湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
(3)二代半移动通信网(2.5G网)
2.5G网是指提高了数据传送速率且增加了分组数据功能的GSM网和CDMA2000-1 X网。
2.5G网的GSM网采用通用分组无线业务(GPRS)技术，可提供最高速率为171.2 Kbit/s的分组数据业务，GPRS具有永远在线、实时性好、按流量计费等优点。在本章的第二部分将详细介绍GPRS的相关知识。
(4)第三代移动通信网((3G网)
ITU将第三代移动通信系统称为IMT 2000，包括WCDMA和CDMA2000两种主要技术方案以及我国提出的TD-SCDMA技术方案。3G网的数据通信速率为:静止2Mbit/s，慢速移动384Kbit/s，高速移动144Kbit/s。
目前GPRS技术已经比较成熟，是今天的实用技术，而目前3G的道路还不是很清晰，技术发展和市场需求都不是很成熟，并且所有新技术的网络产品和服务都是向下兼容的，也就是说，即使3G已经存在，GPRS由于网络成本、市场渐进性的原因还将与3G共存很长一段时间，所以选择GPRS网络作为无线数据传输终端的网络平台。下面详细介绍GPRS的相关知识。
2.2 GPRS介绍
GPRS ( General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称，它是第2. 5代移动通信系统，是GSM向3G过渡的一个桥梁。GPRS是在GSM系统基础上引入新部件而构成的无线数据传输系统。它的基本功能是在移动终端和Internet网络的路由器之间传输分组数据。
2.2.1 GPRS产生的原因
GPRS是移动电话迅猛发展和Internet广泛应用的必然产物。它的产生有以下几个原因:
（1）随着第三代移动通信标准的出台和用户对移动多媒体业务需求的急增加，现有的GSM网络将不可避免地向WCDMA(宽带码分多址)演变，这种演进的过程估计大约需要2-3年。
（2）随着Internet普及，因特网应用的迅速增加，在全球范围内用户对移数据通讯的需求正呈增长态势，Internet上的数据业务(如E-mail、文件传送、Web浏览等急剧增加，而通过采用GPRS(通用分组无线业务)技术可以使现有的GSM网络轻易地实现与高速数据分组网络的简易接入。
（3）GSM网目前是世界最大的蜂窝网，它采用电路交换的方式传输数据。然而迄
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今为止，GSM依然受到传输速率的限制，因此移动数据传送速率令人难以接受，且费用过高。随着因特网业务的增长，高速移动数据通讯市场的需求越来越大。为了适应这一情况，GSM推出了两种高速移动数据规范:HSCSD(高速电路交换数据业务)和GPRS(通用无线分组业务)，其中GPRS应用前景被普遍看好。 2.2.2 GPRS系统的特点
GPRS是GSM Phase 2+引入的非常重要的内容之一，与GSM电路交换相比，GPRS非常重要的优点就是引入了分组交换能力，利用GPRS进行数据传输具有“永远在线”、“按流量计费”、“快捷登录”、“高速传输”和“自动切换”等优点。
(1)资源利用率高
第二代((2G) G网中的数据业务承载在电路交换数据通道上。对电路交换模式而言，在整个连接期间，无论用户是否收发数据都将独占无线信道，浪费了宝贵的无线资源。G网引入GPRS后使原来所采用的数据传输方式发生了根本性的变化;GPRS从无线接入到核心网均采用分组交换技术，多个移动终端(MT)共享一个无线信道，且话音信道与数据信道可根据需要动态分配，极大地提高了信道的利用率，尤其是使无线资源得到了充分的利用。
GPRS用户按数据流量计费，体现了“得多少，付多少”的合理收费原则。实际上，GPRS可能连接Internet的时间可达数小时，却只需支付相当低的连接费。
(2)传输速率高
可根据用户需求来分配带宽，可以使多个用户共享一个物理信道(时隙)或一个用户占用多个时隙。如果空中接口上的一个载频的8个时隙都用来传送数据，那么GPRS最高速率可达到171.2Kbit/s。
(3)接入时间短
可迅速建立与Internet的连接，可以认为GPRS用户一直连接在网络上，既永远在线。且数据传送延时小，实时性好。
(4)支持IP协议
GPRS全面支持移动上网，支持IP协议。 (5)分流短消息业务
第二代G网短消息长度局限在140字节之内，且容易堵塞。GPRS支持GPRS/SMS互连，因此部分SMS业务可以分流到GPRS网络，从而减轻了信令信道的负担。利用GPRS开通增强型短消息业务，则可提供更丰富的短消息内容。 (6)向3G平稳过渡
在2.5G GSM向WCDMA过渡过程中，3G的无线接入部分起了革命性的变化，而3G核心网在R99阶段中沿用了2.5G GSM核心网;在R4阶段中话音部分引入了软交换
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技术，而分组数据部分仍保留GPRS核心网。
2.2.3 GPRS系统结构
GPRS网络是基于现有的GSM网络实现的。为了实现GPRS,需要在现有的GSM网络中增加一些节点，如GGSN和SGSN。
GPRS网络参考模型如图2-1所示。GSN (GPRS支持节点)是GPRS网络中最重要的网络节点，有两种类型:一种为SGSN (Serving GSN, GPRS服务支持节点)，另一种为GGSN (Gateway GSN, GPRS网关支持节点)。SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN, PSPDN和LAN等。有的文献中，把GGSN称为GPRS路由器。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。
现有的GSM网络主要是针对话音业务设计的，而GPRS则主要是用来提供非语音的
图2-1 GPRS网络参考模型
数据业务的，GPRS提供了移动网到TCP/IP网络或X.25网络的接口，可以把GPRS网络看作是一个IP子网。如图2-2所示。
基于IP的互联网络中，路由器被用来分隔各个不同的子网。GPRS网络中，GGSN承担了类似于路由器的工作，使GPRS的特性对外部数据网来说是不可见的。移动终端就像GPRS子网中的普通主机，通过IP地址来识别。
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图2-2 GPRS网络看作是一个IP子网图
2.2.4 GPRS基本工作流程
这部分内容具体说明GPRS用户如何接入GPRS网络以及如何利用GPRS网络访问Internet, Intranet等外部数据网。
在GPRS用户(移动台)使用GPRS业务之前，第一步，它首先要通过GPRS注册连接(attach)过程将自己的信息登记在SGSN中，注册过程结束后，SGSN建立了移动台的信息，并对移动台进行移动性管理，尽可能地获得移动台的位置信息。第二步，移动台如果要访问外部数据网，需要发起PDP Context激活过程，通过此过程使移动台到GGSN建立一条逻辑通路，从而可以访问外部数据网。
GPRS的注册连接( attach)过程如下:当GPRS用户开机时，即GPRS终端上电后，GPRS终端将监听无线信道，接收系统信息，然后在系统信息指出的控制信道上发送接入请求，系统将分配无线信道给GPRS终端之后，GPRS终端将在系统分配的无线信道上向SGSN发送注册连接请求。下面以一种最简单的连接过程举例说明。
.移动台向SGSN发送一个注册的连接请求来启动注册过程。(国际移动用户识别码) .移动台以一个标志响应消息并将它的IMSI告知SGSN。
.SGSN用取得的IMSI到HLR中请求认证三码组(authentication triplets),并对MS(移动台)进行鉴权。
.移动台的认证通过后，SGSN向HLR发送位置更新消息。
.HLR发送一条插入用户数据的消息给SGSN，消息包括移动台的GPRS预定数据。 .SGSN根据移动台的GPRS预定数据决定是否允许移动台在当前路由区内注册连接，如允许，SGSN将向HLR返回一条插入用户数据的确认消息。
.HLR向SGSN返回一条位置更新确认消息。
以上这个移动台注册连接过程通常由移动台自动完成。移动台注册成功后，要想访
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