GPRS移动通信系统

1HUAWEI通信工程师培训之GPRS移动通信系统长沙通信职业技术学院通信工程系宋燕辉2005年8月2HUAWEI第二部分课程内容第一章GPRS基本知识第二章GPRS业务第三章GPRS网络结构及其功能3HUAWEI知识点GPRS数据传递基础GPRS协议基础移动分组数据传递4HUAWEIGPRS基本概念（重点）GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分组无线业务的简称。GPRS的基本功能是提供分组传递业务GPRS网络分成两个部分：无线接入和核心网络GPRS帧结构和速率GPRS编码方案（4种）5HUAWEI构成GPRS系统的方法是：(1)在GSM系统中引入3个主要组件GPRS服务支持结点(SGSN,ServingGPRSSupportingNode)GPRS网关支持结点(GGSN,GatewayGPRSSupportNode)分组控制单元(PCU)6HUAWEI(2)对GSM的相关部件进行软件升级GPRS系统原理如下图所示图。GPRS系统原理图7HUAWEIGPRS协议栈ApplicationApplicationIP/X25IP/X25IP/X25SNDCPGTPLLCLLCUDP/TCPUDP/TCPRLCRLC(BSSGP)(BSSGP)IPIPMACMACFramerelayFramerelayL2L2L2(MAC)PhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerMSBSSSGSNGGSNrelayrelayGTPUmGbGnGiSNDCP8HUAWEIGPRS网络定义的业务（重点）点对点无连接业务点对点面向连接的业务点对多点多播业务点对多点组呼叫业务9HUAWEI网络工作模式（重点）模式1：网络在分组寻呼信道CCCH寻呼信道或GPRS业务信道上，给附着GPRS的移动台发送电路交换寻呼信息；在分组寻呼信道、CCCH寻呼信道上发送分组寻呼信息。模式2：网络在CCCH寻呼信道上给附着GPRS的移动台发送电路交换寻呼信息和分组寻呼信息。模式3：网络只能在CCCH寻呼信道上，给附着GPRS的移动台发送电路交换寻呼信息，但既可以在分组寻呼信道上，也可以在CCCH寻呼信道上发送分组寻呼信息。10HUAWEI第二部分课程内容第一章GPRS基本知识第二章GPRS业务第三章GPRS网络结构及其功能11HUAWEI知识点GPRS参考模型及移动台分类GPRS业务分类及特点GPRS与现有业务的关系GPRS的业务特性GPRS业务应用特征接入点名称（APN）的定义地域化业务区标识NSAPI和TLLIPDP地址和TID12HUAWEIGPRS分组模式数据特征（重点）GPRS使得分组模式数据应用代价更合理，更有效地利用网络资源。这些应用表现出以下一个或多个特征：一是间断、非周期数据传输，它是指相继传输之间的时间间隔远大于平均传递时延。二是频繁的小容量数据传输。三是罕见的大容量数据传输。13HUAWEIGPRS参考模型（重点）GPRS是要在一个发送实体和一个或多个接收实体之间，提供数据传递的能力。这些实体可以是一个移动台，也可以是一台终端设备。后者可以连接到一个GPRS网络，或连接到一个外部数据网络。基站为移动台提供无线信道，接入到GPRS网络。用户数据可以在四种类型的移动台之间传递。14HUAWEI移动终端的功能（重点）1）无线传输终端。2）无线传输信道管理。3）终端能力，包括给用户提供人机接口表示。4）语音编码/译码。5）为无线路径上传送的信息提供差错保护，包括为信令和用户数据提供的前向纠错（透明数据业务除外）和自动请求重传。6)信令流控，用户信令与PLMN接入信令之间的映射。7）用户数据流控（透明数据业务除外），异步透明数据业务流控的映射。8）无线信道速率和用户速率之间，用户数据的速率适配。9）多终端支持。10）移动性管理。15HUAWEI移动终端类型（重点）1）MT0，包含以上移动终端的全部功能，但不支持终端接口。2）MT1，包含以上移动终端全部功能，并且提供一个接口，符合ISDN用户-网络接口规范的GSM建议子集。3）MT2，包含以上移动终端全部功能，并且提供一个接口，符合ISDN07.0x系列终端适配功能规范。16HUAWEIGPRS业务特点及种类（重点）GPRS提供的承载数据业务又叫GPRS网络业务，包括点对点（PTP）数据业务和点对多点（PTM）数据业务。是一组新的GSM承载业务，是以分组模式在PLMN和与外部网络互通的内部网上传输。在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS网络管理可以提供(或支持)一系列的交互式电信业务。17HUAWEI一、承载业务支持在用户与网络接入点之间的数据传输的性能。提供点对点业务、点对多点业务两种承载业务。a.点对点业务(PTP)：点对点业务在两个用户之间提供一个或多个分组的传输。由业务请求者启动，被接收者接收。b.点对多点业务(PTM)点对多点业务是将单一信息传送到多个用户。GPRSPTM业务能够提供一个用户将数据发送给具有单一业务需求的多个用户的能力。包括有三种PTM业务：点对多点广播(PTM-M)业务---将信息发送给当前位于某一地区的所有用户的业务。点对多点群呼(PTM-G)业务---将信息发送给当前位于某一区域的特定用户子群的业务。IP多点传播(IP-M)业务---定义为IP协议序列一部分的业务。18HUAWEI二、用户终端业务GPRS支持电信业务，提供完全的通信业务能力，包括终端设备能力。用户终端业务可以分为基于PTP的用户终端业务和基于PTM的用户终端业务。如下表所示。表－GPRS用户终端业务分类基于PTP的用户终端业务会话报文传送检索遥信基于PTM的用户终端业务分配调度会议预定发送地区选路19HUAWEI三、附加业务GSM第2阶段附加业务支持所有的GPRS基本业务点对点面向连接网络业务（PTP-CONS）、点对点无连接网络业务（PTP-CLNS）、IP组播业务（IP-M）和点对多点群呼业务（PTM-G）的无条件呼叫转送(CFU)。GSM第2阶段附加业务不适用于点对多点组播（PTM-M）。如下表所示。20HUAWEI表－GPRS附加业务的应用简称名称CLIP主叫线路识别表示CLIR主叫线路识别限制CoLP连接线路识别表示CoLR连接线路识别限制CFU无条件呼叫转移CFB移动用户遇忙呼叫转移CFNRy无应答呼叫转移CFNRc无法到达的移动用户呼叫转移CW呼叫等待HOLD呼叫保持MPTY多用户业务CUG封闭式的用户群AoCI资费信息通知BAOC禁止所有呼叫BOIC禁止国际呼出BAIC禁止所有呼入21HUAWEIGPRS与GSM点对点消息业务的关系（重点）移动台通过GPRS无线信道能接收来自GSM的短消息SM业务(MT方向)，MS也能经GPRS信道发送SM业务(MO方向)如果移动台附着GPRS业务而未附着电路交换(CS)业务，则短消息业务通过GPRS信道来提供，如果移动台同时附着GPRS和CS业务，则短消息业务在GPRS信道和CS信道上都可以传送，优先选择哪个信道来传送由运营商来确定。一般来说，通过GPRS信道传送短消息无线资源效率会高些。此外，如果CS控制信道正在使用，则通过SGSN，来对MT短消息进行寻呼。22HUAWEIGPRSMS类型（重点）A类：能同时连接到GSM和GPRS系统，同时激活，并同时收听两个系统的信息。同时提供GPRS分组业务和GSM电路交换业务，包括SMS。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：只能通过人工操作来进行业务转换，即轮流使用GSM业务和GPRS业务。23HUAWEIGPRS与原GSM业务配合-联合GPRS/IMSI附着以及分离功能（重点）当移动台执行联合GPRS/IMSI附着时，一旦它送请求到SGSN，SGSN立即通知MSC/VLR，MSC/VLR存储SGSN的地址。当移动台已经实现IMSI附着时，也就实现了GPRS附着，这样可以节省无线资源。24HUAWEIGPRS与原GSM业务配合-联合路由区/位置区更新功能（重点）当移动台同时改变了路由区和位置区时，联合路由区/位置区更新请求从移动台发送到SGSN，SGSN将位置区更新请求转发给VLR，VLR即可知道移动台位置区的改变，这样可以节省无线资源。25HUAWEI第二部分课程内容第一章GPRS基本知识第二章GPRS业务第三章GPRS网络结构及其功能26HUAWEI知识点GPRS通用网络结构和传输机制GPRS网络的逻辑结构接口和参考点传输和信令平台移动性管理无线资源功能分组路由和传输功能27HUAWEIGPRS的系统组成由于GPRS是GSM系统中提供分组业务的一种方式，所以它能广泛应用于IP域。其移动终端通过GSM网络提供的寻址方案和运营商的具体网间互通协议实现全球网间通信。28HUAWEI网络总体结构（重点）GPRS网络是在现有GSM网络中增加GGSN和SGSN来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。其系统结构如图所示。系统结构图29HUAWEIGPRS总体结构及接入接口和参考点图通用网络结构（重点）30HUAWEIUm传递功能及其传递过程（重点）Um传递功能在移动台和基站子系统之间的无线接口上，提供分组数据传递能力。它包括以下过程：1)1）在无线信道上提供媒质接入控制；2)2）在公共物理无线信道上进行分组复用。3)3）移动台内部的分组识别；4)4）差错监测和纠错；5)5)流量控制。31HUAWEIGPRS的逻辑体系结构从逻辑上来说，GPRS通过在GSM网络结构中增添SGSN和GGSN两个新的网络节点来实现。由于增加了这两个网络节点，需要命名新的接口。下图说明了GPRS逻辑体系结构。下表给出了GPRS体系结构中的接口及参考点。32HUAWEIGfGiGnGbGcGpGsMSC/VLRMSBSSTEInternetUmGrHLROtherPLMNSGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNEIRSGSNGnFRSS7ATM/DDN/ISDN/Ethernet,etcBGGPRSbackboneGGSNX.25TEGiCGMSBSSUmGbPCUPb33HUAWEIGPRS骨干网GPRS中有内部PLMN骨干网和外部PLMN骨干网内部门PLMN骨干网是指位于同一个PLMN上的并与多个GSN互联的IP网。外部PLMN骨干网是指位于不同的PLMN上的并与GSN和内部PLMN骨干网互联的IP网，如图所示。34HUAWEI内部PLMN骨干网和外部PLMN骨干网图35HUAWEI表－GPRS体系结构中的接口及参考点接口或参考点说明R非ISDN终端与移动终端之间的参考点GbSGSN与BSS之间的接口GcGGSN与HLR之间的接口GdSMS-GMSC之间的接口，SMS-IWMSC与SGSN之间的接口GiGPRS与外部分组数据之间的参考点Gn同一GSM网络中两个GSN之间的接口Gp不同GSM网络中两个GSN之间的接口GrSGSN与HLR之间的接口GsSGSN与MSC/VLR之间的接口GfSGSN与EIR之间的接口UmMS与GPRS固定网部分之间的无线接口36HUAWEIGPRS传输平台GPRS数据传输协议平台能够提供用户信息传输以及与此相关的信息传输中的过程控制(例如：流量控制、检错、纠错和错误恢复等)。它主要由GTP、IP、LLC协议和RLC协议分别构成GPRS网络各段的传输模式。MS首先通过Um接口接入GPRS网络，通过BSS经Gb接口与GPRS网络的SGSN连接，之后SGSN通过Gn接口接入GGSN，再到外部数据网。其用于传输平台通过底层无线接口和网络子系统(NSS)平台连接，这种独立性是通过保留Gb接口来实现的。37HUAWEIApp