什么是gprs(我们常说的移动GPRS是什么?)
通用分组无线业务(英文:General Packet Radio Service,缩写为GPRS)是GSM手机用户可以使用的移动数据业务/技术。经常被描述为“2.5G”,这意味着这项技术介于第二代(2G)和第三代(3G)移动通信技术之间。它利用GSM网络中未使用的TDMA信道提供中速数据传输服务。起初,有些人想扩展GPRS以覆盖其他标准,但这些网络正在转向GSM标准,因此GSM成为GPRS唯一可以用于网络。在GPRS版之后,它被整合到GSM标准中,这个标准最初是由ETSI标准化的,但是现在已经交给3GPP了。
GPRS原理
GPRS不同于旧的电路交换连接,电路交换连接在97版之前就被纳入了GSM标准。在旧系统中,数据连接将创建和维护电路连接,并且在整个连接过程中电路将是独占的,直到连接被取消。GPRS基于分组交换,即多个用户可以共享同一个传输信道,每个用户在传输数据时只会占用该信道。这意味着所有可用的带宽都可以立即分配给当前正在发送数据的用户,使得中有更多的间隙来发送或接收数据,用户可以共享带宽。WEB浏览、收发电子邮件和即时通讯都是可以有效利用共享带宽间歇性传输数据的服务。
GPRS数据通常的充电方式是千字节(KB),而不是电路交换模式下的秒。在电路交换模式下,即使网络上没有数据传输,其他用户也不能使用空空闲信道。
GPRS最初支持(理论上)互联网协议IP、点对点协议PPP和X.25连接。后者的一个典型应用是无线支付终端,尽管它已被取消作为一项标准要求。X.25仍然可以被PPP甚至IP支持,但是不需要重新打包或者集成到终端中。
GPRS速度和属性
华为E220调制解调器GPRS
基于GPRS的消息数据交换使用未使用的蜂窝网络带宽来传输数据。然而,一旦专门为电话系统设计的语音信道(或数据信道)用于消息数据交换,可用带宽将会减少,结果,如果在繁忙的电话域中消息传输速度极慢。理论上,消息数据交换速度约为每秒170千比特,而实际速度为每秒30-70千比特。GPRS射频部分的改进被称为EDGE技术,将支持每秒20到200千比特的高速传输。最大数据速率取决于同时分配的时分多址帧的时隙。因此,数据速率越高,纠错可靠性越低。一般来说,连接速度随着距离的增加而迅速降低。这在人口密集、网络密度高的城市地区不是大问题,但在人口相对较少的郊区确实是个问题。
GPRS类也叫4+1。这四个时隙用于下行链路业务,一个时隙用于上行链路业务。这样做是为了优化像网络浏览器这样的应用程序,这些应用程序主要是下载流量。如果用户阅读的电子邮件比发送的多,这也适用。一般来说,GPRS手机默认使用8类进行传输。
GPRS级是4+2。四个时隙下降,两个时隙上升。但是,不能同时使用超过五个时隙。该方案适用于双向数据几乎相等的情况,如即时通讯。
其他现有等级,包括GPRS类6 (3+2)和GPRS类4 (3+1),只供老设备使用。有的设备可以做到4+4(上下行使用4个时隙,最多5个同时工作)。这只是工业应用,两个上行时隙的电磁辐射会对人体产生一定的影响。
传输速率也取决于信道编码。最好的编码方案(CS-4)适用于基站在附近的时候,最差的编码方案(CS-1)用于远离基站的地方。
有了CS-4,就有可能达到每个时隙22.8kbps的速度。但是,如果采用这种方案,现有网络只能覆盖25%的一般区域。CS-1可以达到每个插槽9.05 kbit/s的速率,可以覆盖98%的正常区域。
每个时隙传输一个RLC帧,CS4最高使用21.4Kbps,但CS2通常使用频率更高,RLC层的速率为13.4Kbps,相当于IP层的11.32Kbps。从协议封装计算,上行传输大于下行传输,意味着在同一时隙内,上行IP层的可用带宽小于下行。比如同样的CS2编码方式,上行IP带宽只有10.15Kbps左右。
种类下载速率(RLC)上传速率GPRS 4+185.6 Kbps21.4Kbps(class 8 & 10)GPRS 3+264.2 Kbps42.8Kbps(class 10)CSD9.6 Kbps9.6KbpsHSCSD28.8 Kbps14.4Kbps (2+1)HSCSD43.2 Kbps14.4Kbps (3+1)需要注意的是,CSD、HSCSD等服务通常是按照使用时间收费的,就像通话时间一样。如果下载文件时间长,会比GPRS好,因为在手机网络中,CSD和HSCSD的优先级会比GPRS高,数据传输中断也少。
GPRS消息数据交换是基于数据包的。当使用TCP/IP协议时,每个电话被分配一个或多个IP地址。当手机切换扇区或基站时,GPRS会临时存储数据包并转发给手机。当无线电噪声干扰导致的传输暂停和丢包可以由TCP处理时,这将导致临时的传输速率调整。
GPRS服务
GPRS服务类别
GPRS提高了GSM的数据业务性能;
点对点(P2P)服务:将IP协议连接到X.25网络。
组播(P2MP)业务:一对多组播和多方通话。
短信服务:发送短信。
多媒体短消息(MMS):发送带有语音和图像信息的短消息。
互联网服务提供商服务:提供互联网内容服务。
邮件:通过POP3或IMAP协议检查、阅读和发送电子邮件。
匿名服务:对预定服务的匿名访问。
未来功能:灵活增加新功能,如更大容量、更多用户、新资源、无线网络等。
GPRS的发展
根据欧洲ETSI第2+GSM阶段的建议,GPRS可以分为两个发展阶段(即第1阶段和第2阶段)。GPRS的第一阶段将能够支持以下功能和服务:
TCP/IP和X.25服务
GPRS空中的新接口加密技术
GPRS附加服务
增强型短消息服务
GPRS分组数据计费功能,即按数据量计费,是上述功能中最突出的,即TCP/IP和X.25功能。GSM网络可以通过TCP/IP和X.25为用户提供电子邮件、WWW浏览、专用数据、局域网接入等服务,GPRS二期的规范还在制定中,将能够提供更多新的功能和服务。
现实中的GPRS
运营商为GPRS设定了相对便宜的价格(与旧的GSM数据通信、CDPD和高速电路交换数据相比)。在许多地方,如芬兰,大多数运营商不支持以套餐价格接入互联网(但美国的T-Mobile是一个著名的例外)。相反,他们通常根据数据流量使用1 KB或1 MB(中国移动、中国联通)作为计费单位。
典型费率相对较高,美国的T-Mobile提供每月20美元的无限GPRS服务。其他运营商,如美国电话电报公司无线,也提供每月订阅。Orange(英国)提供每月88英镑的1 GB流量套餐。
GPRS预付费数据业务一般比较贵,仅限于WAP和MMS。
一般来说,与模拟电话网上的调制解调器一样,GPRS的最大连接速度约为4-5 kB/s(视电话而定),最大为30-40 Kbps。但是如果无线环境允许,实际测试结果也可以达到9 kB/s,也就是70+ kbps。此时占用4个下行时隙,采用CS4编码方式。延迟相对较高。在循环测试ping中,通常需要大约600-700毫秒,往返时间通常达到1秒。GPRS的实际性能普遍低于理论值,连接质量非常不稳定,容易受到影响产生较大波动。这是因为移动通信中使用的无线接口传输的分组数据将会丢失或损坏,这将导致分组数据的重复重传。
无线环境恶化对传输造成的干扰首先通过前向纠错编码来克服。CS1的纠错能力最强,对应的带宽最小,而CS4完全没有前向纠错能力。当然,所提供的带宽是四个代码中最大的,但是一旦RLC层检测到错误,它只能通过重传空块来纠正。在RLC层,前向纠错编码和重传机制可以有效克服无线环境对传输质量的干扰。在这种情况下,不会造成上层即IP层的丢包。对IP层的影响主要体现在网络环路时延略有增加(通常只有几十毫秒)。分组丢失通常发生在小区重选/路由区域更新时。此时,网元设备需要支持跨小区或跨SGSN的数据转发能力,以避免丢包和重传。需要指出的是,作为一个端到端的通信过程,任何链路都有丢包的可能。不同的是,无线接入的概率更高。在蜂窝移动通信系统中,小区重选和路由区域更新是不可避免的。
GPRS移动终端
GPRS移动站可以分为三类。
A类终端:MS可以同时传输GSM语音和GPRS数据。
b类终端:MS可以同时以GSM和GPRS模式在网络中注册。MS可以自动切换到GPRS业务或GSM业务,但不能同时传输语音和数据。因此,当移动台正在传输数据时,如果它收到来电,它将停止传输数据,并在接听电话后继续传输数据。
C类终端:功能只是传输GPRS数据。这种终端例如是用于笔记本电脑的PCMCIA GPRS网卡。
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