一、概述
在技术上gsm可以传送低速：9.6kbit/s或14.4kbit/s的数据业务，只能为每个用户分配一个信道；高速电路数据（hscsd），提供与有线网64kbit/s相比的高速数据，不适于突发性强的数据传输。gprs按需动态占用资源：只在有数据传输时才分配无线资源；频谱利用率较高；数据传输速率最高可达到171.2kbit/s；适合各种突发性强的数据传输；按传输的数据量和计时两者结合的计费方式。
二、gprs业务
1、gprs网络业务
gprs网络在业务请求者和业务接收者之间提供的分组传送业务
点对点业务 类型 特点 业务对象
面向无连接的网络业务ptp-clns 数据报型业务 用户之间的信息传递没有端到端的呼叫建立过程；
分组的传送没有逻辑连接和交付确认保证 突发非交互式应用业务，如基于ip的网络应用
面向连接的网络业务
ptp-cons 虚电路型业务 为两用户间传送多路数据分组建立逻辑电路；
要求有建立连接、数据传送和连接释放的过程。 面向连接的网络协议conp支持的业务，即x.25协议支持的业务
（1）点对多点业务
gprs网络可以提供两类业务，即点对点（ptp：point to point）的业务和点对多点（ptm：point to multipoint）的业务。
(1) 点对点业务
点对点业务是gprs网络在业务请求者和业务接收者之间提供的分组传送业务。
① 点对点面向无连接的网络业务
② 点对点面向连接的网络业务属于虚电路型业务
2. 用户终端业务
用户终端业务可按基于点对点或基于点对多点分为两类：
(1) 基于点对点的用户终端业务
① 信息点播业务。
② email业务。
③ 会话业务。在两个用户的实时终端到实时终端之间提供双向信息交换。
(2) 基于点对多点的用户终端业务
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
点对多点双向数据量事务处理业务。
三、gprs的网络结构及其功能描述
gprs网络是在gsm网基础上发展的移动数据分组网
组成 作用
无线接入 在移动台和基站子系统（bss）之间传递数据
核心网 在基站子系统和标准数据网边缘路由器之间中继传递数据
gprs的基本功能
在移动终端和标准数据通信网的路由器之间传递分组业务
1、gprs的网络结构
图1给出了gprs网络结构图，gprs相对于gsm新增功能有
① sgsn—gprs业务支持节点
② ggsn—gprs网关支持节点
③ ptm sc—点对多点业务中心等
④ 基站软件更新
⑤ 新的gprs移动台
⑥ 新的移动性管理（mm）程序
⑦ 原有gsm网络子系统的软件更新和新的map信令及gprs信令
图1 gprs网络结构及其接口
（1）sgsn及其对外接口
在一个归属plmn内，可以有多个sgsn ，sgsn功能类似gsm中的msc/vlr
① 对移动台进行鉴权、移动性管理和路由选择
② 建立移动台ggsn的传输通道
③ 接收基站子系统透明传来的数据
④ 进行协议转换后经过gprs的ip骨干网传给ggsn（或sgsn）或反向进行
⑤ 计费和业务统计
图2 sgsn及对外部的接口
sgsn的对外接口
接口 连接sgsn与 功能
gb bss 传输信令和话务信息。流量控制，支持移动性管理和会话功能，支持ms经bss到sgsn间分组数据的传输
gn 同plmn sgsn
或
ggsn 支持用户数据和有关信令的传输，支持移动性管理
gp 异plmn 与gn接口功能相似，
还提供边缘网关bg、防火墙及不同plmn间互联功能
gs msc/vlr 支持sgsn和msc/vlr之间的配合工作：
sgsn向msc/vlr发送ms的位置信息或接收来自msc/vlr的寻呼信息。
gr hlr 支持sgsn接入hlr并获得用户管理数据和位置信息
gf eir 支持sgsn与eir 交换数据，认证ms的imei信息
gd sms-gmsc 提高sms的使用效率
（2）ggsn及其对外接口
ggsn功能
①gprs网对外部数据网络的网关或路由器，提供gprs和外部分组数据网的互联。
②接收移动台发送的数据，选择到相应的外部网络
③或接收外部网络的数据，根据其地址选择gprs网内的传输通道，传输给相应的sgsn。
④地址分配和计费等
ggsn的对外接口
接口 连接ggsn与 功能
gn 见上页
gp
gi 外部分组数据网 与外部分组数据网互联（ip、x.25等）
gc ggsn与hlr 获得ms的位置信息，从而实现网络发起的数据业务
（3）其它功能实体和网络接口
为支持分组数据的新协议必须升级软件，增加新的协议功能
以um接口为例
逻辑信道增加了分组数据信道（pdch）
采用4种新的信道编码方式
cs-1（9.05kbit/s）、cs-2（13.4kbit/s）、
cs-3（15.6kbit/s）、cs-4（21.4kbit/s）。
支持多时隙的传输方式（最多可达8个时隙）
gprs骨干网（ip backbone）；
将（s/g）gsns等互联起来的ip专用网或分组数据网，也可做为专用线路。
plmn内部骨干网
专用ip网（只用于gprs数据和gprs信令）。
通过gp接口，采用边缘网关（bg）和多个plmn互连骨干网连接起来。多个plmn骨干网通过漫游协议进行选择，该协议包括bg安全功能。多个plmn骨干网互连可以通过分组数据网，也可以用一条专用线路。
gprs的移动台分类：a类gprs手机、b类gprs手机和c类gprs手机
gprs的移动台。
移动台类型 同时连接gsm和gprs系统 同时提供gprs和gsm业务 自动进行业务切换
a类 y y y
b类 y n y
c类 y n n
四、gprs的移动性管理和会话管理
gprs手机的注册
首次使用手机必须注册到plmn网上，并将位置更新信息存储到sgsn中
分布在gprs不同网络单元的用户信息有四类（见下页表）
管理过程 功能
移动性管理（gmm） gprs用户的移动性，如将用户当前位置通知网络等
会话管理（sm） 支持移动用户对pdp关联的处理，也就是说gprs移动台连接到外部数据网络的处理过程
注册过程：
（1）连接到gprs网络（gprs附着）
手机开机后，向网络发送附着消息。sgsn从hlr收集用户数据，对用户进行鉴权，然后与gprs手机附着。
（2）连接到ip网络（pdp关联）
手机与网络附着后，向网络请求一个ip地址，网络为移动台分配ip地址，使其成为外部ip网络的一部分。
静态ip地址：分配用户固定的ip地址。
动态ip地址：每次会话都分配用户一个新的ip地址
1、gprs的移动性管理
（1）路由区ra
路由区由一个或多个小区组成，最大的路由区为一个位置区la。一个路由区不能跨越多个位置区。一个路由区只能由一个sgsn提供服务。
目的：更有效的寻呼gprs用户。
标识： 路由区识别rai
结构：rai=mcc+lac+rac
mcc为移动国家号码、lac为位置区代码、rac为路由区代码
作用：rai作为系统信息进行广播，移动台监视rai，以确定是否穿越了路由区边界。如果确实穿越了边界，移动台将启动路由区域更新过程。
（2）移动性管理状态
三种移动性管理状态在一定条件要进行状态转化
状 态 移动台功能 sgsn存储的位置信息
与移动性管理建立关联 收发数据 激活/清除pdp移动关联 进行ptp数据收发
空闲 n n n n 无
守候 y 仅收 y n 路由区ra
就绪 y y y y 小区cell
(3)gprs附着和去附着
gprs附着
gprs手机建立与gprs网络的连接， ms请求接入，并发起与sgsn的连接，在移动台和sgsn间建立mm移动关联。
gprs去附着
gprs手机结束与gprs网络的连接，ms将从就绪状态变为空闲状态，结束与sgsn建立的mm移动关联的连接。
(4)gprs的位置区域管理
gprs的位置区域管理就是移动台位置移动的管理。
位置更新过程的分类 条件
小区位置更新
（cell update） 就绪状态的ms在路由区内从一个小区移到另一个小区时
路由区位置更新
（routing area update） sgsn内 ms从一个路由区移到另一个路由区时
sgsn间
sgsn间的ra/la联合更新
(combined inter sgsn ra/la update) sgsn与msc/vlr建立关联之后
2、gprs的会话管理
gprs的会话管理是指gprs移动台连接到外部数据网络的处理过程
功能： 支持用户终端对pdp移动关联的处理
pdp移动关联是指gprs系统提供一组将移动台与一个pdp地址（通常是ip地址）相关联和释放相关联的功能。
方式：移动台附着到网络后，应激活所有需要与外部网络进行数据传输的地址，当数据传输结束后，再解除这些地址。
移动台状态守候或就绪
pdp地址分类 分配者 附加说明
静态pdp地址 归属plmn运营商 若pdp移动关联的激活是网络请求的，则只能使用静态pdp地址
动态hplmn pdp地址 hplmn 激活pdp移动关联时
激活pdp移动关联时，由ggsn分配/释放动态pdp地址
动态vplmn pdp地址 vplmn
五、gprs的空中接口
gprs的空中接口是整个gprs系统的关键技术之一 ，gprs的逻辑信道——分组逻辑信道如图3 。
图3 gprs的逻辑信道
分组逻辑信道的类型
分组逻辑信道分类 功能 上/下行
分组广播控制信道（pbcch） 传播与分组数据相关的系统信息 下行
分组
公共
控制
信道
pccch 分组寻呼信道（ppch） 寻呼分组或电路交换业务 下行
分组随机接入信道（prach） ms发送数据或信令信息 上行
分组接入允许信道（pagch） 在分组建立阶段，向ms发送无线资源分配信息 下行
分组通知信道（pnch） 在ptm-m分组传送前，向一组ms发送ptm-m通知信息 下行
分组
专用
控制
信道pacch 分组随路控制信道（pacch） 传送某个已知移动台的信令信息 下行
分组数据业务信道（pdtch） 传送用户的分组数据 上/下行
分组定时提前量控制信道（ptcch） 传送随机接入突发 上行
向ms传送定时提前量信息 下行