通用分組無線服務(wù)GPRS

GeneralPacketRadioService

(通用分組無線業(yè)務(wù)，GPRS）中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司技術(shù)部?jī)?nèi)容GPRS的特點(diǎn)GPRS邏輯結(jié)構(gòu)GPRS新增網(wǎng)元功能GPRS終端類型GPRS網(wǎng)絡(luò)原理簡(jiǎn)介GPRS無線原理簡(jiǎn)介無線/網(wǎng)絡(luò)資源利用率高，適合于支持間歇/突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸，計(jì)費(fèi)方式靈活，價(jià)格合理速率較高：1-8個(gè)時(shí)隙，CS1-CS4，可達(dá)9.05kbit/s–171.2kbit/s分組交換平臺(tái)為多種業(yè)務(wù)提供承載：現(xiàn)有GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：SMS、WAP外部數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)：GTP隧道傳輸機(jī)制為各種外部數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供透明承載：Internet/Intranet/X.25作為ISP開發(fā)新業(yè)務(wù)，尤其是移動(dòng)網(wǎng)特定業(yè)務(wù)GPRS的特點(diǎn)

上下行鏈路可不對(duì)稱，數(shù)據(jù)速率可變?cè)诓贿M(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)掛起，不占用無線/網(wǎng)絡(luò)資源，再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)能較快恢復(fù)，無需重新發(fā)起業(yè)務(wù)一個(gè)MS可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)話根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和MS的工作模式，用戶可以分別交替/同時(shí)進(jìn)行話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以逐步向3G、全I(xiàn)P網(wǎng)演進(jìn)GPRS的特點(diǎn)GPRS邏輯結(jié)構(gòu)BTS軟件升級(jí)BSC增加PCU及軟件升級(jí)MS為具有GPRS能力的A/B/C類MS與原GSM共用軟件升級(jí)新增網(wǎng)元軟件升級(jí)GPRS網(wǎng)絡(luò)組成新增網(wǎng)元功能介紹SGSN（ServingGPRSSupportNode）GGSN（GatewayGPRSSupportNode）DNS（DomainNameServer）CG（ChargingGateway）SGSN功能認(rèn)證、鑒權(quán)通過GPRS隧道協(xié)議與GSN通信加密和壓縮移動(dòng)性管理會(huì)話管理與HLR、MSC/VLR交互計(jì)費(fèi)信息和統(tǒng)計(jì)信息收集提供網(wǎng)管接口GGSN功能與外部網(wǎng)接口的關(guān)口從外部網(wǎng)看，類似一個(gè)路由器使用GTP（GPRSTunnelingProtocol）協(xié)議封裝數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)到SGSN將移動(dòng)臺(tái)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(jì)費(fèi)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)DNS功能在GPRS骨干網(wǎng)中將邏輯名映射為IP地址將接入點(diǎn)名（APN）映射為GGSN的IP地址每一個(gè)SGSN需要與DNS服務(wù)器協(xié)商完成解析DNS功能SGSN僅需與本地的DNS服務(wù)器協(xié)商不同運(yùn)營者的DNS服務(wù)器互相交換信息或通過根DNS服務(wù)器交換信息CG功能收集計(jì)費(fèi)話單（S-CDR、M-CDR、S-SMT-CDR、S-SMO-CDR、G-CDR）話單合并話單預(yù)處理對(duì)某些不必要的字段進(jìn)行過濾添加一些其它運(yùn)營者要求的選項(xiàng)HLR新增的功能GPRS簽約數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)IMSI為主要的用戶索引

每一個(gè)移動(dòng)用戶可能有一個(gè)或多個(gè)PDP上下文（PDPContext）每一PDP上下文包含：PDP類型 (如IP,X.25，PPP)PDP地址(如4,*.*.*.*)SubscribedQoSprofileAPN VPLMNaddressallowed,...GPRS終端類型ClassA

可以同時(shí)附著于GPRS和GSM業(yè)務(wù)可以同時(shí)使用GPRS數(shù)據(jù)傳送和GSM話音業(yè)務(wù)ClassB可以同時(shí)附著于GPRS和GSM業(yè)務(wù)可以使用GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或GSM話音業(yè)務(wù)但不能同時(shí)使用這兩種業(yè)務(wù)GPRS終端類型ClassC任何時(shí)候僅能附著其中的一種業(yè)務(wù)：GPRS或GSM任何時(shí)候只能使用其中的一種業(yè)務(wù)：GPRS或GSMGPRS網(wǎng)絡(luò)原理簡(jiǎn)介

GPRS傳輸協(xié)議平面基站子系統(tǒng)GPRS協(xié)議(BSSGP)允許多個(gè)用戶共享物理資源和實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)（與A接口不同）；GPRS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(gè)范圍內(nèi)變動(dòng)，有下行流量控制機(jī)制；基站子系統(tǒng)GPRS協(xié)議(BSSGP)BSSGP的主要功能：上行和下行數(shù)據(jù)傳送信令:尋呼無線狀態(tài)暫停和恢復(fù)清除流量控制跟蹤信令協(xié)議平臺(tái)基于SS7的接口的信令平臺(tái)Gs接口的信令協(xié)議平臺(tái)GPRS移動(dòng)性管理(GMM)使SGSN保持對(duì)移動(dòng)臺(tái)位置信息的了解附著和去著安全性管理

鑒權(quán)P-TMSI分配PTMSI簽名檢查觸發(fā)尋呼路由區(qū)(RA):由多個(gè)小區(qū)組成一個(gè)位置區(qū)由一個(gè)或多個(gè)路由區(qū)組成移動(dòng)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(jìn)行IDLE:網(wǎng)絡(luò)不知MS的存在STANDBY:僅需作路由區(qū)更新READYIDLESTANDBYTimerGPRSAttachDataTransmission

orReceptionGPRSDetachGPRS附著過程MSSGSNHLRAttachAccept(P-TMSIetc.)AttachRequest(IMSIoroldP-TMSI,etc.)AuthenticationSubscriptiondata(QoSProfileetc.)UpdateLocationIdentityRequestGPRS附著后SGSN跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置信息移動(dòng)臺(tái)與SGSN之間可安全地通信開始收集計(jì)費(fèi)信息SGSN存有移動(dòng)臺(tái)的簽約數(shù)據(jù)HLR知道當(dāng)前服務(wù)移動(dòng)臺(tái)的SGSN的號(hào)碼鑒權(quán)

分離（1）MS發(fā)起

分離（2）：SGSN/HLR發(fā)起路由區(qū)更新（RoutingAreaUpdate）SGSNSGSNGGSNBSSBSSBSSMSIntraSGSN

RAUpdateMSMSInterSGSN

RAUpdate路由區(qū)更新SGSN間路由區(qū)更新（Inter-SGSNRoutingAreaUpdate）MSNewSGSNHLRRAUpdateAcceptRAUpdateOldSGSNUpdatePDPContextForwardPacketsSGSNContextGGSNUpdateLocationPDP上下文基本概念PDP上下文存在于HLR中的一組用戶業(yè)務(wù)屬性，主要包括PDP類型、地址(動(dòng)態(tài)/靜態(tài))、狀態(tài)APNNSAPIQoS文件SGSN/GGSN地址無線優(yōu)先權(quán)等等。激活/去活兩種狀態(tài)PDP上下文的激活：MS發(fā)起PDP上下文的激活：網(wǎng)絡(luò)發(fā)起PDP上下文的修改PDP上下文去激活：MS發(fā)起PDP上下文去激活：SGSN發(fā)起PDP上下文去激活：GGSN發(fā)起接入Internet透明接入：GGSN不參與外部網(wǎng)的認(rèn)證非透明接入：MS分配使用ISP/Intranet所擁有的地址段中的地址，由GGSN代替MS進(jìn)行認(rèn)證透明接入非透明接入數(shù)據(jù)傳輸MobiletocorporateserverLocalareanetworkServerRouterSGSNGGSNBGBSCBTSIntra-PLMNbackbonenetwork(IPbased)SGSNGGSNBGBSCBTSIntra-PLMNbackbonenetwork(IPbased)PacketnetworkInter-PLMNbackbonenetworkPacketnetworkDatanetwork(Internet)CorporateHPLMNVPLMN兩運(yùn)營商間的漫游BTSBSCSGSNGGSNInternetVISITEDOperatorPLMNFWBTSBSCSGSNHOMEOperatorPLMNBGBGRootDNSDNSInter-PLMNBackboneDNSGGSNHomeOperatorVisitedOperatorFWBorderGatewayconnectsautonomousIPnetworkstogetherDomainNameSystemusedbySGSNtofindthecorrectGGSNSMS:MTSMS:MOGPRS無線原理簡(jiǎn)介GPRS的邏輯信道上述信道統(tǒng)稱PDCH，亦即用于GPRS的某個(gè)時(shí)隙GPRS的邏輯信道PCCCH、PDTCH和PACCH可以在同一個(gè)PDCH上以偷幀模式操作。處于分組空閑模式的移動(dòng)臺(tái)將認(rèn)為收到的此類無線塊中任何RLC/MAC控制消息屬于PCCCH上的信息。處于分組傳送模式的移動(dòng)臺(tái)將認(rèn)為收到的此類無線塊中的任何RLC/MAC控制消息屬于PACCH上的信息。另外，GPRS終端仍然使用原有GSM的BCCH、SCH、FCCH邏輯信道與物理信道的映射在GPRS業(yè)務(wù)量不大的情況下，允許GPRS與電路業(yè)務(wù)共用BCCH，CCCH?？刹捎靡韵?種方式進(jìn)行信道組合：方式1：PBCCH＋PCCCH＋PDTCH＋PACCH＋PTCCH；方式2：PCCCH＋PDTCH＋PACCH＋PTCCH；方式3：PDTCH＋PACCH＋PTCCH。與電路業(yè)務(wù)共用PBCCH、PCCCH可采用方式3，若僅共用PBCCH可采用方式2，隨著業(yè)務(wù)量的增大可采用方式1或方式1＋方式3等。信道編碼信道編碼除了分組信道請(qǐng)求消息外，控制消息均采用CS-1編碼格式；分組信道請(qǐng)求消息為11比特或8比特；數(shù)據(jù)可采用CS-1、CS-2、CS-3、CS-4格式編碼。無線信道分配BSS可提供無線資源的動(dòng)態(tài)分配，根據(jù)需要分配電路和分組業(yè)務(wù)的無線資源。小區(qū)內(nèi)的無線資源可設(shè)置為專用電路交換信道、專用PDCH以及可在兩者間切換的信道資源；根據(jù)業(yè)務(wù)狀況，系統(tǒng)一般根據(jù)負(fù)荷監(jiān)視和PDCH的業(yè)務(wù)需求在TCH與PDCH之間調(diào)整切換BSS支持一次TBF連接或RR連接建立過程中的PDTCH和TCH之間的轉(zhuǎn)換。媒體接入控制相對(duì)獨(dú)立的上、下行鏈路資源分配方式上行需要爭(zhēng)搶判決程序來控制MS的接入與共享，下行作為網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)MS間的通信不需爭(zhēng)搶判決BSS應(yīng)保證一個(gè)上行和下行信道能同時(shí)被多個(gè)MS復(fù)用；在數(shù)據(jù)傳輸過程中，可動(dòng)態(tài)調(diào)整MS使用的信道數(shù)。媒體接入控制媒體接入模式動(dòng)態(tài)方式：MS根據(jù)上行鏈路狀態(tài)標(biāo)志(USF)來確定指配PDCH上使用的上行資源（同一時(shí)隙的下一個(gè)上行無線塊），上行鏈路狀態(tài)標(biāo)志包含在在信道指配消息中。固定方式：采用固定比特映射確定每幀中指配的PDCH和無線塊擴(kuò)展動(dòng)態(tài)：根據(jù)USF來確定指配PDCH以及更高序號(hào)的PDCH上對(duì)應(yīng)的無線塊媒體接入控制一階段接入

網(wǎng)絡(luò)在接收到分組信道接入請(qǐng)求（PacketChannelRequest）后以分組立即指配消息（PacketIm