换公
用数据网（PSPDN）互连互通，互工作功能（IWF）十分复杂，没有得到广泛应用。 因特
网及其万维多的迅猛发展和广泛应用不仅打破了传统的数据传输业务，而且潜移默化地影响
着世界经济发展、人类社会进步以及人们的生活方式。鉴于这种形势， GSM系统的移动数
据业务转向分组交换方式，提出了GPRS和EGPRS的概念，以便与因特网互连互通，更有
效地利用无线资源和网络资源。 本文旨在介绍GPRS的基本概念、业务集合、简化模型以
及主要接口点和参数点，而不涉及GPRS网络分系统的复杂逻辑结构。这样，易于理解GPRS
MSs之间和GPRS MS与外部TEs之间的传输机制，便于了解向GPRS过渡的概念。二、
GPRS的基本概念 顾名思义，通用分组无线数据业务（GPRS）是以端对端的分组传输与交
换方式为用户提供的发送和接收高速数据、低速数据以及信令的多种业务集合。与电路传输
与交换方式相比，GPRS不仅能够经济有效地利用网络资源，而且能够优化利用更为稀缺的
无线资源。 GPRS的系统由无线分系统和网络分系统组成，两者之间严谨定义的界面可以
使其网络分系统为其它无线接入系统所利用。从逻辑机制方面来看，GPRS系统可以通过增
加两种网络节点在GSM结构基础上实现，即GPRS业务支持节点（SGSN）和GPRS网关
支持节点（GGSN）。同时，还有必要命名若干新的接口，以表明GPRS、GSM及其它外部
网络的各实体之间的逻辑关系。不难看出，GPRS网络分系统无需强行改变已建的GSM网
络和交换分系统，两者重叠，各司其职。 GPRS无线分系统与网络分系统之间的接口仍称
无线接口（Vm），但定义了新的GPRS 无线信道。这些信道的划分十分灵活：可以由每个
TDMA帧的1个时隙、2个时隙、……直至8个时隙组成8种不同速率的GPRS信道，各信
道均可由各在线用户共享；上行链路和下行链路可分别地划分为时隙数目不等的信道，满足
上下行流量不对称的数据业务；在话音业务和数据业务之间可以根据业务负荷加实际情况动
态共享无线资源；可以规定各种不同的无线信道编码方案，使每用户的比特速率在9kb/s至
150kb/s之间。 GPRS支持基于标准数据协议的各种应用，并规定了与ip网络和X.25网络
互连互通的功能。 GPRS定义了两种不同类型的承载业务，一是点对点（PTP）业务，二是
点对多点（PTM）。PTP可以包括检索业务，如从因特网的万维网下载数据文件；消息存储
转发业务和消息处理业务，如电子邮件、消息编辑和变换；双向实时通信业务，如因特网的
远程登录（Telnet）；远程监控业务，如信用卡确认、远程读表等。PTM可以包括消息发布
业务，如新闻、广告、天气预报等；调度业务、如出租车辆及其它公用服务的调度；实时会
议业务，如分散相关用户间的多方向通信；此外，PTM业务还可以附加地域选取和限制能
力，定期发送和重复发送能力。 顺便指出，增强的通用分组无线业务（EGPRS）的概念已
然提出，拟采用8相调制技术取代高斯泸波最小移频键控调制，进一步提高无线接口的速率，
预期可达384kb/s。 EGPRS可以提供GPRS的所有业务。显然，EGPRS需要建立自己的基
站，改变调制方式之举实质上是以降低系统功率。利用效率的代价换取更高的频谱利用效率，
对于移动通信而言，两者是矛盾的主要方面。三、GPRS移动台 GPRS MS可以工作在三种
工作方式之一，一方面取决于MS上网（attach）接入的业务集合，是仅为GPRS业务集合，
还是GPRS业务和其他GSM业务集合，另一方面取决于MS 同时工作在GPRS和其他GSM
业务的能力。三种工作方式为： A类工作方式：MS可以同时支持GPRS业务和其他GSM
业务，并在上网操作时接入两种业务集合； B类工作方式：MS可以同时监控GPRS和其
他GSM业务的控制信道，上网时接入两种业务集合，但同一时间只能工作在一种业务集合；
C类工作方式：MS只支持GPRS业务集合，上网时仅仅接入GRPS业务集合。 GPRS具有
与现用GSM等效的安全功能和特性。在GPRS业务支持节点（SGSN），按照与 GSM相同
的算法、密钥和判定准则实现鉴权和加密功能，GPRS也可以采用对分组数据传输优化的加
密算法。一个GPRS的移动设备（ME）可以用非认知GPRS SIM卡和认知GPRS SIM 卡接
入GPRS业务。 为了接入GPRS，MS（ME+SIM）应首先通过执行一次GPRS上网（attach）
操作将自己的出现告知网络。这一操作可以在MS和SGSN之间建立一条逻辑链路，从而使
MS能够在GPRS上传送短消息（SMS），经由SGSN发送寻呼以及得到来自GPRS数据的
通知。 为了发送和接收GPRS数据，MS应激活其所要使用的分组数据地址，这一操作将
该MS告知相关的GGSN，从而使之与外部数据网络的相互通信开始。 在MS与外部数据
网络之间用户数据是以透明方式传送的，所用的方法称之为封装和通道，即各数据分组用
GPRS特定的协议信息进行装配，并在MS和GGSN之间透明直通。这种透明传送方法降低
了对GPRS公用陆地移动网（PLMN）翻译外部数据协议的要求，并能在今后容易地引入新
增加的互连互通协议。此外，还能对用户数据进行压缩和保护，用重传协议（ARQ）保证
有效性和可靠性。 GPRS系统的MS可以自动地进行小区选择，或是由BS指令MS选择某
个小区。当MS重选另一个小区或称之为选路区的小区集合时，它会通知网络。GPRS与
GSM具有大体相同的小区选择和小区重选机制，但规定了适合分组数据业务小区选择和重
选的参数和指标要求。四、GPRS的接入接口与参考点 在无线分系统与网络分系统之间的
接口叫做无线接口（Vm），它是GPRS系统经由无线电路径向MS提供分组数据业务的网络
接口，MS的移动终端（MT）功能实体用于经由这一接口移动地接入GPRS业务集。 在
MS内的Rrp参考点是非ISDN数据终端设备（TE）与MT之间的参考点，它用于始发和终
接各种消息，通常支持标准的串行接口。 GPRS PLMNs之间的接口为Gp，它连接两个独
立的GPRS数据网络（GPRSnet1和GPRSnet2），支持在各合作运的GPRS PLMNs之间相互
提供跨区域的GPRS网络服务，提供GPRS业务集合，传送和交换分组数据消息。 在一个
GPRS PLMN与各固定分组数据网络（FPDNs）之间参考点为Girp，它可以连接几个不同的
外部FPDNs，诸如因特网、X.25网和帧中继网，分别采用相应的通信协议与各 FPDNs运
营商合作。不言而喻，凡PLMN支持GPRS业务集合，并在执行GPRS业务请求中涉及其
他网络的，都需要具有网络间的互工作功能（IWF），它们位于Girp参考点和Gp接口点。 各
GPRS MS按照网络运营商提供的寻址方案进行全球寻址：各GPRS TEs具有由网络运营商
分配的地址，各外部网络的TEs利用PLMN中的GPRS数据网络标识码（DNIC）对GPRS
TEs进行寻址。 综上所述，GPRS利用原有的GSM PLMN，增加若干支持GPRS业务的节
点（SGSNs和GGSNs），以及一些接口点和参考点，便可以经济地实现向GPRS网络分系
统的过渡。GPRS MS （ME+SIM+TE）可以支持多种工作方式，技术上没有困难，经济上
取决于生产批量。更可贵者，从GSM PLMN向（GSM+GPRS）PLMN过渡，可以保护GSM
系统的巨额投资，有利于各运营商，也有利于广大用户
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和GSM的最根本的差别是什么？答：GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一
种分组交换系统。
有什么好处？答：相对原来GSM的电路交换数据传送方式，GPRS是分
组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如转换”的好处。
1)实时在线“实时在线”，即用户随时和网络保持联系。例如，用户访问互连网时，
手机就在无线信道上发送和接受数据，就算没有数据传送，手机还一直和网络保持连接，不
仅能由用户侧发起数据传输，还能从网络侧随时启动push类业务，不像普通拨号上网那样
断线后还得重新拨号才能上网冲浪。
2）按量计费用户能一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没
有数据流量的传递时，用户即使挂在网上，也是不收费的。举个非常形象也非常意思的例子：
发呆是免费的。
3）快捷登录GPRS的用户一开机，就始终附着在GPRS网络上，每次使用时只
需一个激活的过程，一般只需要1～3秒的时间马上就能登录至互连网，而固定拨号方式接
入互连网需要拨号、验证用户名密码、登录服务器等过程，至少需要8～10秒甚至更长的
时间。
4）高速传输GPRS采用分组交换的技术，数据传输速率最高理论值能达
171.2kbps，但实际速度受到编码的限制和手机终端的限制，可能会有所不同。电路交换数
据业务，速率为9.6kbps，因此电路交换数据业务(简称CSD)和GPRS的关系就象是9.6K
Modem和33.6K、56K的Modem的差别相同。
5）自如转换GPRS还具有数据传输和话音传输可同时进行或转换进行的优势。也
就是说用户在用移动电话上网冲浪的同时，能接收语音电话。举个例子，原来的电话拨号上
网，接入之后就不能再打电话，也不能接电话，而GPRS就类似于固定电话的ISDN的概
念，电话上网两不误。
速度能达多少？理论支持的最高速率，怎么能真正实现？答：目前中国移
动通信公司建成的GPRS网络支持的理论最高速率为171.2kbps，他是在采用编码方式为
CS-4时，且无线环境良好、信道充足的情况下实现的。
GPRS在达到理论最高值171.2kbps时，已完万能支持一些多媒体图像传输业务
等对带宽需求较高的应用业务，但实际数据传输速率受网络编码方式和终端支持的因素影
响。目前用户的接入速度大概分成20k、40k、60k、115.2k几种等级。
接入时间有多长？答：GPRS手机一开机就能够附着到GPRS网络上，
即已和GPRS网络建立联系，附着的时间一般是3～5秒；使用GPRS数据业务时，需要
激活过程，一般是1～3秒，激活之后就已完全接入互连网了。
能否同时打电话同时上网？答：需要看手机的支持情况。GPRS手机分成
A、B、C三种等级: A类手机在进行语音通话的同时仍然能上网流览、收发E-mail等等，
即语音通话和数据传输能同时进行；B类和C类终端不能边打电话边进行数据传送，需要
在数据传送和语音电话之间进行转换，其中B类终端能自动转换，在打电话时将GPRS数
据传输暂时挂起，通话结束再继续进行数据传送。C类终端需要人工转换。市场上最常见的
是B类手机。
比WAP的技术优势怎么？答：现有的WAP的承载是电路交换（CSD）
方式，而GPRS是以分组交换的方式进行数据传输。实际上WAP本身和GPRS不具有可
比性，现有WAP上的内容在GPRS上面相同能浏览和应用，只不过GPRS使现有的CSD
方式的WAP更快、更方便、收费更合理，对WAP的服务内容也会由于网络的技术进步而
有较大的促进和改善。
会取代WAP吗？答：WAP目前用的是CSD(电路交换数据)的GSM数据
业务，以后WAP能使用GPRS这种新的GSM网络作为承载方式。
GPRS不会取代WAP，两者属于不同范畴，GPRS和目前的CSD方式的GSM数
据业务都是马路，WAP则是马路上的汽车，WAP目前行驶在两车道上，GPRS提高了数
据传送速度，是8车道，能说GPRS增强了WAP业务，现有WAP上的内容相同能通过
GPRS进行浏览和应用。
8.和GSM比较GPRS有何技术优势？答：GPRS是在GSM基础上发展起来的一
种分组交换的数据承载和传输方式，和原有的GSM比较，GPRS在数据业务的承载和支持
上具有非常明显的优势：更有效的利用无线网络信道资源，特别适合突发性、频繁的小流量
数据传输；支持的数据传输的速率更高，理论峰值达115kbps；计费方式更加灵活，能支持
按数据流量来进行计费；GPRS还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等等。
和WAP、HTTP的关系？答：我们能举个例子，两个用户用普通固定电
话、手机打电话，这里GPRS相当于是传送语音的电话线和电信网、WAP和HTTP相当于
是用户说的广东话或普通话，用户说的内容例如“吃饭了没有？”才是WAP和HTTP上传送
的具体内容。因此GPRS和WAP是不同范畴的概念。
EDGE的英文全称为EnhancedDataratefor GSM Evolution，中文含义为“改进数据率GSM服
务”， 它是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信市场的亮点，先后有美国的
CingularWireless和AT&TWireless、智利的TelefonicaMoviles、我国香港特区的CSL和泰国
的AIS开通了基于 EDGE的服务。与此同时，一些欧洲的移动运营商对EDGE也开始表现
出兴趣，其中TIM和TeliaSonera 都明确表示将采用EDGE技术。该技术主要在于能够使用
宽带服务，能够让使用800、900、1800、 1900MHz频段的网络提供第三代移动通信网络
的部分功能，并且能大大改进目前在GSM和TDMA/136上 提供的标准化服务。该技术可
以提供384kbps的广域数据通信服务和大约2Mbps的局域数据通信服务， 这样可以充分满
足未来无线多媒体应用的带宽需求。
EDGE的概念是Ericsson公司于1997年第一次向ETSI提出的，同年，ETSI批准了EDGE
的可行性研究， 这对以后EDGE的发展铺平了道路。尽管EDGE仍然使用了GSM载波带
宽和时隙结构，但它也能够用于其 他的蜂窝通信系统。EDGE可以被视为一个提供高比特
率、并且因此促进蜂窝移动系统向第三代功能演 进的、有效的通用无线接口技术。在此基
础上，统一无线通信论坛（UWCC）评估了用于TDMA/136的 EDGE技术，并且于1998
年1月批准了该技术。
EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商
可以最大限度地 利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供
个人多媒体通信业务。 由于GDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之
间的过渡技术，因此也有人称它为 “二代半”技术。EDGE同样充分利用了现有的GSM资源，
保护了对GSM作出的投资，目前已有的大部 分设备都可以继续在EDGE中使用。EDGE
能提供三组业务：EGPRS业务：最大速率≥384kbps48kbps/BP； T-ECSD业务：透明增强型
电路交换业务，最高速率≥32kpbs/Bp；NT-ECSD：非透明增强型电路交换 业务，最高速率
≥28.8kbps。
从技术角度具体而言，EDGE的技术不同于GSM的优势在于：
8 PSK 空中接口模式（调制方式）
增强型的AMR编码方式
MCS1~9九种信道编码方式
链路自适应
递增冗余传输
RLC窗口大小自动调整
一.GPRS的涵义
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，它突破了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。
GPRS(General Packet Radio Service)是一种以全球手机系统（GSM）为基础的数据传输技术，
可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来
传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较
为便宜。
GPRS的另一个特点，就是其传输速率可提升至56甚至114Kbps。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，而持续与网络连接。
二.GPRS的特点：
1.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，更可满足您的理想需求，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GPRE+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.
2.技术上的特点
数据实现分组发送和接受，按流量计费；56~115Kbps的传输速度.
由于使用了"分组"的技术，用户上网可以免受断线的痛苦(情形大概就跟使用了下载软
件NetAnts差不多)。此外，使用GPRS上网的方法与WAP并不同，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就较为优越，下载
资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说，声音的传送(即通话)继续使用GSM，而数
据的传送便可使用GPRS，这样的话，就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发
展GPRS技术也十分"经济"，因为只须沿用现有的GSM网络来发展即可。GPRS的用途十
分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。
现在手机上网的口号就是"always online"、"IP in hand"，使用了GPRS后，数据实现
分组发送和接收，这同时意味着用户总是在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。对于继
续处在难产状态的中国移动／联通WAP资费政策，如果将CSD(电路交换数据，即通常说
的拨号数据，欧亚WAP业务所采用的承载方式)承载改为在GPRS上实现，则意味着由数十
人共同来承担原来一人的成本。
GPRS的最大优势在于它的数据传输速度不是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56Kmodem理想速率的两倍）。
GPRS是以分组交换的方式进行数据传输，由于是分组交换，因此在网络资源的利用率
上较电路交换有了很大的提高，而且GPRS可以同时进行语音与数据的传递，并且计费可以
完全按照产生的流量来统计。而现有的WAP的承载是电路交换（CSD）方式，电路交换方
式数据与话音不能同时进行，在收费模式上也是按照时长来收费。
实际上WAP本身与GPRS本质上不具有可比性，现有WAP上的内容在GPRS上面一
样可以浏览和应用，只不过GPRS使现有的CSD方式的WAP更快、更方便、收费更合理，
对WAP的服务内容也会由于网络的技术进步而有较大的促进和改善。
长远来看，WAP现在用的是CSD(电路交换数据)的GSM数据业务，以后WAP也可以
转为使用GPRS这种新的GSM网络作为承载方式。
所以，GPRS不会取代WAP，举一个形象的例子：GPRS和现在的CSD方式的GSM数
据业务都是马路，WAP则是马路上的汽车，WAP现在行驶在两车道上，GPRS提高了数据
传送速度，是8车道，可以说GPRS增强了WAP业务，现有WAP上的内容一样可以通过
GPRS进行浏览和应用。
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。
与GSM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相对远远高于GSM。
服务特点对应的范围
1.移动商务
2.移动信息服务
3.移动互联网
4.多媒体业务
的技术优势
（1）相对低廉的连接费用
资源利用率高在GSM网络中，GPRS首先引入了分组交换的传输模式，使得原来采用
电路交换模式的GSM传输数据方式发生了根本性的变化，这在无线资源稀缺的情况下显得
尤为重要。按电路交换模式来说，在整个连接期内，用户无论是否传送数据都将独自占有无
线信道。在会话期间，许多应用往往有不少的空闲时段，如上Internet浏览、收发E-mail
等等。对于分组交换模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户
可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率。GPRS用户的计费以通信的数据
量为主要依据，体现了“得到多少、支付多少”的原则。实际上，GPRS用户的连接时间可能
长达数小时，却只需支付相对低廉的连接费用。
（2） 传输速率高
GPRS可提供高达115kbit/s的传输速率（最高值为171.2kbit/s，不包括FEC）。这意味
着在数年内，通过便携式电脑，GPRS用户能和ISDN用户一样快速地上网浏览，同时也使
一些对传输速率敏感的移动多媒体应用成为可能。
（3） 接入时间短分组交换接入时间缩短为少于1GPRS是一种新的GSM数据业务，
它可以给移动用户提供无线分组数据接入股务。GPRS主要是在移动用户和远端的数据网络
（如支持TCP／IP、X.25等网络）之间提供一种连接，从而给移动用户提供高速无线IP和
无线X.25业务。
GPRS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。如果把空中接
口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据，那么数据速率最高可达164kb／空
中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被GPRS数据业务占用。当然在信道充足的条
件下，可以把一些信道定义为GPRS专用信道。要实现GPRS网络，需要在传统的GSM网
络中引入新的网络接口和通信协议。目前GPRS网络引入GSN（GPRS Surporting Node）节
点。移动台则必须是GPRS移动台或GPRS／GSM双模移动台。
根据欧洲ETSI的GSM第2＋阶段的建议，GPRS分为两个发展阶段（即Phase 1和
Phase2）。GPRS的Phase l阶段将能支持下列功能和业务：
／IP和X.25业务
2.全新的GPRS空中接口加密技
附加业务
4.增强型的短信业务（E一SMs）
GPRS分组数据计费功能，即根据数据量而采取计费上述功能业务中最显著的是TCP
／IP和X.25功能。GSM网络可以通过TCP／IP和X.25为用户提供电子邮件、WWW浏览、
专用数据、LAN接入等业务。GPRS Phase 2阶段的规范尚在制订之中，它将能提供更多的
新功能和新业务。
三.GPRS的应用
中的WAP应用
GPRS与WAP组合是当前令“手机上网”迈上新台阶的最佳实施方案：GPRS是强大的底
层传输，WAP则作为高层应用，如果把WAP比作飞驰的车辆，那么GPRS就是宽阔畅通的
高速公路，任您在无线的信息世界中随意驰骋。
2.设备上的应用
GPRS可以在除蜂窝电话之外的多种设备中得以实现，包括膝上型电脑的PCMCIA调
制解调器、个人数字助理的扩展模块和手提式电脑。当前流行的手提式E-mail设备
BlackBerry（黑莓）的制造商Research in Motion（RIM)于一个称为Microcell
Telecommunications的GSM供应商合作，研究如何将GPRS用于其他无线系统消息的传送。
业务应用
自从首次实现文本信息传输以来，无线数据应用已经历了飞跃式的增长，单是看看欧美
知名厂商大肆宣传通用分组无线业务(GPRS)的劲头，似乎也能让人感到下一代移动数据应
用时代的行将来临。将在99年底或是2000年初开启的通用分组无线业务GPRS，作为迈向
第三代个人多媒体业务的重要里程碑，将使移动通信与数据网络合二为一，使IP业务得以
引入广阔的移动市场。尽管目前移动数据的使用相对较少，但在某些市场中，不同的用户群
却正在快速发展，其推动力量主要是在移动领域中采用数据业务的商业市场。不论是爱立信、
诺基亚还是阿尔卡特，几乎所有宣传GPRS的厂商都以商业用户市场的快速成长来游说运营
商。
GSM系统的分组移动数据通信（即GPRS）是基本分组无线业务，采用分组交换的方
式，数据速率最高可达164kb／、它可以给GSM用户提供移动环境下的高速数据业务，还
可以提供收发Emai1、Internet例览等功能。
(1)GPRS功能对应的业务应用
GPRS是一种新的GSM数据业务，它可以给移动用户提供无线分组数据接入股务。GPRS
主要是在移动用户和远端的数据网络（如支持TCP／IP、X.25等网络）之间提供一种连接，
从而给移动用户提供高速无线IP和无线X.25业务。
GPRS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。如果把空中接
口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据，那么数据速率最高可达164kb／空
中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被GPRS数据业务占用。当然在信道充足的条
件下，可以把一些信道定义GPRS专用信道。
要实现GPRS网络，需要在传统的GSM网络中引入新的网络接口和通信协议。目前
GPRS网络引入GSN（GPRS SurportingNode）节点。移动台则必须是GPRS移动台或GPRS
／GSM双模移动台。
根据欧洲ETSI的GSM第2＋阶段的建议，GPRS分为两个发展阶段（即Phase 1和
Phase2）。
GPRS的Phase l阶段将能支持下列功能和业务：
TCP／IP和X.25业务
全新的GPRS空中接口加密技
(2)GPRS附加业务
增强型的短信业务（E一SMs）
GPRS分组数据计费功能，即根据数据量而采取计费上述功能业务中最显著的是TCP
／IP和X.25功能。GSM网络可以通过TCP／IP和X.25为用户提供电子邮件、WWW浏览、
专用数据、LAN接入等业务。
GPRS Phase 2阶段的规范尚在制订之中，它将能提供更多的新功能和新业务。
四.GPRS相关技术
技术体现
GPRS通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、
广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以"分组"的形
式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技
术，但是它在许多方面都具有显著的优势。目前，香港作为第一个进行GPRS实地测试的地
区，已经取得了良好的收效。
由于使用了"分组"的技术，用户上网可以免受断线的痛苦(情形大概就跟使用了下载软
件NetAnts差不多)。此外，使用GPRS上网的方法与WAP并不同，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就较为优越，下载
资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说，声音的传送(即通话)继续使用GSM，而数
据的传送便可使用GPRS，这样的话，就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发
展GPRS技术也十分"经济"，因为只须沿用现有的GSM网络来发展即可。GPRS的用途十
分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。
现在手机上网的口号就是"always online"、"IP in hand"，使用了GPRS后，数据实现
分组发送和接收，这同时意味着用户总是在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。对于继
续处在难产状态的中国移动／联通WAP资费政策，如果将CSD(电路交换数据，即通常说
的拨号数据，欧亚WAP业务所采用的承载方式)承载改为在GPRS上实现，则意味着由数十
人共同来承担原来一人的成本。
而GPRS的最大优势在于：它的数据传输速度不是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56Kmodem理想速率的两倍)。所以敬请大
家珍惜手上的Nokia7110及MotorolaL2000，相信到了GPRS手机推出时，他们都要让路。
2.封包（Packet）技术
所谓的封包（Packet）就是将Date封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送
出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在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，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为象Internet这类
的数据传输大多数的时间频宽是间置的。此外，在GSM phase 2 的标准里，GPRS可以提供
四种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护（Error Protection）能力。
利用四种不同的编码方式每个时槽可提供的传输速率为CS-1（9.05K）、CS-2（13.4K）、CS-3
（15.6K）及CS-4（21.4K），其中CS-1的保护最为严密，CS-4则是完全未加以任何保护。
每个用户最多可同时使用八个时槽，所以GPRS号称最高传输速率为171.2K。
的网络结构
GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。在现有的GSM网络中需要增加一些节
点，如GGSN（Gateway GPRSSupporting Node，网关GPRS支持节点）和SGSN（Serving GSN，
服务GPRS支持节点）。
GPRS网络参考模型如图1所示。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
以完成移动台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
的独立又备，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
（GatewayGSN，网关GSN），SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移
动台和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。有的文献中，把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。
另外，有的厂商提出了GR（GSMRegister，GPRS数据库）的概念。GR类似于GSM
中的HLR，是GPRS业务数据库。它可以独立存在，也可以和HLR共存，由服务器或程控
交换机实现。GR这个名称在ETSI的建议中没有专门提及。
GPRS网络结构中还引入了下列新的网络接口：
Gn，GSN主干网接口，用于各种GSN之间
Gb，BSS和sGsN之间的接口。
Gr，SGSN和HLR之间的接口。
Gp，不同的GSM网络（不同的PLMN）之间的接口。
Gs，SGSN和MSC之间的接口。
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 Mdium AccessControl）层、LLC（Logical Link Control）层、SNDC（Subnetwork
DependantConvergence）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20OkHz，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20Okb／s。考虑前
向纠错码的开销，则最终的数据速率可达164kb/s左右。
MAC为媒质接入控制层。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台共享。GPRS的逻辑信道共有3类，分别是公共控制信道、
分组业务信道和GPRS广播信道。公共控制信道用来传送数据通信的控制信令，具体又分为
寻呼和应答等信道。分组业务信道用来传送分组数据。广播信道则是用来给移动台发送网络
信息。
LLC层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程HDLC的无线链路协议。
LLC层负责在高层SNDC层的SNDC数据单元上形成LLC地址、帧字段，从而生成完整的
LLC帧。另外，LLC可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制。
BSS中的LLR层是逻辑链路传递层。这一层负责转送MS和SGSN之间的LLC帧。LLR
层对于SNDC数据单元来说是透明的，即不负责处理SNDC数据。
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。在SNDC层，移动台和SGSN之间传送的数据被分割为一个或多个
SNDC数据包单元。SNDC数据包单元生成后被放置到LLC帧内。
网络层的协议目前主要是Phase
l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和NSS等设备）是透明的。
的路由管理
GPRS的路由管理是指GPRS网络如何进行寻址和建立数据传送路由。GPRS的路由管
理表现在以下3个方面：移动台发送数据的路由建立；移动台接收数据的路由建立；以及移
动台处于漫游时数据路由的建立。
对于第一种情况，如图3中的路径1所示。当移动台产生了一个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郑通过
空中接口送到GSM网络中移动台所处的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台。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送给移动台所在的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
接口送给移动台。
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。其数据必须要经过
归属地的GGSN，然后送到移动用户A。 空中按口的信道构成 GPRS空中接口的信道构成
如下：
PDTCH（Pachet Data Traffic Channe1），分组数据业务信道。这种信道用来传送空中接
口的GPRS分组数据。
PPCH（Packet Paging Chane1），分组寻呼信道PPCH用来寻呼GPRS被叫用户。
PRACH（Packet Randem Access Channel），分组随机接入信道。GPRS用户通过PRACH
向基站发出信道请求。
PAGCH（Packet Access Grant Channel），分组接人应答信道。PAGCH是一种应答信道，
对PRACH作出应答。
PACCH（Packet Asscrchted ControlChannel），分组随路控制信道。这种信道用来传送实
现GPRS数据业务的信令。
根据欧洲ETSI的GSM2+阶段的建议，GPRS可分为两个发展阶段（即Phase1和Phase2）。
其中GPRS的Phase1阶段能支持下列功能和业务：
TCP/IP和X.25业务；
全新GPRS空中接口加密技术；
GPRS附加业务；
增强型的短信业务（E-SMS）；
GPRS分组数据计费功能，即根据数据量计费。
上述功能中最为显著的是TCP/IP和X.25功能。GPRS的主要应用集中于“移动办公室”领
域。移动办公室应可支持任何基于Internet的传统应用，如文件传输、个人管理器、电子邮
件的发送和接收以及利用万维网在Internet上进行冲浪等。
6. GPRS服务技术
根据欧洲ETSI的GSM2+阶段的建议，GPRS可分为两个发展阶段（即Phase1和Phase2）。
其中GPRS的Phase1阶段能支持下列功能和业务：
TCP/IP和X.25业务；
全新GPRS空中接口加密技术；
GPRS附加业务；
增强型的短信业务（E-SMS）；
GPRS分组数据计费功能，即根据数据量计费。
7. GPRS与IP
ＧＰＲＳ的技术的引进，把电信网络和计算机网络有机地连接在一起，朝未来的全ＩＰ
网络平台发展。
从ＧＰＲＳ结构可以看出，基站与 ＳＧＳＮ设备之间的连接一般通过帧中继连接，Ｓ
ＧＳＮ与 ＧＧＳＮ设备之间通过ＩＰ网络连接。
ＧＧＳＮ可以由具有 ＮＡＴ（网络地址翻译）功能的路由器承担内部ＩＰ地址与外部
网络ＩＰ地址的转换，ＭＳ可以访问ＧＰＲＳ内部的网络，也可以通过 ＡＰＮ（外部网络
接入点名）访问外部的ＰＤＮ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络。
在标识 ＧＰＲＳ设备中，如手机 ＭＳ的标识除了在 ＧＳＭ中使用的ＩＭＳＩ、ＭＳ
ＩＳＤＮ等号码外，还需要分配ＩＰ地址。网元设备ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ的标识既有７号信
令地址，又有数据ＧＧＳＮ的ＩＰ地址，ＧＳＮ（ＳＧＳＮ或ＧＧＳＮ）之间的通信采用Ｉ
Ｐ地址，而ＧＳＮ与ＭＳＣ、ＨＬＲ等实体的通信采用７号信令地址。在ＧＰＲＳ系统中，
有两个重要的数据库记录信息。一是用户移动性管理上下文，用于管理移动用户的位置信息，
另一是用户的ＰＤＰ上下文（分组数据协议上下文），用于管理从手机ＭＳ到网关ＧＧＳＮ
及到ＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服务提供商）之间的数据路由信息。当ＭＳ访问 ＧＰＲＳ
内部网络或外部ＰＤＮ／ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络时，ＭＳ向ＳＧＳＮ发激活ＰＤＰ上下文
请求消息，ＭＳ可以与运营商签约选择固定服务的ＧＧＳＮ。或根据ＡＰＮ选择规则，由Ｓ
ＧＳＮ选择服务的ＧＧＳＮ，ＳＧＳＮ再向ＧＧＳＮ发建立ＰＤＰ上下文请求消息。ＧＧＳ
Ｎ分配 ＭＳ一个ＩＰ地址（静态或动态、公用或私有），在建立 ＰＤＰ上下文过程中，需
要对用户的身份，需要的服务质量进行鉴权和论证，在成功地建立和激活ＰＤＰ上下文后，
ＭＳ、 ＳＧＳＮ和 ＧＧＳＮ都存储了用户的 ＰＤＰ上下文信息。有了用户的位置信息和
数据的路由信息， ＭＳ就可以访问该网络的资源。 二代半产品ＧＰＲＳ的问世，在开发和
部署ＧＰＲＳ业务时会遇到一些新的概念。
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