1 GPRS的特點(diǎn)
(1) 傳輸速率高
 GPRS支持4種編碼方式(CS_1, CS_2,CS_3,CS_4)可向用戶提供從 9．6Kbps到多于150Kbps的接入速率;支持多用戶共享一個(gè)信道的機(jī)制,提高了無線信道的利用率,在技術(shù)上提供了按數(shù)據(jù)量計(jì)費(fèi)的可能;支持一個(gè)用戶占用多個(gè)信道,提供較高的接入速率,是移動(dòng)網(wǎng)和IP網(wǎng)的結(jié)合,可提供固定IP網(wǎng)支持的所有業(yè)務(wù)。
(2) 接入速度快
GPRS核心網(wǎng)本身是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng),支持IP協(xié)議,因此可與其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫直接連接,能很快建立呼叫,不用像電路型業(yè)務(wù)那樣需要等待,快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
(3) 可永久連接
由于分組型傳輸不占信道,因此用戶可以長時(shí)間保持與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接,而不必進(jìn)行頻繁的連接和斷開操作,真正實(shí)現(xiàn)“永遠(yuǎn)在線,永遠(yuǎn)連接”。
(4) 豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
GPRS可以根據(jù)應(yīng)用的類型和網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)際情況和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,靈活選擇服務(wù)質(zhì)量參數(shù),支持4種QoS,能實(shí)現(xiàn)話音資源和數(shù)據(jù)資源的動(dòng)態(tài)分配,能從低速到高速實(shí)現(xiàn)Internet所能提供的一切業(yè)務(wù)。它能夠提供兩個(gè)MS之間或MS與GPRS終端或外部PDN終端之間的數(shù)據(jù)傳送能力。它提供兩類業(yè)務(wù):Point To Point(PTP即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù))和Point To Multipoint(PTM即點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù))。
GPRS業(yè)務(wù)依據(jù)傳輸延遲和優(yōu)先級(jí)分為4類QoS品質(zhì)。有三種預(yù)先規(guī)定了傳輸延遲和95%延遲,第四類沒有規(guī)定,見表1。

對(duì)于運(yùn)營商來說GPRS可提供更多更優(yōu)質(zhì)的增值業(yè)務(wù);可提高無線資源的利用率;運(yùn)營商將從IP業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展中得到更多的商機(jī)。
對(duì)于用戶來說GPRS具有如下好處：計(jì)費(fèi)合理、覆蓋廣泛、業(yè)務(wù)豐富、性能優(yōu)越。可向用戶提供如:E-mail 、Web、在線數(shù)據(jù)庫、Telnet、目錄服務(wù)、信息查詢、FTP、遠(yuǎn)程監(jiān)控和電子商務(wù)等服務(wù)。還可向用戶提供豐富多彩的信息服務(wù),如:新聞、賬戶查詢、訂票、電子郵件、時(shí)刻表、股市行情、天氣預(yù)報(bào)、業(yè)務(wù)廣告、交通信息、調(diào)度管理、****和娛樂。

2 GPRS系統(tǒng)
(1)GRPS的邏輯結(jié)構(gòu)
從網(wǎng)絡(luò)側(cè)看,GPRS是在GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加SGSN和GGSN這兩種網(wǎng)絡(luò)實(shí)體以及Gb、Gn/Gp、Gi、Gr、Gf、Gd、Gs、Gc等接口而實(shí)現(xiàn)的。SGSN（服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）和GGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）是實(shí)現(xiàn)GPRS業(yè)務(wù)的核心實(shí)體,它們也可通稱為GSN。SGSN是為MS提供移動(dòng)性管理、路由選擇等服務(wù)的節(jié)點(diǎn),GGSN是用于接入外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)。在上述接口中,Gs和Gc接口是可選接口,需要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尋呼等功能時(shí),就應(yīng)選用Gs接口;如果選用Gc接口,則GGSN可直接從HLR獲取位置信息,如果未選用Gc接口,則GGSN需通過其他SGSN或GGSN從HLR獲取位置信息。
(2)GPRS網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（見圖2）

 來自MS的用戶信令與數(shù)據(jù)在BSS之后分流,電路業(yè)務(wù)經(jīng)A接口去往MSC/VLR進(jìn)入GSM核心網(wǎng),分組業(yè)務(wù)則經(jīng)Gb接口去往SGSN進(jìn)入GPRS骨干網(wǎng)。BSC與SGSN之間可以利用幀中繼方式相連,信令和數(shù)據(jù)都在這一傳輸平臺(tái)中傳送,幀中繼支持請(qǐng)求帶寬,線路利用率較高,費(fèi)用較低,適用于分組數(shù)據(jù)的傳輸。此外,在業(yè)務(wù)量不太大的情況下,Gb接口也可以暫時(shí)共享原GSM網(wǎng)A接口的傳輸資源,在MSC側(cè)通過MUX分復(fù)用之后,再將GPRS數(shù)據(jù)流送往SGSN。
GPRS骨干網(wǎng)是圖2中虛線方框內(nèi)的部分,在GPRS骨干網(wǎng)內(nèi)部,各GSN實(shí)體之間通過Gn接口相連,它們之間的信令和數(shù)據(jù)傳輸都是在同一傳輸平臺(tái)中進(jìn)行的,所利用的傳輸平臺(tái)可以在ATM、以太網(wǎng)、DDN、ISDN、幀中繼等現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)中選擇。
GPRS骨干網(wǎng)中的SGSN和GGSN還通過Gr/ Gc、Gs、Gf、Gd等接口分別與HLR、MSC/VLR、EIR、SMS-GMSC等原GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)體相連,這些實(shí)體之間的通信只涉及信令,利用SS7網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
GPRS骨干網(wǎng)通過GGSN經(jīng)Gi接口與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)互連,PDN可以是Internet、X.25/X.75等網(wǎng)絡(luò),Gi接口應(yīng)是與PDN相應(yīng)的接口,即在與不同的PDN互連時(shí),Gi接口也不同。
(3)GPRS傳輸協(xié)議棧（見圖3）


 Um接口
射頻部分：采用與GSM相同的傳輸模式;
MAC/RLC協(xié)議：提供分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺?其中RLC協(xié)議可支持MS與BSS之間的有確認(rèn)和無確認(rèn)兩種模式的數(shù)據(jù)傳輸;
LLC協(xié)議：它與RLC協(xié)議是相對(duì)獨(dú)立的,在MS與SGSN之間提供一條高度可靠的加密的邏輯鏈路用于數(shù)據(jù)傳輸。LLC協(xié)議也可同時(shí)支持有確認(rèn)和無確認(rèn)兩種模式。LLC層可支持多種QoS延時(shí)級(jí)別;
SNDCP協(xié)議(Subnet work dependent convergence protocal)：作為網(wǎng)絡(luò)層與鏈路層的過渡,將IP/X.25用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分段、壓縮等處理后送入LLC層進(jìn)行傳輸。
Gb接口
L1bis：物理傳輸層。
網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)（Network Service）：該層基于幀中繼,用于傳送上層的BSSGP PDU。
BSSGP協(xié)議：在傳輸平臺(tái)上,該協(xié)議用于在BSS與SGSN之間提供一條無連接的鏈路進(jìn)行無確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳送;

Gn接口
L1/L2：底層傳輸網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的協(xié)議,底層傳輸網(wǎng)絡(luò)可以是ATM、以太網(wǎng)、DDN、ISDN、幀中繼等;
UDP/TCP：UDP提供差錯(cuò)保護(hù),用于承載不要求可靠傳輸?shù)腉TP PDU。TCP提供流量控制以及丟失和差錯(cuò)保護(hù),用于承載要求可靠傳輸?shù)腉TP PDU;
IP：GPRS骨干網(wǎng)協(xié)議,用于路由用戶數(shù)據(jù)和控制信令。GPRS骨干網(wǎng)可先采用IPv4,最終將使用Ipv6．
GTP協(xié)議(GPRS tunnelling protocal)：用于GPRS骨干網(wǎng)中GSN之間數(shù)據(jù)和信令的隧道傳輸,它將用戶的PDP PDU用GTP字頭封裝用于標(biāo)識(shí)特定用戶。

3 引入GPRS業(yè)務(wù)對(duì)現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的影響
(1)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
a.對(duì)于MS和BSS部分
由于GPRS與電路型業(yè)務(wù)相比較,其基本的調(diào)制方式和無線信道的傳輸速率和突發(fā)脈沖等方面都沒有改變。無線接口的主要修改在于：
－無線接口的信令部分包括MAC/RLC, SNDC以及高層的信令等;
－邏輯信道與物理信道的映射、信道編碼部分;
－物理層的無線鏈路部分包括功率控制、同步、時(shí)間提前等算法。
● MS
支持GPRS的移動(dòng)臺(tái)一般在軟硬件上均需改動(dòng),由于各廠家移動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)的不同,硬件的改動(dòng)有大有小。以傳送分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為目標(biāo)的GPRS業(yè)務(wù),一般其終端都具有連接PC適配接口,以便與多種數(shù)據(jù)應(yīng)用終端的連接。
● BTS
基站不需要修改硬件設(shè)備,僅需進(jìn)行軟件的升級(jí)。當(dāng)引入CS-3,CS-4信道編碼時(shí),目前大部分廠家的Abis接口的幀結(jié)構(gòu)要發(fā)生變化。
● BSC
為了支持GPRS,需要在BSC增加分組控制單元（PCU）。PCU需要支持BSC至SGSN的Gb接口,由于該接口采用幀中繼方式,原有電路型的交換設(shè)備無法使用,必須增加新的硬件設(shè)施完成與SGSN的連接。同時(shí),PCU還完成信道指配和無線信道管理等工作,包括廣播控制信道和功率控制等。
b.對(duì)于網(wǎng)絡(luò)部分
需要新增網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)施SGSN和GGSN。
－SGSN：與BSS接口,主要完成GPRS的移動(dòng)性管理、加密和計(jì)費(fèi)等功能;
－GGSN：與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口;
對(duì)于原有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施需要進(jìn)行軟件升級(jí)并配備一些網(wǎng)絡(luò)接口連接：
－HLR：需要增加GPRS的相關(guān)數(shù)據(jù),包括用戶簽約的GPRS業(yè)務(wù)種類和移動(dòng)用戶所在的SGSN的號(hào)碼,以及SMS是通過MSC來傳送還是GPRS網(wǎng)絡(luò)來傳送;HLR需增加與SGSN、GGSN（可選）等網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間的Phase2+的MAP信令接口;
－MSC/VLR：當(dāng)采用MSC與SGSN之間的Gs接口時(shí),需要對(duì)于MSC/VLR進(jìn)行軟件升級(jí)并配備相應(yīng)接口,以支持聯(lián)合位置更新和尋呼;
－短消息業(yè)務(wù)中心：需增加與SGSN的接口,采用現(xiàn)有MAP信令也可實(shí)現(xiàn)短消息業(yè)務(wù)在GPRS中的傳送;
－計(jì)費(fèi)系統(tǒng)：應(yīng)能夠根據(jù)SGSN和GGSN采集的計(jì)費(fèi)信息,建立適合于分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)處理系統(tǒng);
－操作維護(hù)中心：OMC-R需要增加無線資源管理的相關(guān)數(shù)據(jù),OMC-S部分增加了SGSN和GGSN兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元,應(yīng)增加其相應(yīng)的管理數(shù)據(jù)和程序。
(2)傳輸網(wǎng)絡(luò)
傳輸網(wǎng)絡(luò)的投資在整體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中占用相當(dāng)大的比重。由于目前蜂窩網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)主要為電路型業(yè)務(wù)因此主要采用PCM 2Mb的線路,隨著GPRS骨干網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,有選擇地采用幀中繼、ATM等傳輸方式以提高傳輸有效性,適應(yīng)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
(3)無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃
GPRS信道引入干擾的方式與電路型有所不同,這主要是由于該信道是動(dòng)態(tài)方式,時(shí)開時(shí)關(guān),并且其功率控制機(jī)制與電路型不同。對(duì)于話音的干擾將會(huì)是電路業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)的疊加,在分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量較小時(shí),電路與分組之間的動(dòng)態(tài)信道分配,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中話音質(zhì)量的影響不大。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的不斷增大,無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃就顯得越來越重要。當(dāng)GPRS業(yè)務(wù)大量增加后,用戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量的需求將成為優(yōu)先的考慮因素,因?yàn)镚PRS按照數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi),而不是按照信道占用時(shí)間計(jì)費(fèi),所以應(yīng)當(dāng)使每個(gè)信道上的數(shù)據(jù)流量盡量地大,可以考慮對(duì)GPRS的頻點(diǎn)進(jìn)行重新規(guī)劃,以保證最佳的服務(wù)質(zhì)量。與HSCSD相同的是,也可以考慮優(yōu)先選擇與BCCH共用頻點(diǎn)。由于GPRS是基于分組進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,對(duì)一個(gè)MS來說,只在需要的時(shí)候占用信道,這使得GPRS的MS具有某種“DTX(不連續(xù)發(fā)射)”的特性,但是這種不連續(xù)性同時(shí)也使得上下行方向上的功率較電路型業(yè)務(wù)難于控制,且效率要相應(yīng)的低一些。這也是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要考慮的問題。

4 引入GPRS對(duì)已有話音業(yè)務(wù)的影響
可以動(dòng)態(tài)地將一個(gè)信道在普通電路交換的業(yè)務(wù)信道和分組業(yè)務(wù)信道間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,對(duì)于傳統(tǒng)GSM話音業(yè)務(wù),用不同的分配策略,運(yùn)營商可以選擇在不同情況下,優(yōu)先滿足電路業(yè)務(wù)或者分組業(yè)務(wù)的需要,基本話音業(yè)務(wù)的容量能夠得到保證。對(duì)于GPRS業(yè)務(wù)占較小比例的小區(qū),引入GPRS對(duì)原有話音業(yè)務(wù)的影響是可以不去考慮的。在初期GPRS業(yè)務(wù)量會(huì)遠(yuǎn)小于電路交換業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量,可以選擇固定分配少量分組業(yè)務(wù)信道或者根本不固定分配分組業(yè)務(wù)信道,僅僅在需要時(shí)將電路業(yè)務(wù)信道轉(zhuǎn)換為分組業(yè)務(wù)信道,當(dāng)GPRS業(yè)務(wù)量足夠大時(shí)成為主要業(yè)務(wù)那么可以選擇優(yōu)先將信道分配成為分組業(yè)務(wù)信道,只保留少量必要電路業(yè)務(wù)信道。

5 GPRS向第三代演進(jìn)
電信網(wǎng)絡(luò)逐步向著智能化,寬帶化,個(gè)人化的方向發(fā)展。GSM網(wǎng)絡(luò)也向著這個(gè)方向發(fā)展,向UMTS第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)已經(jīng)成為一種必然的趨勢(shì)。GPRS是移動(dòng)通信與分組交換技術(shù)相接合的產(chǎn)物。GPRS是在GSM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,可以充分利用GSM的廣泛覆蓋。為了充分保護(hù)運(yùn)營商在GSM網(wǎng)絡(luò)上的投資,選擇網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案時(shí)必須充分考慮繼承現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,以GSM為基礎(chǔ),通過動(dòng)態(tài)分配資源可以更好的利用無線網(wǎng)絡(luò)。通過GPRS過渡是中國GSM向第三代演進(jìn)的合理方式。在第三代系統(tǒng)出現(xiàn)時(shí),對(duì)于那些還沒有經(jīng)營權(quán)的運(yùn)營商而言,GPRS也使他們具有采用第二代系統(tǒng)向用戶提供高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的競爭能力。但是GPRS并非完美無缺,還有待于進(jìn)一步發(fā)展!

參考文獻(xiàn)
1 ETSI,Gnenral Packet Radio Service(GPRS);
Service description;Stage2(GSM 03.60 version
6.4.0 Release 1997)
2 通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和業(yè)
務(wù)應(yīng)用的研究 .信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研
究所,1996.6