【正文】 GPRS基本原理 移動(dòng)研究所網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)部 課程目的 學(xué)習(xí)完本課程，你將能夠： ? 了解 GPRS的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu) ? 理解 GPRS的各種接口和協(xié)議 ? 理解 GPRS的無(wú)線空中接口原理 ? 掌握 GPRS的業(yè)務(wù)流程 ? 了解 GPRS至 3G的發(fā)展演進(jìn) 目錄 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GPRS無(wú)線接口原理 GPRS移動(dòng)性管理 GPRS會(huì)話管理 GPRS數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程 GPRS至 3G的發(fā)展演進(jìn) 什么是 GPRS？ GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 ? GPRS － General Packet Radio Service ? 分組交換在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面對(duì)頻率利用的效率則高得多 ? GPRS＝移動(dòng)＋ IP，是 GSM的無(wú)線接入技術(shù)和 Inter分組交換技術(shù)的結(jié)合 GPRS的產(chǎn)生與發(fā)展 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 ? GPRS 產(chǎn)生與發(fā)展 ? GPRS是在現(xiàn)有的 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的一種移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 GPRS系統(tǒng)可以看作是對(duì)原有的 GSM電路交換系統(tǒng)進(jìn)行的業(yè)務(wù)擴(kuò)充，以滿足用戶利用移動(dòng)終端接入 Inter或其它分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求。 ? GPRS通過(guò)在原 GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一系列功能實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)分組數(shù)據(jù)的傳輸，新增功能實(shí)體和軟件升級(jí)后的原 GSM功能實(shí)體組成 GSMGPRS網(wǎng)絡(luò)，作為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體完成 GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，原 GSM網(wǎng)絡(luò)則完成電路業(yè)務(wù)。 GPRS特點(diǎn) GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 ? GPRS特點(diǎn) ? 適用于非周期性的突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ? 上下行鏈路可不對(duì)稱，數(shù)據(jù)速率可變 ? 靈活的資源管理方式 ? 無(wú)線口資源被 GSM語(yǔ)音和 GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)共享 ? 信道分配靈活， MS與信道的多種映射關(guān)系 ? 一個(gè) MS可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)話 ? 編碼方案 CS1～ CS4，數(shù)據(jù)速率： ～ ? 支持主要的接口定義包括 Inter， SMS ? 和 GSM基礎(chǔ)設(shè)施共享，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用降低，按數(shù)據(jù)量收費(fèi) GPRS業(yè)務(wù) GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 ? 承載業(yè)務(wù) ?WWW瀏覽、 FTP、 WAP、 Email。 ? PTP ?無(wú)連接的 PTP業(yè)務(wù) (PTPCLNS)：如 IP ?面向連接的 PTP業(yè)務(wù) (PTPCONS）：如 ?PTM： GPRS第二階段提供 ?PTMM（ 組播 ） ?PTMG（ 群呼 ） ?IPM（ 組播 ） GPRS業(yè)務(wù) GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 ? 電信業(yè)務(wù) ?PTP: Email、電子監(jiān)控、在線游戲 ?PTM：天氣預(yù)報(bào) ?移動(dòng) IP ? 補(bǔ)充業(yè)務(wù) ?適用于 GPRS的 GSM phase2補(bǔ)充業(yè)務(wù) ?GPRS特定的補(bǔ)充業(yè)務(wù) GPRS業(yè)務(wù)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)的關(guān)系 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 ? 與 GSM SMS業(yè)務(wù)的關(guān)系 ? 與電路交換業(yè)務(wù)的關(guān)系 ?三種網(wǎng)絡(luò)工作模式 ?三類終端 ? 兩種業(yè)務(wù)配合工作的幾種情形 ?聯(lián)合的 GPRS/IMSI附著以及分離功能 ?聯(lián)合的路由區(qū) /位置區(qū)更新功能 ?B類 MS的懸置 /恢復(fù)程序功能 ?經(jīng)過(guò) GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電路交換業(yè)務(wù)尋呼功能 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GPRS系統(tǒng)消息 系統(tǒng)消息 系統(tǒng)消息 1 系統(tǒng)消息 3 系統(tǒng)消息 5 系統(tǒng)消息 13 系統(tǒng)消息 4 系統(tǒng)消息 2 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) RRB S SM S CP S T NS S 7 N e t w o rkE I RHLR/AUCS M S G M S CF ir e w a llF ire w a llF ire w a llR o u t e rRoute rS e rv e rS e rv e rSGSNI n t e r P L M N n e t w o rkP T M S CG G S NB o rd e rG a t e w a yG P R SB a c k b o n eI P b a s e dG P R SI n f ra s t ru c t u reD a t a N e t w o rk(In t e rn e t )D a t a N e t w o rk X . 2 5UmR / SP C UGPRS網(wǎng)絡(luò)概述 PCU功能 RLC/MAC層功能 完成無(wú)線資源管理功能 ? 下行鏈路上： LLC層的 PDU分割成 RLC數(shù)據(jù)塊； ? 上行鏈路上： RLC數(shù)據(jù)塊重組成 LLC層的 PDU； ? PDCH上行鏈路 ARQ協(xié)議，包括 RLC塊的 ACK/NAK ? PDCH下行鏈路 ARQ協(xié)議，包括 RLC塊的緩沖和重傳 ? PDCH安排上行和下行數(shù)據(jù)傳送的時(shí)隙資源； ? 信道接入控制功能，如接入請(qǐng)求、接入準(zhǔn)許； ? 無(wú)線信道管理功能，如功率控制、擁塞控制、廣播控制消息等。 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 SGSN功能 網(wǎng)絡(luò)接入控制 ? 鑒權(quán) 加密 ? IMEI檢查 路徑管理 ? SGSNBSS之間數(shù)據(jù)傳輸路徑管理 ? SGSNGGSN/SGSNSGSN間的路徑管理 邏輯鏈路管理 ? SGSNMS之間邏輯鏈路的管理 ? 支持確認(rèn) /不確認(rèn)傳輸 路由 和隧道 傳輸 ? 用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) ? 路由選擇 ? 地址翻譯和映射 ? 封裝與隧道傳輸 用戶信息管理 ? 移動(dòng)性信息 ? 簽約信息 計(jì)費(fèi)管理 ? … GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GGSN功能 網(wǎng)絡(luò)接入控制 ? 消息 過(guò)濾 ? 計(jì)費(fèi)信息收集 動(dòng)態(tài)分配 IP地址 ? SGSNBSS之間數(shù)據(jù)傳輸路徑管理 ? SGSNGGSN/SGSNSGSN間的路徑管理 移動(dòng)性 和 會(huì)話 管理 業(yè)務(wù)管理 ? 用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) ? 對(duì) APN進(jìn)行管理 路由選擇與轉(zhuǎn)發(fā) ? 移動(dòng)性信息 ? 簽約信息 計(jì)費(fèi)管理 ? CG計(jì)費(fèi) ? Radius計(jì)費(fèi) ? 保存 GPRS用戶 簽約 數(shù)據(jù) ? 用戶 鑒權(quán) ? 提供移動(dòng)性管理和路由選擇所需的位置 /路由信息及相關(guān)處理， 如： ?保存和更新 用戶服務(wù) SGSN號(hào)碼和地址 ?GPRS用戶位置刪除指示 ?MS是否可及 標(biāo)志 ?用戶跟蹤（可選） GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 HLR功能 ? SGSN通過(guò) Gs接口與 MSC相連（ Gs接口可選） ?聯(lián)合 IMSI/GPRS附著 /分離 ?聯(lián)合位置區(qū) /路由區(qū)更新 ?電路尋呼協(xié)調(diào)功能 ? 提高無(wú)線資源利用率 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 MSC/VLR附加功能 ? SGSN通過(guò) Gd接口與短信中心相連能夠通過(guò) GPRS發(fā)送短消息，減少對(duì) SDCCH的占用，從而減少 ? SMS業(yè)務(wù)對(duì)話音業(yè)務(wù)的影響 ?原有短消息信息源可以共享 ?可以由運(yùn)營(yíng)者來(lái)選擇優(yōu)先通過(guò) MSC還是 SGSN來(lái)傳送 SMS GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GPRS對(duì) SMS的支持 BTS SGSN GGSN BSC MSC/VLR Gi Gn Gr Gs Gb Gn A HLR IP Network GPRS Backbone BG Other PLMN Gp PCU SGSN GGSN Gn Gn BG SS7 MS GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GPRS網(wǎng)絡(luò)接口 Um Abis ? Um接口 MS完成與 GPRS網(wǎng)絡(luò)的通信，完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、無(wú)線資源管理等多方面的功能。 ? Gb接口 通過(guò)該接口 SGSN完成同 BSS系統(tǒng)、 MS之間的通信，以完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理方面的功能。該接口是 GPRS組網(wǎng)的必選接口。 ? Gi接口 Gi接口是 GPRS與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口。 GPRS通過(guò) Gi接口和各種公眾分組網(wǎng)如 Inter或 ISDN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，在 Gi接口上需要進(jìn)行協(xié)議的封裝 /解封裝、地址轉(zhuǎn)換、用戶接入時(shí)的鑒權(quán)和認(rèn)證等操作。 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 主要接口功能 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 ? Gn接口 Gn接口是 GRPS支持節(jié)點(diǎn)間接口，即同一個(gè) PLMN內(nèi)部 SGSN間、 SGSN和GGSN間接口，該接口采用在 TCP/UDP協(xié)議之上承載 GTP的方式進(jìn)行通信。 ? Gs接口 SGSN通過(guò) Gs接口和 MSC配合完成對(duì) MS的移動(dòng)性管理功能，包括聯(lián)合的Attach/Detach、聯(lián)合的路由區(qū) /位置區(qū)更新等操作。 SGSN還將接收從MSC來(lái)的電路型尋呼信息，并通過(guò) PCU下發(fā)到 MS。 ? 其他接口 Gr、 Gd、 GP、 Gc、 Gf。 主要接口功能 GSM RF MAC RLC LLC SNDCP IP/ Application GSM RF MAC RLC L1 bis Network Service BSSGP Relay L1 bis Network Service BSSGP L1 L2 IP L1 L2 IP UDP/TCP GTP IP/ LLC SNDCP UDP/TCP GTP Relay MS BSS/PCU SGSN GGSN Um Gb Gn Gi GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GPRS數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái) ? 物理層 分為無(wú)線射頻層和物理鏈路層 ? L1bis、 L L2協(xié)議 在 GPRS規(guī)范中沒有規(guī)定，各廠商的解決辦法可能不同。 ? RLC/MAC RLC為上層業(yè)務(wù)提供可靠的無(wú)線鏈路， MAC層負(fù)責(zé)處理信道定位和復(fù)用，RLC/MAC層共同形成了具有 Um接口的 OSI第二層協(xié)議，使用物理鏈路層提供的業(yè)務(wù)。 GPRS網(wǎng)絡(luò)概述 GPRS數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái) ? NS NS屬于傳輸 BSSGP協(xié)議數(shù)據(jù)單元。它建立在 BSS和 SGSN之間幀中繼連接的基礎(chǔ)之上，并且可以穿越幀中繼交換節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。 ? BSSGP 在下行鏈路中，由 SGSN向 BSS提供實(shí)現(xiàn) RLC/MAC功能所需的無(wú)線信息；在上行鏈路中，由 BSS向 SGSN提供從 RLC/MAC得到的無(wú)線信息，并使兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)（ BSS和 SGSN）實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)管理功能。該層傳送 BSS和 SGSN之間的路由相關(guān)和 Qos相關(guān)