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【中國集群通信網(wǎng)】GPRS的含義及其基本原理

　　GPRS(General Packet Radio Service：通用無線分組業(yè)務(wù))，其實質(zhì)上是作為第二代移動通信技術(shù)GSM向第三代移動通信(3G)的過渡的中間技術(shù)。它早在1993年，由英國BT Cellnet公司提出，是GSM hase2+(1997年)規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一。傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)僅能以9.6Kbps速率數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，遠(yuǎn)不能滿足用戶對高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。而GPRS作為一種構(gòu)架于傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)之上的新型移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)間提供連接，為移動用戶提供高速無線IP或X.25服務(wù)，可提供高達(dá)115kbps速率分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使得包括圖片、音頻、視頻在內(nèi)的多媒體業(yè)務(wù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時傳輸成為可能。采用分組交換技術(shù)的GPRS，其通信過程無需建立、保持電路，符合數(shù)據(jù)通信突發(fā)性特點，且呼叫建立時間很短。由于各用戶均可同時占用多個無線信道，而同一無線信道亦可多個用戶共享，因此資源利用率顯著提高。此外，數(shù)據(jù)分組發(fā)送、接收時，GPRS根據(jù)實際數(shù)據(jù)流量計費(fèi)，用戶可始終在線，既大大降低服務(wù)成本，又充分享受方便快捷的通信服務(wù)。

　　GPRS采用與GSM相同頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則、相同TDMA幀結(jié)構(gòu)，因而在GSM基礎(chǔ)上構(gòu)建GPRS時，GSM系統(tǒng)的絕大部分部件都不需進(jìn)行硬件改動，只要進(jìn)行軟件的升級即可。因此，實現(xiàn)GSM升級至GPRS非常容易，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。目前中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國所有省、直轄市、自治區(qū)，網(wǎng)絡(luò)遍及240多個城市。

　　GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS理論帶寬可達(dá)171.2Kb/s，實際應(yīng)用帶寬大約在10?70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP連接，包括收發(fā)E-mail、進(jìn)行Internet瀏覽、即時聊天等應(yīng)用。

　　GPRS的基本原理是，利用分組業(yè)務(wù)傳輸數(shù)據(jù)時，多個用戶可共享一個時隙，一個用戶亦可使用八個時隙。實際傳輸時，數(shù)據(jù)信息被包封到很短的分組里，每個分組含一個報頭，報頭中包括分組始發(fā)地址、目標(biāo)地址。來自多用戶的分組可交錯傳輸，即按需分配傳輸容量，并在無分組傳輸時釋放容量，有效提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。目前，GPRS還僅僅是對GSM的補(bǔ)充，不會取代GSM網(wǎng)絡(luò)。

　　GPRS技術(shù)的優(yōu)點

　　基于GSM網(wǎng)絡(luò)并采用分組交換的GPRS技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下五方面。

　　1、可傳輸音視頻

　　由于GPRS可提供高達(dá)115kbps速率分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因而可通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸包括圖片、音頻、視頻在內(nèi)的多媒體業(yè)務(wù)。 基于GPRS的視頻傳輸突破了僅用于音頻通信的局限，其永遠(yuǎn)在線、數(shù)話兼容、按流量計費(fèi)、快速傳輸數(shù)據(jù)、短消息功能等特點得到更好體現(xiàn)，特別是監(jiān)控指揮中心可根據(jù)需要，隨時獲取監(jiān)控現(xiàn)場圖像并進(jìn)行實時處置，具有其他傳輸方式無可比擬的優(yōu)越性，因而在很多行業(yè)、部門有著極好的實用價值。

　　2、接入時間短

　　GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，可提供與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。這是因為GPRS分組交換接入時間約1秒，能提供快速實時連接，從而大幅度提高遠(yuǎn)程監(jiān)控、信用卡核對等的效率，并可使已有的E-mail、網(wǎng)頁瀏覽等操作更便捷、流暢。

　　3、支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議

　　GPRS支持因特網(wǎng)上應(yīng)用最廣泛的IP協(xié)議和X.25協(xié)議，從而使GPRS能提供Internet和其他分組網(wǎng)絡(luò)的全球無線接入。

　　4、資源利用率高

　　因為GPRS引入分組交換的傳輸模式，使原來采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生根本性變化，這在無線資源稀缺情況下尤為重要。而用戶只在發(fā)送、接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，即多用戶可共享同一無線信道。由于各用戶均可同時占用多個無線信道，而同一無線信道亦可多個用戶共享，因此資源利用率顯著提高。

　　5、覆蓋范圍廣

　　因為現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)，從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋，所以目前中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國所有省、直轄市、自治區(qū)，網(wǎng)絡(luò)遍及240多個城市，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋率要比CDMA網(wǎng)的覆蓋率要高。

　　GPRS技術(shù)的缺點

　　GPRS技術(shù)的不足之處。主要表現(xiàn)為以下五方面。

　　1、存在包丟失現(xiàn)象

　　由于分組交換連接比電路交換連接要差，因而GPRS存在包丟失現(xiàn)象。并且，話音和GPRS業(yè)務(wù)無法同時使用相同網(wǎng)絡(luò)資源，因為提供GPRS使用的時隙數(shù)越多，則提供話音通信網(wǎng)絡(luò)的資源越少。此外，話音和GPRS使用相同網(wǎng)絡(luò)資源，也勢必會產(chǎn)生相互干擾。

　　2、存在轉(zhuǎn)接時延

　　由于GPRS分組通過不同方向傳輸數(shù)據(jù)，而最終到達(dá)相同目的地，因此各數(shù)據(jù)在通過無線鏈路傳輸過程中可能分組丟失、出錯等，且轉(zhuǎn)接時延較大。

　　3、調(diào)制方式不是最優(yōu)

　　目前，GPRS采用基于高斯濾波最小頻移鍵控GMSK(GaussianFilteredMinimumShiftKeying)的調(diào)制技術(shù)，存在一些不足，網(wǎng)絡(luò)要真正過渡到第三代，則必須采用更先進(jìn)的調(diào)制方式。

　　4、實際速率比理論值低

　　GPRS數(shù)據(jù)傳輸速率，只有在一個用戶占用所有8個時隙時，才能達(dá)到理論最大值，并且沒有任何防錯保護(hù)。顯然，其傳輸速率受網(wǎng)絡(luò)和終端現(xiàn)實條件制約，往往其實際速率比理論值低。GPRS理論上雖可提供高達(dá)171.2kbps的傳輸速率，但通常實際上是在35kbps左右。

　　5、傳輸圖像的可靠性、穩(wěn)定性需進(jìn)一步地改善

　　由于GPRS畢竟是使用公網(wǎng)資源進(jìn)行視頻信號的傳輸，因而傳輸圖像信號時視頻數(shù)據(jù)需要通過多道關(guān)口進(jìn)行交換，其傳輸機(jī)制顯然遠(yuǎn)比有線方式復(fù)雜，所以傳輸圖像的可靠性、穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步地改善。