مقدمه
در اواسط دهه 1980 ميلادي،مكالمات صوتي مهمترین خدمات شبكه هاي ثابت و بي سيم محسوب مي شدند و از اين رو،تكنولوژي GSM در ابتدا براي انتقال صوت طراحي و بهينه سازي شد.اما از اواسط دهه 1990 ميلادي،اهميت اينترنت به طور روزافزون درحال افزايش بود.به گونه اي كه شبكه ارائه دهنده خدمات بسته اي راديويي يا GPRS،استاندارد GMS را در ارتباط يا انتقال ديتا به صورت قابل قبولي بهبود بخشيد و امكان دسترسي به اينترنت را براي سيستم ها و وسايل بي سيم فراهم نمود.اولين بخش اين فصل بيانگر مزايا و معايب شبكه GPRS در مقايسه با روش پيشين انتقال ديتا در شبكه GMS و خطوط ثابت مي باشد.
GPRS به عنوان سرويس ارزش افزوده از نسل دوم ارتباطات سيار به شمار مي رود كه امكان ارسال و دريافت اطلاعات را از طريق شبكه تلفن همراه فراهم مي نمايد.

چكيده
امروزه ارتباطات سيار با استفاده از شبكه مخابرات سيار در هر شهر،كشور و حتي قاره اي امكان پذير شده است.شبكه مخابرات سيار در برگيرنده يك سري از دستورالعمل هاي هوشمند است كه از تحريك پذيري شخصي مشترك و يا كاربر شبكه با توجه به چگونگي تشخيص هويت و تصديق اعتبار او تا تعيين مكان و مديريت فرآيند ارتباط رساني به كاربر شيار را شامل مي شود.در آغاز،مخابرات سيار به طور انحصاري تنها براي ارتباطات مبتني بر مكالمه گرفته مي شود،اگرچه به زودي با استفاده از سرويس پيام كوتاه روند برقراري ارتباط بين مشتركين مخابرات سيار دچار تحول شگرف شد،به گونه اي كه امروز ميلياردها پيام متني به طور ماهيانه بين مشتركين شبكه مخابرات سيار رد و بدل     مي شود.
با روند روبه رشد در سيستم هاي ارتباطي سيار،سرويس هاي ارتباطي ديگر نيز كه مبتني بر ارائه خدمات با نرخ بالاي ديتا بودند،به جمع ارائه دهندگان خدمات ارتباطي سيار افزوده شدند كه از اين بين مي توان به سرويس بسته اي راديويي عمومي اشاره نمود.اين گونه سرويس ها،اين قابليت را براي كاربران خود فراهم مي نمايد كه برخلاف سيستم GSM كه در آن توسط پايانه نهايي تنها يك تايم اسلات يا شكاف زماني براي ارائه يك سرويس در يك زمان بكار گرفته مي شود،به منظور ارائه سرويس هاي با پهناي باند بيشتر و نرخ ديتاي افزون تر،قابليت دسترسي بي سيم به اينترنت به عنوان فاكتور اساسي در مباحث مرتبط با شبكه هاي ارتباطي سيار مطرح شد كه همانا پيوند زدن اين گونه شبكه ها با شبكه جهاني اينترنت بود.

فهرست مطالب
عنوان     صفحه
فصل اول : معرفي شبكه GSM
1-1-معرفي شبكه GPRS    1
1-2- خلاصه اي از عناصر زير سيستم هاي شبكه (GSM)    1
1-3-ايستگاه سيار(MS)    2
1-4-واحد شناسايي مشتركين(SIM)    2
1-5-ايستگاه فرستنده گيرنده پايه(BTS)    2
1-6-كنترل كننده ايستگاه پايه(BSC)    3
1-7-واحد تطبيق نرخ و ترانكسكدر(TRAU)    3
1-8-مركز خدمات سوئيچينگ موبايل(MSC)    3
1-9-حافظه اطلاعات ثابت مشترك(HLR)    4
1-10-حافظه موقت محلي(VLR)    4
1-11-ثبات مشخصه تجهيزات(EIR)    4
1-12-مركز تصديق هويت(AUC)    5
فصل دوم :انتقال ديتا در شبكه GSM و GPRS
2-1-انتقال ديتا در شبكه GSM و GPRS    6
2-2-انتقال ديتاي سوئيچينگ مداري از طريق GSM    6
2-2-1-سوئيچينگ مداري داراي مزاياي زير است    6
2-2-2-معايب و مشكلات براي انتقال ديتا با پهناي باند متغير    7
2-3-انتقال ديتاي سوئیچینگ بسته ای از طریق GPRS    8
2-3-1- مزایای سیستم های سوئیچینگ بسته ای    9
2-3-2- مزایای GPRS برای انتقال دیتا بر روی شبکه سوئیچینگ مداری GSM    10
2-4- GPRSو پروتکل IP    12
2-5- مقایسه انتقال اطلاعات در شبکه GPRS با شبکه خط ثابت    12
فصل سوم :واسطه هوایی در GPRS
3-1- واسطه هوایی در GPRS    14
فهرست مطالب

عنوان     صفحه

3-2- کاربرد تایم اسلات روی واسطه هوایی در شبکه های GSMو GPRS    15
3-3- کلاس بندی مالتی اسلات ها    16
3-4- کاربرد تایم اسلات GSM/GPRS ترکیبی دریک ایستگاه پایه    19
3-5- کلاس های ایستگاه سیار(MS)    20
3-6-مد عملیاتی شبکه    21
فصل چهارم :کانال های منطقی GPRS بر  روی واسطه هوایی
4-1-کانال های منطقی GPRS برروی واسطه هوایی    25
4-2-کانال ترافیک دیتای بسته ای(PDTCH)    26
4-3-کانال کنترلی وابسته ای بسته ای(PACCH)    26
4-4-کانال کنترل پیشترفتگی زمانی بسته ای(PTCCH)    27
4-5-کانال دسترسی تصادفی(RACH)    28
4-6-کانال پذیرش دسترسی(AGCH)    28
4-7-کانال فراخوانی(PCH)    29
4-8-کانال کنترل پخش(BCCH)    29
4-9-ترکیب کانال ها    32
4-10-نگاشت کانال های منطقی دیتای بسته ای برروی کانال های فیزیکی    33
فصل پنجم: مدل حالت GPRS
5-1- مدل حالت GPRS    35
5-2- حالت سرگردان    35
5-3- حالت آماده    36
5-4- حالت انتظار    38
فصل ششم : عناصرشبکه GPRS
6-1- عناصر شبکه  GPRS    41
6-2- واحد کنترل بسته (PCU)    41
6-2-1-پیام های سیگنالینگی GPRS و مانیتورینگ GSM    43
6-2-2-مکان قرار گیری PCU    43
6-3-ند پشتيباني خدمات GPRS(SGSN)    44
6-3-1-مديريت سطح كاربردي    44
فهرست مطالب

عنوان     صفحه

6-3-2-مدیریت سطح سیگنالینگی    46
6-4-ند پشتیبانی گذرگاهGPRS(GGSN)    50
فصل هفتم :مدیریت منابع رادیویی GPRS
7-1- مدیریت منابع رادیویی GPRS    51
7-2- جریان های بلاک موقتی(TBF) در مسیر Uplink    51
7-3-جریان های بلاک موقتی درمسیر Downlink    54
فصل هشتم :واسطه های GPRS
8-1- واسطه های GPRS    57
8-2- واسطه Abis    57
8-3-واسطه Gb    58
8-4- واسطه Gn    59
8-5- واسطه Gi    62
8-6- واسطه Gr    62
8-7- واسطه Gc    63
8-8- واسطه Gp    64
8-9- واسطه Gs    65
فصل نهم :معماری پروتکلی GPRS
9-1- معماری پروتکلی GPRS    66
9-2-تصدیق هویت مشترک    69
9-3-رمزنگاری    71
9-4-محرمانه سازی هویت مشترک    71
فصل دهم: معماری کلی سیستم GPRS
10-1-معماری کلی سیستم GPRS    72
10-2- مسیریابی    75
10-3- فرآیند آدرس دهی وتبدیل آن در GPRS    76
10-4- ارتباط با شبکه های IP    77

فهرست مطالب
فصل یازدهم: به کارگیری WAP ازطریق GPRS
11-1-به کارگیری WAP ازطریق GPRS    80
11-2- خدمات پیام رسانی چند رسانه ای(MMS)در GPRS    93
11-3-جستجوی صفحات وب از طریق شبکهGPRS    102
11-3-1-تأثیرگذار عامل تاخیر بر روی عملکرد جستجوی صفحات وب    102
11-3-2-بهینه سازی جستجو گر وبرای جستجوی صفحات وب از طریق موبایل     105
نتیجه گیری    107
منابع    108


فهرست شكل ها
عنوان     صفحه
شكل(1-1)خلاصه اي از عناصر زبر سيستم هاي شبكه GSM
شكل(1-2)ارتباطات انحصاري يك سيستم سوئيچينگ مداري
شكل(2-2)انتقال ديتاي سوئيچينگ بستهاي
شكل(3-2)مقايسه سرعت انتقال ديتا در GPRS،GSM و EGPRS
شكل(4-2)پرداخت صورت حساب بر حسب حجم اطلاعات
شكل(1-3)نمايش ساده شده اي از تخصيص PDTCH و تجميع تايم اسلات
شكل(2-3)بكارگيري اشتراكي تايم اسلاتهاي يك سلول براي GSM و GPRS
شكل(4-3)فراخواني براي يك مكالمه ورودي از طريق واسطه GS
شكل(1-4)كانال هاي منطقي GPRS از مد NOMII
شكل(2-4)كانال هاي PDTCH و PACCH بر روي تايم اسلات مشترك ارسال مي شوند
شكل(3-4)درخواست منابع در مسير Uplink در مد NOMII
شكل(5-4)فرايند فراخواني يك MOBILE-TERMINATED PACKET TRANSFER
شكل(6-4)ساختار مالتي فريم با 52 فريم TDMA
شكل(1-5)مدل حالت GPRS
شكل(2-5)تفاوت بين حالت انتظار و آمده
شكل(1-6)ندهاي شبكه GPRS
شكل(2-6)واسطه ها و پروتكل هاي SGSN
شكل(3-6)رمزگاري در GSM و GPRS
شكل(5-6)بروزرساني منطقه مسيريابي دورن SGSN
شكل(5-6)بروز رساني منطقه مسيريابي برون
شكل(6-5)تغيير مكان مشترك در داخل شبكه GPRS
شكل(1-7)بكارگيري پرچم حالت آپلينك(USF)
شكل(2-7)پيام پيكربندي دوباره تايم اسلات بسته اي مطابق با استاندارد3GPPTS44.060
شكل(3-7)بكارگيري TFI در مسير DOWNLINK
شكل(1-8)پشته هاي پروتكل GPRS در شبكه راديويي
شكل(2-8)بسته پروتكل واسطه GN
شكل(8-3-8)بسته GTP روي واسطه Gn

فهرست شكل ها
عنوان     صفحه
شكل(4-8)واسطه GR
شكل(5-8)واسطه Gp
شكل(1-9)معماري پروتكلي طرح انتقالي GPRS
شكل(2-9)جريان ديتا و سگمن بندي بين لايه هاي پروتكلي در MS
شكل(3-9)تصديق هويت مشترك در GPRS
شكل(1-10)معماري سيستم،واسطه ها و مسيريابي در GPRS
شكل(2-10)آدرس دهي و تبديل آدرس:بسته IP ورودي(انتقال ديتا با خاتمه پذيري در MS)
شكل(3-10)آدرس يابي و تبديل آدرس:بسته IP خروجي(انتقال ديتا با آغاز پذيري در MS)
شكل(4-10)ارتباط شبكه GPRS با اينترنت
شكل(1-11)صفحه WML ساده
شكل(2-11)نمونه اي از WAP
شكل(3-11)توليد مدارك WML و HTML
شكل(4-11)بسته هاي پروتكلي متفاوت در دو سمت گذرگاه WAP
شكل(5-11)معماري WAP
شكل(6-11)معماري سيستم WAP و تراكنش درخواست/پاسخ
شكل(7-11)معماري پروتكلي WAP بر روي GPRS
شكل(8-11)معماري MMS
شكل(9-11)توصيف SMIL از قالب يك پيام MMS
شكل(10-11)مرزهاي MIME از بخش هاي مختلف يك MMS
شكل(11-11)تصوير غير فشرده شده يك هدر MMS
شكل(12-11)گردش بسته IP و زمان تاخير در حين دانلود صفحه وب
شكل(13-11)فعال گزينه Pipelinig در جستجوگر فايرفاكس


فهرست جداول
جدول(1-3)تعدادي از كلاس هاي مالتي اسلات GPRS
جدول(1-4)كانال هاي منطقي در GPRS
جدول(2-4)كانال هاي منطقي در GPRS
جدول(3-4)تركيب هاي كانال هاي منطقي GPRS
جدول(1-11)نمونه اي از ويژگي هاي MMS

فصل اول  معرفي شبكه GSM
 
1-1معرفي شبكه GSM
شبكه GSM از يك ساختار سلولي استفاده مي كند.ايده اصلي شبكه سلولي تقسيم نمودن رنج فراكانسي در دسترس مي باشد تا تنها بخش هايي از طيف فركانسي را به هر ايستگاه فرستنده و گيرنده پايه (BTS) اختصاص داد.
يكي از اهداف مهم طراحي شبكه،كاهش تداخل بين ايستگاه هاي پايه مختلف مي باشد.از آنجايي كه طيف امواج راديويي محدود استو فركانس كمي در اختيار سيستم قرار مي گيرد،لذا براي ارائه خدمات به مشتركين بايد از روش استفاده مجدد فركانس يا تكرار فركانس و نيز تقسيم سلولي بهره گرفت.البته اين نكته را نيز مي توان از ياد برد كه تكرار فركانس نيز باعث تداخل در سيستم مي گردد كه وظيفه اپراتور،حذف يا به حداقل رساني آن مي باشد.نكته بسيار با اهميتي كه مي بايست در نظر گرفت آن است كه دو سلول همسايه نمي بايست داراي فركانس برابر باشند زيرا اين امر باعث تداخل كانال مشابه مي گردد.