GSMGPRS移动通信网络.doc

GSM/GPRS移动通信网络
一、实验目的
掌握移动通信网络尤其是GPRS网络的原理与特点，掌握TDMA时分多址GSM/GPRS网络的组成与原理。并为以后利用GSM/GPRS模块收发短信做准备。

二、实验设备
1、“现代通信技术综合实验实训系统”实验箱一台。
2、实验模块：基于华为GTM900的GPRS模块。

三、实验原理
一）GSM/GPRS概述
1．概述
GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分组无线业务的简称。GPRS是GSMPhase2.1规范实现的内容之一，能提供比现有GSM网9.6kbit/s更高的数据率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。构成GPRS系统的方法是：(1)在GSM系统中引入3个主要组件GPRS服务支持结点(SGSN,ServingGPRSSupportingNode)GPRS网关支持结点(GGSN,GatewayGPRSSupportNode)分组控制单元(PCU)(2)对GSM的相关部件进行软件升级GPRS系统原理如图14.1所示图。
图14.1GPRS系统原理图
ETSI指定了GSM900、1800和1900三个工作频段用于GSM，其中GSM900频段还有G1(E-GSM)频段和P频段。相应地，GPRS也工作于这三个频段，包括GSM900的G1频段和P频段，当然，GPRS可以限制每个小区只工作于P频段。如表14.1所示了GSM和GPRS的工作频段。

表14.1GSM和GPRS的工作频段

900MHz频段G1频段上行频率(原E－GSM)880---890MHzP频段上行频率890---915MHzG1频段下行频率(原E－GSM)925---935MHzP频段下行频率935---960MHz双工间隔45MHz载频间隔200kHz1800MHz频段上行频率1710---1785MHz下行频率1805---1880MHz双工间隔95MHz载频间隔200kHz1900MHz频段上行频率1850---1910MHz下行频率1930---1990MHz双工间隔80MHz载频间隔200kHz现有的GSM移动台(MS)，不能直接在GPRS中使用，需要按GPRS标准进行改造(包括硬件和软件)才可以用于GPRS系统。GPRS定义了3类MS：A类可同时工作于GPRS和GSM；B类可在GPRS和GSM之间自动切换工作；C类可在GPRS和GSM之间人工切换工作。GPRS被认为是2G向3G演进的重要一步，不仅被GSM支持，同时也被北美的IS-136支持。
2、GPRS的业务
GPRS是一组新的GSM承载业务，是以分组模式在PLMN和与外部网络互通的内部网上传输。在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS网络管理可以提供(或支持)一系列的交互式电信业务。1.承载业务2.用户终端业务3.附加业务
3、GPRS业务的具体应用
GPRS业务主要有以下应用。(1)信息业务(2)交谈(3)网页浏览(4)文件共享及协同性工作(5)分派工作(6)企业E-mail(7)因特网E-mail(8)交通工具定位(9)静态图像
(10)远程局域网接入(11)文件传送
4、GPRS的优势及存在问题1).GPRS的技术优势资源利用率高传输速率高接入时间短支持IP协议和X.25协议2).存在的问题GPRS会发生包丢失现象实际速率比理论值低终端不支持无线终止功能调制方式不是最优存在转接时延
二）GSM/GPRS网络
GPRS网络是在现有GSM网络中增加GGSN和SGSN来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。其系统结构如图14-2所示。

图14-2GPRS系统结构
图中，笔记本电脑通过串行或无线方式连接到GPRS蜂窝电话上；GPRS蜂窝电话与GSM基站通信，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信；GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或X.25网络。来自因特网标识有移动台地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动台上。SGSN是GSM网络结构中的一个节点，它与MSC处于网络体系的同一层。SGSN通过帧中继与BTS相连，是GSM网络结构与移动台之间的接口。SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网连接到SGSN，是连接GSM网络和外