物联网终端技术研究：GPRS技术简介

1GPRS技术简介

随着计算机的普及和网络技术的迅速发展，数据业务大有超过电话业务成为网络的主导业务的趋势。蜂窝移动通信也由于其特有的接入方便、个人化、无处不在等特性而得到迅猛发展。人们已不满足于移动电话所带来的方便与快捷，更希望随时随地进行各种信息的获取与传递。各种手持计算机终端、信息终端的大量涌现反映出计算机业正在与无线通信业交融，网络接入的无线化成为一种必然趋向。

尽管现有的GSM网络已能提供电路型承载业务、短消息、USSD等，但仍存在一定的局限性。电路型数据业务存在传输速率低，资源利用率差等问题；短消息、USSD等分组型数据业务也因为其传送机制，仅适合于少量的、突发性数据应用，而无法符合大量的数据应用。为适应移动数据业务的发展，GSM标准组织发展了分组无线数据业务GPRS。

GPRS是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service）的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS是GSM的延续；GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS不但能将传输速率提高到100Kbit/s以上，更由于其采用了分组交换和传输技术，具有资源利用率好、接入速度快、计费更加合理、用户使用更加方便等特点，为GSM运营者由仅提供话音业务向提供综合信息服务业务领域拓展提供了重要的网络平台，并为GSM网向第三代演进打下了基础。

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）移动通信技术之间。它通过GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。如此，使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上（VRN）的使用者，甚至可以无须通过拨号上网，而持续与网络连接。GPRS在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配信道建立连接，而是在每一个数据包到达时，根据数据包头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据包发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。

因数据业务在绝大多数情况下都表现出一种突发性的业务特征，对信道带宽的需求变化较大，因此采用分组方式进行数据传送将能够更好地利用信道资源。例如一个进行WWW浏览的用户，大部分时间处于浏览状态，而真正用于数据传送的时间只占很小比例。这种情况下若采用固定占用信道的方式，将会造成较大的资源滥用。

2.GPRS的特点

GPRS是一个采用分组传输技术的业务平台，既支持TCP/IP协议也支持X.25协议。几乎可以支持除交互式多媒体业务以外的所有数据应用业务。其特点如下：

（1）传输速率高，GPRS支持4种编码方式（CS-1、CS-2、CS-3、CS-4），并采用附加虚拟时隙技术，使多用户共享一时隙的多时隙合并传输技术，使得现有的GSM网的数据速率从9.6Kbps提高到171.2Kbps。

（2）接入速度快，GPRS核心网本身是一个分组型数据网，支持IP协议，因此可与其他分组数据网络（如Internet网）进行无缝直接连接，即很快建立呼叫，不用像电路型业务那样需要等候，快于电路型数据业务。

（3）可永久连接，由于分组型传输不占信道，因此用户可以长时间保持与外部数据网的连接，不必进行频繁的连接和断开操作，真正实现“永远在线，永远连接”。

（4）丰富的数据业务，GPRS可根据应用的类型和网络资源的实际情况、网络质量，灵活选择服务质量参数，支持4种Qos（服务质量），能实现话音资源和数据资源的动态分配，能从低速到高速实现Internet所能提供的一切业务。除能提供点对点、点对多点、补充业务和增加型短消息业务，还能提供VPN业务，真正实现移动办公功能。

（5）计费更加合理，GPRS采用按照数据流量进行计费代替按时计费方式，从而节省用户上网费用，大大推动了无线移动互联网业务的发展。

3.GPRS提供的业务(www.xing528.com)

GPRS提供了端到端分组传输和交换方式的一组新的GSM承载业务，包括点对点（PTP）和点对多点（PTM）承载业务。GPRS提供的业务具有以下特点：

（1）不连续的非周期性（突发）的数据传输，突发出现的时间间隔远大于突发数据的平均传输时延；

（2）频频发送的小数据量业务，若小于500字节的数据，允许每分钟发送几次；

（3）不频繁发送的大数据量业务，若允许每小时传送几次千字节的数据。

以GPRS承载业务支持的标准网络协议为根基，GPRS网络运营者可以支持或提供给用户各种应用业务。

对于点对点承载业务，GPRS可提供以下类型的业务：

（1）信息点播类业务

通过这类业务，用户可以根据需要点播存储在数据库中的数据信息。例如internet的浏览业务（WWW），各种类型的信息查询，如娱乐类（影视、餐馆等）、商业类（股票、汇率等）、交通类（路况信息、时刻表等）、新闻类（新闻、体育等）、天气预报以及日历、词典等。

（2）消息类业务

利用消息的存储转发设备和消息处理功能，提供用户到用户的消息通信，如E-mail业务等。

（3）远程操作业务

主要是小数据量的数据处理业务，如信用卡确认、电子银行/商务业务、遥测、远程监测、定位业务、调度业务等。点对多点应用业务包括点对多点单向广播业务和集团内部点对多点双向小数据量事务处理业务。点对多点单向广播业务服务的地理区域和用户由业务提供者定义，利用存储转发功能可以协商确定信息交付时间和重发时间间隔。应用业务包括：新闻广播，天气预报，本地广告，旅游信息，业务信息等。另外GPRS还支持短消息业务，即利用GPRS的分组信道传短消息，更加有效地使用资源。