Технология GPRS

Главная / Статьи / Технология GPRS

Наверняка вы уже знаете, что GPRS (General Packet Radio Service) — служба пакетной передачи данных. В Интернете достаточно много информации об этой технологии, однако довольно часто приводятся противоречивые сведения относительно скорости, достижимой при использовании GPRS. Мы остановимся на спорных моментах, чтобы выяснить каким же цифрам можно верить, а каким нет. Что, прежде всего, вам хотелось бы знать о GPRS? Конечно, это то, как работает GPRS и что влияет на скорость передачи данных при использовании этой технологии.

Итак, максимальная скорость передачи данных, которая может быть достигнута при использовании GPRS, составляет 171,2 Кбит/сек. (21,4 Кбайт/сек.). Откуда появилась эта цифра? Пакетные данные передаются от терминала, например сотового телефона к БС (базовой станции) и обратно по каналам, которые называют таймслотами (TS — time slot, 1/8 TDMA-кадра). По спецификации GPRS-терминал может занять одновременно 8 TS на прием или передачу данных максимум (сумма используемых в обоих направлениях каналов может достигать 16). Максимально достижимая скорость в одном канале (таймслоте) 21,4 Кбит/сек., что определенно особенностью GSM-стандарта и технологией передачи данных по радиоэфиру. Когда говорят о максимальной скорости, обычно подразумевают скорость загрузки (download или DL) данных от BS (base stantion) к MS (mobile stantion — мобильная станция). Скорость передачи данных принято считать в одном направлении, от БС к телефону или от MS к БС (направление upload или UL), но не суммируют скорости обоих направлений. Таким образом, имея 21,4 Кбит/сек. в одном TS и 8 TS, которые могут быть одновременно задействованы в одном направлении (download), мы получаем максимальное значение скорости, которое рассчитываем так:

21,4 Кбит/сек. × 8 TS = 171,2 Кбит/сек.

Какая скорость достижима на практике? Попробуем разобраться в этом вопросе. Мы видим, что максимальная скорость зависит от скорости передачи пакетных данных в одном канале и количества одновременно задействованных каналов. Кстати, данные не только одновременно передаются по нескольким каналам сразу в одном направлении, в GPRS-сети данные одновременно передаются сразу в двух направлениях, например, по 4 каналам данные принимаются и в то же время по 1 каналу передаются. Современная мобильная станция (сотовый телефон) может принимать данные сразу по 4 каналам одновременно. 21,4 Кбит/сек. — скорость в одном канале, которая определена способом передачи данных через радиоэфир, она может быть другой, в зависимости от применяемой схемы кодирования (CS — coding scheme). Схема кодирования в направлении downlink может отличаться от используемой в то же время CS в направлении uplink, например, при загрузке файла мы можем видеть CS-4 (downlink) и CS-1 (uplink).

Схема кодирования	Макс. скорость в 1 TS
Coding Scheme 1	9,05 Kbps
Coding Scheme 2	13,4 Kbps
Coding Scheme 3	15,6 Kbps
Coding Scheme 4	21,4 Kbps

^* Kbps (kilobit per second) — килобит в секунду

Примерно до начала 2006 года операторы чаще всего применяли CS-2, что позволяло получить скорость в 13,4 Кбит/сек. в одном канале. В настоящее время в ряде регионов различные операторы задействовали CS-4. Обратите внимание, что наиболее помехоустойчивой считается CS-1 при этом обеспечивая минимальную скорость передачи. CS-4 менее устойчива к помехам, но обеспечивает до 21,4 Кбит/сек.

От мультислотового класса зависит количество каналов, которые могут использоваться мобильной станцией для приема и передачи данных.

Multislot-класс	Максимум TS (прием)	Максимум TS (передача)	Максимум TS (одновременно)
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	5
8	4	1	5
9	3	2	5
10	4	2	5
11	4	3	5
12	4	5	5
13	3	3	6
14	4	4	8
15	5	5	10
16	6	6	12
17	7	7	14
18	8	8	16
19	6	2	8
20	6	3	9
21	6	4	10
22	6	4	10
23	6	6	12
24	8	2	10
25	8	3	11
26	8	4	12
27	8	4	12
28	8	6	14
29	8	8	16

Большинство современных телефонов (например, Samsung SGH-X100, Nokia 6630 и др.) поддерживает 10 multislot-класс, реже встречаются модели с поддержкой 11-го или 12-го multislot class (к ним относятся, например, некоторые модели Nokia коллекций Nseries и Eseries). Выпущенные ранее модели чаще поддерживают 6 или 8 класс. «Поддерживает ли мой телефон все четыре схемы кодирования?» — спросите вы. Да, поддерживает. Спецификацией заложенна возможность использования всех четырех CS любой мобильной станцией с поддержкой GPRS.

Обладая этими сведениями, мы легко можем посчитать максимально достижимую скорость в GPRS-сети оператора. Например, если у вас телефон 10-го мультислотового класса, это позволит использовать 4 канала на прием данных максимум. Если ваш оператор обеспечивает вторую схему кодирования, то это позволяет передавать данные со скоростью 13,4 Кбит/сек. в одном таймслоте. Таким образом, высчитываем максимальную реально достижимую скорость (со скидкой на загруженность сети):

13,4 Кбит/сек. × 4 TS = 53,6 Кбит/сек. (6,7 Кбайт/сек.)

Если это 10 multislot-класс и CS-4, получим:

21,4 Кбит/сек. × 4 TS = 85,6 Кбит/сек. (10,7 Кбайт/сек.)

В настоящее время набирает популярность технология UWC-136 — EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), в которой используется новый метод модуляции (MCS — Modulation Coding Scheme), позволяющий передавать большее количество информации в одном временном слоте (TS) за то же время.

Схема модуляции Скорость в 1 TS

MCS 1 8,4 Kbps

MCS 2 11,2 Kbps

MCS 3 14,8 Kbps

MCS 4 17,6 Kbps

MCS 5 22,4 Kbps

MCS 6 29,6 Kbps

MCS 7 44,8 Kbps

MCS 8 54,4 Kbps

MCS 9 59,2 Kbps

Максимальная скорость в одном канале при использовании EDGE может достигать 59,2 Кбит/сек. (при использовании MCS-9). Какова будет максимальная скорость при использовании телефона с поддержкой EDGE и 10 EDGE-мультислотовым классом? Верно, если вы считали так:

59,2 Кбит/сек. × 4 TS = 236,8 Кбит/сек. (29,6 Кбайт/сек.)

Обратите внимание, что одна и та же модель телефона может поддерживать 10 мультислотовый GPRS-класс, при этом поддерживая лишь 6-й EDGE-multislot class. Максимальная скорость передачи данных при использовании технологии EDGE (при использовании терминала с поддержкой загрузки данных по 8 таймслотам одновременно) может быть рассчитана так:

59,2 Кбит/сек. × 8 TS = 473,6 Кбит/сек. (59,2 Кбайт/сек.)

Опять же за вычетом потерь, которые могут возникать по причине загруженности сети оператора.