第三代移動(dòng)通信總結(jié)

主要內(nèi)容一、發(fā)展歷史與概況二、GSM回顧三、GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與協(xié)議四、GPRS提供的服務(wù)五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由六、空中接口-物理層七、協(xié)議結(jié)構(gòu)八、與IP網(wǎng)的互通九、GPRS的前景一、發(fā)展歷史與概況發(fā)展動(dòng)力、發(fā)展過(guò)程GPRS技術(shù)特點(diǎn)從用戶角度中國(guó)現(xiàn)狀一、發(fā)展歷史與概況發(fā)展動(dòng)力、發(fā)展歷史移動(dòng)市場(chǎng)和IP市場(chǎng)的相結(jié)合驅(qū)動(dòng)—要求提供高性能的無(wú)線Internet接入；GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)缺陷（用戶觀點(diǎn)）—速度慢（9.6kbps）、接入復(fù)雜（若干秒）、昂貴（按時(shí)收費(fèi)）；GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)缺陷（技術(shù)觀點(diǎn)）—基于電路交換，空中接口每用戶分配固定的一個(gè)電路；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)—突發(fā)、適于多用戶共享按需分配；由2G向3G演進(jìn)一、發(fā)展歷史與概況發(fā)展動(dòng)力、發(fā)展歷史ETSI標(biāo)準(zhǔn)化：開始于1994年，1998年標(biāo)準(zhǔn)公開發(fā)表；

1999年，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)并且簽署有關(guān)GPRS基礎(chǔ)設(shè)施的商業(yè)合同；2000年，GPRS基礎(chǔ)設(shè)施并入到GSM網(wǎng)絡(luò)中；2001年，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者開展GPRS商用業(yè)務(wù)，并且推廣GPRS；2002年，GPRS/EDGE開始在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)；2002年到2003年，新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)UMTS實(shí)現(xiàn)商用。

一、發(fā)展歷史與概況GPRS技術(shù)特點(diǎn) 針對(duì)無(wú)線分組接入的承載服務(wù)—完成UE到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的高效接入；網(wǎng)絡(luò)基于IP和FR;

接入時(shí)間小于1s；最高速率171kbps;

可基于數(shù)據(jù)量計(jì)費(fèi)；二、GSM回顧GSM的PLMN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物理層實(shí)現(xiàn)技術(shù)特色軟件開發(fā)平臺(tái)：VxWORKS協(xié)議軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)特色二、GSM回顧GSM的PLMN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二、GSM回顧GSM的PLMN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)BSS:BTS+BSC;MS:MT+SIM;NSS:MSC+HLR+VLR+AUC+EIR+GMSC;IMEI:Theinternationalmobilestationequipmentidentity;

IMSI:Theinternationalmobilesubscriberidentity;MSISDN:ThemobilesubscriberISDNnumber;TMSI:VLR,whichisresponsibleforthecurrentlocationofasubscriber,canassignatemporarymobilesubscriberidentity(TMSI);二、GSM回顧

GSM分層覆蓋二、GSM回顧

位置區(qū)二、GSM回顧

MSC/VLR服務(wù)區(qū)二、GSM回顧

PLMN服務(wù)區(qū)二、GSM回顧GSM空中信道劃分二、GSM回顧分層幀結(jié)構(gòu)三、GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述增加GPRS支持節(jié)點(diǎn)；增加PCU單元增加若干接口三、GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GPRS網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)承載網(wǎng)

三、GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三、GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加支持節(jié)點(diǎn)增加GSNs(GPRSsupportnodes)SGSN：servingGPRSsupportnode—服務(wù)區(qū)；GGSN：gatewayGPRSsupportnode—

外部接口；GGSN與SGSN是多對(duì)多的關(guān)系(many-to-many)；三、GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加PCU在BSS子系統(tǒng)中增加PCU(PacketControlUnit);管理分組分段和規(guī)劃;管理無(wú)線信道;傳輸錯(cuò)誤檢測(cè)和自動(dòng)重發(fā);信道編碼方案;質(zhì)量控制;功率控制；PCU位于基站控制器，可作為BSC插卡，也可以獨(dú)立地存在，PCU和BSC之間沒(méi)有通用的接口協(xié)議。

三、GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加若干接口Gn、GP：

GSNs之間接口，在同一個(gè)PLMN是Gn,在不同PLMN是Gp;Gf：SGSN與EIR;Gi：PLMN與外部

PDNs；Gr：HLR與SGSN；Gc

：HLR與GGSN;Gd：SGSN與SMS-GMSCGb：SGSN與BSC；四、GPRS提供的服務(wù)承載服務(wù)與增補(bǔ)服務(wù)服務(wù)的QoS分組交換與電路交換共存服務(wù)四、GPRS提供的服務(wù)承載服務(wù)與增補(bǔ)服務(wù)PTP服務(wù)PTP-CLNS：無(wú)連接；PTP-CONS：面向連接；PTM服務(wù)（未來(lái)）PTM-M：廣播在一定的地理區(qū)；

PTM-G：一定組別；增補(bǔ)服務(wù)：callforwardingunconditional(CFU)，callforwardingonmobilesubscribernotreachable(CFNRc)，closedusergroup(CUG)；四、GPRS提供的服務(wù)服務(wù)的QoS業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)：高、正常、低；可靠性：3類；

ClassProbabilityforLostpacketDuplicatedpacketOutofsequencepacketCorruptedpacket110-910-910-910-9210-410-510-510-6310-210-510-510-2四、GPRS提供的服務(wù)服務(wù)的QoS延遲：4類Class128bytepacket1024bytepacketMeandelay95%delayMeandelay95%delay1<0.5s<1.5s<2s<7s2<5s<25s<15s<75s3<50s<250s<75s<375s4BesteffortBesteffortBesteffortBesteffort四、GPRS提供的服務(wù)服務(wù)的QoS吞吐量：

themaximum/peakbitrateandthemeanbitrate

分組交換與電路交換共存服務(wù)-3種移動(dòng)臺(tái)A類：同時(shí)支持GPRS和常規(guī)GSM業(yè)務(wù)；B類：可以同時(shí)注冊(cè)，但只能使用一種；C類：只能注冊(cè)一種；但SMS總是可以使用；五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由引言綁定和解除綁定會(huì)晤管理路由位置管理五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由引言對(duì)一個(gè)GPRS終端：如何完成注冊(cè)；如何讓外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)知道；如何完成分組路由；如何跟蹤用戶位置；五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由捆綁（attachment)和解除捆綁(detachment)對(duì)一個(gè)GPRS終端在通信前要主動(dòng)向SGSN完成捆綁：檢查用戶權(quán)限；把用戶數(shù)據(jù)從HLR拷貝到SGSN；分配一個(gè)P-IMSI；對(duì)于A、B類移動(dòng)臺(tái)可實(shí)施組合的分組和電路交換捆綁；解除捆綁：可以由網(wǎng)絡(luò)或終端發(fā)起。五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由會(huì)晤管理在Attachment后，要申請(qǐng)一個(gè)或多個(gè)PDP地址（PacketDataProtocoladdress），如IP地址；

對(duì)于每一個(gè)會(huì)晤要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)PDP上下文（context);PDP上下文刻畫了會(huì)晤的特性PDP類型(e.g,IPv4)；PDP地址(e.g.,129.187.222.10)；預(yù)約的QoS；接入外部PDN的GGSN的地址；五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由會(huì)晤管理PDP上下文存貯在MS、SGSN、GGSN;PDP上下文激活后，MS外部可見(jiàn)，可以收發(fā)分組；一個(gè)MS可以同時(shí)有多個(gè)PDP上下文；一個(gè)MSPDP地址可靜態(tài)、可動(dòng)態(tài)分配；動(dòng)態(tài)分配：dynamichome-PLMNPDPaddress、dynamicvisited-PLMNPDPaddress;

GGSN負(fù)責(zé)分配PDP地址分配和激活/去激活；五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由會(huì)晤管理PDPcontext

激活規(guī)程五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由路由五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由路由例子：從PLMN1中的MS的IP包到LAN中的Host;SGSN檢查PDPcontext，打包路由到GGSN；GGSN拆包并發(fā)送到IP網(wǎng)；LAN的接入路由器將這個(gè)包提交給Host;例子：從LAN中的Host來(lái)的IP包路由到MS(屬于PLMN2);Host發(fā)包到PLMN2中的GGSN（MS的home-GGSN

）；該GGSN從HLR中得知，MS目前定位在PLMN1;GGSN打包，通過(guò)隧道送到MS當(dāng)前的SGSN;SGSN拆包，并提交到MS;五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由位置管理MS需發(fā)位置更新包MS有3種狀態(tài)Idle:MS不可達(dá)，不發(fā)位置更新消息;Standby：RA變化才觸發(fā)位置更新消息，LA含多個(gè)Ras路由區(qū)，在RA內(nèi)要尋呼；Ready：每個(gè)小區(qū)變化都觸發(fā)位置更新消息到SGSN，不需要尋呼;移動(dòng)性管理分兩層：Cell、RA層，不需要涉及GGSN、VLR、HLR；SGSN層，更新信息存貯在GGSN、VLR、HLR；五、會(huì)晤和移動(dòng)性管理及路由位置管理Standby狀態(tài)下RA更新規(guī)程六、空中接口-物理層多址和無(wú)線資源管理原理GPRS中的邏輯信道分組數(shù)據(jù)邏輯信道向物理信道的映射4種信道編碼方案六、空中接口-物理層多址和無(wú)線資源管理原理—按需分配多個(gè)GPRS終端可共享一個(gè)SLOT;一個(gè)GPRS終端可獨(dú)享多個(gè)SLOT;上下行可不對(duì)稱分配；六、空中接口-物理層多址和無(wú)線資源管理原理—按需分配六、空中接口-物理層GPRS中的邏輯信道GroupChannelFunctionDirectionPacketdatatrafficchannelPDTCHDatatrafficMS<-->BSSPacketbroadcastcontrolchannelPBCCHBroadcastcontrolMS<--BSSPacketcommoncontrolchannel(PCCCH)PRACHRandomaccessMS-->BSSPAGCHAccessgrantMS<--BSSPPCHPagingMS<--BSSPNCHNotificationMS<--BSSPacketdedicatedcontrolchannelsPACCHAssociatedcontrolMS<-->BSSPTCCHTimingadvancecontrolMS<-->BSS六、空中接口-物理層GPRS中的邏輯信道PDTCH(Thepacketdatatrafficchannel)：承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；PBCCH(Thepacketbroadcastcontrolchannel)：廣播電路和分組交換網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)信息；PACCH(Thepacketassociatedcontrolchannel)：總是與一個(gè)PDTCH一起分配；PTCCH(Thepackettimingadvancecontrolchannel)：用于自適應(yīng)幀同步；六、空中接口-物理層GPRS中的邏輯信道PCCCH(Thepacketcommoncontrolchannel):

PRACH(Thepacketrandomaccesschannel)：申請(qǐng)PDTCH;

PAGCH(Thepacketaccessgrantchannel)：分配一個(gè)或多個(gè)PDTCH到MS;PPCH(Thepacketpagingchannel)：在下行數(shù)據(jù)包發(fā)送前，尋呼MS確定其位置；

PNCH(Thepacketnotificationchannel)：informamobilestationofincomingPTMmessages(multicastorgroupcall)；六、空中接口-物理層GPRS中的邏輯信道上行信道請(qǐng)求分配過(guò)程六、空中接口-物理層GPRS中的邏輯信道下行尋呼過(guò)程六、空中接口-物理層分組邏輯信道向物理信道映射六、空中接口-物理層4種信道編碼方案CS1，傳輸速率為9.05Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是1:2CS2，傳輸速率為13.4Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是2:3CS3，傳輸速率為15.6Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是3:4

CS4，傳輸速率為21.4Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是1:1以上速率都是指：/單SLOT七、協(xié)議結(jié)構(gòu)傳輸平面信令平面七、協(xié)議結(jié)構(gòu)傳輸平面-用戶數(shù)據(jù)和隨路信令七、協(xié)議結(jié)構(gòu)傳輸平面GPRS骨干網(wǎng)GTP協(xié)議：隧道協(xié)議，用于所有的GSNs間（Gn、Gp)；TCP、UDP、IP協(xié)議棧：在GTP下；在IP下面可使用Ethernet,ISDN,orATM-basedprotocols

傳輸結(jié)構(gòu)總結(jié)：IP/X.25-over-GTP-over-UDP/TCP-over-IP七、協(xié)議結(jié)構(gòu)傳輸平面(SNDCP)SubnetworkDependentConvergenceProtocol

在SGSN和MS之間傳輸數(shù)據(jù)包；在LLC上面，復(fù)用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層連接到一個(gè)邏輯虛聯(lián)接；壓縮/解壓縮用戶數(shù)據(jù)和冗余的報(bào)頭；七、協(xié)議結(jié)構(gòu)傳輸平面空中接口—MS和網(wǎng)絡(luò)之間LLC層：MS與SGSN之間，LAPDm剪切版，ARQ、加密、流控、按序提交等；RLC層：MS與BSS之間,分段/重組MAC層：MS與BSS之間,信道爭(zhēng)用slottedAloha

、多用戶數(shù)據(jù)復(fù)用到一個(gè)PDTCH、優(yōu)先級(jí)管理；物理層：分為PLL（信道編碼、交織等）、RFL（調(diào)制/解調(diào)、射頻）兩層；

七、協(xié)議結(jié)構(gòu)傳輸平面BSSGP(TheBSSGPRSApplicationProtocol)—BSS和SGSN之間的接口；提交路由；QoS-relatedinformation提交；NS協(xié)議—基于幀中繼；七、協(xié)議結(jié)構(gòu)信令平面控制和支持傳輸平面功能,e.g.,GPRSattach/detach,PDPcontextactivation,controlofroutingpaths,andallocationofnetworkresources.七、協(xié)議結(jié)構(gòu)信令平面MS與SGSN之間七、協(xié)議結(jié)構(gòu)信令平面-MS與SGSN之間GMM/SM(GPRSMobilityManagementandSessionManagement)：支持移動(dòng)性和會(huì)晤管理，例如：GPRSattach/detach,安全,PDPcontext激活,和routingarea更新等功能和規(guī)程；

七、協(xié)議結(jié)構(gòu)信令平面-SGSN與HLR、VLR、EIR之間使用類GSM協(xié)議棧

七、協(xié)議結(jié)構(gòu)信令平面-SGSN與HLR、VLR、EIR之間使用類GSM協(xié)議棧

七、協(xié)議結(jié)構(gòu)信令平面-SGSN與HLR、VLR、EIR之間使用類GSM協(xié)議棧EnhancedMobileApplicationPart(MAP)MAP(SignalingSy