移动通信GPRS部分

通用分组无线业务GPRS概述GPRS的业务GPRS的网络结构及其功能描述GPRS的移动性管理和会话管理GPRS的空中接口GPRS概述GSM低速：9.6kbit/s或28.8kbit/s只能为每个用户分配一个信道高速电路数据（HSCSD）提供与有线网64kbit/s相比的高速数据不适于突发性强的数据传输GPRS按需动态占用资源：只在有数据传输时才分配无线资源频谱利用率较高数据传输速率最高可达到171.2kbit/s适合各种突发性强的数据传输按传输的数据量和计时两者结合的计费方式GPRS的业务GPRS网络业务用户终端业务GPRS的业务质量321GPRS网络业务1点对点业务点对点业务类型特点业务对象面向无连接的网络业务PTP-CLNS数据报型业务用户之间的信息传递没有端到端的呼叫建立过程；分组的传送没有逻辑连接和交付确认保证突发非交互式应用业务，如基于IP的网络应用面向连接的网络业务PTP-CONS虚电路型业务为两用户间传送多路数据分组建立逻辑电路；要求有建立连接、数据传送和连接释放的过程。面向连接的网络协议CONP支持的业务，即X.25协议支持的业务ConnectionLess-ModeNetworkServiceConnection-OrientedNetworkServiceGPRS网络业务2点对多点业务可根据某业务请求者请求，把信息传送给多个或一组用户PTM业务请求者定义用户组成员国际移动组识别（IMGI）识别组成员业务请求者可定义所传信息的地理区域，地理区域可以是一个或几个，即所有成员可能分布在不同的地理区域内主要为移动用户用户终端业务基于PTP的用户终端业务信息点播业务E-mail业务会话业务远程操作业务基于PTM的用户终端业务点对多点应用业务点对多点单向广播业务集团内部点对多点双向数据量事务处理业务五种可协商的QoS的基本属性GPRS的业务质量QoS1可靠性等级平均吞吐量等级峰值吞吐量等级延迟等级优先级业务等级分类QoS组合每一种属性都有多个级别的值可供选用不同级别属性值的组合构成了对要求不同的QoS的各种应用的支持QoS定义文件（Profile）与每一个包数据协议PDP（PacketDataProtocol）关联相联系被当作一个单一的参数，具有多个数据传递属性Profile协商过程中QoS属性的定义移动台可为每一个QoS属性申请一个值，包括存储在HLR中用户开户的缺省值网络也为每一个属性协商一个等级，能够与有效的GPRS资源相一致，以便提供适当的资源支持已经协商的QoS定义文件GPRS的业务质量QoS2GPRS的网络结构及其功能描述GPRS网络是在GSM网基础上发展的移动数据分组网GPRS的基本功能在移动终端和标准数据通信网的路由器之间传递分组业务GPRS的网络结构组成作用无线接入在移动台和基站子系统（BSS）之间传递数据核心网在基站子系统和标准数据网边缘路由器之间中继传递数据C、GGSN(GatewayGPRSSupportNode)及其对外接口GPRS网络结构及其接口A、新增功能（相对于GSM）B、SGSN(ServingGPRSSupportNode)及其对外接口D、其它功能实体和网络接口GPRS新增功能SGSN—GPRS业务支持节点GGSN—GPRS网关支持节点PTMSC—点对多点业务中心等基站软件更新新的GPRS移动台新的移动性管理（MM）程序原有GSM网络子系统的软件更新和新的MAP(MobileApplicationPart)信令及GPRS信令MSC/VLRBSCRPSTNHLR/AUCSMS-GMSCSS7GGSN防火墙防火墙数据网X.25数据网（Internet)其它PLMN网BTSUm防火墙EIRSGSNPTMSCBGGnGPRSbackbone(IPbased)GPRS网络结构及其接口SGSN功能在一个归属PLMN内，可以有多个SGSNSGSN功能类似GSM中的MSC/VLR对移动台进行鉴权、移动性管理和路由选择建立移动台GGSN的传输通道接收基站子系统透明传来的数据进行协议转换后经过GPRS的IP骨干网传给GGSN（或SGSN）或反向进行计费和业务统计SGSNSGSNGnGnGGSNGnBSSBSSGbGb归属PLMN其它PLMNIP网络外部IP网络（或X.25网络）GiGpBSSBSSIP(Backbone)SGSN对外接口1SGSN的对外接口SGSN对外接口2接口连接SGSN与功能GbBSS传输信令和话务信息。流量控制，支持移动性管理和会话功能，支持MS经BSS到SGSN间分组数据的传输Gn同PLMNSGSN或GGSN支持用户数据和有关信令的传输，支持移动性管理Gp异PLMN与Gn接口功能相似，还提供边缘网关BG、防火墙及不同PLMN间互联功能GsMSC/VLR支持SGSN和MSC/VLR之间的配合工作：SGSN向MSC/VLR发送MS的位置信息或接收来自MSC/VLR的寻呼信息。GrHLR支持SGSN接入HLR并获得用户管理数据和位置信息GfEIR支持SGSN与EIR交换数据，认证MS的IMEI信息GdSMS-GMSC提高SMS的使用效率GGSN及其对外接口GGSN功能GPRS网对外部数据网络的网关或路由器，提供GPRS和外部分组数据网的互联。•接收移动台发送的数据，选择到相应的外部网络•或接收外部网络的数据，根据其地址选择GPRS网内的传输通道，传输给相应的SGSN。地址分配和计费等GGSN的对外接口接口连接GGSN与功能Gn见上页GpGi外部分组数据网与外部分组数据网互联（IP、X.25等）GcGGSN与HLR获得MS的位置信息，从而实现网络发起的数据业务其它功能实体和网络接口为了支持分组数据的新协议必须升级软件，增加新的协议功能以Um接口为例•逻辑信道增加了分组数据信道（PDCH）•采用4种新的信道编码方式CS-1（9.05kbit/s）、CS-2（13.4kbit/s）、CS-3（15.6kbit/s）、CS-4（21.4kbit/s）。•支持多时隙的传输方式（最多可达8个时隙）GPRS骨干网（IPBackbone）将（S/G）GSNs等互联起来的IP专用网或分组数据网，也可做为专用线路。PLMN内部骨干网专用IP网（只用于GPRS数据和GPRS信令）。通过Gp接口，采用边缘网关（BG）和多个PLMN互连骨干网连接起来。多个PLMN骨干网通过漫游协议进行选择，该协议包括BG安全功能。多个PLMN骨干网互连可以通过分组数据网，也可以用一条专用线路。GPRS的移动台分类A类GPRS手机、B类GPRS手机和C类GPRS手机GPRS的移动台移动台类型同时连接GSM和GPRS系统同时提供GPRS和GSM业务自动进行业务切换A类YYYB类YNYC类YNNGPRS的移动性管理和会话管理1GPRS手机的注册首次使用手机必须注册到PLMN网上，并将位置更新信息存储到SGSN中GPRS不同网络单元的用户信息（见下页表）GPRS不同网络单元的用户信息信息类型信息元素存储位置认证IMSITMSIIPaddressSIM，HLR，VLR，SGSN，GGSNVLR，SGSNMS，SGSN，GGSN存储位置VLR-addressLocationAreaServingSGSNRoutingAreaHLRSGSNHLR,VLRSGSN业务Basicservices，Supplementaryservices，Circuitswitchedbearerservices，GPRSserviceinformationBasicservices，Supplementaryservices，CSbearerservicesGPRSserviceinformationHLRVLRSGSN鉴权数据Ki，algorithmsTripletsSIM，ACVLR，SGSNGPRS的移动性管理和会话管理2注册过程连接到GPRS网络（GPRS附着）手机开机后，向网络发送附着消息。SGSN从HLR收集用户数据，对用户进行鉴权，然后与GPRS手机附着。连接到IP网络（PDP关联）手机与网络附着后，向网络请求一个IP地址，网络为移动台分配IP地址，使其成为外部IP网络的一部分。•静态IP地址：分配用户固定的IP地址。或者•动态IP地址：每次会话都分配用户一个新的IP地址GPRS的移动性管理和会话管理3管理过程功能移动性管理(GMM:GPRSMobilityManagement)GPRS用户的移动性，如将用户当前位置通知网络等会话管理（SM:SessionManagement）支持移动用户对PDP关联的处理，也就是说GPRS移动台连接到外部数据网络的处理过程GPRS的移动性管理1324路由区移动性管理状态GPRS附着和去附着GPRS的位置区域管理路由区RA规定路由区由一个或多个小区组成，最大的路由区为一个位置区LA。一个路由区不能跨越多个位置前。一个路由区只能由一个SGSN提供服务。目的更有效的寻呼GPRS用户标识路由区识别RAI–结构RAI=MCC+LAC+RAC–确定者运营商–作用RAI作为系统信息进行广播，移动台监视RAI，以确定是否穿越了路由区边界。如果确实穿越了边界，移动台将启动路由区域更新过程。MCC为移动国家号码LAC为位置区代码RAC为路由区代码移动性管理状态1状态移动台功能SGSN存储的位置信息与移动性管理建立关联收发数据激活/清除PDP移动关联进行PTP数据收发空闲NNNN无守候Y仅收(PTM)数据和接收PTP、PTM寻呼YN路由区RA就绪YYYY小区cell移动性管理状态2三种移动性管理状态在一定条件要进行状态转化空闲状态守候状态就绪状态GPRS附着和去附着GPRS附着GPRS手机建立与GPRS网络的连接，MS请求接入，并发起与SGSN的连接，在移动台和SGSN间建立MM移动关联。GPRS去附着GPRS手机结束与GPRS网络的连接，MS将从就绪状态变为空闲状态，结束与SGSN建立的MM移动关联的连接。GPRS的位置区域管理GPRS的位置区域管理就是移动台位置移动的管理。位置更新过程的分类条件小区位置更新（CellUpdate）就绪状态的MS在路由区内从一个小区移到另一个小区时路由区位置更新（RoutingAreaUpdate）SGSN内MS从一个路由区移到另一个路由区时SGSN间SGSN间的RA/LA联合更新(CombinedInterSGSNRA/LAUpdate)SGSN与MSC/VLR建立关联之后GPRS的会话管理1GPRS的会话管理是指GPRS移动台连接到外部数据网络的处理过程功能支持用户终端对PDP移动关联的处理PDP移动关联是指GPRS系统提供一组将移动台与一个PDP地址（通常是IP地址）相关联和释放相关联的功能。•方式移动台附着到网络后，应激活所有需要与外部网络进行数据传输的地址，当数据传输结束后，再解除这些地址。•移动台状态守候或就绪GPRS的会话管理2•PDP地址分类分配者附加说明静态PDP地址归属PLMN运营商若PDP移动关联的激活是网络请求的，则只能使用静态PDP地址动态HPLMNPDP地址HPLMN均需在激活PDP移动关联时，由GGSN分配/释放动态PDP地址动态VPLMNPDP地址VPLMNGPRS的空中接口GPRS的空中接口是整个GPRS系统的关键技术之一GPRS的逻辑信道——分组逻辑信道GPRS的物理信道——分组数据信道PRACHPPCHPAGCHPNCHPBCCHPTCCHPDTCHPACCHPDCH物理信道逻辑信道分组逻辑信道的类型分组逻辑信道分类功能上/下行分组广播控制信道（PBCCH）传播与分组数据相关的系统信息下行分组公共控制信道PCCCH分组寻呼信道（PPCH）寻呼分组或电路交换业务下行分组随机接入信道（PRACH）MS发送数据或信令信息上行分组接入允许信道（PAGCH）在分组建立阶段，向MS发送无线资源分配信息下行分组通知信道（PNCH）在PTM-M分组传送前，向一组MS发送PTM-M通知信息下行分组专用控制信道PDCCH分组辅助控制信道（PACCH）传送包括功