典型無線傳輸?shù)谝恢v-GPRS技術(shù)及應(yīng)用

1、GPRS技術(shù)與應(yīng)用典型無線傳輸技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)資源典型無線傳輸技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)資源移動(dòng)通信簡(jiǎn)介 所謂移動(dòng)通信，是指開放的，利用通信終端（用戶用于通話的設(shè)備）與固定的基站進(jìn)行無線通信，并進(jìn)行以語(yǔ)音為基礎(chǔ)的各類數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的通信方式。 對(duì)講機(jī)不屬于移動(dòng)通信，因?yàn)槠錄]有基站的概念，警用和出租車行業(yè)的通信系統(tǒng)也不屬于通常意義的移動(dòng)通信，那只是一個(gè)封閉的通信系統(tǒng)。 最常見的終端就是現(xiàn)在通稱的手機(jī)，早年的大哥大，現(xiàn)如今的iPhone，都是終端的一種，而且，現(xiàn)在的終端更講究功能的強(qiáng)大，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電話的范疇，例如，以?shī)蕵仿劽膇Phone，以電子郵件為特色的黑莓（Blackberry），以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的N

2、exus One等等。移動(dòng)終端移動(dòng)通信 無線電話通信的研究始于上世紀(jì)四十年代，1966年挪威開始了移動(dòng)電話的國(guó)家級(jí)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，1971年在芬蘭開始了商用。當(dāng)時(shí)采用的是被稱為0G的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，被稱為前蜂巢式技術(shù)，包括MTS、ARP等通信標(biāo)準(zhǔn)。 上世紀(jì)八十年代，開始了1G（第一代移動(dòng)通信技術(shù)）標(biāo)準(zhǔn)的使用，這就是被稱為蜂窩電話的時(shí)代，采用了模擬方式通信，并簡(jiǎn)單的利用頻率來進(jìn)行信道復(fù)用，只能發(fā)送語(yǔ)音。 九十年代初，以GSM為代表的第二代移動(dòng)通信技術(shù)（2G）開始商用，最早也始于芬蘭，也是目前世界是被應(yīng)用得最廣泛的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，幾乎在所有國(guó)家和地區(qū)都有GSM網(wǎng)絡(luò)，GSM的第一個(gè)版本只支持語(yǔ)音通話和短信。2

3、G還有很多標(biāo)準(zhǔn)，部分標(biāo)準(zhǔn)是不支持短信功能的，但通信方式都由1G的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)到了數(shù)字信號(hào)。移動(dòng)通信GSM技術(shù)簡(jiǎn)介 GSM全名為：Global System for Mobile Communications，中文為全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，俗稱“全球通”，是一種起源于歐洲的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球。 目前，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通各擁有一個(gè)GSM網(wǎng)，為世界最大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。GSM系統(tǒng)包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等幾個(gè)頻段。GSM技術(shù)簡(jiǎn)

4、介 我國(guó)于20世紀(jì)90年代初引進(jìn)采用此項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此前一直是采用蜂窩模擬移動(dòng)技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)（2001年12月31日我國(guó)關(guān)閉了模擬移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）。 GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）是一種廣泛應(yīng)用于歐洲及世界其他地方的數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)。GSM使用的是時(shí)分多址的變體，并且它是目前三種數(shù)字無線電話技術(shù)（TDMA、GSM和CDMA）中使用最為廣泛的一種。GSM技術(shù)簡(jiǎn)介 一般的所謂的雙頻手機(jī)就是在GSM900和DCS1800頻段切換的手機(jī)。PCS1900(PCS1900 - Personal Communications System operating in the 1,900MHz band)則是別的

5、一些國(guó)家使用的頻段(如美國(guó))。 GSM900/1800分別是工作在890960mhz/1710 1880mhz頻段的。GSM900的手機(jī)最大功率是8W（實(shí)際中移動(dòng)臺(tái)沒這么大的功率，一般的手機(jī)最大功率是2W，車載臺(tái)功能大）， 而DCS1800的手機(jī)的最大功率是1W。 GSM技術(shù)簡(jiǎn)介 GSM900/DCS1800/PCS1900的區(qū)別: GSM900是初始的GSM 系統(tǒng)，MOBILE 的功率從輸出1W8W，GSM900的通道從1124，DCS1800的通道從512885，DCS1800是低功率的，最高是1W。 GSM的頻段：GSM900 小區(qū)半徑35km 上行890915MHZ 下行將935960

6、MHZ。 GSM1800小區(qū)半徑2km(由于1800mhz手機(jī)的低功率) 上行17101785MHZ下行18051880MHZ。 GSM1900: 18501910MHZ 19301990MHZ。 GPRS技術(shù) 通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。 GPRS技術(shù) G

7、PRS經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說這項(xiàng)技術(shù)位于第二代（2G）和第三代（3G）移動(dòng)通訊技術(shù)之間。它通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。 GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對(duì)來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。而且，因?yàn)椴辉傩枰F(xiàn)行無線應(yīng)用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會(huì)更方便容易。如此，使用者既可聯(lián)機(jī)上網(wǎng)，參加視訊會(huì)議等互動(dòng)傳播，而且在同一個(gè)視訊網(wǎng)絡(luò)上（VRN）的使用者，甚至可以無需通過撥號(hào)上網(wǎng)，而持續(xù)與網(wǎng)絡(luò)連接。GPRS技術(shù) GPRS分組交換的通信

8、方式在分組交換的通信方式中，數(shù)據(jù)被分成一定長(zhǎng)度的包（分組），每個(gè)包的前面有一個(gè)分組頭（其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處）。 數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先分配信道，建立連接。而是在每一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)包頭中的信息（如目的地址），臨時(shí)尋找一個(gè)可用的信道資源將該數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去。在這種傳送方式中，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方同信道之間沒有固定的占用關(guān)系，信道資源可以看作是由所有的用戶共享使用。GPRS技術(shù)的特點(diǎn) 1、可充分利用現(xiàn)有資源中國(guó)移動(dòng)全國(guó)范圍的電信網(wǎng)絡(luò)-GSM，方便、快速、低建設(shè)成本地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署； 2、傳輸速率高，GPRS數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到57.6Kbps，最高可達(dá)到115

9、Kbps-170Kbps，完全可以滿足用戶應(yīng)用的需求，下一代GPRS業(yè)務(wù)的速度可以達(dá)到384Kbit/s； 3、接入時(shí)間短，GPRS接入等待時(shí)間短，可快速建立連接，平均為兩秒； 4、提供實(shí)時(shí)在線功能 “always online”，用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單、快速； 5、按流量計(jì)費(fèi)，GPRS用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，用戶可以一直在線，按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費(fèi)用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)，用戶即使掛在網(wǎng)上也是不收費(fèi)的。 GPRS業(yè)務(wù)，具有接入迅速、永遠(yuǎn)在線、流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn)，在遠(yuǎn)程突發(fā)性數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸中有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，特別適合于頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的實(shí)

10、時(shí)傳輸,因而GPRS業(yè)務(wù)在某些行業(yè)上有特殊的應(yīng)用。GPRS技術(shù)的特點(diǎn) GPRS通過允許現(xiàn)存的Internet和新的GPRS網(wǎng)絡(luò)互通首次完全實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)Internet功能。目前任何一種在固定Internet上的業(yè)務(wù)FTP、Web Browse、聊天室、E-mail等利用GPRS同樣能在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)。 GPRS不僅僅是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向3G演進(jìn)的第一步，而且還是最重要的一步。它將IP技術(shù)引入GSM網(wǎng)絡(luò)，通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上疊加一個(gè)基于IP的GPRS核心網(wǎng)，運(yùn)營(yíng)商能夠從電路交換轉(zhuǎn)化為分組交換，邁出了走向以IP為中心的未來世界的第一步。GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu) GPRS網(wǎng)是在GSM電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加以下功能實(shí)體構(gòu)

11、成的： SGSN（服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）、GGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)服務(wù)中心；共用GSM基站但基站要進(jìn)行軟件更新；采用新的GPRS移動(dòng)臺(tái)；GPRS要增加新的移動(dòng)性管理程序；通過路由器實(shí)現(xiàn)GPRS骨干網(wǎng)互聯(lián)；GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要進(jìn)行軟件更新和增加新的MAP信令和GPRS信令等。GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu) GPRS主要網(wǎng)絡(luò)實(shí)體 1. GPRS MS（移動(dòng)設(shè)備） 2. PCU（Packet Control Unit，分組控制單元） 3. SGSN（Service GPRS Support Node，服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)） 4. GGSN（Gateway GPRS Support N

12、ode，關(guān)口GPRS支持節(jié)點(diǎn)） 5. CG（Charging Gateway，計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)） 6. RADIUS服務(wù)器 7. DNS（Domain Name System，域名服務(wù)器） 8. BG（Border Gateway，邊緣網(wǎng)關(guān)）GPRS MS TE（Teminal Equipment，終端設(shè)備）是終端用戶操作和使用的計(jì)算機(jī)終端設(shè)備，在GPRS系統(tǒng)中用于發(fā)送和接收終端用戶的分組數(shù)據(jù)。 TE可以是獨(dú)立的桌面計(jì)算機(jī)，也可以將TE的功能集成到手持的移動(dòng)終端設(shè)備上，同MT（Mobile Terminal）合二為一。從某種程度上說，GPRS網(wǎng)絡(luò)所提供的所有功能都是為了在TE和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間建立起分

13、組數(shù)據(jù)傳送的通路。 GPRS MS MT（Mobile Terminal，移動(dòng)終端）一方面同TE通信，另一方面通過空中接口同BTS通信，并可以建立到SGSN的邏輯鏈路。GPRS的MT必須配置GPRS功能軟件，以支持GPRS系統(tǒng)業(yè)務(wù)。在數(shù)據(jù)通信過程中，從TE的觀點(diǎn)來看，MT的作用就相當(dāng)于將TE連接到GPRS系統(tǒng)的Modem。MT和TE的功能可以集成在同一個(gè)物理設(shè)備中。 GPRS MS MS（Mobile Station，移動(dòng)臺(tái)）可以看作是MT和TE功能的集成實(shí)體，物理上可以是一個(gè)實(shí)體，也可以是兩個(gè)實(shí)體（TE+MT）。MS有三種類型 A類GPRS MS：能同時(shí)連接到GSM和GPRS網(wǎng)絡(luò)，能在兩個(gè)網(wǎng)

14、絡(luò)中同時(shí)激活，同時(shí)偵聽兩個(gè)系統(tǒng)的信息，并能同時(shí)啟用，同時(shí)提供GPRS業(yè)務(wù)和GSM電路交換業(yè)務(wù)，包括短消息業(yè)務(wù)。A類移動(dòng)臺(tái)用戶能在兩種業(yè)務(wù)上同時(shí)發(fā)起和/或接收呼叫，自動(dòng)進(jìn)行分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和電路業(yè)務(wù)之間的切換。 B類GPRS MS：能同時(shí)連接到GSM網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)，可用于GPRS分組業(yè)務(wù)和GSM電路交換業(yè)務(wù)，但兩者不能同時(shí)工作，即在某一時(shí)刻，它或者使用電路交換業(yè)務(wù)，或者使用分組交換業(yè)務(wù)。B類移動(dòng)臺(tái)也能自動(dòng)進(jìn)行業(yè)務(wù)切換。 C類GPRS MS：在某一時(shí)刻只能連接到GSM網(wǎng)絡(luò)或GPRS網(wǎng)絡(luò)。如果它能夠支持分組交換和電路交換兩種業(yè)務(wù)，只能人工進(jìn)行業(yè)務(wù)切換，不能同時(shí)進(jìn)行兩種操作。PCU PCU（Packe

15、t Control Unit，分組控制單元）是在BSS側(cè)增加的一個(gè)處理單元，主要完成BSS側(cè)的分組業(yè)務(wù)處理和分組無線信道資源的管理，目前PCU一般在BSC和SGSN之間實(shí)現(xiàn)。SGSN SGSN（Service GPRS Support Node，服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）是GPRS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本組成網(wǎng)元，是為了提供GPRS業(yè)務(wù)而在GSM網(wǎng)絡(luò)中引進(jìn)的一個(gè)新的網(wǎng)元設(shè)備。其主要的作用就是為本SGSN服務(wù)區(qū)域的MS轉(zhuǎn)發(fā)輸入/輸出的IP分組，其地位類似于GSM電路網(wǎng)中的VMSC。 SGSN提供以下功能：SGSN 本SGSN區(qū)域內(nèi)的分組數(shù)據(jù)包的路由與轉(zhuǎn)發(fā)功能，為本SGSN區(qū)域內(nèi)的所有GPRS用戶提供服務(wù)。 加

16、密與鑒權(quán)功能。 會(huì)話管理功能。 移動(dòng)性管理功能。 邏輯鏈路管理功能。 同GPRS BSS、GGSN、HLR、MSC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC的接口功能。 話單產(chǎn)生和輸出功能，主要收集用戶對(duì)無線資源的使用情況。SGSN 此外，SGSN中還集成了類似于GSM網(wǎng)絡(luò)中VLR的功能，當(dāng)用戶處于GPRS Attach（GPRS附著）狀態(tài)時(shí)，SGSN中存儲(chǔ)了同分組相關(guān)的用戶信息和位置信息。同VLR相似，SGSN中的大部分用戶信息在位置更新過程中從HLR獲取。GGSN GGSN（Gateway GPRS Support Node，關(guān)口GPRS支持節(jié)點(diǎn)）也是為了在GSM網(wǎng)絡(luò)中提供GPRS業(yè)務(wù)功能而引

17、入的一個(gè)新的網(wǎng)元功能實(shí)體，提供數(shù)據(jù)包在GPRS網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝。用戶選擇哪一個(gè)GGSN作為網(wǎng)關(guān)，是在PDP上下文激活過程中根據(jù)用戶的簽約信息以及用戶請(qǐng)求的APN（Access Point Name，接入點(diǎn)名）來確定的。 GGSN主要提供以下功能：GGSN 同外部數(shù)據(jù)IP分組網(wǎng)絡(luò)（IP、X.25）的接口功能，GGSN需要提供MS接入外部分組網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口功能，從外部網(wǎng)的觀點(diǎn)來看，GGSN就好象是可尋址GPRS網(wǎng)絡(luò)中所有用戶IP地址的路由器，需要同外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息； GPRS會(huì)話管理，完成MS同外部網(wǎng)的通信建立過程； 將移動(dòng)用戶的分組數(shù)據(jù)發(fā)往正確的SGSN； 話單的產(chǎn)生和輸出功能，主

18、要體現(xiàn)用戶對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)的使用情況。CG（Charging Gateway，計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)） CG主要完成對(duì)各SGSN/GGSN產(chǎn)生的話單的收集、合并、預(yù)處理工作，并完成同計(jì)費(fèi)中心之間的通信接口。 CG是GPRS網(wǎng)絡(luò)中新增加的設(shè)備。GPRS用戶一次上網(wǎng)過程的話單會(huì)從多個(gè)網(wǎng)元實(shí)體中產(chǎn)生，而且每一個(gè)網(wǎng)元設(shè)備中都會(huì)產(chǎn)生多張?jiān)拞巍?引入CG是為了在話單送往計(jì)費(fèi)中心之前對(duì)話單進(jìn)行合并與預(yù)處理，以減少計(jì)費(fèi)中心的負(fù)擔(dān)；同時(shí)SGSN、GGSN這樣的網(wǎng)元設(shè)備也不需要實(shí)現(xiàn)同計(jì)費(fèi)中心的接口功能。RADIUS服務(wù)器 在非透明接入的時(shí)候，需要對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，相關(guān)的認(rèn)證、授權(quán)信息就存儲(chǔ)在RADIUS服務(wù)器（Remote Au

19、thentication Dial In User Service Server，遠(yuǎn)程接入鑒權(quán)與認(rèn)證服務(wù)器）上。該功能實(shí)體并非GPRS所專有的設(shè)備實(shí)體。 Domain Name System，域名服務(wù)器 GPRS網(wǎng)絡(luò)中存在兩種域名服務(wù)器：一種是GGSN同外部網(wǎng)之間的DNS，主要功能是對(duì)外部網(wǎng)的域名進(jìn)行解析，其作用完全等同于固定Internet網(wǎng)絡(luò)上的普通DNS；另一種是GPRS骨干網(wǎng)上的DNS，其作用主要有兩點(diǎn)： 在PDP上下文激活過程中根據(jù)確定的APN（Access Point Name，接入點(diǎn)名）解析出GGSN的IP地址； 在SGSN間的路由區(qū)更新過程中，根據(jù)舊的路由區(qū)號(hào)碼，解析出老的SG

20、SN的IP地址。 該功能實(shí)體并非GPRS所專有的設(shè)備實(shí)體。BG（Border Gateway，邊緣網(wǎng)關(guān)） BG實(shí)際上就是一個(gè)路由器，主要完成分屬不同GPRS網(wǎng)絡(luò)的SGSN、GGSN之間的路由功能，以及安全性管理功能。該功能實(shí)體并非GPRS所專有的設(shè)備實(shí)體。 GPRS網(wǎng)絡(luò)接口 Um接口 Gb接口 Gi接口 Gn接口 Gs接口 Gr接口 Gd接口 Gp接口 Us接口 Gf接口Um接口 Um接口是GPRS MS與GPRS網(wǎng)絡(luò)間的接口，通過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、無線資源管理等多方面的功能。Gb接口 Gb接口是SGSN和BSS間接口，通過該接口SGSN完成

21、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。 在目前的GPRS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中，指定Gb接口采用幀中繼作為底層的傳輸協(xié)議，SGSN同BSS之間可以采用幀中繼網(wǎng)進(jìn)行通信，也可以采用點(diǎn)到點(diǎn)的幀中繼連接進(jìn)行通信。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Gi接口和各種公眾分組網(wǎng)如Internet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（如私有網(wǎng)IP地址轉(zhuǎn)換為公有網(wǎng)IP地址）、用戶接入時(shí)的鑒權(quán)和認(rèn)證等操作。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、S

22、GSN和GGSN間接口，該接口采用在TCP/UDP協(xié)議之上承載GTP（GPRS隧道協(xié)議）的方式進(jìn)行通信。Gs接口 Gs接口是SGSN與MSC/VLR之間接口，Gs接口采用No.7信令上承載BSSAP+協(xié)議。SGSN通過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來的電路型尋呼信息，并通過PCU下發(fā)到MS。如果不提供Gs接口，則無法進(jìn)行尋呼協(xié)調(diào)，不利于提高系統(tǒng)接通率和無線資源利用率；并且無法進(jìn)行聯(lián)合位置區(qū)/路由區(qū)更新，不利于減輕系統(tǒng)信令負(fù)荷。Gr接口 Gr接口是SGSN與HLR之間的接口，Gr接口

23、采用7號(hào)信令上承載MAP+協(xié)議的方式。SGSN通過Gr接口從HLR取得關(guān)于MS的數(shù)據(jù)，HLR保存GPRS用戶數(shù)據(jù)和路由信息。當(dāng)發(fā)生SGSN間的路由區(qū)更新時(shí)，SGSN將更新HLR中相應(yīng)的位置信息；當(dāng)HLR中數(shù)據(jù)有變動(dòng)時(shí)，也將通知SGSN，SGSN會(huì)進(jìn)行相關(guān)的處理。Gd接口 Gd接口是SGSN與SMS-GMSC、SMS-IWMSC之間的接口。通過該接口，SGSN能接收短消息，并將它轉(zhuǎn)發(fā)給MS、SGSN和SMS_GMSC、SMS_IWMSC。短消息中心之間通過Gd接口配合完成在GPRS上的短消息業(yè)務(wù)。 如果不提供Gd接口，當(dāng)C類手機(jī)附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，它將無法收發(fā)短消息。另外，隨著短消息業(yè)務(wù)量的

24、增大，如果提供Gd接口，則可減少短消息業(yè)務(wù)對(duì)SDCCH的占有，從而減少對(duì)電路話音業(yè)務(wù)的沖擊。Gp接口 Gp接口是GPRS網(wǎng)絡(luò)間接口，是不同PLMN網(wǎng)的SGSN之間采用的接口，在通信協(xié)議上與Gn接口相同，但是增加了邊緣網(wǎng)關(guān)（BG，Border Gateway）和防火墻，通過BG來提供邊緣網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，以完成歸屬于不同PLMN的GPRS支持節(jié)點(diǎn)之間的通信。 Gc接口 Gc接口是GGSN與HLR之間的接口，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)主動(dòng)發(fā)起對(duì)手機(jī)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，由GGSN用IMSI向HLR請(qǐng)求用戶當(dāng)前SGSN地址信息。由于移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中很少會(huì)有網(wǎng)絡(luò)側(cè)主動(dòng)向手機(jī)發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求的情況，因此Gc接口目前作用不大。 在Gc接口不

25、存在的情況下，GGSN也可以通過與其在同一PLMN中有SS7相關(guān)接口的SGSN，經(jīng)過GTP-to-MAP協(xié)議轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)該GGSN與HLR的信令信息交互。Gf接口 Gf接口是SGSN與EIR之間的接口。GPRS高層功能網(wǎng)絡(luò)接入控制功能分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能移動(dòng)性管理功能邏輯鏈路管理功能無線資源管理功能網(wǎng)絡(luò)管理功能網(wǎng)絡(luò)接入控制 網(wǎng)絡(luò)接入控制功能控制MS對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入，使MS能使用網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)資源完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。對(duì)于GPRS而言，用戶可以從移動(dòng)終端或固定網(wǎng)絡(luò)側(cè)（包括Internet和X.25）發(fā)起業(yè)務(wù)。對(duì)于特定PLMN運(yùn)營(yíng)商，可以限制某些特定用戶接入網(wǎng)絡(luò)或者向特定用戶提供特定的業(yè)務(wù)。 GPRS網(wǎng)絡(luò)接入

26、功能包括以下內(nèi)容： 網(wǎng)絡(luò)接入控制 1. 注冊(cè)功能 此功能是指將用戶的移動(dòng)ID和用戶的PDP上下文、在PLMN中的位置聯(lián)系以及對(duì)外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)聯(lián)系起來。這種聯(lián)系可以作為靜態(tài)形式存貯在HLR中，或者根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)分配。 2. 鑒權(quán)功能 此功能是指向用戶授予使用某種特定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的權(quán)利和對(duì)特定用戶的申請(qǐng)進(jìn)行鑒權(quán)。鑒權(quán)的實(shí)現(xiàn)和移動(dòng)性管理聯(lián)系在一起。 3. 許可控制功能 此能是指根據(jù)用戶所申請(qǐng)的QoS所需要的無線資源，決定是否分配無功線資源。許可控制功能的實(shí)現(xiàn)和無線資源管理功能聯(lián)系在一起，用于估計(jì)小區(qū)對(duì)無線資源的需求。網(wǎng)絡(luò)接入控制 4. 消息屏蔽功能 此功能是指通過包過濾功能將未被授權(quán)的和多余的消

27、息濾除。在GPRS的第一階段，支持網(wǎng)絡(luò)控制的和預(yù)約的消息屏蔽功能，在第二階段，將支持用戶控制的消息屏蔽功能。 5. 分組終端適配功能 此功能是指將發(fā)往終端設(shè)備的分組數(shù)據(jù)包或終端設(shè)備發(fā)往網(wǎng)絡(luò)的分組數(shù)據(jù)包適配成適合于在GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母袷健?6. 計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)收集功能 此功能是指根據(jù)用戶預(yù)約和業(yè)務(wù)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)收集，并能將收集到的計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)通過Ga接口發(fā)往計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)處理。分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能 分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能完成對(duì)分組數(shù)據(jù)的尋址和發(fā)送工作，保證分組數(shù)據(jù)按最優(yōu)路徑送往目的地。 分組路由功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能主要包括： 轉(zhuǎn)發(fā)功能（中繼功能） 路由功能 地址轉(zhuǎn)換和映射功能 封裝功能 隧道功能 壓縮功能 加密功能 DN

28、S功能1)轉(zhuǎn)發(fā)（中繼）功能 轉(zhuǎn)發(fā)功能是指將數(shù)據(jù)包從一個(gè)節(jié)點(diǎn)送到路由中的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能。 在GPRS中，轉(zhuǎn)發(fā)功能是指SGSN或GGSN接收來自輸入的數(shù)據(jù)包然后轉(zhuǎn)發(fā)給其它節(jié)點(diǎn)的過程。SGSN和GGSN首先存貯所有有效的PDP PDU，直到將PDP PDU發(fā)送出去或超時(shí)，超時(shí)的PDP PDU將被丟棄。 2)路由功能 路由功能是指利用數(shù)據(jù)包消息中提供的目的地址決定該數(shù)據(jù)包消息應(yīng)該發(fā)往哪個(gè)節(jié)點(diǎn)以及發(fā)送過程中應(yīng)使用的下層服務(wù)的過程。路由功能包括以下幾個(gè)方面： 在同一PLMN中的移動(dòng)終端和外部網(wǎng)絡(luò)之間，也就是在參考點(diǎn)R和參考點(diǎn)Gi之間的路由功能。 在不同PLMN（參考點(diǎn)R和參考點(diǎn)Gi在不同的PLMN）中的

29、移動(dòng)終端和外部網(wǎng)絡(luò)之間，也就是在通過Gp接口在參考點(diǎn)R和參考點(diǎn)Gi之間的路由功能。這種情況發(fā)生在漫游的MS通過歸屬GGSN訪問外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的時(shí)候。 在不同終端之間，也就是在不同MS的參考點(diǎn)R之間的路由功能。 3)地址翻譯和映射功能 地址翻譯功能是指將一種地址轉(zhuǎn)換為另外一種地址的功能。地址翻譯可以將外部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址，以便于數(shù)據(jù)包在GPRS PLMN內(nèi)部或GPRS PLMN之間路由和傳輸。 地址映射功能是指將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址映射為另一個(gè)同類型的網(wǎng)絡(luò)地址。地址映射功能用于在GPRS PLMN內(nèi)部或GPRS PLMN之間路由數(shù)據(jù)包。 4)封裝功能 封裝是指為了在PLMN內(nèi)部或PLMN之

30、間路由數(shù)據(jù)包，而在數(shù)據(jù)包的頭部增加地址信息和控制信息。去封裝是指將這些地址信息和控制信息去除，從而解出數(shù)據(jù)包。 GPRS提供一個(gè)MS和外部網(wǎng)絡(luò)之間的透明通道，封裝功能存在于MS、SGSN和GGSN之中。在SGSN和GGSN之間，GPRS骨干網(wǎng)通過在PDP PDU上封裝一個(gè)GTP協(xié)議頭組成一個(gè)GTP幀，然后將GTP幀封裝成TCP或UDP幀，最后再將該幀封裝成IP幀。GPRS骨干網(wǎng)通過包含在IP和GTP協(xié)議頭中的GSN地址和隧道終點(diǎn)標(biāo)識(shí)來唯一定位GSN PDP上下文。5)隧道功能 隧道功能是指將封裝后的數(shù)據(jù)包在GPRS PLMN內(nèi)部或GPRS PLMN之間、從封裝點(diǎn)傳輸?shù)饺シ庋b點(diǎn)之間的功能。如圖所

31、示，SGSN與GGSN之間、GGSN與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)包都通過隧道傳輸。BTSSGSNMSCorp.NetworkCorp.NetworkBSCGGSNBackboneBackboneFWFWApplicationserverDestination /source private IP addressesGTP tunnelIPSec tunnel6)壓縮功能與加密功能 通過壓縮功能能夠最大限度地利用無線傳輸能力。 加密功能用于提高在無線接口上傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)和信令的保密性。它也用于保護(hù)GPRS PLMN不受外來的非法入侵。7) DNS功能 DNS功能將SGSN/GGSN的邏輯名字翻譯成它的

32、IP地址，包括兩方面： (1) 在PDP激活的時(shí)候，解析MS接入外部IP網(wǎng)絡(luò)所用的APN，以確定本次激活所用的GGSN的IP地址； (2) 在SGSN間的路由區(qū)更新過程中，解析舊SGSN的地址。移動(dòng)性管理功能 移動(dòng)性管理功能用于在PLMN中保持對(duì)MS當(dāng)前位置的跟蹤。GPRS系統(tǒng)的移動(dòng)性管理功能與現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)類似。一個(gè)或多個(gè)小區(qū)構(gòu)成一個(gè)路由區(qū)（是一個(gè)位置區(qū)的子集）。一個(gè)SGSN對(duì)每個(gè)路由區(qū)提供服務(wù)。 對(duì)MS位置的跟蹤取決于MS移動(dòng)性管理狀態(tài)。當(dāng)MS處于STANDBY狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)僅僅知道MS位置是在哪一個(gè)路由區(qū)。當(dāng)MS處于READY狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)則可以知道MS的位置是在哪一個(gè)小區(qū)。邏輯鏈路管理功能

33、邏輯鏈路指MS到GPRS網(wǎng)絡(luò)間所建立的、傳送分組數(shù)據(jù)所需的邏輯鏈路。邏輯鏈路管理功能是指在MS與PLMN之間、在無線接口上維持一個(gè)通信渠道。當(dāng)邏輯鏈路建立后，MS與邏輯鏈路具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 邏輯鏈路管理功能包括以下方面： 邏輯鏈路建立功能 邏輯鏈路維護(hù)功能 邏輯鏈路釋放功能無線資源管理功能 無線資源管理功能 無線資源管理功能是指對(duì)無線通信通道的分配和管理，GPRS無線資源管理功能要實(shí)現(xiàn)GPRS和GSM共用無線信道。無線資源管理功能包括以下幾個(gè)方面： Um管理功能 Um管理功能是指管理每個(gè)小區(qū)中的的物理信道資源并確定其中分配給GPRS業(yè)務(wù)的比例。分配的策略可以根據(jù)本地用戶需求和運(yùn)營(yíng)者的運(yùn)營(yíng)策略

34、確定。 小區(qū)重選功能 該功能使得MS能夠選擇一個(gè)最佳小區(qū)，小區(qū)重選功能涉及到無線信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量和評(píng)估，同時(shí)要檢測(cè)和避免各侯選小區(qū)的擁塞。無線資源管理功能 Um-tranx功能 該功能提供MS和BSS之間通過無線接口傳輸數(shù)據(jù)包的能力，包括以下幾個(gè)方面： 無線接口上的媒體接入控制 無線物理信道上的包復(fù)用 MS內(nèi)部的包識(shí)別 檢錯(cuò)和糾錯(cuò) 流量控制 路徑管理功能 該功能管理BSS和SGSN之間的分組數(shù)據(jù)通信路徑，這些路徑的建立和釋放可以動(dòng)態(tài)地基于業(yè)務(wù)量也可以靜態(tài)地基于每個(gè)小區(qū)的最大期望業(yè)務(wù)負(fù)荷。 網(wǎng)絡(luò)管理功能 即GPRS系統(tǒng)的操作維護(hù)功能。此功能與實(shí)現(xiàn)有關(guān)。高層功能在各網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間分配 功能MSBSSS

35、GSNGGSNHLR網(wǎng)絡(luò)接入控制注冊(cè)X鑒權(quán)和授權(quán)XXX準(zhǔn)許控制XXX消息屏蔽X分組終端適配X計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)采集XX分組選路與傳送中繼XXXX選路XXXX地址翻譯與映射XXX封裝XXX隧道XX壓縮XX加密XXX移動(dòng)性管理XXXX邏輯鏈路管理MSBSSSGSNGGSNHLR邏輯鏈路的建立XX邏輯鏈路的維護(hù)XX邏輯鏈路的釋放XX無線資源管理Um管理XX小區(qū)選擇XXUm發(fā)送XX路徑管理XXGPRS數(shù)據(jù)傳輸平面 和GSM相比，GPRS體現(xiàn)了分組交換和分組傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，即數(shù)據(jù)和信令是基于統(tǒng)一的傳輸平面，從圖可以看出，在數(shù)據(jù)傳輸所經(jīng)過的幾個(gè)接口，傳輸層（LLC）以下的協(xié)議結(jié)構(gòu)對(duì)于數(shù)據(jù)和信令是相同的。而在GSM中，數(shù)據(jù)和信令只在物理層上相同。RelayNetworkServiceGTPApplicationIP /X.25SNDCPLLCRLCMACGSM RFSNDCPLLCBSSGPL1bisGSM RFBSSGPL1bisRelayL2L1IPL2L1IPGTPIP /X.25UmGbGnGiNetworkServiceUDP /TCPUDP /TCPRLCMACNetwork ServiceL1bisMSBSSSGSNGGSNGPRS數(shù)據(jù)傳輸平面GPRS數(shù)據(jù)傳輸平面 GTP（GPRS Tunnel Protocol，GPRS隧道協(xié)議）：該協(xié)議在GPRS骨干