移動(dòng)通信課件 第8章

由于GSM系統(tǒng)僅能滿足話音和低、中速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求不支持高速的多媒體業(yè)務(wù)移動(dòng)系統(tǒng)必須發(fā)展演進(jìn)因此演進(jìn)第八章GPRS1、什么是GPRS2、GPRS的優(yōu)點(diǎn)3、GPRS的業(yè)務(wù)4、GPRS的結(jié)構(gòu)與功能5、GPRS的無線接口6、系統(tǒng)安全7、系統(tǒng)移動(dòng)性管理8、GPRS的問題GPRS：是一種基于分組交換傳輸數(shù)據(jù)的高效率方式，面向用戶提供移動(dòng)

分組的IP或X.25連接。GPRS：采用GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則、

TDMA幀結(jié)構(gòu)。1、什么是GPRS2、GPRS的優(yōu)點(diǎn)

多個(gè)用戶可同時(shí)使用同一信道，大大提高了信道利用率GPRS計(jì)費(fèi)按流量計(jì)算GPRS手機(jī)上網(wǎng)可瀏覽普通的Internet網(wǎng)頁有“永遠(yuǎn)在線”的特點(diǎn)

在GSM網(wǎng)中引入分組交換能力，提高了傳輸速率提供真正的無線Internet和其他分組網(wǎng)的接入。……………3、GPRS的業(yè)務(wù)點(diǎn)到點(diǎn)(PTP)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)點(diǎn)到多點(diǎn)(PTM)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)PTP無連接業(yè)務(wù)PTP連接業(yè)務(wù)PTM組播業(yè)務(wù)PTM群呼業(yè)務(wù)IP組播業(yè)務(wù)用戶終端業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)、匿名接入……3、GPRS的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)延遲等級(jí)業(yè)務(wù)等級(jí)分類GPRS業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）:可靠性等級(jí)平均吞吐量等級(jí)峰值吞吐量等級(jí)4、GPRS的結(jié)構(gòu)與功能PCUPCU=Packet

Control

UnitGRAGsGfGrGcSMS-GMSCSMS-IWMSCGdSGSNGn其他GPRS網(wǎng)絡(luò)或其他PLMNGpGbGnIternetX.25ATMCCUCCU=ChannelCodecUnit(可選項(xiàng))CS3、CS4時(shí)需P272GGSN：主要功能1、網(wǎng)絡(luò)接入控制功能2、路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)功能3、存儲(chǔ)、修改、刪除用戶數(shù)據(jù)4、配合SGSN實(shí)現(xiàn)MM功能SGSN：主要功能1、鑒權(quán)2、許可控制3、計(jì)費(fèi)信息收集4、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議轉(zhuǎn)換5、會(huì)話管理6、壓縮分組數(shù)據(jù)、加密7、用戶數(shù)據(jù)管理8、移動(dòng)性管理(支持附著、位置更新、安全保密、尋呼、

清除等功能、支持各種定時(shí)器)9、具有建立、維護(hù)和釋放SGSN和MS之間邏輯鏈路的功能10、路徑管理功能Packet

Control

Unit(PCU)：PCU的功能主要是使BSS具備提供分組數(shù)據(jù)的功能，并控制無線接口，使多個(gè)用戶可使用相同的無線資源。HLR/AUC：HLR中存有GPRS用戶數(shù)據(jù)和路由信息，因而可進(jìn)行數(shù)據(jù)和位置管理。AUC提供鑒權(quán)。MSC/VLR：除了存儲(chǔ)IMSI還需存儲(chǔ)MS的SGSN的編號(hào)其功能1、GPRS的關(guān)聯(lián)功能。2、電路交換(CS)業(yè)務(wù)尋呼。3、非GPRS提示功能。4、用戶信息請(qǐng)求。5、移動(dòng)信息指示。信道類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信道編碼映射尾比特截短編碼BCS預(yù)編碼數(shù)據(jù)比特20ms編碼比特20ms20ms信道編碼流程5、GPRS的無線接口5、GPRS的無線接口分組物理信道：PDCH分組邏輯信道業(yè)務(wù)PDTCH一、信道類型控制PBCCHPCCCHPDCCHPRACHPPCHPAGCHPNCH(通知信道)PACCH(隨路控制信道)PTCCH(定時(shí)提前量控制信道)65432187D8D6D5D4D3D2D1D7D8D6D5D4D3D2D1D7260bit260信道編碼信道編碼話音編碼話音編碼6543218721…87…8×57=456bit話音20ms20ms57bitGSM系統(tǒng)的編碼流程尾比特信息比特571訓(xùn)練序列261信息比特573尾比特3保護(hù)期8.25156.25bit=0.577msGPRS不同于GSM語音A/D語音編碼信道編碼交織加密調(diào)制突發(fā)串104kbit/s13kbit/s22.8kbit/s270.833kbit/s33.8kbit/s13bit8k26bit20ms456bit20ms156.25bit內(nèi)信道外信道GSM與GPRS的無線接口GPRS信道編碼交織加密調(diào)制突發(fā)串270.833kbit/s456bit20msGPRS數(shù)據(jù)GSM系統(tǒng)GPRS系統(tǒng)數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22.8kbit/s33.8kbit/s156.25bit使用GPRS與GSM三個(gè)不同處BCSUSFTPCRLC標(biāo)頭RLC數(shù)據(jù)二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)每個(gè)無線塊由4個(gè)突發(fā)脈沖組成BCSUSFTPCRLC/MAC控制消息

數(shù)據(jù)比特T：數(shù)據(jù)塊類型指示PC：功率控制信息位RLC：無線鏈路數(shù)據(jù)與控制MAC：媒質(zhì)接入控制原始比特（一個(gè)無線塊中的未編碼數(shù)據(jù)）時(shí)隙USF：上行鏈路狀態(tài)標(biāo)志三、信道編碼尾比特截短編碼BCS預(yù)編碼數(shù)據(jù)比特編碼比特BCS：分組校驗(yàn)比特預(yù)編碼：對(duì)USF添加碼位數(shù)據(jù)傳輸速率的提高是以承擔(dān)更大誤碼風(fēng)險(xiǎn)為代價(jià)的20ms編碼方案CS1CS2CS3CS4編碼比特456456456456數(shù)據(jù)比特181268312428數(shù)據(jù)速率kb/s9.0513.415.621.4BCS40161616USF36612尾比特4440卷積速率半速半速半速無原始比特228294338456截短無132220無20msGPRS定義了四種編碼方案(對(duì)應(yīng)四種數(shù)據(jù)比特)：四：映射B5B0B1B2XTB3B4B11B6B7B8XTB9B1001270127012TDMA幀52TDMA復(fù)幀B5PBCCHPAGCHB2XXPBCCHPAGCHB11PBCCHPAGCHB8XXPAGCHB10B5PRACHB2XXB4B11B7B8XXB10B5PDTCHB1B2XTB3B4B11B6B7B8XTPACCHB10B5B0B1B2XTB3B4B11B6B7B8XTB9B10PDCH控制信道的映射業(yè)務(wù)信道的映射上行上行下行下行尾比特信息比特571訓(xùn)練序列261信息比特573尾比特3保護(hù)期8.25尾比特3固定比特尾比特3保護(hù)期8.25142尾比特3加密比特39訓(xùn)練序列64尾比特3保護(hù)期8.25加密比特39156.25bit=0.577msNBFBSB尾比特8訓(xùn)練序列41加密比特36保護(hù)期68.25AB尾比特3尾比特固定比特571訓(xùn)練序列261固定比特573尾比特3保護(hù)期8.25DBB5B0B1B2XTB3B4B11B6B7B8XTB9B10BCSUSFTPCRLC標(biāo)頭RLC數(shù)據(jù)尾比特截短編碼BCS預(yù)編碼數(shù)據(jù)比特編碼比特20ms20ms456位數(shù)據(jù)比特5、GPRS的無線接口五、多時(shí)隙配置GPRS即可多個(gè)用戶同時(shí)使用同一信道(PDCH)，又可使一個(gè)用戶使用同頻的多個(gè)時(shí)隙(最大8個(gè)時(shí)隙)，且還可和GSM同享同一個(gè)TDMA幀。5、GPRS的無線接口六、網(wǎng)絡(luò)的三種運(yùn)行模式模式3：GPRSGPRSPCCCHGSMCCCHmsmsGSM根據(jù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電路業(yè)務(wù)和GPRS業(yè)務(wù)的尋呼方式及其配合關(guān)系，可將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行劃分為三種模式（以GPRS已附著為前提）：模式2：GSMCCCH監(jiān)視模式1：GPRSPCCCHGPRSGSMms監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)側(cè)：尋呼6、GPRS系統(tǒng)安全加密定義了一種特殊的加密算法GEA鑒權(quán)與GSM的方法相同SIM卡KiA8數(shù)據(jù)KcRANDGEA參數(shù)＋BSS加密位系統(tǒng)安全SIMAUCBTSGEAGEAGPRS7、系統(tǒng)移動(dòng)性管理一、路由區(qū)RA：由一個(gè)或多個(gè)小區(qū)組成，RA≤LA位置區(qū)，是位置區(qū)的子集，一個(gè)RA只能由一個(gè)SGSN

提供服務(wù)，用符號(hào)RAI標(biāo)識(shí)。RAI=MCC+LAC+RAC對(duì)ms的管理GPRS網(wǎng)：電路業(yè)務(wù)分組業(yè)務(wù)GSM按位置區(qū)管理GPRS按路由區(qū)管理二、移動(dòng)性管理狀態(tài)：GPRS定義了三種狀態(tài)空閑狀態(tài)就緒狀態(tài)守候狀態(tài)空閑狀態(tài)：ms已開機(jī)，但未附著到GPRS移動(dòng)性管理(MM)

上，此時(shí)只能接收PTM-M(組播)的傳輸。就緒狀態(tài)：SGSN對(duì)ms的MM管理是在蜂窩(cell)層次上。

ms處在分組傳輸接、發(fā)或剛剛結(jié)束狀態(tài)。設(shè)有結(jié)束定時(shí)(44s),一旦到時(shí)就守候狀態(tài)守候狀態(tài)：ms已執(zhí)行GPRS附著過程，和SGSN建立了MM

連接，SGSN對(duì)ms的管理僅在路由區(qū)層次上。設(shè)有守候定時(shí)(58min),一旦到時(shí)就空閑狀態(tài)。系統(tǒng)移動(dòng)性管理三、三種狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換：A：守候定時(shí)器超時(shí)或HLR位置刪除空閑狀態(tài)就緒狀態(tài)守候狀態(tài)AEDCBC：PDU傳輸E：GPRS分離或HLR位置刪除D：結(jié)束定時(shí)器超時(shí)或強(qiáng)迫進(jìn)入守候或異常RLC事件B：GPRS附著系統(tǒng)移動(dòng)性管理四、GPRS位置區(qū)域管理：即ms位置移動(dòng)的管理(位置更新)

。②ms處在守候狀態(tài)：此時(shí)位置信息是在路由區(qū)。①ms處在就緒狀態(tài)：此時(shí)位置信息是小區(qū)(cell)。③ms在切換到就緒狀態(tài)時(shí)，它的位置信息更新一次。當(dāng)ms在路由區(qū)內(nèi)：由一個(gè)小區(qū)到另一小區(qū)位置更新當(dāng)ms在一個(gè)SGSN內(nèi)：由一個(gè)路由區(qū)到另一路由區(qū)當(dāng)ms在兩個(gè)SGSN間：由一個(gè)路由區(qū)到另一路由區(qū)位置更新特點(diǎn)：執(zhí)行小區(qū)位置更新無需尋呼過程。特點(diǎn)：執(zhí)行路由區(qū)位置更新需尋呼過程。8、GPRS的問題

終端不支持無線終止功能，因此將要對(duì)收到的“垃圾”信息也要付費(fèi)。…………存在傳輸時(shí)延現(xiàn)有的調(diào)制方式不理想需改進(jìn)(8PSK)

實(shí)際傳輸速率比理論值低。GPRS不能創(chuàng)造資源，只能是更有效地使用資源因而頻譜資源仍然緊張。GSMBSSGPRS骨干網(wǎng)GSMNSSInternetPSTN/ISDNEGPRSECSDmsEDGE的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

8PSK課堂練習(xí)：2、GPRS對(duì)MS如何進(jìn)行鑒權(quán)與加密？3、什么是EDGE？在演進(jìn)中扮演什么角色？1、GPRS與GSM的關(guān)系3、什么是EDGE？在演進(jìn)中扮演什么角色？1、GPRS與GSM的關(guān)系GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))是一種基于分組交換傳輸數(shù)據(jù)的高效率方式，面向用戶提供移動(dòng)分組的IP或X.25連接。GSM采用電路交換，主要提供話音服務(wù)。

GPRS采用GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則、TDMA幀結(jié)構(gòu)。GPRS系統(tǒng)只是在GSM系統(tǒng)上增加GGSN、SGSN、PCU等少量功能實(shí)體并對(duì)原有的軟件進(jìn)行一些改造和升級(jí)。GPRS是對(duì)GSM系統(tǒng)的補(bǔ)充和升級(jí)而不是取代EDGE是在演進(jìn)的EGPRS和ECSD系統(tǒng)上采用8PSK的調(diào)制方式，以實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率的技術(shù)。它是GSM系統(tǒng)通往3G的橋梁

2、GPRS對(duì)MS如何進(jìn)行鑒權(quán)與加密？SIMAUCBTSGEAGEAGPRS尾比特信息比特571訓(xùn)練序列261信息比特573尾比特3保護(hù)期8.25尾比特3固定比特尾比特3保護(hù)期8.25142尾比特3加密比特39訓(xùn)練序列64尾比特3保護(hù)期8.25加密比特39常規(guī)突發(fā)序列NBTCH,BCCH，PCH，AGCH，DCCH

頻率校正突發(fā)序列FB——FCCH(C0:TS0)同步突發(fā)序列SB——SCH(C0:TS0)尾比特8訓(xùn)練序列41加密比特36保護(hù)期68.25接人突發(fā)序列AB——RACH(C0:TS0)

尾比特36、突發(fā)脈沖的格式尾比特固定比特571訓(xùn)練序列261固定比特573尾比特3保護(hù)期8.25空閑突發(fā)序列DB——I(…),CCCH(C0:TS0):當(dāng)無呼叫時(shí)

(C0:TS0)(

)(C0:TS2～7,C1,C2,…)1、什么是GPRSGPRS的結(jié)構(gòu)與功能GPRS的編號(hào)計(jì)劃：1、P-TMSI

2、NSAPI3、TLLI

4、PDP5、TID6、RAI7、GSN8、APN9、TFI