隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占整個移動業(yè)務(wù)的比重正穩(wěn)步上升。根據(jù)預(yù)測到2005年，移動用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量將占總移動業(yè)務(wù)量的20%-30%，這給GPRS的發(fā)展帶來了良好的市場機(jī)遇。

隨著GPRS手機(jī)上網(wǎng)用戶的增多，特別是筆記本電腦加無線GPRS上網(wǎng)卡的用戶越來越多，GPRS行業(yè)應(yīng)用也得到了很大的發(fā)展，如手機(jī)銀行，手機(jī)證券，位置業(yè)務(wù)應(yīng)用等。GPRS網(wǎng)絡(luò)，使人們的工作方式和生活方式正在逐步改變。 2 GPRS技術(shù)特點與應(yīng)用領(lǐng)域

2.1　GPRS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

GPRS系統(tǒng)是在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了分組控制單元 (PCU)、服務(wù)GPRS支持節(jié)點(SGSN)、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(GGSN)等網(wǎng)元設(shè)備。PCU處理器從話音業(yè)務(wù)中分離出數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，控制無線信道的分配。節(jié)點SGSN的功能與MSC/VLR類似，具有網(wǎng)絡(luò)接入控制、路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)、移動性管理、計費信息的收集等功能，支持Gb、SS7和Gr，等接口，GGSN的主要功能是網(wǎng)絡(luò)接入控制 (如消息屏蔽)、計費信息收集、路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā) (如地址翻譯和映射、封裝和隧道傳輸)、移動性管理、邊界網(wǎng)關(guān)等，支持與外部網(wǎng)絡(luò) (IP或X.25)的透明和不透明連接，支持Gn、Gi、Gc等接口。

GPRS分別有A、B、C三類終端：A類是可以同時使用話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的雙模手機(jī)，B類手機(jī)可以同時監(jiān)測這兩種業(yè)務(wù)，可以在數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)之間快速切換，但不能同時使用兩種業(yè)務(wù)，C類手機(jī)不能同時監(jiān)測話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，用戶要么注冊上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)，要么注冊上話音業(yè)務(wù)網(wǎng)，但兩者之間可以人工切換。

在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，通過BTS軟件升級或在基站控制器BSC中增加PCU設(shè)備等方式把數(shù)據(jù)和話音分別在Gb和A接口中分離開。而在交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，提供SGSN和GGSN兩個功能設(shè)備，修改GSM中的HLR系統(tǒng)，為了與GSM系統(tǒng)協(xié)同工作，需要在GPRS系統(tǒng)設(shè)備和GSM系統(tǒng)之間提供一些接口。

因此GPRS業(yè)務(wù)的實現(xiàn)不需要變更GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，運營商只需根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，將蜂窩小區(qū)原來用于話音業(yè)務(wù)的某些頻點分給GPRS用戶使用，將該頻點的8個信道劃分為話音、數(shù)據(jù)、交換 (話音或數(shù)據(jù)共用)等三種信道，進(jìn)行靈活配置。

2.2　GPRS的技術(shù)特點

GPRS是一種能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施中以最少投入、實現(xiàn)投資利潤最大化的一種最好的 解決方案。其技術(shù)特點表現(xiàn)在：

（l）移動數(shù)據(jù)速率高，最大達(dá)到171.2kbps；

（2）呼叫建立快，只要手機(jī)注冊上GPRS網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)就一直連接在網(wǎng)絡(luò)上；

（3）收費策略靈活，可以按流量計費、或包月制等多種方式計費；

（4）有效支持短消息和WAP業(yè)務(wù)；

（5）支持突發(fā)、連續(xù)的、高速和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；

（6）方便向三代UMTS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)過渡等。

2.3　GPRS提供的業(yè)務(wù)

GPRS提供的業(yè)務(wù)主要是IP和X.25兩種業(yè)務(wù)，在國內(nèi)主要是無連接的IP業(yè)務(wù)，這意味著許多現(xiàn)有的IP應(yīng)用可以在GSM蜂窩網(wǎng)絡(luò)上得以實現(xiàn)，具備GPRS業(yè)務(wù)功能的蜂窩網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)/企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)在無線業(yè)務(wù)上的擴(kuò)展。GPRS通常的應(yīng)用包括信息業(yè)務(wù) (天氣、股票、新聞報道等)、電子商務(wù) (移動銀行、網(wǎng)上訂票、股票交易等)、娛樂(下載音樂、旅游指南)、和其他遠(yuǎn)程信息業(yè)務(wù) (電子郵件、文件傳送)。

根據(jù)ChinaGPRS設(shè)備規(guī)范書(草案)的要求，GPRS系統(tǒng)初期需要支持的承載業(yè)務(wù)是點對點(PTP)業(yè)務(wù)，支持的電信業(yè)務(wù)是短消息業(yè)務(wù)，對于SGSN設(shè)備，需要支持由手機(jī)發(fā)起PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)議)上下文激活和由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的PDP上下文激活，可不支持Gs接口。

3 GPRS的工作原理

GPRS技術(shù)把電信網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)的連接在一起，朝著未來全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)展。從GPRS結(jié)構(gòu)圖可以看出，基站與SGSN設(shè)備之間的連接一般通過幀中繼連接，SGSN與GGSN設(shè)備之間通過IP網(wǎng)絡(luò)連接。GGSN可以由具有NAT(網(wǎng)絡(luò)地址翻譯)功能的路由器承擔(dān)內(nèi)部IP地址與外部網(wǎng)絡(luò)IP地址的轉(zhuǎn)換，MS可以訪問GPRS內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，也可以通過APN(外部網(wǎng)絡(luò)接入點名)訪問外部的PDN/因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

在標(biāo)識GPRS設(shè)備中，如手機(jī)MS的標(biāo)識除了在GSM中使用的IMSI，MSISDN等號碼外、需要分配IP地址，網(wǎng)元設(shè)備SGSN、GGSN的標(biāo)識既有7號信令地址，又有數(shù)據(jù)GGSN的IP地址，GSN(SGSN或GGSN)之間的通信采用IP地址，而GSN與MSC、HLR等實體的通信采用7號信令地址。在GPRS系統(tǒng)中，有兩個重要的數(shù)據(jù)庫記錄信息，一是用戶移動性管理上下文，用于管理移動用戶的位置信息，另一是用戶的PDP上下文(分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文)，用于管理從手機(jī)MS到網(wǎng)關(guān)GGSN及到ISP(因特網(wǎng)服務(wù)提供商)之間的數(shù)據(jù)路由信息。當(dāng)MS訪問GPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或外部PDN/因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時，MS向SGSN發(fā)激活PDP上下文請求消息，MS可以與運營商簽約選擇固定服務(wù)的GGSN，或根據(jù)APN選擇規(guī)則，由SGSN選擇服務(wù)的GGSN，SGSN再向GGSN發(fā)建立PDP上下文請求消息，GGSN分配MS一個IP地址 (靜態(tài)或動態(tài)、公用或私有)，在建立PDP上下文過程中，需要對用戶的身份，需要的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行鑒權(quán)和論證，在成功地建立和激活PDP上下文后，MS、SGSN和GGSN都存儲不用戶的PDP上下文信息，有了用戶的位置信息和數(shù)據(jù)的路由信息，MS就可以訪問該網(wǎng)絡(luò)的資源。

4 開發(fā)GPRS應(yīng)用涉及的幾個概念

（1）GPRS系統(tǒng)容量概念

GPRS的系統(tǒng)容量包括GSN的網(wǎng)絡(luò)容量和RF(射頻)容量。在GSM系統(tǒng)中，系統(tǒng)的容量是系統(tǒng)能支持的用戶數(shù)。而GPRS系統(tǒng)采用分組交換技術(shù)，多用戶共享無線信道，在系統(tǒng)容量的描述中，要考慮GPRS使用的信道數(shù)，支持多大的數(shù)據(jù)流量，支持多少GPRS用戶等。

（2）GPRS系統(tǒng)性能指標(biāo)描述

GPRS系統(tǒng)性能包括PCU、SGSN、GGSN、計費系統(tǒng)CG的性能，這些設(shè)備主要是用可靠性（如設(shè)備的故障率，中斷恢復(fù)服務(wù)時間）、吞吐量和系統(tǒng)容量、與外部網(wǎng)絡(luò)的接口指標(biāo)等來描述。

（3）外部網(wǎng)絡(luò)的透明接入和非透明接入

用戶通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)或ISP時，需要對用戶的身份、服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行鑒權(quán)和數(shù)據(jù)加密等過程，用戶MS的動態(tài)IP地址的分配可以分別由PLMN運營商、企業(yè)網(wǎng)或ISP等實現(xiàn)，因此，GPRS用戶的接入方式有透明接入和非透明接入兩種方式。

如果用戶的IP地址是運營商分配的公有地址（動態(tài)或靜態(tài)），則GGSN不參與用戶的論證和鑒權(quán)過程，用戶可以通過GGSN透明地接入到GPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這種方式稱為透明方式。

非透明方式主要是用戶通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接入到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或ISP的情形。用戶MS的IP地址是由企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或ISP分配的私有地址（動態(tài)或靜態(tài)），用戶訪問該企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或ISP時，GGSN需要企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或ISP中的專用服務(wù)器對該用戶進(jìn)行鑒權(quán)或論證。

5 GPRS行業(yè)應(yīng)用

5.1　GPRS行業(yè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)接入方式

一般來說，大型企業(yè)分部與總部的通信連接是采用電話線撥號方式，這種方式的弊端有:每年要支付大量的線路租用費，撥號線路只有用于傳輸數(shù)據(jù)，不能打電話，資源浪費，撥號線本身會因為線路原因出現(xiàn)撥號不通、斷線等不穩(wěn)定的現(xiàn)象。現(xiàn)在利用GPRS永遠(yuǎn)在線、按流量計費以及組網(wǎng)簡單靈活、易于維護(hù)的特點，在不改變用戶原有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，將節(jié)約網(wǎng)絡(luò)組建費用和運營成本。

圖2給出了企業(yè)應(yīng)用的一種接入方案。企業(yè)只要在移動申請一個稱之為APN的接入點，購買一個支持GRE路由協(xié)議和IPSEC協(xié)議的路由器，就可以在GPRS骨干網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個企業(yè)網(wǎng)。該解決方案采用GPRS實現(xiàn)無線IP接入，滿足業(yè)務(wù)點的遠(yuǎn)程接入。

GPRS企業(yè)用戶使用手機(jī)接入時，只要將GPRS手機(jī)設(shè)置，如設(shè)置APN為vip.gmcc.com,用戶名為vpn，密碼為vpn。使用計算機(jī)撥號接入時，計算機(jī)撥號程序設(shè)置接入號碼，如為*99***1#，用戶名為vpn。企業(yè)用戶使用之前，先進(jìn)行登記注冊，使用時企業(yè)網(wǎng)絡(luò)會對該用戶進(jìn)行鑒權(quán)和論證。

5.2 GPRS行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢

建立了GPRS行業(yè)應(yīng)用，集團(tuán)客戶成員隨時隨地通過PC機(jī)+GPRS手機(jī)，使用集團(tuán)客戶專有的APN(接入點名稱)，并輸入自己的用戶名和密碼，激活GPRS功能接入集團(tuán)客戶內(nèi)部網(wǎng)，認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行APN+用戶名十密碼的三重認(rèn)證，通過后，允許訪問本集團(tuán)客戶內(nèi)部計算機(jī)網(wǎng)，實現(xiàn)移動辦公，從而大大提高了工作的便捷性和效率。