Ключевые слова
Резюме
1. Введение
2. Передача данных в сети GSM
3. Архитектура сети GSM/GPRS
4. Набор протоколов GPRS
5. Структура физического уровня радио интерфейса
6. Логические каналы в GPRS 
7. Канальное кодирование на радио интерфейсе
8. Мобильные телефоны GPRS
9. Установление, процесс и разъединение сессии передачи данных
10. Система GPRS компании Эрикссон 
11. Вывод
Литература

Общие услуги пакетной передачи радиосвязью (GPRS - General Packet Radio Service) основываются на технологии, которая совмещает коммуникацию передачей данных с мобильной сетью. Главными отличиями GPRS являются большие скорости передачи данных и использование технологии коммутации пакетов. Кроме основных принципов, на которых основывается GPRS, в статье представлены архитектура системы GPRS, анализ процесса коммуникации GPRS, а также дан обзор набора (stack) протоколов GPRS с особым акцентом на его самой важной составной части – радио интерфейсе.

Общие услуги пакетной передачи радиосвязью (GPRS - General Packet Radio Service) основываются на технологии, которая обеспечивает возможность применения техники передачи данных коммутацией пакетов в мобильных (сотовых) сетях. Кроме передачи пакетов GPRS обеспечивает высокие скорости передачи, и является оптимальным решением для передачи большинства услуг в коммуникации данными. GPRS применяется в сотовых сетях второй генерации, основывающихся на частотно-временном уплотнении (FDMA –Frequency Division Multiple Access/TDMA – Time Division Multiple Access), для доступа радио ресурсам. 
Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI – European Telecommunications Institute) определил стандарт GSM (Global System for Mobile Communications – Глобальная система мобильной связи), на котором основывается самая распространенная FDMA/TDMA мобильная сеть. GSM стандарт общепринят не только в Европе, но также и в других странах мира. В октябре 2001 года в мире было установлено свыше 450 сетей GSM, которые обслуживали свыше 590 миллионов абонентов.
Еще одна FDMA/TDMA мобильная сеть определена американским стандартом IS-135 и в начале была известна под названием DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone System). Сеть DAMPS позднее переименована в TDMA, главным образом расширена в странах Северной и Южной Америки.
GSM и TDMA функционируют в различных полосах частот, а также отличаются и по структуре физического канала. В этой статье рассматривается применение GPRS только лишь в стандарте GSM.
Первоначально стандарт GSM был задуман как средство, обеспечивающее своим пользователям очень высокое качество речевой услуги. Применение цифровой технологии в передаче речи открыло возможность использования техники передачи данных, для которой больше не нужны модемы, применяемые в телефонных сетях общего пользования (PSTN – Public Switched Telephone Network) для доступа в Интернет.
Однако более интенсивное применение передачи данных в сотовых сетях ограничено двумя факторами. Первый связан со скоростью, не превышающей 14,4 кбит/сек, а второй относится на высокую стоимость такой услуги, что связано с не эффективным использованием радио ресурсов вследствие применения техники передачи данных коммутацией каналов. Интенсивное развитие Интернет и услуги передачи данных срединой 90-х годов побудило более быстрое решение указанных проблем в мобильных сетях. Сначала технология высоко скоростной передачи данных коммутацией каналов (HSCD – High Speed Circuit Switch Data) предложила решение проблемы высоких скоростей передачи, а затем GPRS, наряду с высокими скоростями передачи, обеспечил возможность снижения стоимости услуг передачи данных на основании использования эффективной техники коммутации пакетов. Более успешной разработкой GPRS в ближайшем будущем будет технология EDGE (Enhanced Data Rate for Global Evolution), которая скорости, осуществляемые в GPRS, увеличит почти в три раза. Однако развитие мобильных сетей в дальнейшем продолжится в направлении третьей генерации мобильных систем (UMTS – Universal Mobile Telecommunications System).

2. Передача данных в сети GSM

В начале передачу данных в сети GSM было возможно осуществить только по одному физическому каналу. Существуют два способа передачи данных, прозрачный (transparent) и непрозрачный. Прозрачный способ обеспечивает передачу данных с самой высокой осуществляемой скоростью, при этом число ошибок в передаче переменная величина. В случае непрозрачного способа передачи постоянной величиной остается количество допустимых ошибок в передаче данных, а скорость передачи может изменяться. 
Скорость 14,4 кбит/сек, по физическому каналу, была слишком низкой (рис.1). Технология передачи данных коммутацией каналов HSCD увеличила скорости в четыре раза, и достигла 57,6 кбит/сек. Это стало возможным развитием новой техники, обеспечившей пользователю возможность использования четырех физических каналов одновременно для передачи данных. Однако техника передачи данных коммутацией каналов обладает некоторыми ограничениями. Передача данных коммутацией каналов сравнительно неэффективный способ использования радио ресурсов. В случае коммутации каналов один пользователь занимает канал передачи в течение целого процесса коммуникации. Передача данных часто (WAP – Wireless Application Protocol, www – World Wide Web, e-mail) отличается асимметричностью и формированием пучков. Из указанных особенностей трафика передачи данных с коммутацией каналов проистекает низкое использование сетевых ресурсов. Поэтому техника передачи данных коммутацией пакетов является лучшим, оптимальным решением, т.к. обеспечивает возможность использования сетевых ресурсов только тогда, когда пользователь действительно посылает или принимает данные. Эффективность использования ресурсов сети весьма важный фактор в радио части сети, т.к. каждый поставщик услуг располагает ограниченным числом частот.
В GPRS объединены большие скорости передачи, осуществленные с помощью большего числа физических каналов, и пакетная передача. GPRS также позволяет применение нового способа оплаты услуг, основанного на действительном переданном трафике, а не на совокупном времени продолжительности сессии связи.
Указанное преимущество GPRS самым лучшим образом описывает просматривание в Интернет. В этом случае считывание web страницы в компьютер длится меньше, чем дальнейший просмотр содержания этой страницы. GPRS позволяет оплату стоимости на основании количества переданных данных или времени, потраченном на их передачу, а не на основании времени, затраченного пользователем на чтение страниц.
Следующим шагом на пути эволюции передачи данных в мобильных сетях будет введение технологии EDGE. Эта технология использует те же принципы, как и GPRS, а высшие скорости передачи осуществляются применением более эффективной спектральной модуляционной техники на радио интерфейсе. EDGE модуляция позволяет передачу в три раза большего числа битов в той же самой доступной полосе частот.

3. Архитектура сети GSM/GPRS

Архитектура подсистемы GPRS основывается, в ее большей части, на существующей архитектуре системы GSM (рис.2). Значит, GPRS не является новой сетью внутри сети GSM, а ее дополнением новыми функциональными элементами, которые обеспечивают возможность пакетной передачи. GPRS, как подсистема сети, состоит из узла GGSN (Gateway GPRS Support Node), узла SGSN (Serving GPRS Support Node) и модуля управления пакетами PCU (Packet Control Unit). Если сравним существующую логическую архитектуру "речевого" GSM с элементами подсистемы GPRS, тогда функции SGSN можно грубо сравнить с функциями коммутационного узла сотовой сети MSC (Mobile Switching Center), а функции GGSN с функциями шлюзового коммутационного узла GMSC (Gateway Mobile Switching Center).
PCU не является отдельным элементом сети, а только GPRS элементом дополнения существующего управления базовыми станциями BSC (Base Station Controller).
Все элементы сети GSM, с которыми связаны узлы GPRS, должны содержать функциональность GPRS. Это значит, что регистр местонахождения опорных абонентов HLR (Home Location Register), центр коммутации мобильной связи с регистром посетителей MSC/VLR (Mobile Switching Center/Visitor Location Register) и центр обслуживания кратких сообщений SMS-C (Short Message Service Center) должны содержать расширенную программную поддержку для GPRS. Нужно подчеркнуть, что GPRS не требует изменений физического радио интерфейса, что обеспечивает возможность использования существующих базовых станций и инфраструктуры передачи между базовыми станциями и управлением базовыми станциями BSC (Abis интерфейс).
Узел GGSN является средством связи сети GPRS с внешней сетью пакетной передачи данных. Внешняя сеть передачи данных может быть основана на Интернет протоколе IP или протоколе X.25. С точки зрения внешней IP сети, GGSN ведет себя как обычный IP маршрутизатор. А именно, GGSN играет роль маршрутизатора пакетов данных между сервером во внешней сети и GPRS мобильным телефоном в сети GPRS. Однако, кроме этой основной функции, GGSN содержит и более сложные функции управления коммуникацией с передачей данных, а также функции контроля и защиты сети GPRS и оконечных пользователей.
Узел SGSN связан с внешней сетью посредством GGSN, а посредством модуля PCU с подсистемой базовых станций BSS сети GSM/GPRS. SGSN содержит функции определения местоположения и отслеживания мобильного пользователя с целью обслуживания соединения с передачей данных (управление подвижностью). Кроме того, функцией SGSN является и аутентификация GPRS пользователей и их устройств.
Обязанностями модуля PCU является предоставление радио канала пользователям GPRS, а также обработка трафика GPRS на уровне BSC. Пакетный трафик, полученный от SGSN, PCU мультиплексирует с трафиком коммутации каналов. Затем мультиплексированный трафик направляется базовым станциям, которые посредством радио интерфейса поставляют пакеты данных пользователям GPRS.

Таблица 1: Интерфейсы в сети GSM/GPRS

Интерфейсы между элементами сети GSM/GPRS представлены в таблице 1. Из перечисленных интерфейсов, с точки зрения архитектуры сети, самыми важными являются интерфейсы Gb и Gn, т.к. определяют новые сети передачи данных внутри системы GSM/GPRS.
Интерфейс Gb соединяет модули PCU с узлами SGSN. Один модуль PCU может быть связан только с одним SGSN, в то время как на один узел SGSN может быть соединено несколько модулей PCU. Интерфейс Gb определен структурой технологии передачи кадров FR (Frame Relay) и может быть выполнен соединением от точки к точке (point-to-point) или целой сетью FR. Интерфейс Gb физически осуществляется ИКМ (PCM) соединениями, которые в Европе определены стандартом Е1.
Интерфейс Gn характеризуется сетевым протоколом IP (Internet Protokol). В структуре передачи может использоваться асинхронный режим передачи ATM (Asynchronous Transfer Mode) или Ethernet. Gn интерфейс чаще всего физически осуществляется оптоволоконными связями.

4. Набор протоколов GPRS 

На рисунке 3. представлен набор (stack) протоколов на т.н. уровне передачи. Уровень передачи обеспечивает передачу пакетов данных и соответствующей сигнализации через сетевую подсистему GPRS. Сигнализационные информации служат для управления передачей, а также обнаружения и устранения ошибок в передаче.
Как уже упомянуто в главе 3. в архитектуре сети GSM/GPRS интерфейс Gn соединяет узел GGSN с узлом SGSN. На этом интерфейсе пакеты данных пользователя инкапсулируются (encapsulating) с помощью протокола GTP (GPRS Tunneling Protocol). Инкапсулирование необходимо из-за логического туннелирования пакетов данных между узлами GGSN и SGSN внутри сети GPRS-IP. GTP пакеты обеспечивают передачу X.25 или IP пакетов из внешней сети через сеть GPRS-IP. Далее используется стандартный протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) или UDP (User Datagram Protocol), находящийся под GTP протоколом. Т.к. X.25 требует повышенной надежности, в передаче будет использован протокол TCP, а UDP применяется для доступа к сети IP. Короче говоря, внутри сети GPRS-IP осуществляется передача внешних TCP/IP или X.25 пакетов через структуру передачи GTP-UDP/TCP IP.
SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol), самый верхний протокол на интерфейсе Gb. Этот протокол используется при передаче пакетов данных между узлом SGSN и мобильным телефоном. Его функциональности содержат мультиплексирование большего числа коммуникационных процессов сетевого уровня в одну логическую связь, которую контролирует протокол LLC (Logical Link Control). Протокол SNDCP также обеспечивает сжатие определенной информации, как, например, заглавия протокола.
Обязанностями протокола LLC являются установление, обслуживание и разъединение высоко надежной логической связи между узлом SGSN и мобильным телефоном. LLC основывается на протоколе HDLC (High Data Link Control) и охватывает функции контроля потока, обнаружения и устранения ошибок, а также функции осуществления повторной передачи в случае неправильного приема кадра (frame) LLC. Защита данных на этом уровне осуществляется с помощью особых способов кодирования.
Протокол BSSGP (Base Station Subsystem GPRS Application Protokol) на интерфейсе Gb находится под протоколом LLC. Протокол BSSGP обеспечивает информацию о способах направления трафика пакетных данных между системой BSS и узлом SGSN. Также BSSGP участвует в передаче и обработке информации, связанной с параметрами качества QoS (Quality of Service).
В наборе протоколов GPRS интерфейс Um находится между подсистемой BSS (Base Station Subsystem) и мобильным телефоном. Самыми важными подуровнями интерфейса Um являются RLC (Radio Link Control) и MAC (Medium Access Control). Основная задача RLC заключается в обеспечении надежной связи между подсистемой BSS и мобильным телефоном. Кроме того, RLC делит большие LLC кадры данных на меньшие блоки RLC. Подобно LLC, RLC располагает механизмами осуществления повторной передачи в случае неисправного приема RLC блоков.
Подуровень MAC обеспечивает функции доступа мобильных телефонов радио каналам. GPRS MAC основывается на протоколе доступа, т.н. Slotted Aloha.
Физический уровень на интерфейсе UM разделен на два подуровня: PLL (Physical Link Layer) и RFL (Physical RF Layer). PLL обеспечивает физический канал между подсистемой BSS и мобильным телефоном, что включает и функции канального кодирования, и чередования (interleaving).
Подуровень RFL находится под подуровнем PLL и его задачей, кроме остального, является модуляция и демодуляция сигнала.

5. Структура физического уровня радио интерфейса 

Как уже было сказано во введении, техника многократного доступа радио ресурсам в GSM объединяет уплотненный доступ с частотным разделением (FDMA) и уплотненный доступ с временным разделением (TDMA). Стандарту GSM выделены две полосы частот, с расстоянием между ними в 45 МГц. Первая полоса, от 890 до 915 МГц, служит для передачи сигналов от мобильного телефона к базовой станции, т.н. соединение вверх (uplink). Вторая полоса, от 935 до 960 МГц, используется для передачи сигналов в обратном направлении, т.е. от базовой станции к мобильному телефону, или т.н. соединение вниз (downlink). Каждая полоса разделена на 124 канала, ширины 200 кГц. Только определенное число этих, т.н. частотных каналов выделено одной базовой станции. Одна базовая станция охватывает область одной ячейки. Каждый из вышеупомянутых частотных каналов разделен на восемь временных интервалов TS (time slot). Каждый временной интервал в частотном канале является физическим каналом GSM. Т.к. временные интервалы периодически повторяются, восемь следующих друг за другом временных интервалов представляют собой один кадр (frame) TDMA. В "речевом" GSM мобильный телефон в соединении использует частотный канал и временной интервал с одинаковым порядковым номером в обоих направлениях, к базовой станции, вверх, и от базовой станции, вниз.
Принцип выделения канала в GPRS отличается от того же принципа в "речевом" GSM. В GPRS одному мобильному телефону можно выделить несколько последовательных временных интервалов из одного кадра TDMA. Согласно этому принципу одному мобильному телефону можно выделить до восьми временных интервалов, что значительно увеличивает доступную частотную полосу по одному пользователю, а таким образом и скорость передачи. Также, в GPRS каналы в соединении вверх и вниз закрепляются отдельно. Таким образом, очень эффективно поддерживается асимметричность отдельных услуг передачи данных.
В "речевом" GSM выделенный физический канал удерживается пользователем так долго, как долго продолжается соединение. Это, например, значит что, говорит ли пользователь или только слушает, временной интервал в направлении вверх все время занят. Если только слушает собеседника, тогда этот временной интервал не использован, т.к. речевая информация передается временным интервалом связи от базовой станции, т.е. вниз. В случае асимметричного и пучкообразного трафика результатом такого способа выделения каналов является неэффективное использование физических каналов, т.к. хотя канал занят, он очень мало используется для передачи.
В GPRS временные интервалы выделяются пользователям только тогда, когда они действительно им требуются для передачи или приема данных. Таким образом, несколько пользователей может использовать один и тот же временной интервал (рис. 4).
Временной интервал в GPRS называется каналом пакетных данных PDCH (Packet Data Channel). Ячейка с GPRS трафиком должна иметь в распоряжении определенное число каналов PDCH. Конфигурация этих каналов может быть или динамической (On demand) или статической (Dedicated).
В случае динамической конфигурации потенциальными PDCH каналами могут быть все каналы нагрузки, которые не используются для передачи речевой услуги, т.к. в решении GSM/GPRS речевая услуга всегда обладает приоритетом над услугой передачи данных. Если в ячейке находятся и речевые пользователи и пользователи передачи данных, и если радио каналы полностью заняты, а требуется новый речевой канал, сеть отберет передаче данных канал PDCH и выделит его речевой услуге.
Таким образом, недостатком динамического выделения каналов является значительное снижение качества коммуникации при передаче данных в случае интенсивного речевого трафика.
Чтобы гарантировать качество услуги передачи данных, необходимо обеспечить отдельные каналы, предназначенные только для GPRS. Поэтому в ячейке существуют всегда доступные, статические, GPRS радио каналы.
В реальной ситуации можно ожидать совмещение статической и динамической конфигураций PDCH радио каналов (рис. 5). Число статических каналов, конечно, будет в зависимости от нагрузки передачи данных и желаемого качества услуги.

6. Логические каналы в GPRS 

Логические каналы GPRS в действительности это каналы PDCH с точно определенным назначением. Вообще каналы PDCH можно разделить на две группы, сигнализационные и нагрузочные каналы. По сигнализационным каналам передается информация, важная для установления, надзора и разъединения коммуникации с передачей данных. Сигнализационные каналы служат для передачи информации о выделении канала, о системе, синхронизации, контроле мощности, и т.д.
По PDCH каналам нагрузки передаются т.н. полезные данные, конкретнее, данные, относящиеся на применения пользователей. PDCH каналы нагрузки в терминологии GPRS называются каналами трафика пакетных данных PDTCH (Packet Data Traffic Channels).
Для сигнализации может использоваться канал управления широковещательной передачи пакетов PBCCH (Packet Broadcast Control CHannel) или канал из группы общих каналов управления PCCCH (Packet Common Control CHannel).
Группа каналов PCCCH охватывает каналы: PRACH (Packet Random Access CHannel), PAGCH (Packet Access Grant CHannel), PPCH (Packet Paging control CHannel), PNCH (Packet Notification control CHannel), PACCH (Packet Assotiated Control CHannel) и PTCCH (Packet Timing advance Control CHannel).

• PBCCH канал посылает базовая станция всем пользователям на территории, которую она охватывает. Канал содержит информацию об устройстве радио сети GPRS. Кроме того, PBCCH канал может содержать существенные данные о речевой услуге, так если речь идет о комбинированном мобильном телефоне GSM/GPRS, он не должен слушать обычный канал управления широковещанием GSM BCCH (Broadcast Control CHannel).

• По каналу PRACH мобильный телефон запрашивает доступ в сеть GSM/GPRS, т.е. требует выделение одного или нескольких PDTCH каналов.

• Посредством канала PAGCH сеть информирует мобильный телефон о выделении одного или больше PDTCH каналов.
  Сеть использует канал PPCH, если нужно определить точное местоположение мобильного телефона перед началом коммуникации данными.

• Канал PNCH используется для уведомления мобильных телефонов о т.н. групповом вызове.

• Канал PACCH всегда присоединен одному или нескольким PDTCH каналам. По каналу PACCH всегда передается управляющая информация, предназначенная только определенному мобильному телефону (напр. регулировка выходной мощности мобильного телефона). 

Роль отдельных управляющих каналов в процессе установления коммуникации с передачей данных представлена на рисунке 6.
Для комбинированных GSM/GPRS мобильных телефонов весьма важно максимально согласовать использование "речевых" и "пакетных" каналов сигнализации. В таком случае будет возможна передача управляющей информации GPRS к мобильному телефону по обычным GSM сигнализационным каналам, а и наоборот, т.е. управляющая информация, связанная с речевой услугой, будет передана по сигнализационным каналам GPRS.

7. Канальное кодирование на радио интерфейсе

Основной задачей канального кодирования является согласование информации пользователя с характеристиками канала связи. Канал связи в случае сотовых сетей определяется условиями распространения, помехами и видами исчезновения радио сигнала. Главная помеха в сети GSM/GPRS это интерференция одноименных каналов, которая возникает вследствие влияния какого-то другого передатчика в сети, работающего на той же самой частоте, как и передатчик, охватывающий рассматриваемую ячейку.
Чем больше интерференция одноименных каналов, а это значит меньшая разница между уровнем полезного сигнала и сигнала помехи, качество радио соединения ниже. В таком случае большее количество битов будет передано неправильно, а значит, потребуется большее число защитных, избыточных (redundance) битов, чтобы переданная информация была исправно декодирована. Так как частотная полоса коммуникационного канала ограничена, канал может поместить только определенное число битов. Чем ниже качество соединения, тем в совокупном числе битов будет меньше полезных битов, а больше защитных. Меньшее число полезных битов значит и больше времени для передачи определенного количества информации, что пользователь почувствует как уменьшение скорости передачи (рис. 7). 
В GPRS определены четыре схемы кодов в соответствии с качеством радио связи, т.е. в зависимости от уровня интерференции одноименных каналов (C/I - Carrier to Interferer ratio).
А именно, чем выше C/I, тем ниже уровень интерференции одноименных каналов. Для оконечных пользователей это значит повышение скорости передачи данных.
Кодированием согласно кодовой схеме CS-1 (Coding Scheme), полезной информации добавляется самое большое число защитных битов, а при кодировании по схеме CS-4 полезной информации защитные биты почти не добавляются. Согласно сказанному, кодовая схема CS-1 обеспечивает самые низкие, а CS-4 самые высокие скорости передачи.
На рисунке 8. представлена зависимость скорости передачи по интервалу времени от уровня C/I для каждой кодовой схемы.

8. Мобильные телефоны GPRS

Для осуществления услуги GPRS определены три класса мобильных телефонов.

• Класс А – с мобильными телефонами класса А будет возможно осуществить одновременно сессию передачи данных и речевой вызов. Другими словами, если пользователь в данный момент в сессии передачи данных типа FTP (File Transfer Protocol), он сможет принять и осуществить речевой вызов без прерывания FTP передачи.
• Класс В – с мобильными телефонами класса В будет возможно запросить от сети GSM/GPRS обе услуги, но одновременно можно будет осуществить только одну услугу. Т.к. передача речи в GSM/GPRS обладает приоритетом над передачей данных, при поступлении разговорного вызова сессия передачи данных будет прервана, а после окончания речевого вызова снова продолжится.
• Класс С – с мобильными телефонами класса С будет возможно запросить от сети GSM/GPRS только одну услугу, или передачи данных, или речевую. Это значит, что пользователь, который находится в сессии передачи данных, не сможет принять входящий речевой вызов.

9. Установление, процесс и разъединение сессии передачи данных

Установление, процесс и разъединение сессии передачи данных будут описаны на примере трафика передачи пакетов данных от сервера www во внешней IP сети передачи данных до мобильного телефона GPRS.
Сессия передачи данных может быть представлена с помощью семи основных процедур (рис. 9): 

1. Пользователь GPRS посредством мобильного GPRS телефона посылает соответствующему узлу SGSN запрос на установление соединения.

2. Узел SGSN в контакте с HLR выполняет проверку достоверности пользователя GPRS и присваивает ему временный идентитет PTMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity). Указанная процедура называется присоединение GPRS (GPRS attaching).

3. Чтобы пакетные данные от внешнего сервера исправно достигли мобильного телефона в сети GPRS, мобильному GPRS телефону должен быть присвоен IP адрес. IP адрес присваивается в рамках процесса установления содержания PDP (Packet Data Protocol). Содержание PDP охватывает информацию о сессии передачи данных, например, IP адрес мобильного телефона, адрес узла GGSN и параметров QoS. Главную роль при установлении содержания играют узлы SGSN и GGSN. После установления, содержание PDP сохраняется в мобильном телефоне, узлах SGSN и GGSN и в HLR.

4. После установления содержания PDP мобильный GPRS телефон становится "видимым" внешней IP сети и можно начать передачу пакетных данных.

5. Сервер во внешней сети посылает IP пакетные данные к узлу GGSN.

6. Узел GGSN инкапсулирует IP пакеты, затем их направляет соответствующему узлу SGSN, на чьей территории находится пользователь GPRS. Узел SGSN декапсулирует полученные IP пакеты и доставляет их мобильному GPRS телефону посредством модуля управления пакетами PCU, размещенного в BSC. 

7. По окончанию сессии передачи данных содержание PDP стирается из мобильного телефона, узлов SGSN и GGSN и HLR.

10. Система GPRS компании Эрикссон 

В течение своей исследовательской и разрабатывающей деятельности компания Эрикссон сосредоточила свои усилия на создание комплексного решения GPRS, принимая во внимание требования поставщиков услуг, а также их оконечных пользователей.

Акцент был поставлен на следующие вопросы особого значения:

• простота введения системы
• соответствие стандартам ETSI
• стабильность
• возможность наращивания

Простота введения системы в достаточной степени связана с защитой существующих капиталовложений и значительным уменьшением стоимости новых вложений в инфраструктуру сети. Кроме этого фактора, простота внедрения новой технологии сокращает период времени, нужный для ее введения. А это значит и дополнительное уменьшение стоимости капиталовложений, т.к. снижено влияние человеческого фактора.
Процесс реализация системы GPRS в существующей GSM сети состоит из трех основных фаз:

1. наращивание программного обеспечения системы GSM на версию R8
2. введение модуля управления пакетами в узлы или узел BSC
3. введение совмещенного SGSN/GGSN узла в сеть

Особенно интересны вторая и третья фазы, т.к. речь идет и о введении новых аппаратных средств.
Модуль управления пакетами базируется на AXE , уже известной и подтвержденной платформе Эрикссона, в то время как база системы GPRS, комбинированный узел SGSN/GGSN, основывается на платформе новой генерации, радио передаче пакетов WPP (Wireless Packet Platform).
Т.к. модуль управления пакетами PCU и существующий BSC основываются на той же самой платформе, модуль очень просто интегрируется в кабинеты BYB 501 и BYB 202. Главной характеристикой PCU является его модулярность, обеспечивающая возможность согласования конфигурации с действительными требованиями трафика и сети.
Комбинированный узел SGSN/GGSN физически представляет собой один узел, а логически два разных узла.
WPP платформа узла является результатом эволюции в мобильных сетях, от речевых к пакетным, и далее к многофункциональным сетям. В принципе, платформа WPP разработана для передачи данных, с особым вниманием на строгие требования связи в отношении избыточности, максимальной доступности и свойственной гибкости. WPP основывается на открытых промышленных стандартах и компонентах, подобно: операционным системам Solaris и VxWorks, программным языкам С и JAVA, процессорам UltraSPARC и PowerPC.
В настоящее время комбинированный узел SGSN/GGSN выпускается в версии CGSN 2.1 (Combined GPRS Support Node).
CGSN 2.1 (рис.10) соответствует стандартам GPRS ETSI R97 SMG31bis и поддерживает все обязательные интерфейсы, а также часть необязательных, опциональных интерфейсов. Как изделие, CGSN 2.1 обеспечивает поставщикам услуг GPRS очень надежный путь миграции в направлении будущих версий, идет ли речь о большей емкости, или новых функциональностях.
Для полностью успешной работы системы GPRS, наряду с инфраструктурой сети особенно значительны пользовательские телефоны или терминалы GPRS. Эрикссон на мировом рынке предлагает широкий спектр телефонов с функциональностью GPRS (рис.11).
Именно возможность полной и успешной реализации системы GPRS во всех ее составных частях обеспечила фирме Эрикссон ведущее место в мире по продаже GPRS оборудования, с большим числом подписанных контрактов с поставщиками услуг GSM на всех континентах, обслуживающих свыше 230 миллионов абонентов. До конца 2001 года почти каждый второй поставщик услуг GPRS пользовался решениями фирмы Эрикссон.

11. Вывод

GPRS это первая технология, позволяющая применение пакетной передачи в цифровых сотовых сетях. Введение приложений передачи данных, приспособленных мобильным пользователям, в ближайшем будущем вызовет настоящий переворот в использовании мобильных сетей. От традиционных речевых коммуникаций движемся к новой пакетной передаче и мультимедийным коммуникациям. Кроме того, создание терминалов GSM/GPRS с большими дисплеями облегчает и упрощает просмотр содержания данных.
GPRS это первый и самый важный шаг в направлении мобильных систем третьей генерации, которые поставщикам услуг GSM обеспечат вхождение в мир Интернет и услуг ISP (Internet Service Provider). Дальнейшее развитие мобильных сетей направлено к IP мультимедиа, еще большим скоростям передачи данных и интеграции с остальными решениями радиосвязи.

Литература:

[1] Drilo, B., Šimunić, D., Živković M.: General Packet Radio Service (GPRS) GSM phase 2+, Zbornik radova savjetovanja Računala u telekomunikacijama - MIPRO 2000, str. 113, 2000
[2] Bettstetter, C., Vogel, H. J., Eberspacher, J.: GSM phase 2+, General Packet Radio Service (GPRS): Architecture, Protocols and Air Interface”, IEEE Communications Surveys, vol.2 no.3, 1999
[3] Buckingham, S., Data on GPRS, Issue 1.0, Mobile Lifestreams, 1999
[4] Turina, D., Drilo, B., Benčić, H.: Support of Real-Time Packet Services in GSM/EDGE Radio Access Network, Zbornik radova savjetovanja Računala u telekomunikacijama - MIPRO 2001, str. 15, 2001
[5] Blajić, T., Drilo, B., Benčić, H.: Forth Generation Wireless Systems, Zbornik radova savjetovanja Računala u telekomu-nikacijama - MIPRO 2001, str. 23, 2001
[6] Drilo, B., Flatz, L., Benčić, H.: 3G Services Based on HI-PERLAN 2 Radio Access Network, Conference Proceedings on ICE-Com 2001, str. 90, 2001.