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GPRS的原理

时间:2012-5-20 10:10:14 点击:889

  核心提示:GPRS是什么意思?GPRS通常被认为是GSM的延续。手机上网的不甚理想,造就了GPRS的诞生。那究竟GPRS是什么意思呢?...

GPRS是什么意思?GPRS通常被认为是GSM的延续。手机上网的不甚理想,造就了GPRS的诞生。那究竟GPRS是什么意思呢?

  GPRS是什么意思

  GPRS即通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,缩写:GPRS)是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS经常被描述成“2.5G”,也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道,提供中速的数据传递。

  最初有人想通过扩展GPRS来覆盖其他标准,只是这些网络都正在转而使用GSM标准,这样GSM就成了GPRS唯一能够使用的网络。GPRS在Release 97之后被集成进GSM标准,起先它是由ETSI标准化的,但是当前已经移交3GPP负责。

  GPRS原理

  GPRS 区别于旧的电路交换(or CSD)连接,连接在Release 97之前(GSM电话功能还没怎么开发)就已经包含进GSM标准中。在旧有系统中一个数据连接要创建并保持一个电路连接,在整个连接过程中这条电路被独占直到连接被拆除。

  GPRS 基于分组交换,也就是说多个用户可以共享一个相同的传输信道,每个用户只有在传输数据的时候才会占用信道。这就意味着所有的可用带宽可以立即分配给当前发送数据的用户,这样更多的间隙发送或者接受数据的用户可以共享带宽。WEB浏览,收发电子邮件和即时消息都是共享带宽的间歇传输数据的服务。

  通常GPRS数据的计费是不是按照电路交换方式的秒,而是千字节KB。电路交换方式下,即使网络上没有数据传输,其他用户也不能使用空闲的信道。

  GPRS最初支持(理论上)互联网协议IP,点到点协议PPP和X.25连接。后者典型的应用是无线付费终端,尽管它已经作为标准需求被去除。X.25依然可以通过PPP甚至是IP得到支持, 但是这样做既不需要重新封装也不用集成什么到终端里。

  GPRS的移动终端

  GPRS的移动终端(Mobile Station,MS) 分为三类。

  A类终端:MS可以同时传送GSM语音与传送GPRS数据。

  B类终端:MS可以同时以GSM和GPRS方式在网络登记。MS可以自动转换使用GPRS服务或是GSM服务,但不能同时传送语音与传送数据。所以当MS在传送资料的时,若收到来电呼叫,会暂停传送资料,接听电话后在继续传送数据。

  C类终端:功能是只能传送GPRS数据。此类终端例如用于笔记本电脑的PCMCIA GPRS上网卡。

  GPRS服务

  GPRS提升GSM的数据服务性能:

  1、短信服务 (SMS): 发送SMS。

  2、多播 (P2MP)服务 : 一点到多点的组播和多方通话。

  3、点到点 (P2P) 服务: 连接 (IP protocols)IP网络 and X.25网络。

  4、多媒体短信(MMS): 发送携带语音和图像信息的短消息。

  5、邮件服务通过POP3或者IMAP协议检查阅读发送电子邮件

  6、匿名服务: 匿名访问预定服务

  7、未来功能: 灵活加入新的功能,例如更大容量,更多用户,新的资源和无线网络。

  8、因特网服务提供商服务: 提供互联网内容服务。

  GPRS速度和属性

  基于GPRS的报文数据交换使用未使用的蜂窝网络带宽传输数据。 而作为专门为电话系统设计的语音信道(或者数据信道)一旦被报文数据交换使用,将降低可用带宽,其结果是如果在一个忙碌的电话域内,报文传输速度极慢。理论上报文数据交换速度是大约170千比特/秒,而实际速度是30-70千比特/秒。在GPRS的射频部分的改进,取名为EDGE技术,将支持从20至 200千比特/秒的更高速

度传输。最大数据速率取决于同时分配到的TDMA帧的时隙。因此,数据速率越高,纠错可靠性就越低。
 

  一般来说,连接速度随着与距离的增加迅速下降。在人口密集的高网络密度城区这倒不是什么大问题,但是在人口比较少的郊区这就真是问题了。

  GPRS class 8 也就是平常所说的4+1。这表示4个时隙用于下行流量,1个时隙用于上行流量。 这样做是为了优化象WEB浏览器这样的大部分是下载流量的应用。如果用户阅读邮件量大于他发送的量,这个也适用。一般来说GPRS手机默认使用 Class 8 来传输。

  GPRS class 10也就是4+2。4个时隙下行,2个时隙上行。不过同时使用的时隙不能超过5个。 这个方案适用于双向数据差不多相等的情况下,例如即时消息.

  其他存在的级别,包括GPRS class 6 (3+2) 和GPRS class 4 (3+1),只有老设备才使用。有些个别设备能够做到 4+4 (四个时隙用于上行和下行,最多5个同时工作).这只是工业应用,超过2个上行时隙电磁辐射就会对人体产生一定的影响。

  传输速率还依赖于信道编码。最佳编码方案(CS-4)适用于在基站附近的时候,最差编码方案(CS-1)用于离基站比较远的地方。

  使用CS-4 有可能达到每时隙22.8kbps的速度。但是如果使用这个方案,现有网络只能覆盖一般情况的25%的区域。. CS-1能达到9.05 kbit/s 每时隙的速率而且可以覆盖98%的正常区域。

  每一个时间片(timeslot)传输一个RLC桢,使用CS4最高达21.4Kbps,但通常情况下使用CS2比较多,RLC层速率为 13.4Kbps,折算到IP层11.32Kbps。 从协议封装来计算开销,上行传输的要大于下行的,这意味着同样一个时隙,上行的IP层可获得带宽要比下行的小一些,例如同样的CS2编码方式,上行的IP 带宽只有约10.15Kbps。

  注意!CSD及HSCSD这类服务通常都按使用时间来计费,就像通话时间般。假如要长时进行下载档案的动作,则会比GPRS优胜,因为在移动电话网络中CSD及HSCSD的优先次序都会比GPRS为高,较少有数据传输中断的情况出现。

  GPRS报文数据交换基于数据包。 当使用TCP/IP协议时,每个电话分配到有一个或多个IP地址。 当电话切换扇区或者基站时,GPRS要暂时存储转发数据包到电话里。当因为无线电噪声干扰导致传输暂停和丢包可以由TCP来处理,这将导致临时的传输速率调整。


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