【网络通信】华为gprs原理

GPRSGPRSGPRSGPRS培训材料深圳市华为技术有限公司版权所有不得复制GPRS华为集团第2页目录1111GPRSGPRSGPRSGPRS概述第5页1.11.11.11.1GPRSGPRSGPRSGPRS的产生第5页1.21.21.21.2GPRSGPRSGPRSGPRS的发展第5页1.31.31.31.3GPRSGPRSGPRSGPRS与HSCSDHSCSDHSCSDHSCSD业务的比较第5页1.41.41.41.4CSDCSDCSDCSD与GPRSGPRSGPRSGPRS的比较第6页1.4.1电路交换的通信方式第6页1.4.2分组交换的通信方式第7页2222GPRSGPRSGPRSGPRS基本功能和业务第8页2.12.12.12.1GPRSGPRSGPRSGPRS业务种类第8页3333GPRSGPRSGPRSGPRS基本体系结构和传输机制第8页3.13.13.13.1GPRSGPRSGPRSGPRS接入接口和参考点第8页3.23.23.23.2网络互通第9页3.33.33.33.3逻辑体系结构第9页3.3.1主要网络实体第10页3.3.2主要网络接口第12页3.43.43.43.4高层功能第13页3.4.1网络接入控制功能第13页3.4.2分组路由和转发功能第14页3.4.3移动性管理功能第15页3.4.4逻辑链路管理功能第15页3.4.5无线资源管理功能第15页3.4.6网络管理功能第16页3.53.53.53.5功能分配第16页3.63.63.63.6GPRSGPRSGPRSGPRS数据传输平面第17页3.73.73.73.7GPRSGPRSGPRSGPRS信令平面第18页3.7.1MS与SGSN间信令平面第18页3.7.2SGSN与HLR间信令平面第18页3.7.3SGSN与MSC/VLR间信令平面第18页3.7.4SGSN与EIR间信令平面第19页3.7.5SGSN与SMS-GMSC、SMS-IWMSC间信令平面第19页3.7.6GPRS支持节点间信令平面第19页3.7.7GGSN与HLR间信令平面第20页4444移动性管理第20页4.14.14.14.1MMMMMMMM状态第20页4.1.1IDLE状态第20页4.1.2STANDBY状态第21页4.1.3READY状态第21页4.24.24.24.2MMMMMMMM状态功能第21页4.2.1MM状态迁移第21页4.2.2就绪定时器功能第22页4.2.3周期性路由区更新定时器功能第22页GPRS华为集团第3页4.2.4用户可及定时器功能第23页4.34.34.34.3SGSNSGSNSGSNSGSN与MSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLR的交互第23页4.3.1SGSN-MSC/VLR关联的管理第23页4.3.2组合RA/LA更新第23页4.3.3CS寻呼协调及网络操作模式第23页4.44.44.44.4MMMMMMMM规程第24页4.4.1GPRS附着功能第24页4.4.2GPRS分离规程第26页4.4.3清除功能第27页4.54.54.54.5安全性功能第28页4.5.1用户鉴权第28页4.5.2用户身份机密性第28页4.5.3用户数据和GMM/SM信令机密性第29页4.5.4用户身份检查第29页4.64.64.64.6位置管理功能第29页4.6.1小区更新规程第30页4.6.2路由区更新规程第30页4.6.3组合RA/LA更新规程第31页4.6.4周期性路由区更新和位置区更新第33页4.74.74.74.7用户数据管理功能第33页4.7.1插入用户数据规程第34页4.7.2删除用户数据规程第34页4.84.84.84.8MSMSMSMS类标处理功能第34页5555无线资源管理功能第34页6666分组路由与传输功能第35页6.16.16.16.1PDPPDPPDPPDP状态和状态转换第35页6.26.26.26.2会话管理规程第36页6.2.1静态地址与动态地址第36页6.2.2PDP上下文的激活规程第36页6.2.3PDP上下文的修改第38页6.2.4PDP上下文的去激活第38页6.36.36.36.3业务流程举例第39页6.3.1MS发起分组数据业务第39页6.3.2网络发起分组数据业务第40页7777用户数据传输第41页7.17.17.17.1传输模式第41页7.1.1GTP传输模式第41页7.1.2LLC传输模式第41页7.1.3RLC传输模式第42页7.27.27.27.2LLCLLCLLCLLC功能第42页7.2.1寻址第42页7.2.2服务第42页7.2.3功能第42页7.37.37.37.3SNDCPSNDCPSNDCPSNDCP功能第42页GPRS华为集团第4页7.47.47.47.4PPPPPPPPPPPP功能第43页7.57.57.57.5GbGbGbGb接口第44页7.5.1物理层第44页7.5.2FR子层第44页7.5.3NS子层第44页7.5.4BSSGP层第44页7.67.67.67.6AbisAbisAbisAbis接口第45页7.6.1结构A第46页7.6.2结构B第46页7.6.3结构C第47页8888信息存储第47页8.18.18.18.1HLRHLRHLRHLR第47页8.28.28.28.2SGSNSGSNSGSNSGSN第48页8.38.38.38.3GGSNGGSNGGSNGGSN第49页8.48.48.48.4MSMSMSMS第50页8.58.58.58.5MSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLR第51页9999编号第51页9.19.19.19.1IMSIIMSIIMSIIMSI第52页9.29.29.29.2P-TMSIP-TMSIP-TMSIP-TMSI第52页9.39.39.39.3NSAPI/TLLINSAPI/TLLINSAPI/TLLINSAPI/TLLI第52页9.3.1NSAPI第52页9.3.2临时逻辑链路标志（TLLI）第52页9.49.49.49.4PDPPDPPDPPDP地址和类型第53页9.59.59.59.5TIDTIDTIDTID第53页9.69.69.69.6路由区识别第53页9.79.79.79.7小区标识第53页9.89.89.89.8GSNGSNGSNGSN地址第53页9.99.99.99.9接入点名字第53页10101010运营方面的问题第54页10.110.110.110.1计费信息第54页10.210.210.210.2计费功能第54页10.2.1分组型业务计费方式和电路型业务计费方式的区别第54页10.2.2计费基本功能第54页10.2.3话单类型第55页10.2.4话单传送接口第55页10.310.310.310.3网络服务质量（QoSQoSQoSQoS）第55页10.3.1优先级别第55页10.3.2延时级别第55页10.3.3可靠性级别第56页10.3.4峰值吞吐量级别第56页10.3.5平均吞吐量级别第57页10.410.410.410.4消息过滤功能第57页10.510.510.510.5兼容性问题第57页GPRS华为集团第5页11111111与GSMGSMGSMGSM其它业务的交互第58页11.111.111.111.1与点对点短消息业务关系第58页11.211.211.211.2与电路交换业务的关系第58页11.311.311.311.3与补充业务的关系第58页12121212IPIPIPIP相关的基础知识第58页12.112.112.112.1NATNATNATNAT第58页12.212.212.212.2FIREWALLFIREWALLFIREWALLFIREWALL第59页12.312.312.312.3GREGREGREGRE第59页12.412.412.412.4DNSDNSDNSDNS第59页12.512.512.512.5RADIUSRADIUSRADIUSRADIUS第59页GPRS华为集团第6页1111GPRSGPRSGPRSGPRS概述1.11.11.11.1GPRSGPRSGPRSGPRS的产生GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分组无线业务）是在现有的GSM移动通信系统基础上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS通过在GSM数字移动通信网络中引入分组交换的功能实体，以完成用分组方式进行的数据传输。GPRS系统可以看作是对原有的GSM电路交换系统的基础上进行的业务扩充，以支持移动用户利用分组数据移动终端接入Internet或其它分组数据网络的需求。以GSM、CDMA为主的数字蜂窝移动通信和以Internet为主的分组数据通信是目前信息领域增长最为迅猛的两大产业，正呈现出相互融合的趋势。GPRS可以看作是移动通信和分组数据通信融合的第一步。移动通信在目前的话音业务继续保持发展的同时，对IP和高速数据业务的支持已经成为第二代移动通信系统演进的方向，而且也将成为第三代移动通信系统的主要业务特征。GPRS包含丰富的数据业务，如：PTP点对点数据业务，PTM－M点对多点广播数据业务、PTM－G点对多点群呼数据业务、IP－M广播业务。这些业务已具有了一定的调度功能，再加上GSM－phase2+中定义的话音广播及话音组呼业务，GPRS已能完成一些调度功能。GPRS主要的应用领域可以是：E-mail电子邮件、浏览、WAP业务、电子商务、信息查询、远程监控等等。1.21.21.21.2GPRSGPRSGPRSGPRS的发展GSM－GPRS通过在原GSM网络基础上增加一系列的功能实体来完成分组数据功能，新增功能实体组成GSM－GPRS网络，作为独立的网络实体对GSM数据进行旁路，完成GPRS业务，原GSM网络则完成话音功能，尽量减少了对GSM网络的改动。GPRS网络与GSM原网络通过一系列的接口协议共同完成对移动台的移动管理功能。GPRS新增了如下功能实体：服务GPRS支持节点SGSN，网关GPRS支持节点GGSN，点对多点数据服务中心等，及一系列原有功能实体的软件功能的增强。GPRS大规模的借鉴及使用了数据通信技术及产品，包括帧中继、TCP/IP、X.25、X.75、路由器、接入网服务器、防火墙等。GPRS最早在1993年提出，1997年出台了第一阶段的协议，到目前为止GPRS协议还在不断更新，2000年初推出SMG#30，匿名接入功能在新的协议中不再体现。GPRS协议除包含新出台的协议外，还对原有的一些协议进行了较多的修改。1.31.31.31.3GPRSGPRSGPRSGPRS与HSCSDHSCSDHSCSDHSCSD业务的比较表1-1HSCSD与GPRS的比较比较项目HSCSDGPRS提供的业务适合于实时性强的应用，例如会议电视应用更加广泛，适用于突发性的数据业务，小数据量的频繁传送，偶然的出现的大数据量业务，如网页GPRS华为集团第7页浏览等业务质量和性能数据业务的建链时间长，大于20秒数据业务的建链时间短，小于3秒数据速率4*14.4kb/s=57.6kb/s6*9.6kb/s=57.6kb/s（受限于64kb/s的交换矩阵）CS-2最大速率为107.2kb/s(受限于16kb/s的TRAU子速率)CS-4最大速率为171kb/s无线资源管理一个用户可分配多个信道，用户接入后即占用了该业务信道，无线资源的利用率较差可动态分配资源，一个用户可分配多个时隙，一个时隙也可多个MS共享，用户可一直与网络连接，但仅当传送数据时才占用无线信道资源网络设施的改造初期投资少，对于TRAU、IWF等速率适配设备需要硬件升级，不需要增加新的网络单元，其他部分主要是软件升级初期投资大，需增加SGSN、GGSN网络设施，BSC需增加硬件设备，BTS、HLR、SMC等需软件升级计费连接的时间，占用的信道数等数据量，连接时间和QoS等网络规划基于原有电路型业务的模型，无线和网络易于规划设计在无线方面缺乏经验，数据业务量增加后，网络规划困难HSCSD（HighSpeedCir