일반 패킷 무선 서비스

General Packet Radio Service
Sony Ericson K310a는 인터넷 GPRS를 통해 Wikipedia 홈페이지를 보여줍니다.

GPRS(General Packet Radio Service)는 2G 및 3G 셀룰러 통신 네트워크의 글로벌 이동통신 시스템(GSM) 상의 패킷 지향 모바일 데이터 표준입니다. GPRS는 European Telecommunications Standards Institute(ETSI)가 초기 CDPD 및 i-모드 셀룰러 기술에 대응하여 확립했습니다.현재는 제3세대 파트너십 프로젝트(3GPP)[1][2]에 의해 유지되고 있습니다.

GPRS는 일반적으로 과금 사이클 중에 전송되는 데이터의 총량에 따라 판매됩니다.회선 교환 데이터는 보통 접속 시간의 분당 과금되거나 경우에 따라서는 1/3분 단위로 과금됩니다.GPRS 번들 데이터 상한보다 높은 사용량은 MB 단위의 데이터, 속도 제한 또는 허용 안 함에 따라 과금될 수 있습니다.

GPRS는 best effort형 서비스입니다.즉, 접속 중에 특정 Quality of Service(QoS; 서비스 품질)가 보증되는 회선 스위칭이 아니라 서비스를 동시에 공유하는 다른 사용자의 수에 따라 달라집니다.2G 시스템에서 GPRS는 56~114kbit/[3]s의 데이터 레이트를 제공합니다.GPRS와 결합된 2G 셀룰러 테크놀로지는 2.5G, 즉 모바일 [4]텔레포니의 제2세대(2G)와 제3세대(3G) 사이의 테크놀로지라고 불리기도 합니다.예를 들어 GSM 시스템에서 사용되지 않는 시분할다중접속(TDMA) 채널을 사용하여 중간 속도의 데이터 전송을 제공합니다.GPRS는 GSM Release 97 이후의 릴리스에 통합되어 있습니다.

기술 개요

'GPRS 코어 네트워크'도 참조해 주세요.

GPRS 코어 네트워크에서는 2G, 3G 및 WCDMA 모바일 네트워크가 인터넷 등의 외부 네트워크에 IP 패킷을 전송할 수 있습니다.GPRS 시스템은 GSM 네트워크 스위칭 서브시스템에 통합된 부분입니다.

제공되는 서비스

GPRS는 GSM 패킷 회선 교환 데이터 기능을 확장하여 다음 서비스를 가능하게 합니다.

  • SMS 메시징 및 브로드캐스트
  • 상시 인터넷 접속
  • 멀티미디어 메시징 서비스(MMS)
  • PoC(Push-to-Talk over Cellular)
  • 인스턴트 메시징과 존재감—무선 마을
  • 무선 애플리케이션 프로토콜(WAP)을 통한 스마트 디바이스용 인터넷 애플리케이션
  • 포인트 투 포인트(P2P) 서비스: 인터넷(IP)과의 인터네트워킹
  • Point-to-Multipoint(P2M; 포인트 투 멀티 포인트) 서비스: 포인트 투 멀티 포인트멀티 포인트 및 포인트 투 멀티 포인트그룹 콜

SMS over GPRS를 사용하면 분당 약 30개의 SMS 전송 속도를 달성할 수 있습니다.이는 SMS 전송 속도가 분당 약 6-10개의 SMS 메시지인 GSM을 통한 일반 SMS를 사용하는 것보다 훨씬 더 빠른 속도입니다.

지원되는 프로토콜

GPRS는 다음 프로토콜을 지원합니다.

  • 인터넷 프로토콜(IP)실제로, 빌트인 모바일 브라우저는 IPv6가 보급되기 전에 IPv4를 사용합니다.
  • Point-to-Point Protocol(PPP)은 일반적으로 휴대전화 사업자에 의해 지원되지 않지만 연결된 컴퓨터의 모뎀으로 휴대폰을 사용할 경우 PPP를 사용하여 IP를 전화기에 터널링할 수 있습니다.이것에 의해, (DHCP 가 아닌 IPCP 를 사용해) 모바일 기기에 IP 주소를 동적으로 할당할 수 있습니다.
  • X.25 접속은 표준에서 삭제되었지만 무선 결제 단말기와 같은 응용 프로그램에 일반적으로 사용됩니다.X.25는 PPP를 통해 지원되거나 IP를 통해 지원될 수 있지만, 이를 위해서는 캡슐화를 수행하기 위한 네트워크 기반 라우터 또는 소프트웨어(예: 사용자 기기)가 필요합니다.

TCP/IP 를 사용하는 경우, 각 전화기에 1 개 또는 복수의 IP 주소를 할당할 수 있습니다.GPRS는 핸드오버 중에도 IP 패킷을 저장하고 전화기에 전송합니다.TCP 는 손실된 패킷을 복원합니다(예를 들어 무선 노이즈에 의한 일시정지).

하드웨어

GPRS를 지원하는 디바이스는 다음 3가지 클래스로 분류됩니다.

클래스 A
GPRS 서비스와 GSM 서비스(음성, SMS)에 동시에 접속할 수 있습니다.이러한[as of?] 디바이스를 사용할 수 있게 되었습니다.
클래스 B
GPRS 서비스 및 GSM 서비스(음성, SMS)에 접속할 수 있지만 한 번에 1개만 사용합니다.GSM 서비스(음성 콜 또는 SMS) 중 GPRS 서비스는 일시 중단되고 GSM 서비스(음성 콜 또는 SMS)가 종료된 후 자동으로 재개됩니다.대부분의 GPRS 모바일 디바이스는 클래스 B입니다.
클래스 C
GPRS 서비스 또는 GSM 서비스(음성, SMS) 중 하나에 연결되어 있으며, 어떤 서비스와 다른 서비스 간에 수동으로 전환해야 합니다.

클래스 A 디바이스는 GPRS 네트워크와 GSM 네트워크를 함께 서비스해야 하므로 실질적으로2개의 무선이 필요합니다.이 하드웨어 요건을 피하기 위해 GPRS 모바일 디바이스는 Dual Transfer Mode(DTM; 듀얼 전송 모드) 기능을 구현할 수 있습니다.DTM 대응 모바일은 GSM 패킷과 GPRS 패킷을 모두 네트워크 조정으로 처리할 수 있기 때문에 양쪽 타입이 동시에 전송되지 않습니다.이러한 디바이스는 의사 클래스 A로 간주되며, 「단순 클래스 A」라고 불리기도 합니다.일부 네트워크는 2007년부터[citation needed] DTM을 지원하고 있습니다.

Huawei E220 3G/GPRS 모뎀

USB 3G/GPRS 모뎀은 V.42bis와 USB를 통해 터미널과 같은 인터페이스를 갖추고 있습니다. RFC1144 데이터 형식일부 모델에는 외부 안테나 커넥터가 포함되어 있습니다.노트북 PC 또는 외장 USB 모뎀용 모뎀 카드는 컴퓨터 마우스 또는 펜드라이브와 유사한 모양과 크기로 사용할 수 있습니다.

주소 지정

GPRS 접속은 Access Point Name(APN; 접근포인트명)을 참조하여 확립됩니다.APN은 Wireless Application Protocol(WAP) 액세스, Short Message Service(SMS), Multimedia Messaging Service(MMS) 등의 서비스와 이메일 및 월드 와이드 웹 액세스 등의 인터넷 통신 서비스를 정의합니다.

무선 모뎀의 GPRS 접속을 설정하려면 네트워크 오퍼레이터가 제공하는APN, 사용자 이름과 패스워드(옵션), IP 주소를 지정해야 합니다.

GPRS 모뎀 및 모듈

GSM 모듈 또는 GPRS 모듈은 모뎀과 유사하지만, 한 가지 차이가 있습니다. 모뎀은 외부 기기인 반면 GSM 모듈 또는 GPRS 모듈은 전기 또는 전자 기기 내에 통합될 수 있습니다.내장된 하드웨어입니다.반면에, GSM 모바일은 그 자체로 완전한 임베디드 시스템입니다.사용자와 모바일 네트워크 간에 기능 인터페이스를 제공하기 위해 전용 프로세서가 내장되어 있습니다.

코딩 방식 및 속도

GPRS에서 달성할 수 있는 업로드 및 다운로드 속도는 다음과 같은 여러 요소에 따라 달라집니다.

다중 액세스 방식

GSM에서 GPRS와 함께 사용되는 여러 접근 방식은 Frequency-Division Duplex(FDD; 주파수 분할 이중) 및 TDMA를 기반으로 합니다.세션 중 사용자는 업링크 및 다운링크 주파수 채널의 1쌍에 할당됩니다.이는 시간 영역 통계 다중화와 결합되어 여러 사용자가 동일한 주파수 채널을 공유할 수 있습니다.패킷은 GSM 타임슬롯에 대응하는 길이가 일정합니다.다운링크에서는 선착순 패킷스케줄링이 사용되며 업링크에서는 예약 ALOHA(R-ALOHA)와 매우 유사한 방식이 사용됩니다.즉, 컨텐션 단계에서의 예약 문의에 슬롯 ALOHA(S-ALOHA)를 사용한 후, 선착순 동적 TDMA를 사용하여 실제 데이터를 전송하는 것입니다.

채널 부호화

GPRS의 채널 부호화 프로세스는 2개의 단계로 구성됩니다.첫 번째 단계는 순회 코드를 사용하여 패리티 비트를 추가하는 것입니다.패리티 비트는 블록체크 시퀀스라고도 불리며, 이어서 펑크 가능성이 있는 컨볼루션코드를 [5]사용하여 부호화됩니다.부호화 방식 CS-1~CS-4는 순환 코드에 의해 생성되는 패리티 비트의 수와 컨볼루션코드의 [5]펑크 레이트를 지정합니다.부호화 방식 CS-1~CS-3에서는, 각 입력 비트가 2개의 부호화 [5]비트로 변환되는 레이트 1/2 의 컨볼루션 코드이다.부호화 방식 CS-2 및 CS-3에서는 원하는 [5]부호환율을 달성하기 위해 컨볼루션 부호의 출력이 펑크 처리된다.부호화 방식 CS-4 에서는, 컨볼루션 부호화는 [5]적용되지 않는다.다음 표에는 옵션이 요약되어 있습니다.

GPRS
부호화 방식		 RLC/MAC[a][b] 오버헤드를 포함한 비트레이트
(킬로비트/초/표준)		 RLC/MAC[c] 오버헤드를 제외한 비트레이트
(킬로비트/초/표준)		 변조 코드레이트
CS-1 9.20 8.00 GMSK 1/2
CS-2 13.55 12.00 GMSK ≈2/3
CS-3 15.75 14.40 GMSK ≈3/4
CS-4 21.55 20.00 GMSK 1
  1. ^ 이것은, RLC/MAC Layer Protocol Data Unit(PDU; 레이어 프로토콜 데이터 유닛)(무선 블록이라고 불립니다)가 송신되는 레이트입니다.TS 44.060 섹션 10.0a.[6]1에 나타나 있듯이 무선 블록은 MAC 헤더, RLC 헤더, RLC 데이터 유닛 및 스페어 비트로 구성됩니다.RLC 데이터 유닛은 payload를 나타내고 나머지는 오버헤드를 나타냅니다.무선 블록은 특정 코딩 방식에 대해 지정된 컨볼루션코드에 의해 코딩되며, 모든 코딩 방식에 대해 동일한 PHY 레이어 데이터 레이트를 산출합니다.
  2. ^ TS 45.001 표 1 등 다양한 [5]소스에서 인용되는 것은 RLC/MAC 헤더를 포함한 비트환율이지만, MAC [7]헤더의 일부인 업링크스테이트 플래그(USF)를 제외한 비트환율은 0.15kbit/s 더 낮습니다.
  3. ^ 여기서의 순비트레이트는, RLC/MAC 레이어 페이로드(RLC 데이터 유닛)가 송신되는 레이트입니다.따라서 이 비트환율은 RLC/MAC 레이어에서 헤더 오버헤드를 제외합니다.

Base Transceiver Station(BTS; 베이스 트랜시버 스테이션) 근처에서는 가장 강력하지만 가장 빠른 코딩 방식(CS-4)을 사용할 수 있습니다.또한 모바일스테이션(MS)이 BTS로부터 멀리 떨어져 있을 때는 가장 견고한 코딩 방식(CS-1)을 사용합니다.

CS-4 를 사용하면, 타임 슬롯 당 20.0 kbit/s 의 유저 속도를 달성할 수 있습니다.단, 이 방식을 사용하면 셀 커버리지가 정상의 25%가 됩니다.CS-1은 타임슬롯당 8.0kbit/s의 유저 속도에 불과하지만, 통상의 커버리지는 98%입니다.최신 네트워크 기기는 모바일 위치에 따라 전송 속도를 자동으로 조정할 수 있습니다.

데이터 서비스를 제공하는 GSM 기술에는 GPRS 외에도 회선 교환 데이터(CSD)와 고속 회선 교환 데이터(HSCSD)가 있습니다.GPRS의 공유 성격과는 달리, 이것들은 전용 회선(통상은 분당 과금)을 확립합니다.비디오 콜등의 일부의 애플리케이션에서는, 특히 엔드 포인트간에 데이터의 플로우가 연속하고 있는 경우는, HSCSD 를 우선하는 경우가 있습니다.

다음 표에 GPRS 및 회선교환 데이터 서비스의 설정 예를 나타냅니다.

테크놀로지 다운로드(킬로비트/초) 업로드(킬로비트/초) TDMA 타임슬롯 할당(DL+UL)
CSD 9.6 9.6 1+1
HSCSD 28.8 14.4 2+1
HSCSD 43.2 14.4 3+1
GPRS 85.6 21.4 (클래스 8 및 10 및 CS-4) 4+1
GPRS 64.2 42.8 (클래스 10 및 CS-4) 3+2
EGPRS(엣지) 236.8 59.2(클래스 8, 10, MCS-9) 4+1
EGPRS(엣지) 177.6 118.4(클래스 10 및 MCS-9) 3+2

멀티 슬롯 클래스

멀티슬롯 클래스는 업링크 및 다운링크 방향에서 사용 가능한 데이터 전송 속도를 결정합니다.이는 네트워크가 업링크 및 다운링크 방향으로 무선 채널을 할당하기 위해 사용하는 1 ~45 사이의 값입니다.값이 31보다 큰 멀티슬롯클래스는 하이 멀티슬롯클래스라고 불립니다

멀티슬롯 할당은 예를 들어 5+2로 표시됩니다.첫 번째 숫자는 다운링크타임슬롯의 수이고 두 번째 숫자는 모바일스테이션에 의해 사용되도록 할당된 업링크타임슬롯의 수일반적으로 사용되는 값은 다운링크 방향으로 최대 4개의 타임슬롯과 업링크 방향으로 최대 2개의 타임슬롯을 사용하는 많은 GPRS/EGPRS 모바일의 클래스 10입니다.그러나 동시에 업링크와 다운링크 양쪽에 최대 5개의 동시 타임슬롯을 사용할 수 있습니다.네트워크는 데이터 전송의 성질에 따라 3+2 또는 4+1 중 하나의 동작을 자동으로 구성합니다.

일반적으로 UMTS도 지원하는 일부 하이엔드 모바일에서는 GPRS/EDGE 멀티슬롯클래스 32도 지원됩니다.3GPP TS 45.002 (릴리스 12), 표 B.[8]1에 따르면, 이 클래스의 모바일 스테이션은 다운링크에서 5개의 타임슬롯과 업링크에서 3개의 타임슬롯을 지원하며 동시에 사용되는 최대 6개의 타임슬롯을 지원합니다.데이터 트래픽이 다운링크 방향으로 집중되어 있는 경우, 네트워크는 접속을 5+1 동작으로 설정합니다.업링크에서 더 많은 데이터가 전송되면 네트워크는 언제든지 Constellation을 4+2 또는 3+3으로 변경할 수 있습니다.최상의 수신 조건, 즉 최상의 EDGE 변조 및 코딩 방식을 사용할 수 있는 경우 5개의 타임슬롯은 5*59.2 kbit/s = 296 kbit/s의 대역폭을 전송할 수 있습니다.업링크 방향에서는 3개의 타임슬롯이 3*59.2 kbit/s = 177.6 kbit/[9]s의 대역폭을 전송할 수 있습니다.

GPRS/EGPRS용 멀티 슬롯클래스

멀티 슬롯 클래스 다운링크 TS 업링크 TS 액티브 TS
1 1 1 2
2 2 1 3
3 2 2 3
4 3 1 4
5 2 2 4
6 3 2 4
7 3 3 4
8 4 1 5
9 3 2 5
10 4 2 5
11 4 3 5
12 4 4 5
30 5 1 6
31 5 2 6
32 5 3 6
33 5 4 6
34 5 5 6

멀티슬롯 클래스의 어트리뷰트

각 멀티슬롯 클래스는 다음을 식별합니다.

  • 업링크에 할당할 수 있는 최대 타임슬롯 수
  • 다운링크에 할당할 수 있는 타임슬롯의 최대 수
  • 네트워크에 의해 모바일로 할당될 수 있는 타임슬롯의 총수
  • MS가 인접 셀 신호 레벨 측정을 수행하고 전송 준비를 하는 데 필요한 시간
  • MS가 송신 준비를 하는 데 필요한 시간
  • MS가 인접 셀 신호 레벨 측정을 수행하고 수신 준비를 하는 데 필요한 시간
  • MS가 수신 준비를 하는 데 필요한 시간.

다른 멀티슬롯 클래스 사양은 3GPP 기술 사양 45.002의 Annex B (무선 경로에서의 다중화 및 다중 액세스)에 자세히 설명되어 있습니다.

조작성

2003년에 제공되었던 GPRS 접속의 최고 속도는 아날로그 회선 전화 네트워크의 모뎀 접속과 비슷했습니다(사용하는 전화기에 따라 약 32 ~40 kbit/s).지연은 매우 높습니다.Round-Trip Time(RTT; 라운드 트립 시간)은 보통 약 600~700밀리초이며, 많은 경우 1s에 도달합니다.GPRS는 일반적으로 음성보다 우선순위가 낮기 때문에 접속 품질은 크게 다릅니다.

일반적으로 (확장 UL TBF 모드 기능 등을 통해) 지연/RTT가 개선된 디바이스를 사용할 수 있습니다.또, 기능의 네트워크 업그레이드는, 특정의 오퍼레이터로 실시할 수 있습니다.이러한 기능 확장으로 액티브한 라운드 트립 시간을 단축할 수 있어 애플리케이션 수준의 throughput 속도가 대폭 향상됩니다.

GPRS의 역사

GPRS는 채널 교환 셀룰러 무선 네트워크 GSM에 내장된 패킷 교환 데이터 서비스로 2000년에 오픈하였습니다. GPRS는 전세계 이동 단말기를 연결함으로써 고정 인터넷의 도달 범위를 확장합니다.

1991-1993년에 개발된 CELPAC[10] 프로토콜은 1993년에 ETSI SMG에 의한 표준 GPRS 규격의 시작점이 되었다. 특히, 1993년 ETSI 워크숍에서[11] 도입된 CELPAC 음성 & 데이터 기능은 나중에 GPRS의 뿌리로 알려진 것을 예상한다.이 워크숍의 공헌은 22개의 GPRS 관련 미국 [12]특허에 기재되어 있습니다.W-CDMA (UMTS) 및 LTE와 같은 GSM/GPRS의 후속 시스템은 CELPAC에 의해 도입된 모바일 인터넷 액세스를 위해 주요 GPRS 기능에 의존합니다.

GPRS [13]개발 역사에 대한 연구에 따르면 Bernhard Walke와 그의 학생 Peter Decker는 전 세계 모바일 인터넷 접속을 제공하는 최초의 시스템인 GPRS의 발명자입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ ETSI
  2. ^ 3GPP
  3. ^ "General packet radio service from Qkport". Archived from the original on 2010-01-28. Retrieved 2009-12-14.
  4. ^ 2010년 6월 11일 Wayback Machine에서 아카이브된 휴대폰 세대
  5. ^ a b c d e f 3rd Generation Partnership Project (November 2014). "3GGP TS45.001: Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; Physical layer on the radio path; General description". 12.1.0. Retrieved 2015-12-05.
  6. ^ 3rd Generation Partnership Project (June 2015). "3GGP TS45.001: Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; Mobile Station (MS) - Base Station System (BSS) interface; Radio Link Control / Medium Access Control (RLC/MAC) protocol; section 10.0a.1 - GPRS RLC/MAC block for data transfer". 12.5.0. Retrieved 2015-12-05.
  7. ^ 3rd Generation Partnership Project (June 2015). "3GGP TS45.001: Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; Mobile Station (MS) - Base Station System (BSS) interface; Radio Link Control / Medium Access Control (RLC/MAC) protocol; section 10.2.1 - Downlink RLC data block". 12.5.0. Retrieved 2015-12-05.
  8. ^ 3rd Generation Partnership Project (March 2015). "3GGP TS45.002: Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; Multiplexing and multiple access on the radio path (Release 12)". 12.4.0. Retrieved 2015-12-05.
  9. ^ "GPRS and EDGE Multislot Classes". Archived from the original on 2010-11-27. Retrieved 2010-06-21.
  10. ^ Walke, 베른하르트 H., 정치가. Wolf, Hatziliadis, 게오르기 오스(19–22 1991년 5월).CELLPAC:A패킷 라디오 프로토콜 적용된 이동 통신 IMT-20003GPP-무선망(PDF).41IEEEVehicular 기술 연구 성과 발표회 논문집,.세인트 루이스, 미스 소우리, USA:IEEE.를 대신하여 서명함. 408–413. doi:10.1109/VETEC.1991.140520.아이 에스비엔 0-87942-582-2.ISSN 1090-3038.그 2021-11-17에 원래에서Archived(PDF)..(6페이지)2021-11-27 Retrieved
  11. ^ Decker, Peter; Walke, Bernhard H. (1993-10-13). A General Packet Radio Service proposed for GSM (PDF). ETSI SMG Workshop "GSM in a Future Competitive Environment". Helsinki, Finland. pp. 1–20. Archived (PDF) from the original on 2021-09-18. Retrieved 2021-11-15. (11페이지)
  12. ^ 프로그램 "게시 또는 소멸"을 참조하십시오. [1]은(는) P 검색으로 돌아갑니다.데커, BWalke는 그 논문을 참조하는 미국 특허를 공개하는 그들의 가장 많이 인용된 논문이다.
  13. ^ Walke, Bernhard H. (October 2013). The Roots of GPRS: The First System for Mobile Packet-Based Global Internet Access (PDF). IEEE Wireless Communications. Aachen, Germany: ComNets Research Group. pp. 12–23. Archived (PDF) from the original on 2021-09-18. Retrieved 2021-11-15. (19페이지)

외부 링크