GPRS数据传输设计（（（二（二二二））））GPRSGPRS原理111第二章GPRS原理GPRS系统是在GSM网络的基础上发展起来的数据传输网络，为了支持数据传输，GPRS在GSM系统中增加了很多支持节点。要使用GPRS进行数据传输，必须掌握GPRS的工作过程。本章主要介绍GPRS系统结构及数据传输过程，首先介绍了移动数据网络的发展过程，其次介绍了GPRS系统的结构，接着讨论了GPRS数据传输的过程，最后分析了GPRS系统存在的问题以及向3G系统过渡的过程。2.1移动数据网络发展过程公共数据网是伴随着移动通信网发展起来的,目前投入商用的移动数据网络已经经历了两个发展阶段[13-15]。20世纪90年代中期的叠加在模拟蜂窝网AMPS(AdvacedMobilePhoneSystem,高级移动电话系统)上的第一代公共数据网称为蜂窝数字分组数据（CellularDigitalPacketData,CDPD）,该网络利用AMPS中的语音空闲信道传输分组数据，但是随着第二代数字蜂窝网GSM的快速发展，CDPD在我国并没有得到大范围的推广。2000年初，在GSM网的基础上建立了GPRS,GSM/GPRS是GSM网络的升级，成为继第一代公共移动数据网AMPS/CDPD之后的第二代移动数据网络，同时也是第二代数字移动通信网向第三代演进的重要阶段。CDPD网络叠加在AMPS上，采用数字调制技术（GMSK），提供分组数据增值业务。CDPD分组传送方式有两种：固定的专用信道和调频方式。1992年4月美国的IBM和8个最大的蜂窝电话运营公司宣布联合研发CDPD系统，他们模拟网覆盖占美国的95%地区。到1999年下半年，美国CDPD网覆盖地区人口达1.4亿，占总人口的55%。我国在1997年在北京、上海、广州等6个城市建立了CDPD网络。模拟蜂窝电话网虽然取得了很大成功，但也暴露了一些问题。例如，频谱利用率低，移动设备复杂，费用较贵，业务种类受限制以及通话易被窃听等，最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。解决这些问题的方法是开发新一代数字蜂窝移动通信系统。数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量。另外，数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与ISDN等兼容。实际上，早在70年代末期，当模拟蜂窝系统还处于开发阶段时，一些发达国家就着手数字蜂窝移动通信系统的研究。到80年代中期，欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网的体系。随后，美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。1995年我国的GSM网络正式开通，开始了我国的数字移动通信网。GPRS作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信（3G）的过渡技术，是由英国BTCellnet公司早在1993年提出的，是GSMPhase2+(1997年)规范实现的内容之一，是一种基于GSM的移动分组数据业务，面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。GPRS在原有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络，同时在网络上增加一些硬件设备，并对软件升级，形成了一个新的网络逻辑实体，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的科技，它以分组交换技术为基础，用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发E-mail、进行因特网浏览等。GPRS是一种新的GSM数据业务，它在移动用户和数据网络之间提供一种连接，为移动用户提供高速无线IP和X.25服务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用。GPRS技术160Kbps的高速传送几乎能让无线上网达到公网ISDN的效果，实现"随身'携带'互联网"。使用GPRS，数据实现分组发送和接收，按流量计费的方式使得用户可以永远在线，这些都降低了服务成本。当然，作为一种过渡技术，GPRS还存在很多不足，特别是数据传输速率与理论值差别较大等。为了更好的满足移动宽带通信的要求，早在GSM刚投入商用时人们就提出了第三代移动通信（3G）的概念，3G的目标是实现全球统一频段、统一制式，全球无缝漫游；高频谱效率；支持移动多媒体业务，即室内环境支持2Mbps、步行/室外到室内支持384kbps、车速环境支持144kbps等高速的移动数据通信。2.2GPRS系统结构GSM系统主要由移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统组成。基站子系统由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系统包括：移动交换中心（MSC）、操作维护中心（OMC）、归属位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AuC）和设备标志寄存器（EIR）等组成