GPRS通信技术

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1、GPRS通讯技术1.概念GPRS(GeneralPacketRadioService，通用无线分组业务)作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信(3G)的过渡技术。GPRS不但具有GSM通信系统覆盖范围广、通信质量高，而且还具有分组传输数据传输快、信道利用率高等优点，另外它是永远在线和按流量计费的，支持TCP/IP协议，可以直接与Internet互通，因此特别适合中低速率的环境监测及监控领域，比如无线传感器网络（WSN）的监测与控制。利用GPRS可以使用户在移动状态下使用各种高速数据传输业务，包括E-m

2、ail收发、Internet浏览、文件传输等功能等。GPRS为移动用户提供数据传输业务是移动通信的未来发展之路，目前GSM系统是使用用户最多的移动通信系统之一，全世界已有近百个运营商开通了GPRS系统服务。研究和开发GPRS相关信息电子产品具有很广阔的市场前景。2.技术理论GPRS是由英国BTCellnet公司早在1993年提出的，是GSMPhase2+(1997年)规范实现的内容之一，是一种基于GSM的移动分组数据业务，面向用户提供移动分组的lP或者X.25连接。GPRS在现有的GSM网络基础上叠加了一个

3、新的网络，同时在网络上增加一些硬件设备和软件升级，形成了一个新的网络逻辑实体，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科技，它以分组交换技术为基础，用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发E-mail、进行Internet浏览等。GPRS是一种新的GSM数据业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X25服务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，能够高效的利用无线信道资

4、源。GPRS技术 160Kbps的传送速率几乎能让无线上网达到公网ISDN的效果，实现“随身‘携带’互联网”。使用GPRS，数据实现分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。1.GPRS网络总体结构GPRS网络的实现是在现有GSM网络的基础上，对原有GSM网络的基站子系统以及网络子系统的设备及功能进行了改进和增强。构成GPRS系统的方法是首先在GSM系统中引入3个主要组件:GPRS服务支持结点(SGSN，ServingGPRSSupportingNode)、GPRS网关支持结点(GGSN

5、，GatewayGPRSSupportNode)和分组控制单元(PCU，PackageControlUnit)，同时对GSM的相关部件进行软件升级，主要包括对HLR和VLR的功能进行了扩展，使之可以支持GPRS用户数据和路由信息，以实现对GPRS的移动性管理和路由管理。另外增强了基站子系统的功能，以支持用户分组数据的传送，增加了业务信道和控制信道的种类，以支持GPRS的多种业务。GPRS网络的简化模型如图2-2。GPRS在一个发送实体和一个或多个接收实体之间提供数据传送能力。这些实体可以是移动用户或终端设备

6、，后者被连接到一个GPRS网络或一个外部的数据网络。GGSN在GPRS网络和公用数据网之间起网关的作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN和LAN等。SGSN记录移动台的当前位置信息，并在移动台和各种数据网络之间完成移动分组数据的发送和接收，为服务区内所有用户提供双向的分组路由。系统共用GSM基站，但基站要进行软件更新，并采用新的GPRS移动台。GPRS要增加新的移动性管理程序，通过路由器实现GPRS骨干网互联。图2-2GPRS网络模型2.GPRS协议移动台(MS)和SGSN之间的GPRS分层协议模

7、型如图2-3。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(MdiumAccessControl)层、LLC(LogicalLinkControl)层、SNDC(SubnetworkDependantConvergence)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。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。图2-3GPRS分层协议模型GPRS协议模型

8、: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。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