GPRS通信網(wǎng)絡(luò)課件

*GPRS通信網(wǎng)絡(luò)

5.1GPRS網(wǎng)路的特點(diǎn)和現(xiàn)狀5.1.1GPRS的主要特點(diǎn)：採(cǎi)用先進(jìn)的無(wú)線分組交換（PacketSwitch）技術(shù),將無(wú)線通信與因特網(wǎng)緊密結(jié)合;以靈活的方式與GSM語(yǔ)音業(yè)務(wù)共用無(wú)線與網(wǎng)路資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與話音業(yè)務(wù)共存；適合突發(fā)數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)，支持4種QoS級(jí)別；支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸，可提供9.05~171.2kb/s的數(shù)據(jù)傳輸率；“永遠(yuǎn)線上、按量計(jì)費(fèi)、自如切換”等特點(diǎn)。*5.1.2GPRS的現(xiàn)狀：GPRS的業(yè)務(wù)狀況：

GPRS是支撐中國(guó)移動(dòng)“移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)”、邁向3G世界的主流技術(shù)。目前中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)路已覆蓋全國(guó)所有省、直轄市、自治區(qū)，網(wǎng)路遍及240多個(gè)城市；全球200多個(gè)最大的運(yùn)營(yíng)商都選擇了GPRS網(wǎng)路，GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以觸及世界各地。同時(shí)中國(guó)移動(dòng)的用戶已經(jīng)可以與香港、臺(tái)灣、新加坡實(shí)現(xiàn)GPRS自由通信；GPRS從2002年5月17日起正式商用，目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的傳輸速率。*

GPRS面臨的主要問(wèn)題：實(shí)際傳輸速率比理論值低：要達(dá)到171.2kb/s，要求只有一個(gè)用戶佔(zhàn)用所有的8個(gè)時(shí)隙；終端不支持無(wú)線終止功能：目前沒(méi)有手機(jī)廠家宣稱其GPRS終端支持無(wú)線終止接受來(lái)電的功能，造成用戶為未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)容或垃圾內(nèi)容付費(fèi)；存在轉(zhuǎn)接時(shí)延：GPRS分組數(shù)據(jù)在通過(guò)無(wú)線鏈路傳輸?shù)倪^(guò)程中可能發(fā)生分組丟失或出錯(cuò)的情形；*5.2GPRS網(wǎng)路結(jié)構(gòu)和功能實(shí)體5.2.1GPRS的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)*

5.2.2

GPRS網(wǎng)路的功能實(shí)體MS

由MT和TE組成。TE是一種電腦設(shè)備，用於發(fā)射或接收用戶端數(shù)據(jù)，如筆記本電腦；MT是連接TE和GPRS網(wǎng)路的介面。分成3類：

A類：能同時(shí)接到GSM和GPRS系統(tǒng)，同時(shí)啟動(dòng)，同時(shí)提供分組和電路交換業(yè)務(wù)；

B類：能同時(shí)連接到GSM和GPRS系統(tǒng)，但兩者不能同時(shí)工作；在某一時(shí)刻，只能使用其中一項(xiàng)業(yè)務(wù)；

C類：只能輪流使用GSM和GPRS業(yè)務(wù)，只能通過(guò)人工操作來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換；*BSSPCU(PacketControlUnit)：新增加的硬體模組，用於處理分組數(shù)據(jù)及無(wú)線分組通道管理；CCU(ChannelCodeUnit)：新增加的硬體模組，用於支持CS3和CS4編碼，實(shí)現(xiàn)MAC和RLC層功能。實(shí)現(xiàn)由MS發(fā)起的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的分離。HLR/AUCGPRS用戶數(shù)據(jù)、位置資訊的管理：保存GPRS用戶的永久資訊，根據(jù)要求提供和更新數(shù)據(jù)；GPRS用戶鑒權(quán)*MSC/VLRMSC處理CS（CircuitSwitch)業(yè)務(wù)（話音業(yè)務(wù)等），並協(xié)調(diào)與SGSN的信令及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸；VLR（為MSC服務(wù)的）保存臨時(shí)移動(dòng)用戶的資訊，為話音業(yè)務(wù)服務(wù)；VLR（為SGSN服務(wù)的,通常與SGSN在一起）保存臨時(shí)的GPRS用戶的資訊，為數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)服務(wù)；LA（LocationArea)為在MSC服務(wù)中的MS位置更新區(qū)域；RA（RoutingArea)為在GPRS服務(wù)中的MS位置更新區(qū)域；RA是LA的一個(gè)子集。*RA與LA的關(guān)係*SGSN（ServingGPRSSupportNode)記錄MS的當(dāng)前位置資訊，在MS和SGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的交換和接收；鑒權(quán)功能；計(jì)費(fèi)資訊收集功能：收集每個(gè)MS使用無(wú)線網(wǎng)路及GPRS網(wǎng)路資源相關(guān)的計(jì)費(fèi)資訊，通過(guò)Gn介面送往計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)處理；會(huì)話管理：存儲(chǔ)、啟動(dòng)、修改MS的PDP上下文，建立一個(gè)移動(dòng)性管理環(huán)境；*GGSN(GatewayGPRSSupportNode)GGSN是GPRS網(wǎng)路與外部ISP網(wǎng)路相連的網(wǎng)關(guān)。具有：網(wǎng)路接入控制功能；計(jì)費(fèi)資訊收集功能；分組數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能；GPRS的會(huì)話管理，建立與外部網(wǎng)路數(shù)據(jù)通信的功能；移動(dòng)性管理功能，IP地址分配，用戶認(rèn)證等功能。*5.2.3GPRS的主要介面和相關(guān)協(xié)議主要介面Um:BSS與MT間的介面。增加了PDCH，採(cǎi)用4種新的編碼方式：CS1~CS4；Gb:SGSN與BSS間的介面。支持用戶數(shù)據(jù)和信令傳輸，基於幀中繼網(wǎng)路；Gn:兩個(gè)GSN間的介面。支持用戶數(shù)據(jù)和信令傳輸；

Gs:SGSN與MSC/VLR間的介面。支持兩者配合工作，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合移動(dòng)性管理的功能；

Gr:SGSN與HLR間的介面。為SGSN提供從HLR獲得用戶管理數(shù)據(jù)和位置資訊的功能；Gp:不同PLMN的兩個(gè)GSN間的介面；功能類似Gn.*GPRS介面示意圖*數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議平臺(tái)SNDCP:Sub-networkDependentConvergenceProtocolRLC:RadioLogicControlBSSGP:BaseStationSystemGPRSProtocolGTP:GPRSTunnelingProtocol*物理通道數(shù)據(jù)傳輸方式*四種無(wú)線介面通道編碼方式*5.3GPRS數(shù)據(jù)通信工作流程5.3.1登錄GPRS網(wǎng)路

IMSI登錄即通常的MS登錄到GSM網(wǎng)路；適用於C類MS。*GPRS登錄

即

MS為告知GPRS有關(guān)MS的IMSI碼、目前位置等數(shù)據(jù)，從而為分組數(shù)據(jù)的傳輸做準(zhǔn)備而進(jìn)行的登錄操作。登錄後，SGSN與MS建立了在路由區(qū)(RA)層次上的移動(dòng)性管理。*

1)MSsendsmessagetoSGSN:“attachrequest”.2)IftheMSisnotknownbytheSGSNitaskstheoldSGSNaboutIMSIandtriplets.3)IftheMSisnotknownbytheoldSGSNitsendsanerrormessagetothenewSGSNandthenewSGSNasksMSaboutIMSI.4)SGSNauthenticatesMS.5)UpdateHLR(ifnewSGSNservicearea).6)UpdateMSC/VLR(onlynecessaryifnewLA).7)SGSNtellsMSaboutnewTLLI(TemporaryLocationLinkId).*GPRS/IMSI聯(lián)合登錄

即MS同時(shí)執(zhí)行IMSI和GPRS登錄；適用於A、B類MS。*5.3.2開(kāi)啟PDP上下文當(dāng)MS想要發(fā)送EMAIL或流覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)，即MS在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)之前，必須先建立一傳輸通道。在該過(guò)程中，網(wǎng)路將經(jīng)歷MS的PDP(PacketDataProtocol)上下文開(kāi)啟，MS與SGSN協(xié)商出一個(gè)服務(wù)品質(zhì)（QoS），MS向GGSN登錄，從網(wǎng)路上得到一個(gè)IP地址。之後，MS即可經(jīng)過(guò)GGSN傳送和接收外部網(wǎng)路的數(shù)據(jù)。

PDPContext可視為MS在GPRS上的地址，GPRS依據(jù)PDP-C的內(nèi)容將MS的分組數(shù)據(jù)傳送到正確的目的地。當(dāng)PDP-C開(kāi)啟後，GPRS為MS保留固定的資源。*PDP上下文含義：當(dāng)用戶所申請(qǐng)的GPRS業(yè)務(wù)涉及一個(gè)或多個(gè)外部的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)路（PDN）時(shí)，在其與GPRS的簽約數(shù)據(jù)中就包含一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的PDP地址，每個(gè)PDP地址對(duì)應(yīng)有一個(gè)PDP上下文，它由PDP狀態(tài)及相關(guān)資訊來(lái)描述，存在於MS，SGSN，GGSN。內(nèi)容：PDP類型、PDP地址、PDP狀態(tài)、APN、NSAPI、TI、QoS、N-PDU號(hào)等。狀態(tài)：?jiǎn)?dòng)（某個(gè)PDP地址有啟動(dòng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，有路由資訊，可傳輸數(shù)據(jù)）、未啟動(dòng)（沒(méi)有啟動(dòng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，PDP-C中無(wú)路由資訊）*PDPContext開(kāi)啟過(guò)程*1)MSsendsPDPcontextactivationrequesttoSGSN.2)SecurityfunctionsmaybeexecutedbetweenMSandSGSN.3)SGSNvalidatesrequest.4)SGSNwill·Checksubscription·Checkqualityofservice(neededforcharging)·SendAccessPointName(APN)toGGSN·CreateaTID,TunnelIDentity·CreatealogicallinktotheGGSN,aGTP(GPRSTunnelingProtocol)tunnel5)GGSNcontactsanexternalnetwork(LAN)andaskforIPnumber.7)TheserverintheexternalnetworksendsIP-numbertoGGSN8)GGSNsendsIP-numberbacktoMS*5.3.3GPRS網(wǎng)路運(yùn)行模式模式I:

網(wǎng)路在GPRS尋呼通道上給MS發(fā)CS尋呼資訊；MS只需監(jiān)視一條尋呼通道。Gs介面存在時(shí)使用；模式II:

網(wǎng)路在CCCH通道上給MS發(fā)CS尋呼資訊；MS只需監(jiān)視一條尋呼通道；模式III:

網(wǎng)路在CCCH通道上給MS發(fā)CS尋呼資訊，而PS尋呼資訊既可在CCCH上，也可在PCCCH上廣播；MS需同時(shí)監(jiān)視兩條尋呼通道；*5.3.4GPRS網(wǎng)路的移動(dòng)性管理

MS的工作狀態(tài)空閒(Idle)MS已開(kāi)機(jī)，但還沒(méi)有附著到GPRS的MM管理上，無(wú)法識(shí)別GPRS網(wǎng)路，無(wú)法被尋呼和接收PTP和PTM-G數(shù)據(jù)，但可接收PTM-M的傳輸。待命(Standby)MS已經(jīng)執(zhí)行附著（登錄）過(guò)程，可接收PTP或PTM-G數(shù)據(jù)的尋呼；但仍無(wú)法進(jìn)行PTP數(shù)據(jù)的接收和傳輸。就緒(Ready)MS和GPRS的分組數(shù)據(jù)正在進(jìn)行傳輸或剛結(jié)束