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GPRS模块无线通信技术简介

GPRS(General Packet Radio Service )是通用分组无线通信技术的简称,是GSM手机用户可以使用的移动数据服务,属于第二代移动通信中的数据传输技术。

可以说GPRS无线技术是GSM的延续,GPRS与以往的连续信道传输方式不同,以分组方式传输,因此利用者负担的费用以该传输数据为单位计算,并不使用该信道整体,理论上是廉价的。 GPRS的传输速率提高到56kbps或114Kbps。

一、GPRS技术的发展

移动通信技术从第一代模拟通信系统向第二代数字通信系统发展,之后的3G、4G、5G正在以飞跃的速度发展。 在第二代移动通信技术中,GSM的应用最广泛。 但是GSM系统只能交换电路域的数据,最高传输率为9.6kbit/s,难以满足数据服务的需要, 为此,欧洲电信标准委员会( ETSI )发布了GPRS (通用分组无线电服务)。

分组交换技术是计算机网络上的重要数据传输技术, 为了实现从以往的语音服务到新兴数据服务的支持,GPRS在原来的GSM网络上重叠支持高速分组数据的网络,向用户提供WAP阅览(互联网页面阅览)、E-mail等功能,

GPRS无线技术是介于2G和3G之间的技术,也称为2.5G。 后面有EDGE,叫2.75G。 这些为实现从GSM到3G的平稳过渡奠定了基础。

二、GPRS模块的网络结构

GPRS模块在GSM网络中增加新的网络实体来实现分组数据服务,网络结构如图1所示。

GPRS网络结构

图1 GPRS模块网络结构

GPRS新添加的网络实体

1、gsn(gprs支持节点)

GSN是GPRS网络中最重要的网络部件,有SGSN和GSN两种。

2、pcu (数据包控制单元)

PCU在BSS上,用于处理数据服务和将数据服务与GSM语音服务分离。 PCU添加分组功能,控制无线链路,允许多用户占用相同的无线资源。

3、bg (边界网关)

BG用于PLMN之间的GPRS主干网互联,主要完成属于不同GPRS网络的SGSN、GSN之间的路由功能和安全管理功能,此外根据运营商之间的漫游协议追加相关功能

4、CG(Charging Gateway,收费网关)

CG主要完成来自各GSN的票收集、合并、预处理作业,用作GPRS和计费中心之间的通信接口。

5、DNS (域名服务器,域名服务器)

GPRS通信网络中存在两种DNS。 一个是GGSN和外部网络之间的DNS,主要功能是分析外部网络的域名,起到与互联网上通常的DNS同等的作用, 另一个是GPRS主干网上的DNS,根据PDP上下文激活过程中确定的。APN(Access Point Name )解析GSN的IP地址,在SGSN之间的路由区域更新过程中,根据原来的路由区域编号n的IP地址网络连接口

如图2所示,GPRS系统中存在各种各样的接口种类。 GPRS接口涉及帧中继规程、7号信令协议、IP协议等不同规程的种类,内容非常多。 以下分别简单介绍一下。

三、GPRS接口的种类

GPRS接口种类

图2 GPRS的网络接口

1)Gb接口

SGSN和SGSN之间的接口。 这个接口既转发信令又转发流量信息。

2)Gc接口

GGSN和HLR之间的接口。 Gc接口是可选接口。

3)Gd连接器

SMS-GMSC和SGSN之间的接口,SMS-IWMSC和SGSN之间的接口。 GPRS通过这个接口分发短消息服务,提高SMS服务的利用效率。

4)Gf接口

SGSN和GIR之间的接口。 Gf为接入SGSN的设备提供用于获得设备信息的接口。

5)Gn/Gp接口

如图3所示,Gn是同一PLMN内部GSN之间的接口,Gp是不同PLMN中GSN之间的接口,Gn和Gp接口都采用基于IP的GTP协议, 协议包通过GSN节点之间的GTP隧道协议Gn接口一般支持域内的静态或动态路由协议,但Gp接口通过PLMN之间路由转发,因此边界网关GTP协议只在SGSN和GGSN之间实现,其他系统单元不参与GTP协议的处理。

GN与Gp接口



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