《GPRS基本原理》课件

GPRS基本原理了解GPRS基础知识，掌握无线网络技术的核心原理。byGPRS简介通用分组无线业务GPRS代表通用分组无线业务，是基于GSM网络的数据传输技术。分组数据传输GPRS使用分组数据传输，与传统的电路交换数据传输不同，它允许数据以较小的数据包形式传输，提高了数据传输效率。支持互联网接入GPRS允许用户通过移动设备访问互联网，使移动设备能够与互联网连接，实现各种互联网应用。为什么需要GPRS高速数据传输GPRS提供比传统语音网络更快的网络速度，支持更丰富的网络应用。全球覆盖GPRS可以访问全球GSM网络，实现无缝连接。计费灵活GPRS按流量计费，更符合用户的使用习惯。GPRS的特点始终在线与传统GSM语音服务不同，GPRS可以实现始终在线的连接，无需每次使用都建立连接。数据速率更高相较于传统GSM网络，GPRS提供更高的数据传输速率，满足更多数据应用的需求。灵活的计费模式GPRS采用流量计费模式，用户仅按实际使用的数据量付费，更加灵活便捷。数据传输模式1电路交换电路交换建立连接，持续占用资源，适合语音通信。2分组交换分组交换灵活，数据分包传输，适合数据通信。数据传输速率14.4kbpsGPRS1级28.8kbpsGPRS2级57.6kbpsGPRS3级115.2kbpsGPRS4级GPRS的框架结构GPRS网络架构主要分为两部分：无线部分和核心网络部分。无线部分包括基站、移动台和空中接口，负责无线数据传输。核心网络部分主要包括SGSN（归属用户数据服务节点）和GGSN（网关GPRS支持节点），负责数据路由、计费和安全管理。GPRS中的通道1专用信道用于传输控制信令，例如建立连接和数据传输控制等。2共享信道用于传输用户数据，多个用户共享同一个信道。3分组信道用于传输数据分组，支持不同的数据传输速率。基本流程1用户请求发起数据传输请求2网络处理数据包路由和转发3数据传输通过无线链路传输数据4数据接收接收方接收数据并处理用户接入和注册接入网络用户开启移动设备，并在网络覆盖区域内。识别SIM卡设备识别SIM卡，并读取SIM卡信息。连接网络设备连接至GPRS网络，建立与基站的连接。用户认证网络验证用户身份，并分配网络资源。空中接口无线传输GPRS使用无线电波在手机和基站之间传输数据。协议标准空中接口遵循GSM标准，定义了无线通信的规范。时隙分配数据传输通过时隙分配，在不同用户之间共享无线资源。数据封装和传输1数据分组GPRS将数据分成数据包进行传输，每个数据包包含数据、地址、控制信息等。2数据封装数据包被封装成GPRS协议数据单元(PDU)，包含GPRS协议头和数据部分。3数据传输PDU通过无线链路发送到基站，然后通过核心网络传输到目标接收者。核心网络架构GPRS核心网络架构主要由两个关键节点组成：服务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点(GGSN)。SGSN负责处理与移动台之间的无线连接，并提供用户身份验证和呼叫控制等功能。而GGSN则负责与外部IP网络的连接，并提供数据路由和计费等功能。这些节点协同工作，确保GPRS网络能够正常运行。SGSN的功能1用户管理负责用户认证、鉴权、用户状态管理等功能，例如用户注册、用户注销、用户漫游等。2会话管理负责GPRS会话的建立、维护和释放，包括数据连接的建立、数据流量监控等。3路由管理负责GPRS数据包的路由，将数据包转发到GGSN或其他SGSN。4移动性管理负责用户的移动性管理，例如用户位置更新、用户切换等。GGSN的功能网关功能GGSN作为GPRS网络与外部网络的网关，负责与Internet等外部网络进行数据交换。鉴权功能GGSN负责对用户进行身份验证，确保用户合法接入网络。路由功能GGSN负责将数据包路由到正确的目的地，并进行数据包转发。安全功能GGSN负责数据传输的安全保障，防止数据泄露和攻击。寻呼与呼叫过程1寻呼GPRS网络定期向用户设备发送寻呼消息。2呼叫建立用户设备接收到寻呼消息后，发起呼叫请求。3数据传输呼叫建立成功后，用户设备和网络进行数据传输。4呼叫释放数据传输结束后，呼叫结束并释放连接。移动性管理跟踪用户位置网络必须能够跟踪用户的位置，以便将数据发送到正确的位置。切换网络当用户从一个网络切换到另一个网络时，必须保持连接的连续性。漫游管理当用户漫游到其他运营商网络时，必须确保服务和计费的正常进行。GPRS的安全措施身份验证确保用户身份的真实性。数据加密保护数据传输的安全性。访问控制限制对网络资源的访问。连接控制连接建立GPRS网络通过信令交互建立连接，确保数据传输的可靠性。数据传输GPRS支持多种数据传输模式，根据网络状况选择合适的传输方式。连接释放当数据传输完成或出现异常时，GPRS网络会释放连接，释放网络资源。网络资源分配频谱资源GPRS使用TDMA/TDD技术分配无线频谱，以支持多个用户同时传输数据。数据速率GPRS网络根据用户的服务需求和网络负载动态分配数据速率，确保最佳性能。流量控制GPRS网络实施流量控制机制，以防止过度使用网络资源和确保公平的资源分配。计费管理流量计费GPRS数据流量按实际使用量计费，计费单位通常为KB或MB。时长计费GPRS服务也可采用时长计费方式，例如语音通话或视频通话。漫游计费漫游用户在境外使用GPRS服务时，会产生漫游费。信令交互注册移动设备加入网络时，需要进行注册，告知网络其身份和位置。寻呼当有数据到达时，网络会发送寻呼信号，告知设备有新数据需要接收。数据传输设备与网络之间通过信令交互，进行数据的传输和控制。释放连接当数据传输完毕或设备离开网络时，需要进行连接释放。协议栈GPRS协议栈包含多个层级，每个层级负责特定的功能，它们相互协作以实现数据传输。主要协议包括：物理层：负责无线信号的传输和接收数据链路层：负责数据包的封装、解封装和错误检测网络层：负责数据包的路由和寻址传输层：负责数据包的可靠传输和流量控制应用层：提供各种应用程序所需的接口GPRS与EDGE的关系EDGE是GPRS的升级EDGE是增强型数据速率GSM演进，是GPRS的升级版本，它使用更复杂的调制技术，提高数据传输速率。速度提升EDGE理论上可以达到384kbps的峰值速率，比GPRS快得多。兼容性EDGE与GPRS兼容，可以使用相同的网络基础设施。GPRS的应用领域移动互联网GPRS可以用于提供移动互联网接入服务，支持各种移动应用程序，如网页浏览、电子邮件、即时通信、社交媒体和在线游戏。无线数据传输GPRS可以用于传输各种数据，例如文本消息、图片、视频和音频文件。这使得无线数据传输更加便捷高效。M2M通信GPRS可以用于机器对机器（M2M）通信，例如远程监控、智能家居、车联网和工业自动化。位置服务GPRS可以用于提供位置服务，例如导航、跟踪和定位。GPRS的优势灵活性GPRS可以提供多种数据传输服务，支持多种数据格式，满足各种用户的需求。成本效益与传统数据传输方式相比，GPRS更具成本效益，可以降低数据传输成本。可靠性GPRS提供可靠的数据传输服务，确保数据传输的安全性和完整性。扩展性GPRS可以很容易地扩展，以满足未来不断增长的数据传输需求。GPRS的挑战网络覆盖GPRS网络覆盖范围有限，尤其是在偏远地区或人口密度较低的区域。数据传输速率GPRS数据传输速率相对较低，无法满足高带宽需求的应用。安全问题GPRS网络存在安全漏洞，容易受到网络攻击和数据窃取。发展趋势5G时代5G技术为GPRS带来了更高速率、更低延迟、更高可靠性的网络环境。物联网发展物联网的兴起推动了对GPRS连接的需求，为各种设备提供数据传输服务。云计算