一、GPRS概述
1、GPRS的概念
通用分組無線業(yè)務（GPRS，General Packet Radio Service），是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線IP連接，為移動用戶提供無線分組業(yè)務。
ETSI早期開發(fā)GSM系統(tǒng)時，主要為移動用戶提供話音業(yè)務，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的數據傳輸速率，這個速率為移動用戶提供暢游互聯網的連接幾乎是不可能的。于是ETSI早在1993年就提出了在GSM上開通分組無線業(yè)務（GPRS）的設想，1997年GPRS的標準化工作取得重大進展，且分三階段逐步完成了GPRS的全部標準化工作。
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通俗地講，GPRS是一項高速數據處理的技術，方法是以“分組”的形式傳送信息到用戶終端上。雖然GPRS是作為現有GSM網絡向第三代移動通信演變的過渡技術，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢。GPRS系統(tǒng)可使達到56kbit/s的傳輸速度以上，有的更是達到了115kbit/s。這樣的數據傳輸速率移動用戶上網可以免受斷線的痛苦。此時，聲音的傳送（即通話）繼續(xù)使用GSM系統(tǒng)，而數據的傳送便可使用GPRS系統(tǒng)，這樣的話，就把數字蜂窩移動電話的應用提升到一個更高的層次。
2、GPRS與WAP技術
在ETSI開發(fā)GPRS的同時，曾出現了無線應用協(xié)議（WAP）技術，它是由WAP論壇開發(fā)的，同樣是解決移動用戶接入Internet的一個技術。但兩者的根本區(qū)別在于，WAP技術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是一個開放標準，WAP獨立于底層的承載網絡，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的體系結構
1、GPRS系統(tǒng)的構成
由于GPRS系統(tǒng)是基于GSM系統(tǒng)，因此它可以共用GSM系統(tǒng)的相關子系統(tǒng)，如基站子系統(tǒng)（BSS）及相關網元，如VLR、HLR等。因此，根據我國通信行業(yè)標準YD/T 1105，就GPRS交換系統(tǒng)本身而言，是由服務GPRS支撐節(jié)點（SGSN，Service GPRS support node）、網關GPRS支撐節(jié)點（GGSN，Gateway GPRS support node）、計費網關(CG，Charging Gateway)、邊界網關(BG，Border gateway)及域名服務器（DNS）等組成。GPRS系統(tǒng)邏輯結構如下圖2-1所示；其相關網元實體的功能如下表2-1所示。
圖2-1：GPRS系統(tǒng)邏輯結構示意圖
表2-1：GPRS系統(tǒng)網元的功能
SGSN和GGSN可以獨立設置，也可以合設。同一PLMN中的GSN之間通過Gn接口進行通信，不同PLMN中的SGSN和GGSN通過Gp進行通信。SGSN與MSC/VLR之間的Gs接口是可選接口，用于SGSN與MSC/VLR配合實現諸如聯合位置更新、經由GPRS進行CS尋呼等功能。CG也可以嵌入GSN中。HLR、MSC/VLR、SMS-GMSC/SMS-IWMSC必須經過功能擴展以支持GPRS。
2、GPRS系統(tǒng)的接口
根據圖2-1，可以看出，GPRS系統(tǒng)網元間、及GPRS系統(tǒng)網元與GSM系統(tǒng)的網元間都定義了標準接口。具體接口的種類、名稱與定義詳見下表2-2。在我國通信行業(yè)標準YD/T 1105-2001《900/1800MHz TDMA數字蜂窩移動 通信網通用分組無線業(yè)務(GPRS)設備技術規(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
1、業(yè)務的種類
GPRS網絡作為一個分組承載平臺提供點對點和點對多點承載業(yè)務，在此基礎上可支持多種電信業(yè)務與應用。它分為承載業(yè)務、電信業(yè)務、補充業(yè)務和智能業(yè)務四類。每大類的具體細分類詳見下表3-1中。
表3-1：GPRS系統(tǒng)提供的業(yè)務種類
2、業(yè)務的質量（QoS）
GPRS設備應提供其可支持的QoS等級或采取的QoS控制機制。GSN設備應對不同的用戶提供靈活的QoS服務機制，并在簽約時確定其QoS等級。QoS控制參數如下表3-2所示。
表3-2：GPRS業(yè)務質量參數
四、GSM系統(tǒng)引入GPRS系統(tǒng)的組網
1、分組控制單元（PCU）
GSM系統(tǒng)引入GPRS系統(tǒng)的組網時，HLR、MSC/VLR、SMS-GMSC/SMS-IWMSC必須經過功能擴展以支持GPRS。在支持 GPRS業(yè)務時，在GSM系統(tǒng)的基站子系統(tǒng)（BSS）需要增加新硬件設備-分組控制單元（PCU，Packet control unit）。PCU主要完成RLC/MAC（無線鏈路控制/媒體接入控制）功能和與Gb接口的轉換。根據PCU的位置的不同，GPRS基站子系統(tǒng)有如圖4-1所示的3種結構；3種結構的釋義匯總于下表4-1中。
圖4-1：GPRS的BSS結構
表4-1：GPRS的3個BSS結構釋義
為保證原有A接口和Abis接口的傳輸利用率，在采用結構B和結構C的PCU方式時，PCU可提供電路業(yè)務的交叉連接功能，以便分組業(yè)務與電路業(yè)務復用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據。與A接口相比，Gb接口允許多個用戶復用在同一個物理信道上，而不是讓一個用戶在通話期間占用一個專用的物理信道。另外，GPRS的信令和用戶數據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E1）。我國通信行業(yè)標準YD/T 1106給出了Gb接口的規(guī)范要求。
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另外，我國通信行業(yè)工程建設標準YD/T 5104對GPRS系統(tǒng)的核心網與無線網的組網建網做出了具體的規(guī)范要求。
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