GPRS基礎培訓(共61張)

1、 中國移動通信集團公司技術部 1. GPRS產生的背景產生的背景 2. GPRS的特點 3. GPRS的基本原理 GPRS網(wǎng)絡原理 GPRS無線原理 012345671995 1996 1997 1998 1999 2000 2001億億移動 Internet移動通信和Internet 技術因素終端技術：豐富的人機交互手段、對PDA功能的集成、對多媒體的支持移動數(shù)據(jù)的推動因素移動數(shù)據(jù)的推動因素網(wǎng)絡技術：更高的接入速率、更為合理的收費、更快的接入、一直在線的連接方式業(yè)務提供技術：更為便捷的業(yè)務提供方式、第三方的業(yè)務提供商的介入，將網(wǎng)絡和業(yè)務提供分開 GSM對移動數(shù)據(jù)的制約因素GSM對移動數(shù)據(jù)的制

2、約因素缺少為移動數(shù)據(jù)用戶專門定制的業(yè)務沒有考慮用戶可以接受的價格，從而使得在用戶看來性能價格比不高市場因素 G SM 對 移 動 數(shù) 據(jù) 的 制 約 因 素G SM 對 移 動 數(shù) 據(jù) 的 制 約 因 素數(shù) 據(jù) 接 入 速 率 低 于 固 定 Internet速 率移 動 終 端 功 能 較 弱 ， 不 具 有 固 定 終 端的 人 機 界 面 功 能技術因素 1. GPRS產生的背景 2. GPRS的特點的特點 3. GPRS的基本原理 GPRS網(wǎng)絡原理 GPRS無線原理 無線無線/網(wǎng)絡資源利用率高，適合于支持間歇網(wǎng)絡資源利用率高，適合于支持間歇/突發(fā)性突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸，計費方式靈活，價格合理

3、數(shù)據(jù)傳輸，計費方式靈活，價格合理速率較高：速率較高：1-8個時隙，個時隙，CS1-CS4，可達約可達約10kbit/s - 170kbit/s分組交換平臺為多種業(yè)務提供承載：分組交換平臺為多種業(yè)務提供承載：現(xiàn)有現(xiàn)有GSM數(shù)據(jù)業(yè)務：數(shù)據(jù)業(yè)務：SMS、WAP外部數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務：外部數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務：GTP隧道傳輸機制為各種外隧道傳輸機制為各種外部數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務提供透明承載：部數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務提供透明承載：Internet/Intranet/X.25作為作為ISP開發(fā)新業(yè)務，尤其是移動網(wǎng)特定業(yè)務開發(fā)新業(yè)務，尤其是移動網(wǎng)特定業(yè)務可以逐步向可以逐步向3G、全、全IP網(wǎng)演進網(wǎng)演進GPRS 的特點的特點 上下行鏈路可不對稱，數(shù)

4、據(jù)速率可變上下行鏈路可不對稱，數(shù)據(jù)速率可變在不進行數(shù)據(jù)傳輸時可將數(shù)據(jù)業(yè)務掛起，不占在不進行數(shù)據(jù)傳輸時可將數(shù)據(jù)業(yè)務掛起，不占用無線用無線/網(wǎng)絡資源，再進行數(shù)據(jù)傳輸時能較快恢網(wǎng)絡資源，再進行數(shù)據(jù)傳輸時能較快恢復，無需重新發(fā)起業(yè)務復，無需重新發(fā)起業(yè)務一個一個MS可同時進行多個數(shù)據(jù)會話可同時進行多個數(shù)據(jù)會話根據(jù)網(wǎng)絡和根據(jù)網(wǎng)絡和MS的工作模式，用戶可以分別的工作模式，用戶可以分別/交替交替/同時進行話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務同時進行話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務GPRS 的特點的特點 定位業(yè)務定位業(yè)務GPRSPDNGGSNTEMTnGPS定位n基站定位中心主機中心主機TEMT中心主機 刷卡刷卡/讀表讀表/遙測遙測GPRSP

5、DNGGSNPOSMT銀行主機遠端遙測單元MT監(jiān)測主機監(jiān)測主機 調度業(yè)務（調度業(yè)務（PTM）GPRSPDNGGSNTEMTPTM服務器調度中心主機 GPRS邏輯結構邏輯結構GfSGSNDGiGnGbGcCEGpGsMSC/VLRTEMTBSSTEPDNRUmGrAHLR其他 PLMNSGSNGGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNEIRSGSNGnnBS軟件升級nBSC增加PCU及軟件升級MS為具有GPRS能力的A/B/C類MSn與原GSM共用n軟件升級n新增網(wǎng)元n軟件升級 GPRS網(wǎng)絡組成網(wǎng)絡組成GfGnGbGcGpGsMSC/VLRMSBSSUmGrHLROther

6、 PLMNSGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNEIRSGSNGnFRSS7BackbonenetworkATM/Ethernet/SDH, etcBGGGSNX.25CGDNSBilling centreOMCGiTEInternetTEGiDNSRadiusWWW/Email/FTPDHCP GPRS PLMN間互連間互連BGSGSNBGSGSNGGSNGGSNSGSNbackbonebackboneGiGpGiA省B省PDNIntra PLMNbackbonBGSGSNGGSNbackbonePLMN2PLMN1PLMN1Inter PLMNbackboneGp

7、Gi SGSN 功能功能認證、鑒權通過GPRS隧道協(xié)議與GSN通信加密和壓縮移動性管理會話管理與HLR、MSC/VLR交互計費信息和統(tǒng)計信息收集提供網(wǎng)管接口 GGSN功能功能與外部網(wǎng)接口從外部網(wǎng)看，類似一個路由器使用GTP協(xié)議封裝數(shù)據(jù)和轉發(fā)到SGSN將移動臺發(fā)起的數(shù)據(jù)路由到正確的目的地過濾用戶數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)網(wǎng)收集計費和統(tǒng)計數(shù)據(jù) DNS 功能功能在GPRS骨干網(wǎng)中將邏輯名映射為IP地址將接入點名（APN） 映射為GGSN的 IP地址每一個SGSN需要與DNS服務器協(xié)商完成解析 DNS 功能功能SGSN僅需與本地的DNS服務器協(xié)商不同運營者的DNS服務器互相交換信息或通過根DNS服務器交換信息 HLR

8、新增的功能新增的功能GPRS 簽約數(shù)據(jù)的存儲IMSI為主要的用戶索引 每一個移動用戶可能有一個或多個PDP上下文（PDP Context）每一PDP上下文包含：PDP 類型(如 IP, X.25，PPP)PDP 地址(如4, *.*.*.*)Subscribed QoS profileAPNVPLMN address allowed,. GPRS 終端類型終端類型Class A 可以同時附著于可以同時附著于GPRS和和GSM業(yè)務業(yè)務可以同時使用可以同時使用GPRS數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)傳送和GSM話音業(yè)話音業(yè)務務Class B可以同時附著于可以同時附著于GPRS和和GSM業(yè)務

9、業(yè)務可同時監(jiān)聽可同時監(jiān)聽GSM電路尋呼和電路尋呼和GPRS尋呼尋呼可以使用可以使用GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務或數(shù)據(jù)業(yè)務或GSM話音業(yè)務但話音業(yè)務但不能同時使用這兩種業(yè)務不能同時使用這兩種業(yè)務 GPRS 終端類型終端類型Class C任何時候僅能附著其中的一種業(yè)務：任何時候僅能附著其中的一種業(yè)務：GPRS或或GSM任何時候只能使用其中的一種業(yè)務：任何時候只能使用其中的一種業(yè)務：GPRS或或GSM GPRS網(wǎng)絡操作模式網(wǎng)絡操作模式尋呼協(xié)調（尋呼協(xié)調（Paging Co-ordination）：網(wǎng)絡）：網(wǎng)絡在同一個信道上發(fā)送在同一個信道上發(fā)送GPRS和和GSM尋呼消尋呼消息。移動臺只需監(jiān)聽這個信道就可接收所息

10、。移動臺只需監(jiān)聽這個信道就可接收所有與有與GPRS和和GSM有關的尋呼消息。有關的尋呼消息。 GPRS網(wǎng)絡操作模式網(wǎng)絡操作模式ModeModeCircuit Paging ChannelCircuit Paging Channel GPRS Paging ChannelGPRS Paging ChannelPaging co-ordinationPaging co-ordinationPacket Paging ChannelPacket Paging ChannelICCCH Paging ChannelCCCH Paging ChannelYesPacket Data ChannelNot

11、 A pplicableIICCCH Paging ChannelCCCH Paging ChannelNoIIICCCH Paging ChannelPacket Paging ChannelNoCCCH Paging ChannelCCCH Paging Channel網(wǎng)絡操作模式 GPRS傳輸協(xié)議平面?zhèn)鬏攨f(xié)議平面NetworkServiceGTPApplicationIP / X.25SNDCPLLCRLCMACGSM RFSNDCPLLCBSSGPL1bisRLCMACGSM RFBSSGPL1bisRelayL2L1IPL2L1IPGTPIP / X.25UmGbGnGiMSBSSS

12、GSNGGSNNetworkserviceUDP /TCPUDP /TCPrelay 基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)GPRS協(xié)議協(xié)議(BSSGP)允許多個用戶共享物理資源和實現(xiàn)負荷分擔允許多個用戶共享物理資源和實現(xiàn)負荷分擔（與（與A接口不同）；接口不同）；GPRS信令和數(shù)據(jù)占用同樣的物理資源；信令和數(shù)據(jù)占用同樣的物理資源；用戶接入速率可以在一個范圍內變動，有下行用戶接入速率可以在一個范圍內變動，有下行流量控制機制；流量控制機制； 基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)GPRS協(xié)議協(xié)議(BSSGP)BSSGP 的主要功能：的主要功能：上行和下行數(shù)據(jù)傳送上行和下行數(shù)據(jù)傳送信令信令:尋呼尋呼無線狀態(tài)無線狀態(tài)暫停和恢復暫停和恢復

13、清除清除流量控制流量控制跟蹤跟蹤 信令協(xié)議平臺信令協(xié)議平臺G M M /SML L CRL CM A CG SM RFG M M /SML L CBSSG PL 1bisU mG bM SB SSSG SNN etworkServiceN etworkServiceRL CM A CG SM RFBSSG PL 1bisLLC RelayL 1L 2IPU D PG T PL 1L 2IPU D PG T PG G SN /SG SNG n 基于基于SS7的接口的信令平臺的接口的信令平臺SCCPMTP2MTP3MTP2MTP3SCCPGrGcGdGfSGSN/GGSNHLRSMSEIRTCAP

14、MAPTCAPMAPL1L1 Gs接口的信令協(xié)議平臺接口的信令協(xié)議平臺SCCPMTP2MTP3MTP2MTP3SCCPGsSGSNMSC/VLRBSSAP+BSSAP+L1L1 GPRS 移動性管理移動性管理 (GMM)使使SGSN保持對移動臺位置信息的了解保持對移動臺位置信息的了解附著和去著附著和去著安全性管理安全性管理 鑒權鑒權P-TMSI 分配分配PTMSI 簽名檢查簽名檢查觸發(fā)尋呼觸發(fā)尋呼路由區(qū)路由區(qū) (RA):由多個小區(qū)組成由多個小區(qū)組成一個位置區(qū)由一個或多個路由區(qū)組成一個位置區(qū)由一個或多個路由區(qū)組成 移動性管理的狀態(tài)移動性管理的狀態(tài)READY: 需要作小區(qū)更新；數(shù)據(jù)傳輸可直接進行I

15、DLE: 網(wǎng)絡不知MS的存在 STANDBY: 僅需作路由區(qū)更新READYIDLESTANDBYTimerGPRS AttachData Transmission or ReceptionGPRS Detach GPRS Attach procedureMSNew SGSNHLRAttach Accept (P-TMSI etc.)Attach Request (IMSI or old P-TMSI, etc. )AuthenticationSubscription data (QoS Profile etc.)Old SGSNCancel LocationUpdate LocationIde

16、ntity Request GPRS附著后附著后SGSN跟蹤移動臺的位置信息移動臺與SGSN之間可安全地通信開始收集計費信息SGSN存有移動臺的簽約數(shù)據(jù)HLR知道當前服務移動臺的SGSN的號碼 鑒權鑒權 1. Send Authentication Info 2. Authentication and Ciphering Request 1. Send Authentication Info Ack 2. Authentication and Ciphering ResponseMSBSSHLRSGSN 分離（分離（1）MS發(fā)起發(fā)起 3. IMSI Detach Indication 2. D

17、elete PDP Context Response 1. Detach Request 2. Delete PDP Context Request 5. Detach AcceptMSBSSGGSNSGSNMSC/VLR 4. GPRS Detach Indication 分離（分離（2）：）：SGSN/HLR發(fā)起發(fā)起HLRM SBSSGGSNSGSNM SC/VLR 3. Delete PDP Context Request 1. Cancel Location 4. GPRS Detach Indication 2. Detach Request 6. Cancel Location A

18、ck 3. Delete PDP Context Response 5. Detach Accept Routing Area UpdateSGSNSGSNGGSNBSSBSSBSSMSIntra SGSNRA UpdateMSMSInter SGSNRA Update 路路由由區(qū)區(qū)更更新新MSBSSnew SGSNHLRGGSNold SGSN 2. SGSN Context Response 3. Security Functions 1. Routeing Area Update Request 2. SGSN Context Request 6. Update PDP Context

19、Request 6. Update PDP Context Response 7. Update Location 10. Update Location Ack 11. Routeing Area Update Accept 8. Cancel Location 8. Cancel Location Ack 9. Insert Subscriber Data Ack 9. Insert Subscriber Data 12. Routeing Area Update Complete 5. Forward Packets 4. SGSN Context Acknowledge 聯(lián)聯(lián)合合位位置

20、置更更新新 12b. Cancel Location 12c. Cancel Location Ack 12d. Insert Subscriber Data 16. TM SI Reallocation Com plete 12f. Update Location Ack 13. Location Update Accept 15. Routeing Area Update Com plete 14. Routeing Area Update Accept 8. Cancel Location 8. Cancel Location Ack 6. Update PDP Context Resp

21、onse 6. Update PDP Context Request 7. Update Location 10. Update Location Ack 12a. Update Location 11. Location Update Request 2. SGSN Context Response 3. Security Functions 2. SGSN Context Request 1. Routeing Area Update Request 9. Insert Subscriber Data 9. Insert Subscriber Data Ack 12e. Insert Su

22、bscriber Data AckM SBSSGGSNold SGSNnew SGSNHLRnewM SC/VLRoldM SC/VLR 5. Forward Packets 4. SGSN Context Acknowledge Inter-SGSN Routing Area UpdateMSNew SGSNHLRRA Update AcceptRA UpdateOld SGSNUpdate PDP ContextForward PacketsSGSN ContextGGSNUpdate Location PDP上下文基本概念上下文基本概念PDP上下文上下文存在于存在于MS、SGSN、GGS

23、N中的中的PDP上下文上下文有所不同，主要包括有所不同，主要包括PDP類型、地址類型、地址(動態(tài)動態(tài)/靜態(tài)靜態(tài))、狀態(tài)、狀態(tài)APNNSAPIQoS文件文件SGSN/GGSN地址地址無線優(yōu)先權無線優(yōu)先權等等。等等。激活激活/去活兩種狀態(tài)去活兩種狀態(tài) PDP上下文的激活：上下文的激活：MS發(fā)起發(fā)起GGSN 4. Activate PDP Context Accept 3. Create PDP ContextResponse 3. Create PDP Context Request 1. Activate PDP Context RequestSGSNMS 2. Security Functio

24、ns PDP上下文的激活：網(wǎng)絡發(fā)起上下文的激活：網(wǎng)絡發(fā)起MSSGSNGGSN 3. PDU Notification RequestHLR 1. PDP PDU 2. Send Routeing Info for GPRS 2. Send Routeing Info for GPRS Ack 4. Request PDP Context Activation5. PDP Context Activation procedure 3. PDU Notification Response PDP上下文的修改上下文的修改 4. Modify PDP Context Accept 2. Update

25、PDP Context Response 1. Update PDP Context Request 3. Modify PDP Context RequestSGSNGGSNMS PDP上下文去激活：上下文去激活：MS發(fā)起發(fā)起GGSN 4. Deactivate PDP Context Accept 3. Delete PDP Context Response 3. Delete PDP Context Request 1. Deactivate PDP Context RequestSGSNMS 2. Security Functions PDP上下文去激活：上下文去激活：SGSN發(fā)起發(fā)起

26、GGSN 1. Delete PDP Context RequestSGSN 1. Delete PDP Context Response 2. Deactivate PDP Context Accept 2. Deactivate PDP Context RequestMS PDP上下文去激活：上下文去激活：GGSN發(fā)起發(fā)起GGSN 1. Delete PDP Context RequestSGSN 3. Delete PDP Context Response 2. Deactivate PDP Context Accept 2. Deactivate PDP Context Request

27、MS GTP (GPRS Tunnelling Protocol)GTP 攜帶數(shù)據(jù)和信令攜帶數(shù)據(jù)和信令主要的信令流程：主要的信令流程：Path management: Echo messagesTunnel Management: Create, Update and Delete PDP contextMobility Management: Identification and SGSN context messagesNetwork requested Context activation messages: PDU Notification; Send Routeing Informa

28、tion for GPRS and Note MS GPRS Present GTP路徑管理（路徑管理（Path management）: Echo messagesPath:A path is a combination of an IP address and a UDP port (or TCP port)用于定時檢測某個用于定時檢測某個GSN是否仍在是否仍在正常工作。正常工作。 GTP隧道管理（隧道管理（Tunnel Management）: Create PDP Context Request and Response PDP context activationUpdate PDP

29、 Context Request and responseInter SGSN Routeing Update procedure or the PDP Context Modification procedure Delete PDP Context Request and ResponseDetach procedure GPRS PDP Context Deactivation procedure 接入接入Internet透明接入：透明接入：GGSN不參與外部網(wǎng)的認證不參與外部網(wǎng)的認證非透明接入：非透明接入：MS分配分配ISP/Intranet所擁有的地址段中的地址，所擁有的地址段中的地

30、址，由由GGSN代替代替MS進行認證進行認證 透明接入透明接入DNSDHCPGGSNPacket DomainNetworkFirewall /ProxyGiReferencePointExternal IPNetworkOperatorspecificIPNetwork IPIntranetprotocol PPPor L2 PPPor L2Packet Domain bearer L2 L2 IP IP IPIntranetprotocolMTGGSNIntranetTE 非透明接入非透明接入PPP/L2PPP/L2SMSMGTP-CGTP-CPhy. layerPhy.layerLowe

31、rlayersLowerlayersLowerlayersLowerlayersLowerlayersIPLower layersUDPDHCP/RADIUSIPUDPDHCP/RADIUSTEMTSGSNGGSNISP Data transfer Mobile to corporate serverLocal areanetworkServerRouterSGSNGGSNBGBSCBTSIntra-PLMNbackbonenetwork(IP based)SGSNGGSNBGBSCBTSIntra-PLMNbackbonenetwork(IP based)PacketnetworkInter-PLMNbackbonenetworkPacketnetworkDatanetwork(Internet)CorporateHPLMNVPLMN RoamingTwo Operators InterconnectedBTSBSCSGSNGGSNInternetVISITEDOperatorPLMNFWBTSBSCSG