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GPRS
阅读:12392时间:2011-03-29 16:59:27

  GPRS(Gerneral Packer Radio Service),中文译为通用无线分组业务。它是一项高速数据处理的科技,即以分组的“形式”把数据传送到用户手上。因此,GPRS技术可以令手机上网省时、省力、省花费。

系统结构

  GSM已发展到了Phase 2+阶段,这一阶段的核心问题就是高速移动数据通信。现在,越来越多的GSM网络运营商引入移动数据业务,不仅使GSM网络实现无线互联网功能,而且积累无线多媒体业务运营经验,为向第三代移动通信网络的过渡作好准备。

  GSM移动数据业务主要分为电路型数据业务和分组型数据业务。GSM阶段提供的9.6kbps以下数据业务及Phase2+阶段提出的HSCSD都属于电路型数据业务。Phase 2+阶段提出的GPRS,则属于分组型数据业务。

GPRS的系统结构

  GPRS网是在GSM电话网的基础上增加以下功能实体构成的: SGSN(服务GPRS支持节点)、GGSN(网关GPRS支持节点)、PTMSC(点对多点服务中心);共用GSM基站但基站要进行软件更新;采用新的GPRS移动台;GPRS要增加新的移动性管理程序;通过路由器实现GPRS骨干网互联;GSM网络系统要进行软件更新和增加新的MAP信令和GPRS信令等。

  GPRS网上增加了一些接口,主要包括:

  Gb口:SGSN通过Gb口与基站BSS相联,为移动台MS服务。通过逻辑控制协议LLC,建立SGSN与MS之间的连接,提供移动性管理(位置跟踪)和安全管理功能。SGSN完成MS和SGSN之间的协议转换,即骨干网使用的IP协议转换成SNDCP和LLC协议,并提供MS鉴权和登记功能。

  Gn口:SGSN通过Gn口和GGSN相联,通过GPRS隧道协议(GTP)建立SGSN和外部数据网(X.25或IP)之间的通道,实现MS和外部数据网的互联。

  Gs口:用于SGSN向MSC/VLR发送地址信息,并从MSC/VLR接收寻呼请求,实现分组型业务和非分组型业务的关联。

  Gr口:HLR保存GPRS用户数据和路由信息(IMSI、SGSN地址),每个IMSI还包含分组数据协议PDP信息,包括PDP类型(X.25或IP)、PDP地址及其QoS等级以及路由信息。

  Gi口:GGSN通过Gi口实现GPRS网和外部数据网(PDP)的互联。GGSN实际上是两个互联网网关,GPRS本身属于IP领域网络,Gi口支持X.25和IP协议。从PDN网看GGSN,GGSN可看作是一个路由器连到PDN网。GGSN包含用于连接GPRS用户的路由信息,为外部数据网的PDU送到MS提供通道。通过GGSN与GPRS网互联的分组数据网PDN,可以是PSPDN网,这时,GPRS支持ITU-T X.121和ITU-T E.164编号方案,提供X.25虚电路及对X.25快速选择,还支持网间的X.75协议连接;也可以是Internet网,基于IP协议,在IP数据报传输方式中,GPRS支持TCP/IP头的压缩功能。

分类特点

  1.应用上的特点

  目前,用手机上网还显得有些不尽人意。因此,全面的解决方法GPRS也就这样应运而生了,这项全新技术可以令您在任何时间、任何地点都能快速方便地实现连接,同时费用又很合理。简单地说:速度上去了,内容丰富了,应用增加了,而费用却更加合理。   (1)高速数据传输  gprs远程集中抄表系统

  速度10倍于GSM,更可满足您的理想需求,还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件,可谓不一般的巨大进步。   (2)永远在线   由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫连接),因而您随时都可与网络保持联系,举个例子,若无GPRS的支持,当您正在网上漫游,而此时恰有电话接入,大部分情况下您不得不断线后接通来电,通话完毕后重新拨号上网。这对大多数人来说,的确是件非常令人恼火的事。而有了GPRS,您就能轻而易举地解决这个冲突。   (3)仅按数据流量计费   即根据您传输的数据量(如:网上下载信息时)来计费,而不是按上网时间计费也就是说,只要不进行数据传输,哪怕您一直“在线”,也无需付费。做个“打电话”的比方,在使用GSM+WAP手机上网时,就好比电话接通便开始计费;而使用GPRS+WAP上网则要合理得多,就像电话接通并不收费,只有对话时才计算费用。总之,它真正体现了少用少付费的原则。

  2.技术上的特点

  数据实现分组发送和接收,按流量计费;56~115Kbps的传输速度.   GPRS的应用,迟些还会配合Bluetooth(蓝牙技术)的发展。到时,数码相机加了bluetooth,就可以马上通过手机,把像片传送到遥远的地方,也不过一刻钟的时间,够酷吧,这个日子将距离我们不远了。

  3.GPRS与GSM比较中表现出的特点

  相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言,GPRS拥有171.2kbps的访问速度;在连接建立时间方面,GSM需要10-30秒,而GPRS只需要极短的时间就可以访问到相关请求;而对于费用而言,GSM是按连接时间计费的,而GPRS只需要按数据流量计费;GPRS对于网络资源的利用率而相对远远高于GSM。

  4.GPRS服务特点对应的范围

  1.移动办公[1]   2.移动商务   3.移动信息服务   4.移动互联网   5.多媒体业务

  5.GPRS的技术优势

  (1)相对低廉的连接费用  GPRS节水灌溉测控终端

  资源利用率高在GSM网络中,GPRS首先引入了分组交换的传输模式,使得原来采用电路交换模式的GSM传输数据方式发生了根本性的变化,这在无线资源稀缺的情况下显得尤为重要。按电路交换模式来说,在整个连接期内,用户无论是否传送数据都将独自占有无线信道。在会话期间,许多应用往往有不少的空闲时段,如上Internet浏览、收发E-mail等等。对于分组交换模式,用户只有在发送或接收数据期间才占用资源,这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道,从而提高了资源的利用率。GPRS用户的计费以通信的数据量为主要依据,体现了“得到多少、支付多少”的原则。实际上,GPRS用户的连接时间可能长达数小时,却只需支付相对低廉的连接费用。

  (2) 传输速率高

  GPRS可提供高达115kbit/s的传输速率(值为171.2kbit/s,不包括FEC)。这意味着在数年内,通过便携式电脑,GPRS用户能和ISDN用户一样快速地上网浏览,同时也使一些对传输速率敏感的移动多媒体应用成为可能。

  (3) 接入时间短分组交换接入时间缩短为少于1GPRS是一种新的GSM数据业务,它可以给移动用户提供无线分组数据接入股务。GPRS主要是在移动用户和远端的数据网络(如支持TCP/IP、X.25等网络)之间提供一种连接,从而给移动用户提供高速无线IP和无线X.25业务。

  GPRS采用分组交换技术,它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据,那么数据速率可达164kb/8.GSM空中接口的信道资源既可以被话音占用,也可以被GPRS数据业务占用。当然在信道充足的条件下,可以把一些信道定义为GPRS专用信道。要实现GPRS网络,需要在传统的GSM网络中引入新的网络接口和通信协议。目前GPRS网络引入GSN(GPRS Surporting Node)节点。移动台则必须是GPRS移动台或GPRS/GSM双模移动台。

业务功能

  基于联通GPRS网络技术,您可:

  1、使用互动视界(WAP手机上网)业务

  实现手机和无线互联网对接,新闻资讯、财经股市、图片音乐、手机QQ、影视生活等应有尽有。

  2、使用神奇宝典(JAVA)业务

  在手机上玩在线、离线游戏。今后还将实现信息查询、电子商务、位置服务、多媒体应用等多服务。

  3、使用彩信(MMS)业务

  可以收发文字、图片、铃声、照片等,也就是多媒体短信。

办理使用

  一、办理方式

  (1)网站:https://gd.10086.cn

  (2)短信:办理套餐,发BLGPRS到10086;取消套餐,发QXGPRS到10086;查询套餐,发CXGPRS到10086;剩余流量查询,发CXGPRSTC到10086。

  (3)WAP:wap.gd.10086.cn

  (4)自助终端:各实体店-自助终端机

  说明:

  1、全球通当月开通取消套餐,下月1日生效;

  2、动感地带和神州行当月未开通,办理套餐24小时内生效,修改、取消套餐下一月结日生效;

  3、旧的GPRS优惠套餐如修改为现有GPRS套餐,将无法办回原优惠。

  二、设置使用

  如果客户的手机支持GPRS功能,则客户只需做好以下设置,即可使用相应的功能:

  (一)手机登陆WAP网页

  1、主页:http://wap.monternet.com(中国移动WAP主页)

  2、数据承载方式:GPRS

  3、网关地址:10.0.0.172

  4、网关端口号:9201,部分手机需要设置为80

  5、超时上限:建议为600

  6、APN设置:CMWAP(大小写均可)

  7、客户名设置:空

  8、客户密码设置:空

  9、鉴定:普通

  10、主页:空

  (二)手机登陆WWW网页

  1、数据承载方式:GPRS

  2、设置接入点名称(APN):CMNET(大小写均可)

  3、设置客户名:空

  4、设置密码:空

  5、鉴定:普通

问题与优化

GPRS无线网络优化流程图


  一、当前GPRS网络面临问题

  随着GPRS业务量的增长,GPRS网络现有规划可能不能满足用户需要的业务质量,主要存在以下几个问题。

  ,实际提供的速率和理想的171kbit/s相差甚远。目前各省GPRS网络多使用3+1的信道配置,实际可以达到的极限传输速率为上行13.4kbit/s,下行40.2kbit/s。其中一个不容忽视的影响因素是网络设备和MS的多时隙能力。因此,用户实际能够享受的速率并不是很高。

  第二,当前的覆盖状况会影响业务的接入与质量。由于GPRS信道激活因子接近100%,因此比TCH多了3dB的干扰,会造成服务面积缩小,影响接入成功率和信号质量。

  第三,PDCH资源不足。目前,GPRS多在大城市提供,而大城市频率资源已经非常紧张,能够为GPRS提供的信道数取决于电路业务的余量。在进行容量规划时,运营商还需要考虑到GPRS用户的行为习惯,对不同数据业务量的小区应进行不同的静态信道配置。

  第四,加入GPRS的网络优化比原先GSM的网络优化更复杂。GPRS系统使用的是现有GSM的无线网络,GSM网作为GPRS的承载网,GPRS和GSM共用相同基站、同一频谱资源,这就决定了GPRS网络与GSM网络优化之间相互关联,又相互制约。

  二、GPRS无线网络优化流程

  GPRS网络优化流程包含数据统计分析,DT和CQT测试分析,以及后期的参数调整。流程如图1所示。

  1.采集优化:主要包括OMC-R上的统计数据、告警数据和网络测试数据。

  2.数据优化:主要包括系统容量分析、干扰分析、Gb接口性能分析。

  3.测试优化:主要包括DT测试、CQT测试等。

  4.通过系统性能指标判定数据网流量和网络质量是否符合要求。如不符合要求,网络运营商需要找出原因进行调整,并确认问题能否有效解决。如果没有解决,优化人员则要重新制定方案直到问题解决。问题解决后,优化人员再收集实施后的网络数据,生成优化报告。

  三、GPRS数据传输性能分析及调整建议

  在GPRS中影响数据传输速率的因素主要有:小区重选、RLC重传率、编码方式、系统瓶颈、TBF(temporalblockflow)建立失败率等。

  1.小区重选

  由于小区重选时,系统将停止数据传输,重选之后再进行数据重传,因此小区重选率高对系统传输速率有很大影响。一方面,小区重选率与小区重选参数有关。另一方面,小区设置的不合理也会影响到小区重选率。

  2.RLC重传率

  RLC重传率高主要是由C/I太差引起,而可能导致C/I太差的原因有以下几点。

  (1)服务小区所需的信号功率弱、干扰功率大等。

  (2)相邻小区的干扰信号功率高,导致服务小区C/I偏小,甚至C/I值过低,导致RLC层重传率过高。此时优化人员应检查是否同频现象较严重,如存在同频干扰,则要规划频率分配,或调整干扰小区的覆盖,使干扰信号降低,或提高服务小区的信号强度,比如调整下倾角、方向角、发射功率等。

  (3)如果存在较高的系统外干扰,导致服务小区C/I偏小,甚至C/I值过低,导致RLC层重传率过高。优化人员应查找干扰源,排除干扰。

  (4)如果由于小区覆盖存在问题而导致小区重选率高,优化人员应调整覆盖,包括建立新站,调整天线下倾角、方向角、发射功率等,或调整小区选择参数,如CRO、CRH等设置。

  3.编码方式

  GPRS系统共有4种对应不同传输速率的编码方式,即CS-1-CS-4不同的编码方式,其数据速率分别为9.05kbit/s、13.4kbit/s、15.6kbit/s、21.4kbit/s。编码方式不同,对系统载干比要求也不相同。例如采用CS-1和CS-2信道编码方案时,虽然信道编码速率仅为9.05kbit/s和13.4kbit/s(包括RLC块字头),但是能保证实现小区的100%和90%覆盖时,满足同频道干扰C/I?9dB要求,并且数据传输速率相对稳定、可靠。如果采用CS-3和CS-4信道编码方案,数据传输速率相对较高,时延较小,但是由于CS-3、CS-4的接收参考灵敏度较低,只有在离基站较近、信号较好的地区才能够真正使用,所以当用户处于小区边缘或信号不佳的地区时,其数据速率必将大大下降。

  4.系统瓶颈

  GPRS的系统瓶颈主要存在于Um接口、Gb接口中。Um接口是GPRS中的关键接口,其性能的好坏将直接影响到系统的数据传输速率和系统的吞吐量。Um接口中的PDCH信道数量应根据用户的发展和未来情况进行动态调整。当没有保留PDCH信道,或保留的PDCH信道数量过少时,数据传输率将降低。例如,当某个区域、某个时间段业务量骤增时,优化人员可紧急配置一定数量的PDCH信道;当小区总信道数量严重缺乏,导致话音业务拥塞率高、数据业务接入难、传输速率低时,应考虑PCU扩容,以避免因PCU资源不足而出现新的系统容量瓶颈,或者暂时让相邻空闲小区吸收本小区的话务量和数据量。

  基于帧中继的Gb链路是BSC与SGSN之间的承载链路,它的负荷状况对GPRS网络的性能有直接的影响。Gb接口用于传送信令和用户信息。因此,当系统出现数据传输瓶颈时,对Gb接口的负荷测试跟踪以及PCU处理能力的分析是必不可少的。

与GSM的比较

  相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言,GPRS拥有171.2kbps的访问速度;在连接建立时间方面,GSM需要10-30秒,而GPRS只需要极短的时间就可以访问到相关请求;而对于费用而言,GSM是按连接时间计费的,而GPRS只需要按数据流量计费;GPRS对于网络资源的利用率而相对远远高于GSM。

发展前景

  GPRS的技术的引进,把电信网络和计算机网络有机地连接在一起,朝未来的全IP网络平台发展。

  从GPRS结构可以看出,基站与SGSN备之间的连接一般通过帧中继连接,SGSN与GGSN设备之间通过IP网络连接。

  GGSN可以由具有 NAT(网络地址翻译)功能的路由器承担内部IP地址与外部网络IP地址的转换,MS可以访问GPRS内部的网络,也可以通过 APN(外部网络接入点名)访问外部的PDN/Internet网络。

  在标识GPRS设备中,如手机MS的标识除了在GSM中使用的IMSI、MSISDN等号码外,还需要分配IP地址。网元设备SGSN、GGSN的标识既有7号信令地址,又有数据GGSN的IP地址,GSN(SGSN或GGSN)之间的通信采用IP地址,而GSN与MSC、HLR等实体的通信采用7号信令地址。在GPRS系统中,有两个重要的数据库记录信息。一是用户移动性管理上下文,用于管理移动用户的位置信息,另一是用户的PDP上下文(分组数据协议上下文),用于管理从手机MS到网关GGSN及到ISP(Internet服务提供商)之间的数据路由信息。当MS访问GPRS内部网络或外部PDN/ Internet网络时,MS向SGSN发激活PDP上下文请求消息,MS可以与运营商签约选择固定服务的GGSN。或根据APN选择规则,由SGSN选择服务的GGSN,SGSN再向GGSN发建立PDP上下文请求消息。GGSN分配 MS一个IP地址(静态或动态、公用或私有),在建立PDP上下文过程中,需要对用户的身份,需要的服务质量进行鉴权和论证,在成功地建立和激活PDP上下文后, MS、 SGSN和GGSN都存储了用户的PDP上下文信息。有了用户的位置信息和数据的路由信息, MS就可以访问该网络的资源。 二代半产品GPRS的问世,在开发和部署GPRS业务时会遇到一些新的概念。

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