GPRS简介

1主要内容GSM演进GPRS网络结构GPRS空中接口GPRS无线网络规划2GSM演进移动通信发展1GAnalog:NMTTACSAMPS2GDigital:GSMIS-95IS-136PHS2.5GHigh-speeddata:HSCSDGPRSEDGE1xRTT3GMultimedia:UMTScdma20003GSM演进GSM演进PHASE1PHASE2PHASE2+FRVoice0.3-9.6kbpsdataSMSHRVoicemulti-partycall…后向兼容的升级HSCSDGPRSEDGE…相对独立的新方向UMTS4GSM演进WhyGPRSGSM不能满足数据业务的发展最高14.4Kbps/GPRS提供最高172.2kbps电路交换按时收费/GPRS按流量计费建立连接需重拨/GPRS附着后不需要重拨GPRS对原有GSM网络改动很少，投资省新增分组域设备GSM设备软件升级5主要内容GSM演进GPRS网络结构GPRS空中接口GPRS无线网络规划62G网络:移动台&基站子系统TDMPSTNAUCHLRSCPSIMBTSBSCSubscriberIdentityModule(SIM)存储(IMSI),识别用户,秘钥授权,以及其他用户信息可以通过密码保护允许个人移动型MobileEquipment-InternationalMobileEquipmentIdentity(IMEI)BaseTransceiverStation(BTS)aka“BaseStation”无线收发信机,定义小区频率在800,900,1800和1900MHz无线链路规程最常用多个频率.载波/BTSBaseStationController(BSC)无线信道建立切换跳频编解码器Transcoders(TCU)GSM的编解码器，13kbps标准与G.703/64kbps之间转换MEBaseStationSubsystem(BSS)移动台UmAbisA72GGSM–基站子系统TDMPSTNAUCHLRBTSBSCBaseTransceiverStationsTDME1/T1BTSBaseStationControllerIncludingTRAU/TCU取决于供应商，设计和地形（城市和郊区）每个BSC约10-40BTSsUmAbisA8BSCBSCBSC2GGSM–MSCMSC连接固定网(SS7)像一个标准的PSTN/ISDN交换机附加下列功能:•登记•授权•位置更新•切换•集成VLR•漫游用户的呼叫路由…9GPRS网络结构10GSM/GPRS网络结构IWF:Inter-workingFunction11GPRS接口HLRSGSNPDNBSSGbGrGGSNGnGGSNExt.PLMNGpVLRGsGcGiSMS-GMSCGd12GPRS漫游InternetHLRGpVisitedHomeHLRGpIPSec/InternetLLHomeservicesIR.33RoamingIR.34GRXGRXGPRSRoamingExchange(similartoanInternetpeeringexchange)HSSHomeSubscriberServices13GPRS网络结构新增设备GPRSMSClassA:能同时进行语音和数据业务传送；ClassB:支持语音和数据业务，但不能同时使用；数据传送中有语音呼入时，可暂时中断数据传送直到通话结束；ClassC:支持语音和数据业务，但同时只能使用语音业务或数据业务，无对未使用的业务相关信令进行捕获的能力。14GPRS网络结构新增设备CCU(ChannelControlUnit)基站升级在传统GSM网络上应用GPRS，BTS需要软件升级以支持新的GPRS功能，如CS1-CS4的编解码；支持GPRS无线信道及其测量等解决物理层问题！15GPRS网络结构新增设备PCU(PacketcontrolUnit)分流控制GPRS用户的电路交换业务和分组交换业务分组拆分和重组无线资源分配无线信道管理传输控制（缓冲、重传等）解决RLC/MAC层问题！16GPRS网络结构17GPRS网络结构新增设备GSN(GPRSSupportNodes)分组数据需要一套完整的分组交换核心网GGSN通向外部数据网络的关口SGSN服务于用户的交换节点181.网络设备结点SGSNSGSN主要是负责传输GPRS网络内的数据分组，它扮演的角色类似通信网络内的路由器（Router），将BSC送出的数据分组路由（Route）到其他的SGSN，或是由GGSN将分组传递到外部的因特网，除此之外，SGSN还包括所有管理数据传输有关的功能。GPRS移动通信网络与因特网最大的区别，就是GPRS网络增加了手机或终端的移动性管理（MobilityManagement），同GSM网一样，GPRS网络同样有针对数据传输的鉴权、加密功能，192.网络设备结点GGSNGGSN是GPRS网络连接外部因特网的一个网关，负责GPRS网络与外部因特网的数据交换。在GPRS标准的定义内，GGSN可以与外部网络的路由器、ISP的RADIUS服务器或是企业公司的Intranet等IP网络相连接，也可以与X.25网络相连接，不过全世界大部分的电信营运商都倾向于只将GPRS网络与IP网络连接。20GPRS网络结构TRAU(TranscodeRateAdapterUnit码型转换和速率适配单元）TRAU帧：320bit/20ms=16kbps全速率语音业务TRAU帧中Payload为260bits21GPRS网络结构GSM对早期GPRS网络的限制BTSBSCMSPCM4*16kbps=64kbpsE1CS315.6kbps+head+syn16kbpsCS421.4kbps16kbpsAbis接口中每4个TRAU帧固定映射于一个E1时隙，无法承载CS3、CS4业务。可通过对该接口软件升级，改变其映射方式加以解决，如将CS3、CS4映射到32kbps单元22主要内容GSM演进GPRS网络结构GPRS空中接口GPRS无线网络规划23GPRS空中接口相同的资源，怎样获得更高的速率呢？如何考虑数据业务特性？24GPRS空中接口多用户共享增大信道吞吐量使用多个物理信道共享物理信道，灵活分配资源25GPRS空中接口还有更多的想法吗？继续想吧！也许你就是以后的技术先驱！26GPRS空中接口增大信道吞吐量路况好（C/I）冗余少一点，流量大一点路况差（C/I）冗余多一点，重传少一点冗余度BLER27GPRS空中接口CodeScheme(Rateadaption)CS128GPRS空中接口CodeScheme(Rateadaption)CS2/CS329GPRS空中接口CodeScheme(Rateadaption)CS430GPRS空中接口CodeScheme(Rateadaption)02468101214161820流量(bps)3dB11dB15dB23dBC/ICS1CS2CS3CS431GPRS空中接口CodeScheme(Rateadaption)C/IBERBLER传输效率无线环境GMSK编码方式重传冗余度32GPRS空中接口CodeScheme(Rateadaption)SchemeCodeRateMaxdatabitsRadioBlockNoUSF&BCSCodedBitsPuncturedBitsLLCDataRate(Kbps)DataRate(Kbps)CS-11/2160181456089.05CS-2≈2/32402685881321213.4CS-3≈3/428831267622014.415.6CS-41400428456-2021.4CS1-CS3均使用了1/2卷积编码，CS2、CS3使用了不同程度的打孔；CS4未使用卷积编码，因此链路较脆弱，需较高信噪比33GPRS空中接口使用多个物理信道MultislotClassType1MSs(1-12&19-29)MultislotClassRxTxSumRx+Tx1112221332234314…………2988N/ASeeGSM05.02-v7Rx:最大同时占用接收时隙数Tx:最大同时占用发射时隙数SumRx+Tx:最大同时占用接收与发射总时隙数N/A：无该项限制34GPRS空中接口MultislotClassType2MS(13-18)MultislotClassRxTxSumRx+Tx1333N/A1444N/A1555N/A1666N/A1777N/A1888N/ASeeGSM05.02-v7Rx:最大同时占用接收时隙数Tx:最大同时占用发射时隙数SumRx+Tx:最大同时占用接收与发射总时隙数N/A：无该项限制35GPRS空中接口灵活的资源分配数据信道复帧结构思考：为什么是以4个时隙为单位？Block为最小资源分配单元36GPRS空中接口讨论：为何中移动GPRS网络实测数据速率通常离宣称的理论最高速率(21.4*8=172.2kbps)距离较远？37GPRS空中接口21.4*8=？172.2kbpsCS4:物理层负载速率为21.4kbps;LLC层速率为20kbps（该速率包含LLC层、IP层、应用层等开销）；考虑误块重传，进一步减小速率测试地点无线环境C/I是否足够好以支持CS4测试终端Multislotclass是否支持同时8时隙接收或发射；是否8时隙均有连续资源分配其它限制（见下容量规划一节）38主要内容GSM演进GPRS网络结构GPRS空中接口GPRS无线网络规划39GPRS无线网络规划GPRS覆盖GPRS与GSM调制方式一致，其链路预算与GSM相同不同编码方式由于冗余度不同，其覆盖半径根据信噪比有所差别40GPRS无线网络规划GPRS覆盖同一C/I情况下不同编码的覆盖示意图CS1CS2CS3CS4CS1CS2CS3CS4C/I自基站中心到边缘逐渐降低不同载波若干扰情况（主要由频率复用系数决定）不同，C/I分布也不同，规划中可根据需求设置不同的频率复用方案。41GPRS无线网络规划GPRS覆盖GPRS网络初期可用频率复用较疏松的BCCH频点承载对承载GPRS业务的载频可采用较疏松的频率复用系数，以获得较高载干比，提高CS4、CS3覆盖范围42GPRS无线网络规划容量限制无线子系统Congestion(拥塞):voicehaspriorityC/IaffectsCSandretransmissionResourceavailabeforGPRSPCUmaximumthroughputAbisinterface43GPRS无线网络规划容量限制核心网AvailablebandwidthOverheadDelayroutingandbufferingprotocolconversionRetransmissionPhysicallayertransmissionrateGSNmaximumthroughput44GPRS无线网络规划电路交换与分组混合情况45GPRS无线网络规划关于话务量（一个概念）BlockingAverageChannels忙时话务数据业务实时性要求不高，有利于充分利用富余资源46GPRS无线网络规划一种方法——数据业务ErlMaxbitrateperChannelAveragebitrateSampleAveragebitrateperchannel业务特性用户行为终端性能无线环境网络负载……业务模型Erl47GPRS无线网络规划一种方法——数据业务Erl48GPRS无线网络规划容量规划初期GPRS业务较少，可利用动态容量，如有必要可增加少量资源作为GPRS业务独占资源，以在极端情况下提供业务支持后期可根据GPRS业务发展情况，相应增加GPRS资源49GPRS应用举例—车辆定位及智能