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十三章GPRS技术.ppt

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第十三章　GPRS技术1一、电路模式数据服务•GSM中的数据服务：－SMS (160 个字符的短消息)－服务：9.6 kb/s－使用电路模式传输数据，－使用透明模式的速率：14.4 kb/s－使用非透明模式的速率：9.6 kb/s在一次会话过程中，BSS中的物理资源被独占而且，速率非常低，成本高2•HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)高速电路交换数据业务，是基于电路交换的点到点的数据传输业务，可提供实时的高速数据传输，主要特点是在一个TDMA帧中分配多个时隙给同一个移动台，还可以采用上下行链路非对称配置可能的配置有：－4×14.4 = 57.6 kb/s－6×9.6 = 57.6 kb/s以上速率均受当前MSC交换矩阵的速率64 kb/s的限制3缺点：数据传输时，建立链接的时间比较长，大于20s；一个移动台分配多个物理信道，接入后即独占了该话务信道，无线资源的利用率较差优点：初期投资少，对于TRAU, IWF等速率适配设备需要硬件升级，不需要增加新的网络单元，其他部分是软件升级提供的业务：适合于实时性强的应用，如电视会议4•ECSD (Enhanced Circuit Switched Data)增强型电路交换数据业务，应用于EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evaluation)中。

使用了8PSK的调制技术，在一个物理信道上可以有43.2kb/s (最大值)5二、GPRSGPRS (General Packet Radio Service)，通用分组无线服务，使用带移动性管理的分组交换模式，以及无线接入技术6PSTNBasic data9.6 Kbit/s GSMBTSGSMBSCMSCGSMMSSGSNGGSNInternetGPRS Backbone IP NetworkGPRS CoreGPRS13.4->107.2 kbit/sWCDMABSWCDMARNCWCDMAMS2G2.5G3G图１３-１　GPRS网络架构7图１３-２　GPRS在移动互联网系统中的位置GSMInternetIntranet公司内部网公司内部网互联网互联网移动互联网平台移动互联网平台运营商网络运营商网络接入系统接入系统BSCWAP 网关网关MSC接入服务器接入服务器SGSNBGDNSGGSNGPRS 核心位于接入区8•GPRS和GSM的不同之处GPRS利用了大部分GSM系统中的接入功能，但是在无线资源的分配方式上有所不同－使用分组模式接入到网络；－在BSS子系统中增加了一些设备；－可以直接接入到其他的数据网络(X.25, IP)。

9•GPRS的应用－直接通过移动台接入数据网(i-mode, WAP…)－使用GPRS移动台作为外置modem10图１３－１　GPRS的应用RS232、USB接口、蓝牙等HTTP, POP, …TCP/IPPPPPPPGPRS接往 GPRS网络RS232RS23211•GPRS提供的服务１.PDP contextPDP: Packet Data Protocol要使用GPRS服务的移动台，必须先和网络(SGSN, GGSN)建立一个会话，这个过程将使用GPRS的一些必要参数在移动台和GPRS支持节点间支持一特定PDP地址的参数集，被称为PDP context12PDP context包括：－PDP type: 使用的数据网类型－PDP Address: 分配给移动台的地址(动态或者静态)－QoS-profile (参数)－接向外部数据网的接出点地址(GGSN的地址)13PDP context的状态－INACTIVE：INACTIVE状态表现为移动用户的有些PDP Address的数据服务没有激活PDP context没有与相关PDP Address有关的、用来处理PDP PDUs的路由或映射信息。

此时不会发生数据传输在INACTIVE状态，即使用户已经处于GPRS MM状态，用户的地理位置的变化不会引起PDP context的更新－ACTIVE：在ACTIVE状态，移动台中的、SGSN中的、GGSN中的，对应于正在使用中的PDP Address的PDP context被激活PDP context中这一特定PDP Address传送PDP PDUs的路由和映射信息只有当移动用户处于STANDBY和READY状态时，PDP context才可以处于ACTIVE状态14INACTIVEACTIVEActivate PDP-contextDeactivate PDP-context或MM state变为Idle15２.QoS的指标－优先级：反映了会话的优先等级，仅仅使用在不正常的情况下(如网络发生了阻塞)，分为high priority (1), normal priority (2), low priority (3)－吞吐量－平均值－峰值－可靠性－时延16图１３－３　指令AT的内容 &d2 ;+cgdcont=1, "IP", "apn", "0.0.0.0",0,0; +cgqreq=1,2,1,3,7,31AT CommandAPN 名字申请的IP地址QoS参数•时延 (1),•优先级 (2),•可靠性 (3) , •吞吐量蜂值 (7), •吞吐量平均值 (31) Identity of PDP contextPDP 类型数据压缩没有激活首部文件压缩没有激活 17３.提高速率的技术－开发可以在每个TDMA帧中用数个时隙接收/发送数据的终端－减少对用户数据的保护－使用能获得更高频谱利用率的调制技术18•GPRS网络结构１.GPRSGPRS移动台分三种：－Class A：移动台既可以使用GPRS服务，又可以使用GSM服务，并且移动台同一时刻支持两种服务。

－Class B：移动台可以使用GPRS服务，也可以使用GSM服务，但是每次只能使用其中一种服务－Class C：移动台只能使用GSM服务或者GPRS服务 19SGSNMSCCS-Paging/CS-TransactionPS-Paging/PS-TransactionClass A: 同时进行图１３－４　GPRS的Class A移动台20SGSNMSCCS-Paging/CS-TransactionPS-Paging/PS-TransactionClass B: 同时监听图１３－５　GPRS的Class B移动台21SGSNMSCCS-Paging/CS-TransactionPS-Paging/PS-TransactionClass B:但不能同时进行图１３－６　GPRS的Class B移动台22SGSNMSCCS-Paging/CS-TransactionPS-Paging/PS-TransactionClass C: 既不能同时监听，也不能同时进行图１３－７　GPRS的Class C移动台23２.新增的网络接入设备－PCU (Packet Controller Unit)：分组控制单元，通常位在BSC中(或BTS、SGSN中)。

负责GPRS的空中接口资源共享 (RLC/MAC层 )、分段并重组RLC/MAC块、通过ARQ机制保证空中接口数据发送的可靠性(在PDCH信道上)、无线信道管理功能(功率控制、阻塞控制、广播控制信息等)作用等同于GSM中的TRAU－CCU (Channel Codec Unit)：信道编码器单元，在BTS中，负责交织编码和纠正错码；无线信道测量功能(接收信号的电平、接收信号质量电平以及和时间提前值测量的有关信息)24图１３－８　PCU25 Abis BTS BSC site GSN site BSC site GSN site BSC site GSN site CCU PCU CCU BTS CCU CCU BTS CCU CCU Um Gb A B C PCU PCU Key: Circuit-switching function (16 or 64 kbit/s) Packet-switching function Gb 图１３－９　PCU位置[摘自3GPP TS 03.60 Figure 50]26３.新增的核心网络实体SGSN (Serving GPRS Support Node)，GPRS服务支持节点，是管理出现在某一给定区域的移动台的路由器。

负责在GGSN和不同的BSS间转发数据分组；移动性管理；GPRS会话管理；加密；计费；数据压缩(V.42bis) ；TCP/IP首部压缩(RFC1144)27图１３－１０　SGSN的任务和功能(a)路由管理SGSNVLRVLRHLRHLRHLR(b) GPRS移动性管理SGSNPLMN计费网关GGSN分组数据网£$Ýξ(c)计费(本网资源)28图１３－１１　SGSN的会话管理SGSNGGSN分组数据网PDP Context PDP ContextPDP Context29GGSN (Gateway GPRS Support Node)，GPRS网关支持节点，是连接GPRS网络和外部数据网络的的路由器，负责将来自外部数据网络的分组送往和目的节点相连的SGSN；计费(针对外网资源)30GGSNPLMN分组数据网分组数据网分组数据网SGSNSGSNSGSNGGSN分组数据网分组数据网GGSNSGSNPLMN计费网关£Ýξ$图１３－１２　GGSN的任务和功能(a)数据网和PLMN的接口(b)分组数据转发(c)计费31－GGSN种类GPRS可以为用户提供不同层次和种类的服务GGSN可以和内部/外部的鉴权服务器、分配IP地址的服务器相连。

•GGSN Type A(透明接入GGSN)运营商有自己的DHCP/RADIUS服务器和DNS服务器，并且可以为处于PDP context activation状态下的移动用户提供IP地址•GGSN Type B(非透明接入GGSN)GGSN为外部的ISP的鉴权和IP地址分配提供中继•GGSN Type C(共同的GGSN)处于同一Intranet中的多个用户通过GGSN接入到PLMN中32DHCPRADIUSDNSInternet/IntranetDHCPRADIUSDNSDHCPRADIUSDNS属于PLMNPLMNInternetGGSNGGSNGGSNBACIntranet of Volume Customer属于同一ISPISP-Function图１３－１３　不同类型的GGSN33４. 网络接口在GPRS的网络部分定义了大量的信令接口34图１３－１４　GPRS网络结构及接口Inter PLMNGdGfGsGrSS7 NetworkMSCISDN/PSTNNetworkExternalIP networkEIRHLR/AuCSMSCBSCBTSUm(SGSN)GbIPBackboneGnGnFirewallGi(GGSN)(BG)(LIG)(DNS)(CG)Billing SystemSGSN- Serving GPRS Support NodeGGSN-Gateway GPRS Support NodeBG- Border GatewayCG-Charge GatewayDNS-Domain Name SystemLIG-Legal Interception GatewayR35图１３－１５　GPRS网络结构及接口SGSN- Serving GPRS Support NodeGGSN-Gateway GPRS Support NodeBG- Border GatewayCG-Charge GatewayDNS-Domain Name SystemLIG-Legal Interception GatewayGdGfGsGrMSCPacket Data Network(IP/PPP/X.25)EIRHLR/AuCSMSC-G-MSCSMS-IW-MSCBSCBTSUmSGSNGbGnGnGcForeign PLMNBGBGGGSNCGGaSGSNGaVLRGpGpGiR36信令接口GrGr接口是在SGSN和HLR之间。

－Gr接口涉及位置区更新－下载鉴权三要素－连接移动终端操作是通过MAP协议完成的37图１３－１６　SGSN和HLR的接口　　　　　　[摘自3GPP TS 03.60 Figure 6]MAP协议支持和HLR间的信令交换TCAP, SCCP, MTP3, MTP2等协议和在GSM网络中作用一样38信令接口GsGs接口是在MSC和SGSN之间的－Gs接口被用来联合的GSM/GPRS paging寻呼－联合的路由区及位置区更新(Combined RA/LA update)－已接入GPRS的执行GSM接入－已接入GSM的执行GPRS接入－退出GPRS (GPRS Detach)和退出GSM (IMSI Detach)－移动性管理信息(MM information)－MS信息查询(MS information required)－特定移动台信息告示(Non-GPRS Alert)操作是通过BSSAP+协议完成的39图１３－１０　SGSN和MSC/VLR的接口　　　　　　　[摘自3GPP TS 03.60 Figure 7]40信令平面接口GfGf接口是在SGSN和EIR之间－通过Gf接口可以验证移动终端的身份代码。

操作是通过MAP协议完成的41图１３－１１　SGSN和EIR的接口　　　　　　　[摘自3GPP TS 03.60 Figure 8]42信令平面接口Gc接口Gc是在GGSN和HLR之间的－被用来从GGSN激活一个PDP context实际上，是使GGSN从HLR处获得移动终端的位置信息操作是通过MAP协议完成的43图１３－１２　GGSN和HLR的接口　　　　　　　[摘自3GPP TS 03.60 Figure 11]44信令平面接口Gd接口Gd是在SGSN和SMS-GMSC/SMS-IWMSC之间的－保证GPRS移动台处于GPRS状态能及时收到短信操作是通过MAP协议完成的45图１３－１３　SGSN和SMS-MSC/SMS-IWMSC的接口　[摘自3GPP TS 03.60 Figure 9]46信令平面接口GnGn接口是在GSN (GPRS Support Node)之间的－保证分组在GSN间的发送－以及管理移动性：如果一个移动终端更换了 SGSN， GTP (GPRS Tunnelling Protocol)能够将数据引导到新的SGSN。

在GPRS骨干网中，GTP协议将用户数据和信令消息置入到SGSN和GGSN间的隧道，以及SGSN间的隧道中传输47图１３－１４　GSN间的接口　　　　　　　[摘自3GPP TS 03.60 Figure 10]48TID (Tunnel IDentifier)被GSN间的GTP协议用来确定一个PDP contextTID是由IMSI和NSAPI (Network layer Service Access Point Identifier)组成GGSN处的PDP context 主要是确认移动台的公共IP地址SGSN处定义的公共IP地址是和SGSN分配给移动台的专用IP地址配合一起使用的49GGSN专用的源地址公用的源地址图１３－１５　GGSN的NAT功能NAT (Network Address Translation)：网络地址翻译，内部IP地址与外部网络IP地址的转换外部网络的透明接入和非透明接入: －如果用户的IP地址是运营商分配的公共地址(动态或静态)，则GGSN不参与用户的验证和鉴权过程，用户可以通过GGSN透明地接入到GPRS内部网络或互联网络，这种方式称为透明方式。

－非透明方式主要是用户通过GPRS网络接入到企业网络或ISP的情形用户MS的IP地址是由企业网络或ISP分配的专用地址(动态或静态)，用户访问该企业网络或ISP时，GGSN需要企业网络或ISP中的专用服务器对该用户进行鉴权或验证 50GTP协议的信令功能允许：－为一个PDP context建立一条隧道；－在PDP context释放后，去除这条隧道；－在移动台意外改变了SGSN时转移隧道51信令平面和传输平面共有的层－LLC (Logical Link Control)：保证移动台和SGSN之间的数据交换LLC层负责GPRS的专门的加密－RLC (Radio Link Control)：为移动台和BSS间提供了一条链路MAC层管理接入无线信道，并将LLC帧映射到GSM的物理信道上只在移动台有数据要传输时，分配资源给移动台52•移动性管理１.PLMN内和PLMN间的漫游前提：－不同PLMN网络间漫游，需要双方的约定－SGSN和HLR一起参与GPRS移动性管理－SGSN使用SS7/MAP和HLR联系53HLRSGSNSGSNSS7网络网络SS7H-PLMNV-PLMN图１３－１６　GPRS漫游54•移动性管理１.移动台的状态Idle (GPRS) 状态－移动用户没有开机或者没有执行GPRS Attach－没有PDP-context被激活，移动台没有数据传输发生。

55READY 状态－移动台成功地发送了LLC帧或者执行了GPRS-Attach－SGSN在收到了移动台的LLC帧或GPRS-Attach随即进入Ready状态－计时器T3314启动－计时器计时结束后，移动台和SGSN进入Standby状态56STANDBY 状态如果移动台不是在分组转发转台时，下行链路上有数据发送给移动台，移动台必须可以收到来自PCH或PPCH信道上的广播57StandbyReadyIdleGPRS-AttachReady-Timer ExpireGPRS-DetachLLC-Frame ReceptionLLC-Frame ReceptionImplicitDetachSGSNStandbyReadyIdleGPRS-AttachReady-Timer ExpireGPRS-DetachLLC-Frame TransferLLC-Frame TransferImplicitDetachMobile Station图１３－１７　SGSN和移动台中的GMM 状态58２.共同移动性管理CMM (Common Mobility Management)CMM只为SGSN和MSC间的接口Gs所支持，根据 Gs的设置与否，网络操作模式 NOM (Network Operation Mode)可分为：－NOM I：移动台只能够监听一条paging信道(PCH或PPCH)。

在数据传输过程中，移动台通过分配的分组数据信道接收paging信息，并不需要另一条单独的paging信道－NOM II：移动台在数据传输过程能够继续监听PCH信道－NOM III：移动台能够同时监听PCH和PPCH信道59图１３－１８　GPRS网络概况支持CMM的Gs接口BTS将指出网络处于NOM I60３.GPRS中新的识别符和参数Routing Area和Null Routing AreaGPRS中，每个Routing Area是一个Location Area的一部分Null Routing Area：在这种LA中，所有蜂窝小区都不支持GPRS服务61Null Routing AreaRouting Area 1Routing Area 2图１３－１８　GPRS中的LALocation Area=Routing Area 1+Routing Area 2+Null Routing Area62RAIRAI (Routing Area Identity)，用来识别被称为路由区域RA的一组蜂窝小区一个RA只和一个SGSN相连，并且通常被包括在GSM的一个地理位置中RAI = LAI + RAC (Routing Area Code)。

RAC被编码成8 bitsCI (Cell Identity)，允许识别当前蜂窝小区63MCCMNCLACRACLAIRAI图１３－１９　RAI和LAI64４.GPRS中新的识别符和参数P-TMSIP-TMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)，是GPRS网络以加密方式分配给移动台的临时身份代码，由SGSN分配给用户在联合了电路和分组两种模式的网络中，移动台可以被分配两个身份代码：－TMSI：取值从十六进制的0到BFFF－P-TMSI：取值从十六进制的C000到FFFE65可以使用一个签名辅助P-TMSI，签名是用加密模式和P-TMSI一起(也可能迟一点)传送给移动台的当移动台发生地理位置变化时，它必须在请求更新地理位置的消息中附加上签名在paging消息和移动台申请接入时，P-TMSI是以明文发送的，签名则总是以加密方式发送的661100011032 bitSGSN=>P-TMSIVLR=>TMSI图１３－２０　P-TMSI和TMSI67TLLITLLI (Temporary Link Layer Identity)，是用来标识移动台和SGSN间逻辑链路的代码，被编码成4个字节。

TLLI分为－Local TLLI：和P-TMSI的值相同，仅仅在相关的P-TMSI被使用的RA中、或者在没有新的P-TMSI可用时进入新的RA完成RA更新后、或者在周期性的RA更新时使用；－Foreign TLLI：来源于在另外一个RA中分配的P-TMSI，在GPRS Attachment和RA非周期性的RA更新时使用；－Random TLLI：当移动台没有P-TMSI可用或者移动台想发起匿名PDP context激活时使用；－Auxiliary TLLI：在SGSN收到移动台发起的匿名PDP context激活请求时分配的68图１３－１７　TLLI的应用　　　　　　　[摘自3GPP TS 03.60 Figure 52]69reserve0000~6FFFAuxiliary TLLI7000~77FFRandom TLLI7800~7FFFForeign TLLI8000~BFFFLocal TLLI≡P-TMSIC000~CFFEUtilizationRange表１３－５　TLLI range70NSAPINSAPI (Network layer Service Access Point Identifier)，和TLLI一起用在网络层的路由功能中。

在移动台中，用来标识PDP-SAP在SGSN和GGSN中，用来标识有PDP地址的PDP contextNSAPI被编码成4bits，在SNDCP分组中传输移动台分配的NSAPI的值介于5和15之间(含)71APNAPN (Access Point Name)，是一个逻辑名字，用来标识移动用户想连接的外部数据网一般和标志性的设备(GGSN/SGSN)有关，通过这个设备可以找到出口节点的地址72Network IdentifierOperator IdentifierAPN (Max. 100 octets)Max. 63 octets73５.GPRS Attach移动台关机后，由于SGSN的改变、或以前的SGSN清除了移动台的所有信息等原因，移动台再次开机将触发GPRS Attach流程分为：GPRS Attach和Combined GPRS/IMSI Attach74SGSNSGSNHLRGMM: ATT_REQ新以前的GTP: IDEN_REQGTP: IDEN_RES只发生在新的SGSN识别不了移动台时MAP: BEGIN/SendAuthenticationInfoMAP: END/SendAuthenticationInfo只发生在鉴权和/或加密时T3310=15 sT3370=6 sATT_REQ [Attach Type (combined/not-combined) (m), CKSN (m), P-TMSI (m)/IMSI (m), former RAI (m), …]IDENT_REQ [Identity type (IMSI/IMEI/IMEISV/TMSI/P-TMSI), Force to standby (m)]IDENT_RES [mobile identity (m)]GMM: IDENT_RESGMM: IDEN_REQ发生在以前的SGSN不可接入或它也识别不了移动台时，用来提取IMSI图１３－２２　GPRS Attach (1)75SGSNSGSNHLR新以前的T3310T3360=6 sAUTH_CIPH_REQ [Ciphering Algorithm (m), IMEISV-requested? (m), RAND, GPRS-CKSN…]AUTH_CIPH_RES [SRES, IMEISV…]图１３－２２　GPRS Attach (２)T3370=6 sAUTH_CIPH_RSPAUTH_CIPH_REQ只发生在鉴权和/或加密时MAP: BEGIN/checkIMEIMAP: END/checkIMEIIDENT_RSPIDENT_REQ只发生在检查IMEI时EIRLLC: XIDLLC: XID若进行加密的话，发送IOV-I和/或IOV-UI给移动台移动台返回空的LLC-XID帧，确认LLC-XID的接收76SGSNSGSNHLR新以前的T3310ATT_ACC [Attach Result (m), Force to Standby (m), RAI (m), P-TMSI, TMSI,…]图１３－２２　GPRS Attach (３)T3350=6 sGMM: ATT_ACCMAP: END/updateGPRSLocationIMAP: CON/insertSubscriberDataMAP:BEGIN/cancelLocationMAP: BEGIN/updateGPRSLocationMAP: END/cancelLocationMAP: CON/insertSubscriberData只发生在SGSN改变时GMM: ATT_COM只发生在ATT_ACC包含新的TMSI和/或P-TMSI，并且Force to Standby没有设置时。

77SGSNHLR图１３－２２　GPRS/IMSI Attach (１)T6-1=10~90 sLLC: XIDBSSAP+LOCATION_UPDATE_ACCEPTBSSAP+LOCATION_UPDATE_REQUESTLLC: XIDMSCVLRGMM: ATT_REQT3310=15 sT3360=6 sGMM: AUTH_CIPH_REQGMM: AUTH_CIPH_RES只发生在鉴权和/或加密时只用于电路交换时的LA更新T6-2 40 s (5~60 s)78SGSNHLR图１３－２２　GPRS/IMSI Attach (２)T6-2 40 sGMM: ATT_ACCMSCVLRT3310=15 sT3350=6 sGMM: ATT_COM只发生在ATT_ACC中包含新的TMSI和/或P-TMSI，并且Force to Standby没有设置时BSSAP+TMSI_REALLOCATION_COMPLETE只发生在分配了新的TMSI时79６.GPRS DetachDetach功能使得移动台可以通知网络，要发起一个detach操作：－IMSI detach－GPRS detach－联合的GPRS/IMSI detach (只能够由移动台发起)有明显的和不明显的之分：－明显的detach：网络或移动台发出了detach请求－不明显的detach：在移动台可达到(reachable)的计时器超时或由于无可挽救的无线资源事故引起的逻辑链路断开后，网络将自行激活一个不明显的detach80SGSN图１３－２２　GPRS Detach (1)MSCVLRT3321=15 sT9=4 s (1~30s)GMM: DET_REQGGSNGTP: DEL_PDP_GT_RSPGTP: DEL_PDP_CT_REQ只发生有PDP Content时BSSAP+IMSI_DETACH_INDBSSAP+IMSI_DETACH_ACK只发生在NOM I下移动台发起IMSI Detach或IMSI/GPRS Detach时DET_REQ [Detach Type (m)]BSSAP+IMSI_DETACH_IND [IMSI (m), SGSN number (m),…]BSSAP+IMSI_DETACH_ACK [IMSI (m)]81GMM: DET_ACC只发生在不是由于移动台关机的Detach时SGSN图１３－２２　GPRS Detach (２)MSCVLRT3321T8=4 s (1~30s)GGSNBSSAP+GPRS_DETACH_IND [IMSI (m), SGSN number (m), Detach Type,…]BSSAP+GPRS_DETACH_ACK [IMSI (m)]DET_ACC [Force to Standby]BSSAP+GPRS_DETACH_INDBSSAP+GPRS_DETACH_ACK只发生在NOM I下移动台发起GPRS Detach时，VLR将负责CS paging。

Detachment和Purge MS之间的时间长短由运营商调整 MAP: BEGIN/purgeMSMAP: END/purgeMSHLR82GMM: DET_REQSGSN图１３－２２　GPRS Detach (３)MSCVLRGGSNDET_RE [Detach Type (m), Force to Standby (m0, GMM cause (o)]BSSAP+GPRS_DETACH_IND [IMSI (m), SGSN number (m), Detach Type (m),…]GTP: DEL_PDP_GT_RSPGTP: DEL_PDP_CT_REQ只发生有PDP Content时BSSAP+GPRS_DETACH_INDBSSAP+GPRS_DETACH_ACK只发生在NOM I下SGSN发起GPRS Detach时这时VLR将负责CS pagingT8=4 s (1~30)T3322=6 s83SGSN图１３－２２　GPRS Detach (４)HLRT3322GMM: DET_ACCGGSNDetachment和Purge MS之间的时间长短由运营商调整 MAP: BEGIN/purgeMSMAP: END/purgeMS84SGSN图１３－２２　GPRS Detach (５)HLRT3322=6 sGGSNMAP: BEGIN/cancelLocationGMM: DET_REQGTP: DEL_PDP_GT_RSPGTP: DEL_PDP_CT_REQ只发生有PDP Content时85SGSN图１３－２２　GPRS Detach (６)HLRT3322GGSNGMM: DET_ACCBSSAP+GPRS_DETACH_INDBSSAP+GPRS_DETACH_ACK只发生在NOM I下移动台在HLR发起GPRS Detach后还要保留IMSI-Attach时。

这时VLR将负责CS pagingT8=4 s (1~30)MAP: END/cancelLocationMSCVLR86BTSPCUSGSNT3314旧BTS新PCU接入过程资源重分配过程T3314重新重新开始计时开始计时LLC UI-Frame/SAPI=1数据传输数据传输恢复数据传输新的或同一个图１３－２２　蜂窝小区更新流程87７.结合的RA/LA更新发生在NOM I和移动台Class A或B，移动台已经处于IMSI/GPRS Attach状态下的蜂窝小区重选过程新的服务小区属于另一个RA88SGSN图１３－２２　同一SGSN下的RA/LA更新HLRT3330=15 sGMM: RA_UPD_REQMSCVLRGMM: AUTH_CIPH_REQGMM: AUTH_CIPH_RES只发生在鉴权和/或加密时T3360=6 sLLC: XIDBSSAP+LOCATION_UPDATE_ACCEPTBSSAP+LOCATION_UPDATE_REQUESTLLC: XIDT6-1=10~90 sT6-2 40 s(5~60 s)只用于电路交换时的LA更新GMM: RA_UPD_ACCGMM: RA_UPD_COM只发生在RA_UPD_ACC中包含新的TMSI和/或P-TMSI，并且Force to Standby没有设置时BSSAP+TMSI_REALLOCATION_COMPLETE只发生在分配了新的TMSI时RA_UPD_REQ [Update Type (m), GPRS-CKSN (m), former RAI (m), …]89图１３－２２　不同SGSN下的RA更新(分组传输模式下)(１)SGSNSGSNGGSNGMM: RA_UPD_REQGTP: SGSN_CT_REQGTP: SGSN_CT_RSPGTP: SGSN_CT_ACKSGSN_CT_REQ [RAI (m), Flow Label Signaling (m), IMSI (c), …]SGSN_CT_RSP [Cause (m), IMSI (c), MM context ©, PDP context (c), …]SGSN_CT_ACK [Cause (m), …]旧新GTP: Forward Downlink Data Packets只发生在分组转发模式下90图１３－２２　不同SGSN下的RA更新(分组传输模式下)(２)SGSNSGSNGGSNGTP: UPD_PDP_CT_REQGTP: UPD_PDP_CT_RSP旧新HLRMAP: BEGIN/updateGprsLocationMAP: BEGIN/cancelLocationMAP: END/cancelLocationMAP: CON/InsertSubscriberDataMAP: CON/InsertSubscriberDataMAP: END/updateGprsLocationUPD_PDP_CT_REQ [Qos profile (m), SGSN address for signaling (m), SGSN address for user traffic (m), …]UPD_PDP_CT_RSP [Cause (m), Charging ID (c), GGSN address for user traffic (c), Charging Gateway Address (c), …]GTP: Data Packet仅发生在分组转发模式下91图１３－２２　不同SGSN下的RA更新(分组传输模式下)(３)SGSNSGSNGGSN旧新GMM: RA_UPD_ACCGMM: RA_UPD_COMLLC: XIDLLC: XID只发生在加密时GTP: Data PacketGTP: Data PacketRA_UPD_ACC [Force to Standby (m), Update Result (m), RAI (m), P-TMSI signature (o), …]92•会话管理１. 相关参数－QoS Profile－PDP-Type－PDP-Address－APN (略)－Protocol Configuration Options (略)－NSAPI (略)－LLC-SAPI (略)－Radio Priority (略)93会话管理参数QoS ProfilePDP TypePDP AddressAPNRadio PriorityLLC-SAPINSAPIProtocol Configuration Options图１３－２３　会话管理相关参数94QoS-Profile进行用户数据传输前，移动台和网络要就可用的QoS进行协商，由一系列可分别调整的不同参数组成。

95QoSProfileServicePrecedencePriorityReliabilityClassDelayClassMeanThroughputRatePeakThroughputRate图１３－２４　QoS-Profile的参数上下行链路上PDU的优先权Gi接口和R接口上的最大传输时延提供给一次事务(PDP context)的平均吞吐量提供给一次事务(PDP context)的吞吐量峰值一次PDP context期间传输的用户数据受保护的等级96未定义4< 375 s<75 s<250 s< 50 s3< 75 s<15 s<25 s< 5 s2< 7 s< 2 s< 1.5 s<0.5 s195%的时延平均时延｀95%的时延平均时延1024 octets SDU128 octets SDU等级表１３－２　GPRS时延的等级GPRS时延指的是在传输数据时网络应该遵守的时延97吞吐量平均值的等级吞吐量平均值的等级每小时的吞吐量平均值每小时的吞吐量平均值(以字节计以字节计)1100 (~0.22 bit/s)2200 (~0.44 bit/s)3500 (~1.11 bit/s)41 000 (~2.2 bit/s)52 000 (~4.4 bit/s)65 000 (~11.1 bit/s)710 000 (~22 bit/s)820 000 (~44 bit/s)950 000 (~111 bit/s)10100 000 (~0.22 kbit/s)11200 000 (~0.44 kbit/s)12500 000 (~1.11 kbit/s)131 000 000 (~2.2 kbit/s)142 000 000 (~4.4 kbit/s)155 000 000 (~11.1 kbit/s)1610 000 000 (~22 kbit/s)1720 000 000 (~44 kbit/s)1850 000 000 (~111 kbit/s)31Best effort表１３－３　吞吐量平均值的等级98表１３－４　吞吐量峰值等级表Up to 128 000 (1024 kbit/s)8Up to 256 000 (2048 kbit/s)9Up to 64 000 (512 kbit/s)7Up to 32 000 (256 kbit/s)6Up to 16 000 (128 kbit/s)5Up to 8 000 (64 kbit/s)4Up to 4 000 (32 kbit/s)3Up to 2 000 (16 kbit/s)2Up to 1 000 (8 kbit/s)1每秒吞吐量峰值(以字节数计)吞吐量峰值等级99ReliabilityClassGTP modeLLC Frame modeLLC Data ProtectionRLC Block Mode适用的业务类型1确认确认有确认非实时业务，对错误敏感、不允许数据丢失的应用2不确认确认有确认非实时业务，对错误敏感、允许偶尔的数据丢失的应用3不确认不确认有确认非实时业务，对错误敏感、允许数据丢失的应用4不确认不确认有不确认实时业务，对错误敏感、允许数据丢失的应用5不确认不确认无不确认实时业务，对错误不敏感、允许数据丢失的应用表１３－５　可靠性等级100Quality of Service00000011 IE Length 3-----011 Reliability class Unack.GTP&LLC,ACK.RLC, Prot.data--100--- Delay class Delay class 4 (best effort)00------ Spare 0-----011 Precedence class Low priority----0--- Spare 00111---- Peak throughput Up to 64000 octet/s---11111 Mean throughput best effort图１３－２５　发给移动台的ACT_PDP_CT_REQ消息的QoS101PDP-Type－IP: Internet Protocol－PPP: Point to Point Protocol－ IHOSS: Internet Hosted Octet Stream Service－X.25－SMS: Short Message Service102PDP AddressHPLMN运营商决定能否使用动态HPLMN或VPLMN PDP Address。

每个IMSI，都允许有数个PDP Addresses使用动态寻址时，是GGSN负责分配和释放动态PDP地址的静态寻址仅仅适用于Network-Requested PDP context时 103２.会话管理流程－PDP-Context Activation：移动台和GGSN以及SGSN的握手过程，也就是移动台和网络为之后的GPRS服务就PDP参数和选项进行协商的过程－PDP-Context Deactivation－PDP-Context Modification：为现有的PDP-context修改QoS-profile，只能由SGSN发起在已激活的PDP-context发生SGSN间路由区域更新之后104SGSNGGSNHLRGMM: GPRS-AttachmentMAP: Insert Subscriber DataPDP-context Activation ProcedureUser Data Transfer新新SGSNPDP-context Modification ProcedureUser Data TransferPDP-context Deactivation Procedure图　会话管理流程PDN105移动台发起的PDP-context Activation流程106SGSNGGSNRADIUSAT+CGDREQOKATD *99#ConnectAT+CGDCONTOKPPP/LCP: Link DiscussionPPP/CHAP/PAP AuthenticationPDP-context Definition若TE要求特殊的QoS profile鉴权AT+CGDCONT [CID (m), PDP_type (m), APN (o), d_comp [o], h_comp (o), …]AT+CGOREQ [CID(m), precedence (o), delay (o), peak (o), mean (o),…]ATD [*(GPRS Service Code=99)(*called address)(*Layer 2 protocol)(*PDP-context identifier)#]107SGSNGGSNRADIUSPPP/IPCP: CONFIGURE REQUESTACT_PDP_REQGTP: CT_PDP_CT_REQUDP/IP: RADIUS: Access-RequestUDP/IP: RADIUS: Access-AcceptT3380=30 s仅用于鉴权UDP/IP: DHCPDISCOVERDHCPDHCPDHCP广播UDP/IP:DHCPOFFERDHCPIPCP CONFIGURE REQUEST [IP@ (o), IP-compression-protocol (o), …]ACT_PDP_CT_REQ [XA 41, NSAPI (m), Suggested LLC-SAPI (m), Requested PDP@ (m), …]CT_PDP_CT_REQ [Qos-profile (m0, Recovery (o), …]108SGSNGGSNT3380UDP/IP: DHCPREQUESTDHCPUDP/IP:DHCPACKGTP: CT_PDP_CT_RSPACP_PDP_CT_ACCPPP/IPCP: CONFIGURE ACK提供IP@Internet/IntranetIP数据包的交换109移动台发起的PDP-Context Deactivation流程110SGSNGGSNT3390=8 sPPP/LCP: TERMINATE REQUESTDHCPGTP: DEL_PDP_CT_RSPDEACT_PDP_CT_ACCPPP/LCP: TERMINATE ACKDEACT_PDP_CT_REQGTP: DEL_PDP_CT_REQUDP/IP: DHCPRELEASE111SGSN发起的PDP-Context Deactivation流程112SGSNGGSNT3395=8 sPPP/LCP: TERMINATE ACKDHCPGTP: DEL_PDP_CT_RSPDEACT_PDP_CT_REQPPP/LCP: TERMINATE REQUESTDEACT_PDP_CT_ACCGTP: DEL_PDP_CT_REQUDP/IP: DHCPRELEASE113GGSN发起的PDP-Context Deactivation流程114SGSNGGSNT3395=8 sPPP/LCP: TERMINATE ACKDHCPGTP: DEL_PDP_CT_REQDEACT_PDP_CT_REQPPP/LCP: TERMINATE REQUESTDEACT_PDP_CT_ACKGTP: DEL_PDP_CT_RSPUDP/IP: DHCPRELEASE115•安全功能－防止不允许的GPRS服务－提供移动用户身份代码的保密性(临时的身份代码和加密处理)－提供用户数据的保密性(加密处理)116１.对用户的鉴权GPRS的鉴权过程会形成移动用户鉴权、或选择加密算法、或加密开始的同步，或者以上的全部的操作。

鉴权三要素是储存在SGSN中117SGSNHLRAUTH_INFOAUTH_INFO ACKAUTH & CIPH REQUESTAUTH & CIPH RESPONSEBSS若SGSN没有鉴权三要素可用AUTH_INFO [IMSI (m), …]AUTH_INFO ACK [Authentication Triplets]AUTH & CIPH REQUEST [RAND (m), CKSN (m), Ciphering Algorithm (m), …]AUTH & CIPH RESPONSE [SRES (m), …]118２.移动用户代码的保密使用TLLI (Temporary Logical Link Identity ) 验证一个GPRS用户TLLI和IMSI间的对应关系只有移动台和SGSN了解TLLI是来自于SGSN分配的P-TMSI中的当移动台在READY状态时，SGSN可以在任何时候重新分配P‑TMSI 这个重新分配过程可以用P‑TMSI Reallocation procedure完成，也可以包含在Attach procedure 或者Routeing Area Update procedure中。

119３.用户数据和GMM/SM信令的保密加密的范围GMM/SM (GPRS Mobility Management and Session Management)GPRS中的加密范围从SGSN一直到移动台加密完成在LLC层 120SGSNBTS+BSCGPRS加密范围GSM加密范围121•GPRS网络中用户数据的交换相关实体：－移动台和SGSN之间：SNDCP层、LLC层、RLC/MAC层和物理层；－SGSN和GGSN之间：GTP、TCP/UDP和IP122１.封装SNDCP实体和RLC/MAC实体能够将一个太大的SDU分段成数个PDU一个RLC/MAC的PDU根据使用的不同编码方案，可能有4种不同的尺寸，但是发送总是在4个突发构成的数据块上123HeaderDatas网络层(IP, X.25, …)NSAPIHeaderDatas首部压缩数据压缩SNDCP层分段HeaderDatasHeaderDatasSAPI(QoS)SAPI=1Header≤1520 octets (可协商的)CRCLLC层HeaderDatasCRCHeaderDatasCRCCRCRLC/MAC层1 block物理层信道编码 CS-1,… CS-4偷换位 (stealing bits)指出了所用的编码方案图１３－２９　SGSN和移动台　　　　　　　间不同层的封装例如：语音编码的偷换位都是0。

124２.SNDCP层SNDCP (Sub-Network Dependent Convergence Protocol)，允许将不同PDP网络的数个PDU复用到同一条LLC链路SNDCP首部包括：－使用的网络接入点(NSAPI)；－指出一个SNDCP PDU后是否还有同一PDP PDU的的SNDCP PDU的标记符；－和压缩首部和数据的算法有关的参考信息125３.LLC层LLC层提供了移动台和SGSN之间的数据链路服务三种工作模式：－无确认的被保护模式，FCS (Frame Check Sequence)保护整个帧，但是在出现丢帧和错帧时不重发；－无确认的没有保护模式，FCS仅仅保护帧首；－确认的、出现丢帧和错帧时重发模式126Frame Check Sequence Field(3 bytes)Information Field(variable length)Control Field(variable length, max 36 bytes)Address Field(1 byte)SAPIXXC/RPD87654321PD: Protocol DiscriminatorC/R: Command/ResponseSAPI: Service Access Point Identifier SAPI = 1, signaling SAPI = 7, short message SAPI = 3, 5, 9, 11, user data图１３－３０　LLC帧的格式以及地址域的格式127标识符交换XIDXID帧拒绝帧FRMR断开状态DM断开连接请求DISC无编号确认UA连接请求SABMU选择性确认SACKSACK流量控制RNRRNR确认收到的信息和等待下一个信息ACKACK确认收到的信息RRRRSI + SACKI + SACKI + RNRI + RNRI + ACKI + ACK捎带确认以及监督的信息I + RRI + RRI + SUnacknowledged InformationUIDescriptionResponseCommand表１３－６　LLC帧的种类128发送方接收方frame I N(S) = 0frame RR N(R) = 1frame I N(S) = 1frame I N(S) = 2frame ACK N(R) = 1frame I N(S) = 1frame I N(S) = 3frame RR N(S) = 4图１３－３０　ACK帧的应用收到了2号帧，等待1号帧129４.GPRS用户接收数据假设：移动台的PDP context已经激活，PDP网络是IP网，移动台有固定IP地址…130IMSI, NSAPIHeaderSGSN'@DatasMS'@BTS MSDatasMS'@IP网封装去除封装GGSNSGSNIPTCP/UDPGTPIP移动用户的归属GPRS网图１３－３１　移动用户接收数据(IMSI, NSAPI)是用来识别PDP context。

131图１３－３２　漫游时移动用户接收数据移动用户访问的GPRS网数据网(X.25, IP, …)移动用户的归属GPRS网连接不同运营商的骨干网BG: Border Gateways132５.GPRS用户发送数据移动台通过一个NSAPI, 一个给定的TLLI向SGSN发送数据133移动用户访问的GPRS网数据网(X.25, IP, …)移动用户的归属GPRS网连接不同运营商的骨干网图１３－３３　漫游时移动用户发送数据134•空中接口上的传输空中接口上的传输是以有4个正常突发组成的PDU为单位的不同的编码方法使得可以传送不同大小的SDU和提高用户数据的传输速率(如果接收到的信号质量可以的话)135１.物理信道PDCH (Packet Data Channel)GPRS中，复帧中逻辑信道的分配是动态的；在GSM中，是静态的GPRS的空中接口上 ,每个TDMA帧的一个时隙构成一个物理信道物理信道被定义成不同的逻辑信道与GSM系统不同的是：在GPRS系统中，一个物理信道既可以定义为一个逻辑信道，也可以定义为一个逻辑信道的一部分，即一个逻辑信道可以由一个或几个物理信道构成13604813172126303439434751TiTi04813172126303439434751TiTiDuration of 52 frames TDMA = 240 msT: PTCCHi: idle ( search frames, for BSIC measurements of the 6 strongest adjacent cells)一个GPRS复帧由52个连续的帧中同一时隙组成。

它被分成12个块(radio block)，每个块4个时隙可以传输12个PDU图１３－３４　PDCH信道上的52帧的复帧B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11137２.逻辑信道一条PDCH信道可以用来传送用户数据块，也可以用来传送和RLC层有关的控制数据138PDCHPDTCHPACCHPTTCH/DPTTCH/UPBCCHPCCCHPRACHPAGCHPNCHPPCHDownlink onlyUplink only图１３－３５　GPRS中的PDCH信道唯一的双向PDCH信道139PTCH (Packet Traffic Channel)－PDTCH (Packet Data Traffic Channel)信道：用来传输移动用户数据的信道－ PACCH (Packet Associated Control Channel)信道：用来传达和某个特给定移动台相关的信令信息(确认、功率控制)；向移动台指出将要分配给它的PDTCH信道140ARFCN 1TS 0TS 1TS 2PDCHPDCHPDCHTS 6TS 7ARFCN 2TS 0PDCHTS 2TS 3TS 4PDCHPDCHTS 7ARFCN 3PDCHPDCHTS 2PDCHPDCHPDCHTS 6PDCHOK图１３－３６　PDTCH信道141PTCCH (Packet Timing Advance Control Channel)信道：－PTCCH/U：由16个子信道构成，移动台(处于分组传输模式)用来传输内含TA=0的随机接入突发给基站；基站可以根据接入突发的到达时间来估算每个移动台的距离－PTCCH/D：为开始时间提前量更新操作(Continuous Timing Advance Update Procedure)的移动台传输新的时间提前量的值。

142TA-Value for TAI=0TA-Value for TAI=1TA-Value for TAI=150010101100101011••••••••••••••••00017 bitOctet 1Octet 2Octet 16Octet 17Octet 23184 bitTAI: Timing Advance Index图１３－３７　Timing Advance message143PBCCH (Packet Broadcast Control Channel)信道：－每个小区只能有一条PBCCH；－不同于GSM，PBCCH可以在任何时隙和任何ARFCH；－是可选的；－用来传送系统信息(一直监听)；144PCCCH (Packet Common Control Channel)－PNCH (Packet Notification Channel)信道：只存在于下行链路，用来通知移动台PTM事务(Point-to- Multipoint transaction)的到来－PPCH (Packet Paging Channel)信道：系统对移动台的寻呼；－PRACH (Packet Random Access Channel)信道：移动台用来发起接入请求；－PAGCH (Packet Access Grant Channel)信道：用来分配专用资源(PDTCH)；1450123456789 10 11BS_PBCCH_BLKS=2BS_PBCCH_BLKS_RES=3BS_PBCCH_BLKS: (B0)=1, (B0+B6)=2, (B0+B3+B6)=3, (B0+B3+B6+B9)=4－>可用于Paging的块－>不可用于Paging的块图１３－３８　PBCCH可能出现的位置146在GPRS中，系统信息的传送、随机接入机制等可以使用GSM的逻辑信道：BCCH, PCH, RACH, AGCH。

147随路控制下行和上行PACCH数据下行和上行PDTCHPTCH广播下行PBCCHPBCCH多播下行PNCH允许接入下行PAGCH寻呼广播下行PPCH随机接入上行PRACHPCCCH功能方向名称类别表１３－８　GPRS中的逻辑信道148PCUAccess MessageResource AllocationData [TLLI]ACK/NACK [TLLI]ACK/NACKDataDataDataPacket Control ACKOne-Phase Access ProcedurePhase 11个或数个PCUAccess MessageSingle Block AllocationResource Request [TLLI]Resource Allocation [TLLI]ACK/NACKDataDataDataPacket Control ACKPhase 1Phase 2冲突解决办法：Explicit冲突解决办法：ImplicitTwo-Phase Access Procedure149３.资源分配GPRS和GSM空中信道共享150TRX 1TRX 2CCCHTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSDedicated GPRS CapacityCircuit Switched TerritoryPacket Switched Territorymoves dynamically图１３－　　 GPRS和GSM空中信道共享151资源的动态分配－不同的USF (Uplink State Flag)分配给共享相同信道的移动台－移动台检测下行链路上的USF－若给特定移动台的USF出现在(B-1)块中，移动台可以在随后的块中发送数据152B-1 block , USF for specific MS is foundB blockB+1 blockB+2 blockB+3 blockTSL0 TSL1 TSL2TSL3 TSL4TSL5 TSL6TSL7USF图１３－　　资源的动态分配153资源的扩展动态分配－多时隙移动台从分配到的PDCH信道的最低TSL开始监测USF－若移动台在一条PDCH信道上检测到USF的话，它就在同一PDCH信道和所有更高的PDCH信道上随后的一个或者四个块开始发送数据154B-1 block of TSL5, USF for specific MS is foundB blockB+1 blockB+2 blockB+3 blockTSL0TSL1 TSL2TSL3TSL4 TSL5TSL6 TSL7USF图１３－　　资源的扩展动态分配155静态分配应用了Bit-map机制，没有使用USF。

－时隙分配－开始帧－块分配156GPRS信道分配原则－上下行链路分开－从相同的TRX分配时隙－最大化吞吐量(分配给移动台的时隙数量尽量和移动台的多时隙等级)157TFI1TFI1TFI1TFI2TFI3TFI3TFI2TFI3 0 1 2 3 4 5 6 77654321TSLTFI2TCH图１３－　　GPRS信道分配示意图158GPRS信道压缩由于蜂窝小区语音业务忙，使小区空闲信道小于门限值(当GPRS边界处于默认时，CSW扩张可强制压缩GPRS边界)159TRXGPRSCSWGuard TSLTRXGPRSCSWGuard TSL160４.编码四种不同的编码方案，CS-1, CS-2, CS-3, CS-4除了PRACH (Packet Random Access Channel )信道和PTCCH/U (Packet Timing Advance Control Channel on Uplink )信道，其余所有的GPRS分组控制信道一般使用 CS-1。

对于 PRACH (Packet Random Access Channel )信道，定义了两种编码方案GPRS移动台都必须支持这四种编码方案(CS-1 to CS-4)而作为一个支持GPRS的网络则一定要支持CS-1161USF3 bits5 bits176 bits / (22 octets)184 bitsMAC Header8 bitsRLC – Data / Control blockFire code184 Data bitsBEC bits0000Tail228 bits1/2 Rate convolutional coder456 Coded bits (4 bursts / 1 Radio block)图１３－３６　CS-1编码过程USF只存在于下行链路40 bitsInterleaved according to SACCH162USF3 bits5 bits256 / 304 bits (32 / 38 octets)271 / 315 bitsMAC Header8 bitsRLC – Data block268 / 312 Data bitsParity bits0000Tail294 / 338 bits1/2 Rate convolutional coder588 /676 Coded bits图１３－３６　CS-２和CS-３编码过程USF6 bitsPre-coding16 bits7 / 3Puncturing required7 Spare bits (CS-2)3 Spare bits (CS-3)USF只存在于下行链路456 Coded bits (4 bursts / 1 Radio block)Interleaved according to SACCH163打孔(Puncturing)：仅仅适用于数据块的传输。

发送方：并非简单地删除卷积编码器的输出比特，而是删除发送方和接收方事先约定位置上的数据因此，打孔不会产生错码接收方：必须可以从剩下的数据中找回被删除的比特，但是在插入这些比特时可能会增加产生错码的概率所以，打孔只能在良好的无线环境下使用164USF3 bits5 bits416 bits (52 octets)431 bitsMAC Header8 bitsRLC – Data block428 Data bitsParity bitsUSF12 bitsPre-coding16 bits77 Spare bits (CS-4)USF只存在于下行链路456 Coded bits (4 bursts / 1 Radio block)Interleaved according to SACCH图１３－３７　CS-４编码过程165TSC11TSC00TSC10TSC00CS-1->1111 1111CS-2->1100 1000CS-3->0010 0001CS-4->0001 0110图１３－３８　偷换标记和编码方案的关系16621.4-456-164281231CS-415.622067641631263≈3/4CS-313.413258841626863≈2/3CS-29.050456440181331/2CS-1Data rate kbpsPunctured bitsCoded bitsTailBCSBlock Check Seque-nceRadio block excl. USF and BCSPre-coded USFUSFCode ratescheme表１３－７　GPRS编码方案的编码参数 [摘自3GPP TS 03.64 Table 3] 167４.空中接口Um见图１３－３６。

168图１３－３６　GPRS的Um接口 [摘自3GPP TS 03.64 Figure 3d]物理链路层(Physical Link layer)为移动台和网络间的物理信道上的信息传输提供服务包括：将数据单元成帧、数据编码、发现和纠正物理介质传输差错物理链路层使用物理射频层的服务物理射频层(Physical RF layer) 将来自物理链路层的基于比特流的物理波形进行调制物理射频层同样也可以将收到的波形解调成要传输到物理链路层的比特流数据链路层的低层RLC/MAC层为在GPRS空中接口上的信息传输提供服务主要是通过出错块的选择性重发机制追溯纠错过程MAC层的功能是为共享资源的移动台提供接入RLC/MAC层使用物理链路层的服务RLC/MAC层之上的LLC层在移动台和它的SGSN之间提供一条可靠的逻辑链路它使用 Um接口上RLC/MAC层的服务 SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol )协议主要功能有：多路复用多个PDP；压缩/解压用户数据；压缩/解压协议控制信息；将N-PDU分段成数个LLC-PDU，并将LLC-PDU组合成N-PDU。

169５.无线块结构用于数据传输和控制消息的无线块结构是不同的170Radio BlockMAC headerRLC headerRLC dataBCS图１３－３７　(a) 用于数据传输的无线块结构 (b) 用于控制消息的无线块结构 [摘自3GPP TS 03.64 Figure 4, Figure 6]Radio BlockMAC headerRLC/MAC Control MessageBCS171三、EDGE技术•概述EDGE (Enhanced Data rates for the GSM Evolution)，被ITU视为第三代移动通信系统之一(IMT-SC)，使用分组模式传输数据的最高速率可达384kbit/sEDGE通过改变调制方式，在现有GSM和GPRS网络基础上，通过使用200kHz的GSM载波达到提高数据传输速率的目的172EDGE技术可以被引入到 GSM/GPRS和 IS-136(D-AMPS的分组模式)的网络中对于美国没有 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 许可证的运营商来说，EDGE技术可以提供很好的多媒体服务。

由于EDGE是再次利用现有的频谱资源，所以也可以作为一种低成本的投入，为已经拥有GPRS网络和UMTS许可证的运营商降低多媒体服务的成本173GSMHSCSDECSDGPRSEDGEClassicIS-136EDGECompact图１３－３８　EDGE不同标准的集中174•HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)EDGE中用来传输数据，使用多时隙的电路交换模式见本章第3, 4张讲义175•EGPRS EGPRS (Enhanced General Packet Radio Service),是GPRS的改进，主要是在空中接口发生了变化EGPRS使用了全新的调制方案和编码方案9 MCS (Modulation and Coding Scheme)被用来提高分组数据的传输速率，提供了从8.8kbit/s到59.2kbit/s的速率(如果使用8个时隙进行接收的话，速率可达473.6 kbit/s左右)1768.8GMSKMCS-111.2GMSKMCS-214.8GMSKMCS-317.6GMSKMCS-422.48-PSKMCS-529.68-PSKMCS-644.88-PSKMCS-754.48-PSKMCS-859.28-PSKMCS-9Maximum throughout (kbps)ModulationModulation and Coding Schemes表１３－８　与MCS相关的吞吐量177EGPRS在现有的频谱中，提供了最有效的3G服务。

运营商仅仅需要将现有的GSM/GPRS无线设备升级网络中硬件的变化局限于在每个蜂窝小区中增加EDGE的TRX而已178EDGE 提提供供给给终终端端用用户户平平均均的的数数据据传传输输速速率率 80-130 Kbps，，并并且且可以上升到可以上升到 473 Kbps, 可以提供可以提供3~4倍与倍与GPRS的数据吞吐量的数据吞吐量GPRS EDGE数据传输数据传输平均速率平均速率理论上最佳的理论上最佳的数据传输速率数据传输速率473 Kbps30-40 Kbps80-130 KbpsCDMA 1xRTT30-60 Kbps153 Kbps115 Kbps图１３－３９　GPRS/CDMA1xRTT/EDGE速率比较179小结：了解GPRS系统中的物理信道和逻辑信道，熟悉核心网络部分接口的作用和EDGE的相关知识，掌握移动性管理各个状态具备的功能、安全功能的实现180。

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