GPRS技术解析

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【中国集群通信网】GPRS的含义及其基本原理

　　GPRS(General Packet Radio Service：通用无线分组业务)，其实质上是作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信(3G)的过渡的中间技术。它早在1993年，由英国BT Cellnet公司提出，是GSM hase2+(1997年)规范实现的内容之一。传统的GSM网络仅能以9.6Kbps速率数据传输业务，远不能满足用户对高速无线数据业务需求。而GPRS作为一种构架于传统GSM网络之上的新型移动数据通信业务，在移动用户和数据网络间提供连接，为移动用户提供高速无线IP或X.25服务，可提供高达115kbps速率分组数据业务，使得包括图片、音频、视频在内的多媒体业务通过无线网络进行实时传输成为可能。采用分组交换技术的GPRS，其通信过程无需建立、保持电路，符合数据通信突发性特点，且呼叫建立时间很短。由于各用户均可同时占用多个无线信道，而同一无线信道亦可多个用户共享，因此资源利用率显著提高。此外，数据分组发送、接收时，GPRS根据实际数据流量计费，用户可始终在线，既大大降低服务成本，又充分享受方便快捷的通信服务。

　　GPRS采用与GSM相同频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则、相同TDMA帧结构，因而在GSM基础上构建GPRS时，GSM系统的绝大部分部件都不需进行硬件改动，只要进行软件的升级即可。因此，实现GSM升级至GPRS非常容易，现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。目前中国移动GPRS网络已覆盖全国所有省、直辖市、自治区，网络遍及240多个城市。

　　GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS理论带宽可达171.2Kb/s，实际应用带宽大约在10?70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP连接，包括收发E-mail、进行Internet浏览、即时聊天等应用。

　　GPRS的基本原理是，利用分组业务传输数据时，多个用户可共享一个时隙，一个用户亦可使用八个时隙。实际传输时，数据信息被包封到很短的分组里，每个分组含一个报头，报头中包括分组始发地址、目标地址。来自多用户的分组可交错传输，即按需分配传输容量，并在无分组传输时释放容量，有效提高网络资源利用率。目前，GPRS还仅仅是对GSM的补充，不会取代GSM网络。

　　GPRS技术的优点

　　基于GSM网络并采用分组交换的GPRS技术的优点主要体现在以下五方面。

　　1、可传输音视频

　　由于GPRS可提供高达115kbps速率分组数据业务，因而可通过GPRS无线网络传输包括图片、音频、视频在内的多媒体业务。 基于GPRS的视频传输突破了仅用于音频通信的局限，其永远在线、数话兼容、按流量计费、快速传输数据、短消息功能等特点得到更好体现，特别是监控指挥中心可根据需要，随时获取监控现场图像并进行实时处置，具有其他传输方式无可比拟的优越性，因而在很多行业、部门有着极好的实用价值。

　　2、接入时间短

　　GPRS网络接入速度快，可提供与现有数据网的无缝连接。这是因为GPRS分组交换接入时间约1秒，能提供快速实时连接，从而大幅度提高远程监控、信用卡核对等的效率，并可使已有的E-mail、网页浏览等操作更便捷、流畅。

　　3、支持IP协议和X.25协议

　　GPRS支持因特网上应用最广泛的IP协议和X.25协议，从而使GPRS能提供Internet和其他分组网络的全球无线接入。

　　4、资源利用率高

　　因为GPRS引入分组交换的传输模式，使原来采用电路交换模式的GSM传输数据方式发生根本性变化，这在无线资源稀缺情况下尤为重要。而用户只在发送、接收数据期间才占用资源，即多用户可共享同一无线信道。由于各用户均可同时占用多个无线信道，而同一无线信道亦可多个用户共享，因此资源利用率显著提高。

　　5、覆盖范围广

　　因为现有的基站子系统(BSS)，从一开始就可提供全面的GPRS覆盖，所以目前中国移动GPRS网络已覆盖全国所有省、直辖市、自治区，网络遍及240多个城市，其网络覆盖率要比CDMA网的覆盖率要高。

　　GPRS技术的缺点

　　GPRS技术的不足之处。主要表现为以下五方面。

　　1、存在包丢失现象

　　由于分组交换连接比电路交换连接要差，因而GPRS存在包丢失现象。并且，话音和GPRS业务无法同时使用相同网络资源，因为提供GPRS使用的时隙数越多，则提供话音通信网络的资源越少。此外，话音和GPRS使用相同网络资源，也势必会产生相互干扰。

　　2、存在转接时延

　　由于GPRS分组通过不同方向传输数据，而最终到达相同目的地，因此各数据在通过无线链路传输过程中可能分组丢失、出错等，且转接时延较大。

　　3、调制方式不是最优

　　目前，GPRS采用基于高斯滤波最小频移键控GMSK(GaussianFilteredMinimumShiftKeying)的调制技术，存在一些不足，网络要真正过渡到第三代，则必须采用更先进的调制方式。

　　4、实际速率比理论值低

　　GPRS数据传输速率，只有在一个用户占用所有8个时隙时，才能达到理论最大值，并且没有任何防错保护。显然，其传输速率受网络和终端现实条件制约，往往其实际速率比理论值低。GPRS理论上虽可提供高达171.2kbps的传输速率，但通常实际上是在35kbps左右。

　　5、传输图像的可靠性、稳定性需进一步地改善

　　由于GPRS毕竟是使用公网资源进行视频信号的传输，因而传输图像信号时视频数据需要通过多道关口进行交换，其传输机制显然远比有线方式复杂，所以传输图像的可靠性、稳定性还有待进一步地改善。