华为GPRS系统原理.

1GPRS核心网络技术2GPRS网络结构和网元GPRS网络接口和协议GPRS地址、编号和标识GPRS移动性管理GPRS会话管理3什么是GPRS通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService）的英文缩写GPRS是在GSM技术的基础上提供的一种端到端分组交换业务GPRS最大限度重用已有的GSM网络基础设施GPRS提供高效的无线资源利用率GPRS提供高达171.2Kbps的无线接入速率与已有的GSM电路交换系统有很多交互GPRS系统基于标准的开放接口4GPRS网络结构图FREIRHLRSMS-GMSCSMS-IWMSCMSC/VLRBSSBSSMSMSSGSNSGSNGGSNBGGGSNCGTETEOtherPLMNInternetX.25SS7ATMDDNISDNEthernet.etcGPRSBackboneGsGdGrGfGcGbGbUmUmGpGiGiGnGnFRGa5中国移动GPRS网络体系结构RouterSGSNPCUBSCBTSSS7GGSNDNSCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7省网管GGSNCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7A省InternetGGSNDNSCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7省网管其它本地网BSSC省CMnet省网节点GGSNDNSCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7省网管中国移动互联网骨干网CMnet广州节点北京节点BGA省节点全国网管DNSRouterBG全国网管DNS上海节点其它PLMNRouterBGC省节点B省C省B省节点6网络接入控制（MS侧）：鉴权计费信息收集IMEI检查逻辑链路管理SGSN-MS之间逻辑链路的管理支持确认/不确认传输路径管理SGSN-BSS之间数据传输路径管理移动性管理和会话管理SGSN功能路由和隧道传输压缩与解压加密与解密用户数据的存储转发路由选择：围绕PDP上下文来进行地址翻译和映射：包括DNS、由APN推导出GGSN地址等封装与隧道传输7网络接入控制（外部PDN侧）消息过滤计费信息收集移动性管理和会话管理路由选择与转发存储转发路由选择地址翻译和映射封装和隧道传输可以动态分配IP地址可以内置防火墙功能GGSN功能8封装和隧道传输FWSGSNGGSNFWBSSMSGPRS骨干网Internet应用服务器目标/源私有IP地址GTP隧道GRE/IPSec隧道GGSN/FW公有IP地址9非透明接入外部IP网络RADUSclientSGSNGGSNBSSMSGPRS骨干网ISPRADIUSserverRADIUS服务器的主要用途是用户鉴权RADIUS服务器也可以分配IP地址一个GGSN可以支持多个APNHLRRouter&FirewallInternet/IntranetAccept/RejectPAP/CHAP10CG功能实时采集GPRS话单临时存储和缓冲GPRS话单GPRS话单预处理向计费中心传送GPRS话单11BG实现以下运营商互通必须的协议安全性协议：推荐使用IPSec和防火墙路由协议：推荐使用BGP计费协议：运营商协商确定，也许需要BG收集计费信息一般基于路由器可与GGSN合设BG功能12DNS功能SGSNGGSN(A)BSSMSGPRS骨干网ISPA在PDP激活时，解析手机接入IP网络所用的接入点名（APN），以确定本次激活所用的GGSNSGSN之间路由区更新过程中，解析旧SGSN的IP地址ISPBInternet/IntranetGGSN(B)DNSSGSN在PDP激活的时候，将APN翻译为与外部网络连接的GGSN的IP地址13GPRS骨干网用于连接GPRS各节点－SGNS、GGSN、CG、BG、DNS、router等一期GPRS工程GPRS骨干网物理上由CMNet承载，逻辑上和CMNet其他部分划分开来随着CMNet省网的建设，省内GPRS组网更加灵活GPRS骨干网14GPRS骨干网组网－同址局域网连接告警台GGSNSGSN主用DNSGnGb各地的BSSGnGiCMNet备用DNSLANSwitch路由器省网路由器主用CG备用CGOMCServer维护台计费中心Gn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面GPRS网络15GPRS骨干网组网－异址专线连接（一）GGSNSGSN主用DNSGb各地的BSSGnGiCMNet备用DNSLANSwitch路由器1GPRS网络省网路由器主用CG备用CG维护台计费中心路由器2LANSwitchSGSN备用CG主用CGBSSGn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面OMCServer告警台16GPRS骨干网组网－异址专线连接（二）告警台GGSNSGSN主用DNSGnGb各地的BSSGnGiCMNet备用DNSLANSwitch路由器1GPRS网络省网路由器主用CG备用CGOMCServer维护台计费中心路由器2LANSwitch合一的GSN备用CG主用CGBSS城市A城市BGn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面17保存和更新GPRS用户签约数据用户鉴权提供移动性管理和路由选择所需的位置/路由信息及相关处理，如保存和更新用户服务SGSN号码和地址GPRS用户位置删除指示MS是否可及标志用户跟踪(可选)HLR/AUC功能18HLRGPRS用户信息域描述IMSI用户标识MSISDN用户基本的MSISDNSGSNNumber用户登记的SGSN的SS7号码SGSNAddress用户登记的SGSN的IP地址SMSParameters短消息有关的用户签约数据MSPurgedforGPRS用户GPRS清除标志MNRG用户GPRS不可及标志GGSN-list列表，每一项包含某一GGSN的SS7号码和IP地址PDPContextIdentifierPDP上下文索引PDPTypePDP类型PDPAddressPDP地址QosProfileSubscribed用户登记的Qos过滤VPLMNAddressAllowed是否允许用户使用VPLMN的APNAccessPointName外部分组数据网接入点19MSC/VLR功能安装了Gs接口时，MSC/VLR可以支持:SGSN与MSC/VLR的关联的建立和维护GPRS的联合移动性管理规程联合IMSI/GPRS附着/分离联合位置区/路由区更新电路寻呼协调功能提高无线资源利用率20SMS-GMSC/IWMSC的功能安装了Gd接口后：能够通过GPRS发送短消息，减少对SDCCH的占用，从而减少SMS业务对话音业务的影响原有短消息信息源可以共享可以由运营者来选择优先通过MSC还是SGSN来传送SMS21GPRS网络结构和网元GPRS网络接口和协议GPRS地址、编号和标识GPRS移动性管理GPRS会话管理22GPRS骨干网SGSNSGSNGGSNGPRS网络接口类型GnIP类接口七号信令类接口BSSMSCSMS-GMSCAUmPDPnetwork(IP/X.25)GiTEMTMSGsGrGdGcGbHLR23数据传输平面ApplicationApplicationIP/X25IP/X25IP/X25SNDCPGTPLLCLLCUDP/TCPUDP/TCPRLCRLC(BSSGP)(BSSGP)IPIPMACMACFramerelayFramerelayL2L2L2(MAC)PhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerMSBSSSGSNGGSNrelayrelayGTPUmGbGnGiSNDCP24MS-BSS/SGSN信令平面GMM:GPRSMobilityManagementSM:SessionManagementMSBSSSGSNBSSGPGMM/SMLLCRLCMACGSMRFGMM/SMLLCBSSGPL1bisUmGbNetworkServiceRLCMACGSMRFL1bisNetworkServiceRelayrelay25SGSN内用户数据包传输示例SNDCPPDULLCPDU(来自Gb接口)用户IP包用户数据LLC头SNDCP头LLCFCSIP头UDP头GTP头GTP包UDP包IP包(去往Gn接口)26Um接口物理层：无线编解码、信道复用与映射、无线链路控制和无线测量。RLC/MAC：无线接口的媒体接入和链路控制功能。LLC：在MS与SGSN之间提供一条可靠的逻辑链路用于数据传输。LLC协议可同时支持有确认和无确认两种模式，支持加密和不加密两种方式。SNDCP：层三传输协议，作为网络层与子网层的过渡，对IP/X.25用户数据进行分段/组装、压缩/解压缩等处理。GMM/SM：层三信令协议27L1bis：物理传输层，基于E1或T1NS：基于帧中继，用于传送上层的BSSGPPDUBSSGP：在传输平台上，该协议用于在BSS与SGSN之间提供一条无连接的链路进行无确认的数据传送；信令平台上用来传送与无线相关的QoS、路由等信息，处理寻呼请求，对数据传输实现流量控制Gb接口28L1/L2：底层传输网络相关的协议，底层传输网络可以是ATM、以太网、DDN、ISDN、帧中继等；IP：用于骨干网内的路由选择。UDP/TCP：UDP提供差错保护，用于承载不要求可靠传输的PDU；TCP提供流量控制以及丢失和差错保护，用于承载要求可靠传输的PDU。用户数据的传输可以采用UDP也可采用TCP，信令传输采用UDP。GTP协议：用于GPRS骨干网GSN之间的数据和信令的隧道传输Gn&Gp接口29Gi接口对应不同的外部PDN，Gi接口也有所不同最常见的外部网是IP网络（LAN、Intranet或Internet），其它的外部网如X.25分组交换网基本上应具有安全功能、与外部PDN的相关网络协议相适配的功能对应于外部IP网络的的Gi接口可以视为一个TCP(UDP)/IP协议栈30Ga接口SGSN/GGSN和CG之间的CDR传输机制检测CDR处理实体（SGSN、GGSN或CG）之间的通信故障通报对端CDR处理实体自己的CDR传输能力（如在故障恢复时）防止由于冗余措施造成的重复CDR的能力使用GTP’协议，该协议相对于GTP有如下增强功能：31Gs接口为可选接口，采用BSSAP+协议实现联合的移动性管理、寻呼等功能，提高无线资源有效利用率。基于BSSMAP+的七号信令接口BSSAP+SCCPMTP3MTP2L1SGSNMSC/VLRGsBSSAP+SCCPMTP3MTP2L132模式I：SGSN与MSC/VLR通过Gs接口配合进行寻呼，CS的寻呼与PS寻呼在同一寻呼信道下发，MS只需监视一个寻呼信道。如果给MS分配了分组数据信道，则对该MS的寻呼就在该分组数据信道上下发。模式II：小区中未配置分组寻呼信道，CS寻呼和GPRS寻呼都使用CCCH寻呼信道。MS只需监视CCCH寻呼信道。模式III：CS寻呼在CCCH寻呼信道上发送，而GPRS寻呼在分组寻呼信道（如果配置了的话）或CCCH寻呼信道上发送。MS需要监视CCCH寻呼信道和分组寻呼信道这两个信道。Gs接口与网络工作模式33GPRS手机类型A类：可同时进行分组交换业务和电路交换业务B类：可同时附着在GPRS网络和GSM网络上，但不能同时进行电路交换和分组交换业务C类：不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上手机将主要以B类和C类为主流！34SGSN提供Gs接口提供Gs接口的情况下，可以通过SGSN下发电路寻呼，这样手机只需要监控一个寻呼信道，有利于降低手机功耗；提供Gs接口的情况下，可以进行联合的路由区/位置区更新，能够有效提高无线资源利用率，减轻系统信令负荷GsPCUBSSSGSNMSCGGSNCS-PagingCS-PagingCS-P