GPRS原理介绍概述.doc

1、 GPRS原理专题基本内容 GPRS系统概述 GPRS网络结构 GPRS接口协议 GPRS无线接口 GPRS编号计划 GPRS系统的移动性管理和通信管理什么是GPRS？ GPRS: General Packet Radio Service 通用分组无线业务： 为用户提供端到端的基于分组交换和传输技术的移动数据业务，能充分利用网络资源，特别适合于长时间、小流量的突发数据业务； GPRS移动IP，是GSM的无线接入技术和Internet分组交换技术的结合； 平滑升级，以最小改动、最小代价在GSM网络上提供基于无线ISDN的通用分组无线网。无线数据传输 多时隙绑定，最多8个时隙 四种编码方式： CS-1(9.05kb/s), CS-2(13.4kb/s), CS-3(15.6kb/s), CS-4(21.4kb/s)； 接入速度快，建链时间短； 多用户共享信道，信道利用率高； GPRS终端可以长时间保持与网络的连接，实现“时时在线”； 可按流量计费，使用成本低。GPRS业务应用 公司E-mail 文件和数据共享 公司电话号码簿 工作手册 招聘信息 员工公告 销售和客户支持 多媒体式的员工培训

2、 公司政策和新闻 目录和价格清单 产品目录 竞争信息 定购状态和跟踪GPRS业务应用 自动售票机 车辆跟踪诊断 动态交通管理 巡警调度 银行信息服务 订购状态和跟踪告警监控系统 固定和移动销售点 远程测量，如公路交通测量、天气预报 工业现场测量，如远程仪表阅读 调度操作，如出租车管理、现场服务管理基本内容 GPRS系统概述 GPRS网络结构 GPRS接口协议 GPRS无线接口 GPRS编号计划 GPRS系统的移动性管理和通信管理GPRS网络逻辑结构GPRS的网络部件之MS GPRS网络中的MS可以看作是移动终端MT（如无线接入卡）和终端设备TE（如笔记本电脑）合二为一的集成实体，它有三种类型： A类，可同时进行分组交换业务和电路交换业务； B类，可同时附着在GPRS网络和GSM网络上，但不能同时进行电路交换和分组交换业务。 C类，不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上，它只能通过人工方式进行网络更换，无法同时支持两种业务。终端的多时隙能力 Type 1112级1929级Type 21318级GPRS的网络部件之GSN GSN是GPRS网络中两个最重要的网络部件，可以独立设立，也可以与

3、GSM中的MSC集成在一起。GSN分为SGSN和GGSN两种。 SGSN：服务GPRS支持节点。其作用是记录移动台的当前位置信息，提供移动性管理和路由选择等服务，并在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。 GGSN：网关GPRS支持节点。主要起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和LAN等。GGSN也称为GPRS路由器。它可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。GPRS的网络部件之PCU PCU：分组控制单元。PCU位于BSS，用于处理数据业务，并将数据业务从GSM话音业务中分离出来。PCU增加了分组功能，可控制无线链路，并允许多用户占用同一无线资源。主要功能包括： 大部分分组无线资源管理功能； 分组呼叫控制功能； 分组数据传输； 对Gb接口和Gp接口的支持。GPRS的网络部件之BG和CGBG：边界网关。BG用于PLMN间GGSN骨干网的互联，主要完成分属不同GPRS网络的SGSN、GGSN之间的路由功能，以及安全性管理功能，此外还可以根据运营商之间的漫游协定增加相关功能。

4、CG：计费网关。主要完成从各GSN的话单收集、合并和与处理工作，并用作GPRS与计费中心之间的通信接口。在GSM原有网络中并没有这样一个实体，GPRS用户每一次上网过程的话单会从多个网元实体中产生，而且每一个网元设备中都会产生多张话单。引入CG的目的就是在话单送往计费中心之前对话单进行合并和预处理，以减少计费中心的负担；同时GSN这样的网元设备也不需要实现同计费中心的接口功能。GPRS的网络部件之DNS DNS：域名服务器。 GPRS网络中存在两种DNS，具体介绍如下： GGSN同外部网之间的DNS，主要功能是对外部网的域名进行解析，其作用完全等同于因特网上的普通DNS； GPRS骨干网上DNS，其作用主要有两点： 在PDP上下文激活过程中根据确定的APN（接入点名）解析出GGSN的IP地址； 在SGSN间的路由区更新过程中，根据原路由区号码，解析出原SGSN的IP地址。GPRS的网络部件 RADIUS RADIUS： 远程接入鉴权与认证服务器。该服务器的作用是当GPRS用户在进行非透明接入时，需要对用户的身份进行认证，网络需要在RADIUS上对用户的身份进行认证和授权， RADIUS

5、服务器上存储有用户的认证和授权。GPRS的网络接口 Gb 在GSM网络引入GPRS相关实体时，增加了网络节点间的接口，通过对这些接口的定义，可以确保不同厂家的设备实现互联。GPRS各主要接口说明如下：1 Gb接口：BSS与SGSN间的接口。通过该接口，SGSN完成同BSS系统、MS之间的通信。从而完成分组数据传送、移动性管理、会话管理等方面的功能，并提供流控功能。Gb接口采用帧中继作为底层的传输协议。GPRS的网络接口之Gc、Gd Gc接口：GGSN与HLR间的接口。主要用于网络侧主动发起对MS的业务请求时，由GGSN用IMSI向HLR请求用户当前SGSN地址信息。在目前的移动数据业务中，网络侧主动向MS发起业务请求的情况很少。 Gd接口：SGSN与SMS-GMSC、SMS-IWMSC之间的接口。 SGSN和SMS-GMSC、SMS-IWMSC、短消息中心之间通过Gd接口配合完成在GPRS上的短消息业务。通过该接口，SGSN能接收短消息，并将它转发给MS。如果不提供Gd接口，当GPRS的C类手机附着在GPRS网上时，将无法接收短消息。GPRS的网络接口之Gf、Gn、Gp Gf接口是SG

6、SN与EIR之间的接口。该接口视EIR设备的启用而启用，如果没有EIR设备，则该接也没有启用的必要。 Gn接口是同一个PLMN的两个GSN间的接口，即PLMN内部SGSN间、SGSN和GGSN间的接口。该接口采用在TCP/IP协议之上承载GTP（GPRS隧道协议）的方式进行通信，完成分组数据传送及移动性管理。 Gp接口是GPRS网间接口，是属于不同PLMN的GSN之间采用的接口，在通信协议上与Gn相同，但增加了BG和防火墙。通过BG来提供边界网关路由协议，以完成归属于不同PLMN的两个GSN之间的通信。GPRS的网络接口之Gr、Gs Gr接口是SGSN与HLR之间的接口。Gr接口采用7号信令上承载BSSAP+协议的方式。SGSN通过Gr接口从HLR取得关于MS的数据，HLR保存有GPRS用户数据和路由信息。当发生SGSN间的路由区更新时，SGSN将会更新HLR中相应的位置信息；当HLR中数据有变动时，也将通知SGSN，SGSN会进行相关的处理。 Gs接口是SGSN与MSC/VLR之间的接口。Gs接口采用7号信令承载的BSSAP+协议。SGSN通过Gs接口与MSC配合完成对MS的移动性管

7、理功能，包括联合的Attach/Detach、联合的路由区/位置区更新等操作。SGSN还可以通过此接口接收从MSC来的电路型寻呼信息，并通过PCU下发到MS。GPRS的网络接口之Um、Gi、R Um接口：MS与GPRS网络侧接口，通过该接口完成MS与网络侧的通信，完成分组数据传送、移动性管理、会话管理、无线资源管理等方面的功能。 Gi参考点：GGSN与外部数据网络间的接口。通过该接口，GPRS与外部网络连接。由于GPRS可以支持各种各样的数据接口，故Gi接口只是一个参考点，而不是一个标准接口。 R参考点：R参考点是TE与MT之间的接口。通过R参考点可以将设备终端与移动终端相连，用户可以通过在设备上的操作来完成分组数据业务。基本内容 GPRS系统概述 GPRS网络结构 GPRS接口协议 GPRS无线接口 GPRS编号计划 GPRS系统的移动性管理和通信管理GPRS协议平台传输协议平台之GTP协议 GPRS接口协议栈包括2个逻辑层面：信令平面和传输平面。GPRS网络的数据和信令基于同一传输平面，在数据传输所经过的几个接口，传输层（LLC）以下的协议结构对于数据和信令是相同的。传输平面用于对

8、用户数据提供透明传输机制并对传输的数据实行流量控制、差错检测、纠错和恢复等。传输平面协议栈有以下协议组成： GTP：GPRS隧道协议。用于GPRS骨干网中的GSN之间数据和信令的隧道传输，GTP协议应用于Gn和Gp两个接口。传输协议平台之UDP/TCP、IP协议 UDP/TCP：传输层协议。建立端到端连接的可靠链路，TCP具有信息保护和流量控制功能，确保数据传输的准确性，TCP是面向连接的协议。UDP不提供错误恢复能力，也不关心是否已正确接收了报文，只充当数据报的发送者和接收者。 IP：网络层协议。用于GPRS骨干网中用户数据和控制信令的路由选择。目前均采用IPv4，进而将发展为IPv6。传输协议平台之L2、L1、NS协议 L2：数据链路层协议。可采用一般以太网协议。 L1：物理层。 NS：即网络业务，为数据链路层协议。其主要功能为NS-PDU的传输、网络拥塞指示和NS层状态指示。 NS层由NS子网和NS控制组成。 NS子网目前采用帧中继方式。NS控制部分的功能为NS-PDU的传输、负荷分担和NS-VC（网络业务虚电路标识）管理。NS-VC为帧中继的PVC（永久虚电路），由NS-VCI

9、(网络业务虚电路标识）在SGSN中唯一标识。NS-VCI在Gb接口是端到端的标识。传输协议平台之BSSGP协议7. BSSGP：BSS GPRS协议。包含了网络层和一部分传输层功能，在BSS与SGSN之间提供一条无连接的链路进行非确认的数据传输，主要用于解释路由信息和服务质量信息，处理从SGSN到BSS的寻呼请求等。BSSGP实体采用BVC（BSSGP虚电路）来传输BSSGP PDU。BVC有一组NS-VC组成，由BVCI（BSSGP虚电路标识）和NSEI（网络业务实体标识）一起在SGSN中唯一标识。在BSSGP层由BVCI来标识一个小区。传输协议平台之LLC协议 LLC：逻辑链路控制协议。该协议是基于HDLC的无线链路协议，提供MS与SGSN之间端到端加密的可靠无差错的逻辑链路。LLC层可实现点对多点的寻址和数据重发，并支持多种QoS时延等级。LLC在SNDCP数据单元基础上增加LLC地址及帧字段，生成完整的LLC帧。 LLC层针对上层的不同用户设置了不同的业务接入点SAP。每个SAP有一个业务点接入点标识SAPI来识别。SAPI由4bit组成，位于LLC帧的地址域的低4位，目前使用了6种。如SAPI=1为GPRS移动性和会话管理业务；如SAPI=7为短消息业务等等。传输协议平台之SNDCP、MAC协议 SNDCP：子网

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