GPRS原理概述

ACTIONActionTrainingCenter2/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZ[e-mail]3/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe课程目标•掌握GPRS组网结构•了解GPRS网络主要接口基本原理•掌握GPRS基本信令流程学习完本课程，您将能够：4/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•GPRS系统体系结构•手机和接入侧基本知识•网元基本功能•接口协议栈流程介绍•GPRS移动性管理•GPRS会话管理•GPRS网络的发展5/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe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6/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeGPRS体系结构图FREIRHLRSMS-GMSCSMS-IWMSCMSC/VLRBSSUTRANSGSNSGSNGGSNBGGGSNCGTETEInternetX.25SS7ATMDDNISDNEthernet.etcGPRSBackboneGsGdGrGfGcGbIuUmUmGpGiGiGnGnATMGa7/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•GPRS系统体系结构•手机和接入侧基本知识•网元基本功能•接口协议栈流程介绍•GPRS移动性管理•GPRS会话管理•GPRS网络的发展8/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•MS多时隙功能BTSRXTXMSDownlink=TS1~TS3Uplink=TS1MS的多时隙能力9/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeC/I值与信道编码•TheGPRShavefourchannelcodingschemes–CS19.05kbps–CS213.4kbps–CS315.6kbps–CS421.4kbps•C/I•Rate•CS4•CS3•CS2•CS1分组数据信道的编码方式10/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•采用静态PDCH的原因（ReservedPDCH）–保证小区中的GPRSMS时常在线–保证GPRS业务一定的QoS•采用动态PDCH的原因(SwitchablePDCH)–GPRS与GSM共享无线资源–一方面要考虑无线资源的最优利用，另一方面，要优先保证话音业务的QoS–一个小区中的分组交换业务与电路交换业务的比例时常在变化–动态PDCH对话音业务不可见•一般原则–小区内配置适量的静态PDCH以保证MS正常附着在GPRS网络上，同时保证一定的GPRS业务QoS–根据GPRS业务量预测配置适量的动态PDCH，在运行过程中根据小区业务状况调整为TCH或PDCH使用–电路交换业务可以抢占GPRS业务所使用的信道分组无线信道配置11/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeGPRSMS•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，自动选择业务。•C类–不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上，人工选择。•3G手机可以同时进行分组和电路业务12/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•GPRS系统体系结构•手机和接入侧基本知识•网元基本功能•接口协议栈流程介绍•GPRS移动性管理•GPRS会话管理•GPRS网络的发展13/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•网络接入控制：–鉴权加密–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•用户信息管理–移动性信息–签约信息•计费管理•路径管理–SGSN-BSS之间数据传输路径管理–SGSN-GGSN/SGSN-SGSN间的路径管理•路由和隧道传输–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SGSN的功能14/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeGGSN的功能•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•IP业务的支持•计费•CG计费•Radius计费•业务管理–对APN进行管理15/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeDNS功能SGSNGGSN(A)MS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BSSGPRS骨干网ISPAISPBInternet/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16/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeCG的功能•实时采集GPRS话单•临时存储和缓冲GPRS话单，备份话单•GPRS话单预处理•向计费中心传送GPRS话单•CG重定向17/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•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的功能18/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•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的功能19/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeHLRGPRS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20/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeMSC/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•电路寻呼协调功能从而较大地提高无线资源利用率21/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeSMS-GMSC/SMS-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•可以由运营者来选择优先通过MSC还是SGSN来传送SMS22/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHe•GPRS系统体系结构•手机和接入侧基本知识•网元基本功能•接口协议栈流程介绍•GPRS移动性管理•GPRS会话管理•GPRS网络的发展23/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeGb接口介绍Iu接口介绍七号信令接口介绍Gn接口介绍Gi接口介绍Ga接口介绍24/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeGb数据传输平面ApplicationApplicationIP/X25IP/X25IP/X25SNDCPGTPLLCLLCUDP/TCPUDP/TCPRLCRLC(BSSGP)(BSSGP)IPIPMACMACFramerelayFramerelayL2L2L2(MAC)PhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerMSBSSSGSNGGSNrelayrelaySNDCPGTPUmGbGnGi•MAC:MediaAccessControl•RLC:RadioLinkControl•LLC:LogicalLinkControl•BSSGP:BSSGPRSProtocol•SNDCP:Sub-NetworkDependencyConvergenceProtocol•GTP:GPRSTunnelingProtocol25/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRenMingmingZhangHeMS-BSS/SGSN信令平面•GMM:GPRSMobilityManagement•SM:SessionManagementMSBSSSGSNBSSGPGMM/SMLLCRLCMACGSMRFGMM/SM/SMSLLCBSSGPL1bisUmGbNetworkServiceRLCMACGSMRFL1bisNetworkServiceRelayrelay26/81ACTIONDocNrComposedbyApprovedbyGPRSOVERVIEWRen