GPRS邏輯結(jié)構

1、2.1 GPRS網(wǎng)絡總體結(jié)構GPR綱絡是在現(xiàn)有GS網(wǎng)絡中增加GGSN和SGSN來實現(xiàn)的，使得用戶能夠在端到端分組方式下 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。其系統(tǒng)結(jié)構如圖2-1所示。圖2-1 GPRS系統(tǒng)結(jié)構圖中，筆記本電腦通過串行或無線方式連接到GPRSI窩電tB上；GPRSI窩電話與 GSM良站通信，但與電路交換式數(shù)據(jù)呼叫不同，GPR陰組是從基立發(fā)送到 GPRS服務支持節(jié)點（SGSN）,而不是通過移動交換中心（MSC）連接到語音網(wǎng)絡上。SGSN< GPR馴關支持節(jié)點（GGSN）進行通信；GGSN寸 分組數(shù)據(jù)進行相應的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡，如因特網(wǎng)或 X.25網(wǎng)絡。來自因特網(wǎng)標識有移動臺地址的IP包，由

2、GGSN收，再轉(zhuǎn)發(fā)到 SGSN繼而傳送到移動臺上。SGSN> GS喇絡結(jié)構中的一個節(jié)點，它與MSCb于網(wǎng)絡體系的同一層。SGSNS過幀中繼與 BTS相連，是GS喇絡結(jié)構與移動臺之間的接口。SGSN的主要作用是記錄移動臺的當前位置信息，并且在移動臺和 GGSN1間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGSN®過基于IP協(xié)議的GPRSt干網(wǎng)連接到 SGSN 是連接GS喇絡和外部分組交換網(wǎng) （如因特 網(wǎng)和局域網(wǎng)）的網(wǎng)關。GGSNfc要是起網(wǎng)關作用，也有將GGSNI為GPR淵由器。GGSNT以把GSM網(wǎng)中的GPRS組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCP/IP或X.2

3、5網(wǎng)絡。SGS廝口 GGSNRJ用GPR驅(qū)道協(xié)議（GTP）對IP或X.25分組進行封裝，實現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)傳輸。圖22給出了 GPR網(wǎng)絡結(jié)構的接入與參考點的簡圖。圖2-2 GPRS總體結(jié)構及接入接口和參考點GGSNiiJ外部分組網(wǎng)絡是通過 Gi參考點連通的，而其他 GPR網(wǎng)絡是通過 Gp接口連通的。另外，從MS端到GPR綱絡有兩個接入點，Um接口用于無線通信接入而R參考點用于信息的產(chǎn)生或接收。移動終端 MT（例如手機）通過Um接口接入 GPR卬LMN R則是MT和TE（如筆記本電腦）之間的參考點。這里的 MS由TE和MT兩部分組成，它們通過 R參考點組成一個整體，另外，MS也可單獨由一個移動終

4、端（MT）組成。對于一個支持GPRS的公共陸地移動網(wǎng)絡 （PLMN）,當它運行GPRSlk務時可能涉及到任何其他網(wǎng)絡，這時就產(chǎn)生了網(wǎng)絡互通的需求。GPR網(wǎng)絡通過Gi參考點和Gp接口實現(xiàn)同其他網(wǎng)絡的互通。對于具有GPRSk務功能的移動終端，它本身具有 GSM口 GPRSlk務運營商提供的地址，這樣，分組公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的終端利用數(shù)據(jù)網(wǎng)識別碼即可向GPR嚶端直接發(fā)送數(shù)據(jù)。另外GPR豉持與基于IP的網(wǎng)絡互通，當在 TCP連接中使用數(shù)據(jù)報時，GPRSlkft TCP/IP報頭的壓縮功能。由于GPR勰GS幅統(tǒng)中提供分組業(yè)務的一種方式，所以它能廣泛應用于 IP域。其移動終端通過GS喇絡提供的尋址方案和運營商的具

5、體網(wǎng)間互通協(xié)議實現(xiàn)全球網(wǎng)間通信。2.2 GPRS邏輯體系結(jié)構從邏輯上來說，GPRS®過在GS喇絡結(jié)構中增添 SGSN GGSN?個新的網(wǎng)絡節(jié)點來實現(xiàn)。由于 增加了這兩個網(wǎng)絡節(jié)點，需要命名新的接口。圖 2-3說明了 GPR嬰輯體系結(jié)構。表 2-1給出了 GPR鄒系結(jié)構中的接口及參考點。K ft-l f.FRS，蝌體察一也圖2-3 GPRS邏輯體系結(jié)構一覽表29-5-5 GPRS體系結(jié)構中的接口及參考點接口或參考點說明R非ISDN終端與移動終端之間的參考點GbSGSN與BSS之間的接口GcGGSN與HLR之間的接口GdSMS-GMSC 之間的接口，SMS-IWMSC 間的接口與SGSN之

6、GiGPRS與外部分組數(shù)據(jù)之間的參考點Gn同一 GSM網(wǎng)絡中兩個GSN之間的接口Gp不同GSM網(wǎng)絡中兩個GSN之間的接口GrSGSN與HLR之間的接口GsSGSN與MSC/VLR之間的接口GfSGSN與EIR之間的接口UmMS與GPRS固定網(wǎng)部分之間的無線接口除了這些接口和參考點之外，GPR斑新增加了分組控制單元 (PCU, Packet Control Unit) 和Gb接口單元(GBIU, Gb Interface Unit) 。其中PCU使BSS提供數(shù)據(jù)功能、控制無線接口、使多個用戶使用相同的無線資源。GBIU提供從BSS到SGSN勺標準接口。可以和 PCU并在同一個物理實體中。由于GP

7、RSe GS網(wǎng)絡中引入了兩個GPR豉持節(jié)點和新的接口及單元，會又t GS喇絡設備產(chǎn)生以下的影響。HLR現(xiàn)有軟件需更新，以支持Gc、Gr接口；JMSCB有軟件需更新，以支持Gs接口；在BSC中引入PCU并且軟件需要升級；BTS配合BCF進行相應的軟件升級。二、GPRS的網(wǎng)絡結(jié)構GPRS網(wǎng)絡是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡來實現(xiàn)的。在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡中需要增 加一些節(jié)點，如 GGSN (Gateway GPRS Supporting Node,網(wǎng)關 GPRS 支持 節(jié)點)和SGSN (Serving GSN ,服務GPRS支持節(jié)點)。Y算FX I,IM5C 八I Hrxl'' MAP-rt

8、I I而I9FI彈料用注時GPRS網(wǎng)絡參考模型如圖1所示GSN是GPRS網(wǎng)絡中最重要的網(wǎng)絡節(jié)點。GSN具有移動路由管理功能，它 可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，并可以連到 GPRS寄存器。GSN可以完成移動 臺和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉(zhuǎn)換。GSN可以是一種類似于路由器的獨立又備，也可以與 GSM中的MSC集成在一起。GSN有兩種類型：一種為 SGSN （Serving GSN ,服務GSN）,另一種為 GGSN （Gateway GSN,網(wǎng)關GSN） , SGSN的主要作用是記錄移動臺的當前 位置信息，并且在移動臺和GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGS N主要是起網(wǎng)關作用，它

9、可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接，如 ISDN、PSPDN 和LAN等。有的文獻中，把 GGSN稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM 網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠 端的TCP/IP或X.25網(wǎng)絡。 另外，有的廠商提出了 GR （GSMRegister , GP RS數(shù)據(jù)庫）的概念。GR類似于GSM中的HLR,是GPRS業(yè)務數(shù)據(jù)庫。它可 以獨立存在，也可以和HLR共存，由服務器或程控交換機實現(xiàn)。 GR這個名稱 在ETSI的建議中沒有專門提及。GPRS網(wǎng)絡結(jié)構中還引入了下列新的網(wǎng)絡接口： Gn, GSN主干網(wǎng)接口，用于各種 GSN之間。 Gb, BSS和s

10、GsN之間的接口。 Gr, SGSN和HLR之間的接口。 Gp,不同的GSM網(wǎng)絡（不同的PLMN）之間的接口。 Gs, SGSN和MSC之間的接口。三、GPRS協(xié)議模型MS豆2移動臺（MS）和SGSN之間的GPRS分層協(xié)議模型如圖2所示。Um接 口是GSM的空中接口。Um接口上的通信協(xié)議有5層，自下而上依次為物理層、 MAC Mdium Access Control）層、LLC （Logical Link Control）層、SNDC （Subnetwork Dependant Convergence ）層和網(wǎng)絡層。Um接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層則負責提供空中接口的各 種邏輯信道

11、。GSM空中接口的載頻帶寬為20OkHz , 一個載頻分為8個物理信 道。如果8個物理信道都分配為傳送 GPRS數(shù)據(jù)，則原始數(shù)據(jù)速率可達200kb /s?？紤]前向糾錯碼的開銷，則最終的數(shù)據(jù)速率可達164kb/s左右。MAC 為媒質(zhì)接入控制層。MAC 的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動臺共享。GPRS 的邏輯信道共有3 類，分別是公共控制信道、分組業(yè)務信道和GPRS 廣播信道。公共控制信道用來傳送數(shù)據(jù)通信的控制信令，具體又分為尋呼和應答等信道。分組業(yè)務信道用來傳送分組數(shù)據(jù)。廣播信道則是用來給移動臺發(fā)送網(wǎng)絡信息。LLC 層為邏輯鏈路控制層。它是一種基于高速數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程HDLC 的無線鏈路協(xié)議。 LLC 層負責在高層SNDC 層的 SNDC 數(shù)據(jù)單元上形成LLC 地址、 幀字段，從而生成完整的LLC 幀。另外，LLC 可以實現(xiàn)一點對多點的尋址和數(shù)據(jù)幀的重發(fā)控制。BSS 中的 LLR 層是邏輯鏈路傳遞層。這一層負責轉(zhuǎn)送MS 和 SGSN 之間的 LLC 幀。 LLR 層對于 SNDC 數(shù)據(jù)單元來說是透明的，即不負責處理SNDC 數(shù)據(jù)。SNDC 被稱為子網(wǎng)依賴結(jié)合層。它的主要作用是完成傳送數(shù)據(jù)的分