GPRS

GPRS amplía las capacidades de datos conmutados por circuito GSM y posibilita los siguientes servicios:

• Mensajería SMS y difusión
• MMS
• Acceso a Internet "siempre activo"
• Pulsar para hablar a través de la red celular (PoC)
• Mensajería instantánea y presencia: aldea inalámbrica
• Aplicaciones de Internet para dispositivos inteligentes a través de WAP
• Servicio punto a punto (P2P): interconexión con Internet (IP).
• Servicio punto a multipunto (P2M): multidifusión punto a multipunto y llamadas grupales punto a multipunto.

Si se utiliza SMS sobre GPRS, se puede alcanzar una velocidad de transmisión de aproximadamente 30 mensajes por minuto. Esto es mucho más rápido que con SMS sobre GSM, cuya velocidad de transmisión es de entre 6 y 10 mensajes por minuto.

Como el estándar GPRS es una extensión de las capacidades GSM, el servicio opera en las frecuencias GSM 2G y 3G. ^{[ 7 ] [ 10 ]} Los dispositivos GPRS normalmente pueden usar (una o más) de las frecuencias dentro de una de las bandas de frecuencia que admite la radio (850, 900, 1800, 1900  MHz). Dependiendo del dispositivo, la ubicación y el uso previsto, pueden imponerse regulaciones que restrinjan o especifiquen explícitamente las bandas de frecuencia autorizadas. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

Las bandas GSM-850 y GSM-1900 se utilizan en Estados Unidos, Canadá y muchos otros países de América. Las bandas GSM-900 y GSM-1800 se utilizan en Europa, Oriente Medio, África y la mayor parte de Asia. En Sudamérica, estas bandas se utilizan en Costa Rica (GSM-1800), Brasil (GSM-850, 900 y 1800), Guatemala (GSM-850, GSM-900 y 1900) y El Salvador (GSM-850, GSM-900 y 1900). Existe un registro más completo de las asignaciones de frecuencias de servicio celular internacionales .

GPRS admite los siguientes protocolos:

• Protocolo de Internet (IP). En la práctica, los navegadores móviles integrados utilizaban IPv4 antes de que IPv6 se generalizara.
• Point-to-Point Protocol (PPP) is typically not supported by mobile phone operators, but if a cellular phone is used as a modem for a connected computer, PPP may be used to tunnel IP to the phone. This allows an IP address to be dynamically assigned to the mobile equipment using IPCP rather than DHCP.
• X.25 connections are typically used for applications like wireless payment terminals, although it has been removed from the standard. X.25 can still be supported over PPP, or even over IP, but this requires either a network-based router to perform encapsulation or software built into the end-device/terminal (user equipment or UE).

When TCP/IP is used, each phone can have one or more IP addresses allocated. GPRS will store and forward the IP packets to the phone even during handover. TCP will retransmit any packets that are lost.

Devices supporting GPRS are grouped into three classes:

Class A

Can be connected to GPRS service and GSM service (voice, SMS) simultaneously.

Class B

Can be connected to GPRS service and GSM service (voice, SMS), but using only one at a time. During GSM service (voice call or SMS), GPRS service is suspended and resumed automatically after the GSM service (voice call or SMS) has concluded. Most GPRS mobile devices are Class B.

Class C

Are connected to either GPRS service or GSM service (voice, SMS) and must be switched manually between one service and the other.

Because a Class A device must service GPRS and GSM networks together, it effectively needs two radios. To avoid this hardware requirement, a GPRS mobile device may implement the Dual Transfer Mode (DTM) feature. A DTM-capable mobile can handle both GSM packets and GPRS packets with network coordination to ensure both types are not transmitted at the same time. Such devices are considered pseudo-Class A, sometimes referred to as "simple class A".

USB 3G/GPRS modems have a terminal-like interface over USB with V.42bis, and RFC 1144 data formats. Some models include an external antenna connector. Modem cards for laptop PCs, or external USB modems are available, similar in shape and size to a computer mouse, or a pendrive.

A GPRS connection is established by reference to its Access Point Name (APN). The APN defines the services such as WAP, SMS, MMS, and Internet services such as email and World Wide Web access.

Para configurar una conexión GPRS para un módem inalámbrico , el usuario debe especificar un APN, opcionalmente un nombre de usuario y una contraseña, y muy raramente una dirección IP, proporcionada por el operador de red.

Los métodos de acceso múltiple utilizados en GSM con GPRS se basan en dúplex por división de frecuencia (FDD) y TDMA. Durante una sesión, a un usuario se le asigna un par de canales de frecuencia de enlace ascendente y descendente. Esto se combina con la multiplexación estadística en el dominio del tiempo , que permite que varios usuarios compartan el mismo canal de frecuencia. Los paquetes tienen una longitud constante, correspondiente a una ranura de tiempo GSM. El enlace descendente utiliza la programación de paquetes por orden de llegada ( FIFO), mientras que el enlace ascendente utiliza un esquema muy similar a ALOHA de reserva (R-ALOHA). Esto significa que se utiliza ALOHA ranurado (S-ALOHA) para las consultas de reserva durante una fase de contención, y luego los datos reales se transfieren mediante TDMA dinámico con FIFO.

El proceso de codificación de canal en GPRS consta de dos pasos: primero, se utiliza un código cíclico para agregar bits de paridad, también conocidos como Secuencia de Verificación de Bloque, seguido de la codificación con un código convolucional posiblemente perforado . Los Esquemas de Codificación CS-1 a CS-4 especifican la cantidad de bits de paridad generados por el código cíclico y la tasa de perforación del código convolucional. En los Esquemas de Codificación CS-1 a CS-3, el código convolucional tiene una tasa de 1/2; es decir, cada bit de entrada se convierte en dos bits codificados. En los Esquemas de Codificación CS-2 y CS-3, la salida del código convolucional se perfora para lograr la tasa de codificación deseada. En el Esquema de Codificación CS-4, no se aplica codificación convolucional. ^{[ 13 ]} La siguiente tabla resume las opciones.

El esquema de codificación menos robusto, pero más rápido (CS-4), está disponible cerca de una BTS, mientras que el esquema de codificación más robusto (CS-1) se utiliza cuando la estación móvil (MS) está más lejos de una BTS.

Con CS-4 es posible alcanzar una velocidad de usuario de 20,0  kbit/s por intervalo de tiempo. Sin embargo, con este esquema, la cobertura celular es solo del 25 % de lo normal. CS-1 permite una velocidad de usuario de tan solo 8,0  kbit/s por intervalo de tiempo, pero ofrece una cobertura del 98 % de lo normal. Los equipos de red más modernos pueden adaptar la velocidad de transferencia automáticamente según la ubicación del dispositivo móvil.

Además de GPRS, existen otras dos tecnologías GSM que ofrecen servicios de datos: Circuit Switched Data (CSD) y High-Speed ​​Circuit-Switched Data (HSCSD). A diferencia de GPRS, que comparte la conexión, estas tecnologías establecen un circuito dedicado (generalmente facturado por minuto). Algunas aplicaciones, como las videollamadas, pueden preferir HSCSD, especialmente cuando existe un flujo continuo de datos entre los dispositivos.

La siguiente tabla resume algunas configuraciones posibles de los servicios de datos GPRS y de conmutación de circuitos.

La clase multislot determina la velocidad de transferencia de datos disponible en las direcciones de enlace ascendente y descendente . Es un valor entre 1 y 45 que la red utiliza para asignar canales de radio en dichas direcciones. Las clases multislot con valores superiores a 31 se denominan clases multislot altas.

Una asignación de ranuras múltiples se representa, por ejemplo, como 5+2. El primer número indica la cantidad de ranuras de tiempo de enlace descendente y el segundo, la cantidad de ranuras de tiempo de enlace ascendente asignadas a la estación móvil. Un valor comúnmente utilizado es la clase 10 para muchos dispositivos móviles GPRS/EGPRS, que utiliza un máximo de 4 ranuras de tiempo en la dirección de enlace descendente y 2 en la dirección de enlace ascendente. Sin embargo, simultáneamente se puede utilizar un máximo de 5 ranuras de tiempo tanto en el enlace ascendente como en el descendente. La red se configurará automáticamente para operar en 3+2 o 4+1, según la naturaleza de la transferencia de datos.

Algunos móviles de gama alta, que normalmente también admiten UMTS , también admiten GPRS/ EDGE multislot clase 32. Según 3GPP TS 45.002 (versión 12), tabla B.1, ^{[ 16 ]} las estaciones móviles de esta clase admiten 5 intervalos de tiempo en enlace descendente y 3 intervalos de tiempo en enlace ascendente con un número máximo de 6 intervalos de tiempo utilizados simultáneamente. Si el tráfico de datos se concentra en la dirección de enlace descendente, la red configurará la conexión para la operación 5+1. Cuando se transfieren más datos en el enlace ascendente, la red puede en cualquier momento cambiar la constelación a 4+2 o 3+3. En las mejores condiciones de recepción, es decir, cuando se puede utilizar el mejor esquema de modulación y codificación EDGE , 5 intervalos de tiempo pueden transportar un ancho de banda de 5*59,2  kbit/s = 296  kbit/s. En dirección ascendente, 3 intervalos de tiempo pueden transportar un ancho de banda de 3*59,2  kbit/s = 177,6  kbit/s. ^{[ 17 ]}