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GPRS: velocità, timeslot, codifiche, classi

A cura di Roger Stewart – Mobit srl

aggiornato al 24 settembre 2004

Nel GPRS, sono due i fattori che determinano la velocità di trasmissione massima dati lorda. Il numero di segmenti temporali (timeslot) e lo schema di codifica (coding scheme - CS) utilizzato. 

Segmenti temporali - Timeslots

Nel GSM e GPRS il tempo di trasmissione su una data frequenza (più propriamente chiamato canale) è diviso in otto parti.  Diversi dispositivi GSM utilizzano a turno il loro ottavo di tempo su quel canale. Normalmente la trasmissione voce utilizza un solo segmento di tempo, ovvero trasmette in un ottavo del tempo, riceve in un ottavo del tempo e negli altri 6 ottavi di tempo non trasmette e non riceve.  Il sistema GPRS consente l'utilizzo di più segmenti temporali per la trasmissione dati.  A seconda della implementazione possono essere usati un numero diverso di timeslot per l'invio e per la ricezione di dati. Le Classi GPRS definiscono il numero di timeslot utilizzati da un dispositivo GPRS.

I timeslots utilizzati vengono espressi come, per esempio, 3+1 o 2+2, dove il primo numero indica il numero di timeslots utilizzati in downlink (in ricezione dalla rete), mentre il secondo numero indica il numero di timeslots utilizzati in uplink (in trasmissione verso la rete).

Schemi di codifica - Coding schemes

I dati trasmessi possono essere codificati secondo diversi metodi. Lo standard GPRS specifica quattro diverse codifiche . CS1 offre la migliore correzione di errore per il trasferimento di dati e pertanto (aggiungendo i dati di correzione ai dati reali) offre una portata di 9.05 kbit/s per timeslot. All'estremo opposto, CS4 non prevede alcuna correzione di errore, consentendo una portata di 21.4 kbit/s per timeslot.

E', quindi, dalla combinazione di timeslot usati moltiplicato per la portata di ogni timeslot (a seconda della codifica usata) che si ottiene la effettiva velocità massima teorica (lorda) dei una trasmissione GPRS.

Classi Multislot

Lo standard GPRS prevede che i timeslot utilizzabili in uplink non siano mai maggiori di quelli utilizzati in downlink.  Attualmente non possono mai essere usati più di 4 timeslot in downlink.  Le combinazioni ammissibili determinano quindi le seguenti 12 classi: 

Incrociando i timeslot utilizzati (in una data direzione) con le portate delle quattro codifiche avremo una tabella con le 16 velocità massime teoriche lorde possibili col GPRS.

Esempi concreti:

iTegno WM1080: Classe 2 (2 timeslot in downlink) moltiplicato per la codifica CS4 (21,4 kbps per timeslot) = 42,8 kbps.

iTegno 3000: Classe 10 (4 timeslot in downlink) moltiplicato per la codifica CS4 (21,4 kbps per timeslot = 85,6 kbps

Naturalmente si tratta di una velocità teorica, poiché influiscono molti altri fattori: la velocità del sito Internet a cui ci si collega, l'infrastruttura dell'operatore GSM, la qualità del segnale radio (la copertura del segnale GSM), l'interfaccia tra computer e modem GPRS, le attività interne al computer.

Occorre anche tener conto della opportunità (o meno) di usare CS4, che non prevede alcun sistema di correzione di errore nella sezione radio-GPRS e che la integrità è garantita ad un livello superiore.  Ne risulta che in condizioni non ottimali, il sistema dovrà ritrasmettere i pacchetti finche giungono intatti, degradando le prestazioni effettive.  In tali condizioni, l'utilizzo di una codifica inferiore, ma con correzione, potrà garantire prestazioni effettive molto maggiori.

Un futuro ampliamento, consentendo l'utilizzo di 8 timeslot contemporaneamente potrebbe portare al raddoppio di tali velocità.  Un suo concreto utilizzo sembra, tuttavia assai improbabile.  Gli operatori GSM/GPRS malvolentieri implementerebbero la possibilità di occupare un intero canale, oltre al fatto, forse preponderante, che ormai gli investimenti infrastrutturali vanno nella direzione del sistema UMTS.

Classi di capacità - Capability Classes

Una ulteriore distinzione definisce le capacità di utilizzo simultaneo dei vari servizi voce, SMS e GPRS.

Class A

Dispositivi che possono operare simultaneamente in GPRS e GSM, ( a commutazione di circuito e di pacchetto)  L'utente potrebbe iniziare il trasferimento dati durante una connessione voce. Sono apparati all'estremo superiore della gamma di prodotti GPRS, dispositivi multifunzione e “smart phones.”

Class B

Dispositivi che possono usare servizi GPRS e GSM ma uno per volta. E' possibile attivare o ricevere una chiamata voce, o inviare/ricevere SMS durante una connessione GPRS connection. Per la durata delle chiamate voce o l'uso dei servizi SMS, i servizi GPRS vengono sospesi e ripresi automaticamente al termine della chiamata voce o della sessione SMS. La maggior parte dei telefoni GPRS rientrano in questa categoria.

Class C

Dispositivi collegabili o a GPRS o a servizi voce GSM. E' necessaria la commutazione manuale trai i servizi. Il servizio contemporaneo non è  possibile. Spesso sono dispositivi collegati in maniera dedicata a PC o utilizzati per applicazioni di sorveglianza remota.

Il comando AT+CGCLASS

E' possibile interrogare il modem per sapere la classe (Capability Class) in uso e per sapere le classi supportate. In particolare:

AT+CGCLASS?

Questo comando restituirà: +CGCLASS = <class>, dove <class> sarà la classe GPRS in uso.

AT+CGCLASS=?

Questo comando restituirà: +CGCLASS = <list of supported classes>, dove <list of supported classes> sarà la lista di classi GPRS supportate dal dispositivo.

Non risulta invece attualmente possibile interrogare il modem relativamente alle classi multislot supportate.

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