通用分组无线服务GPRS要点.ppt

• General Packet Radio Service(通用分组无线业务，通用分组无线业务，GPRS））中国移动通信集团公司技术部• 内容•GPRS的特点•GPRS逻辑结构•GPRS新增网元功能•GPRS终端类型•GPRS网络原理简介•GPRS无线原理简介 • Ÿ无线无线/网络资源利用率高，适合于支持间歇网络资源利用率高，适合于支持间歇/突突发性数据传输，计费方式灵活，价格合理发性数据传输，计费方式灵活，价格合理Ÿ速率较高：速率较高：1-8个时隙，个时隙，CS1-CS4，，可达可达9.05kbit/s – 171.2kbit/sŸ分组交换平台为多种业务提供承载：分组交换平台为多种业务提供承载：Ÿ现有现有GSM数据业务：数据业务：SMS、、WAPŸ外部数据网业务：外部数据网业务：GTP隧道传输机制为各种外部数隧道传输机制为各种外部数据网业务提供透明承载：据网业务提供透明承载：Internet/Intranet/X.25Ÿ作为作为ISP开发新业务，尤其是移动网特定业务开发新业务，尤其是移动网特定业务GPRS 的特点的特点• ·上下行链路可不对称，数据速率可变上下行链路可不对称，数据速率可变·在不进行数据传输时可将数据业务挂起，不占在不进行数据传输时可将数据业务挂起，不占用无线用无线/网络资源，再进行数据传输时能较快恢网络资源，再进行数据传输时能较快恢复，无需重新发起业务复，无需重新发起业务·一个一个MS可同时进行多个数据会话可同时进行多个数据会话·根据网络和根据网络和MS的工作模式，用户可以分别交替的工作模式，用户可以分别交替/同时进行话音和分组数据业务同时进行话音和分组数据业务Ÿ可以逐步向可以逐步向3G、、全全IP网演进网演进GPRS 的特点的特点• GPRS逻辑结构逻辑结构nBTS软件升级nBSC增加PCU及软件升级MS为具有GPRS能力的A/B/C类MSn与原GSM共用n软件升级n新增网元n软件升级• GPRS网络组成网络组成• 新增网元功能介绍新增网元功能介绍•SGSN（（Serving GPRS Support Node））•GGSN（（Gateway GPRS Support Node））•DNS（（Domain Name Server））•CG（（Charging Gateway）） • SGSN 功能功能·认证、鉴权·通过GPRS隧道协议与GSN通信·加密和压缩·移动性管理·会话管理·与HLR、MSC/VLR交互·计费信息和统计信息收集·提供网管接口• GGSN功能功能Ÿ与外部网接口的关口Ÿ从外部网看，类似一个路由器Ÿ使用GTP（GPRS Tunneling Protocol）协议封装数据和转发到SGSNŸ将移动台发起的数据路由到正确的目的地Ÿ过滤用户数据Ÿ为数据网收集计费和统计数据• DNS 功能功能Ÿ在GPRS骨干网中将逻辑名映射为IP地址Ÿ将接入点名（APN） 映射为GGSN的 IP地址Ÿ每一个SGSN需要与DNS服务器协商完成解析• DNS 功能功能ŸSGSN仅需与本地的DNS服务器协商Ÿ不同运营者的DNS服务器互相交换信息或通过根DNS服务器交换信息• CG功能•收集计费话单（S-CDR、M-CDR、S-SMT-CDR、S-SMO-CDR、G-CDR）•话单合并•话单预处理•对某些不必要的字段进行过滤•添加一些其它运营者要求的选项• HLR新增的功能新增的功能ŸGPRS 签约数据的存储ŸIMSI为主要的用户索引 Ÿ每一个移动用户可能有一个或多个PDP上下文（PDP Context）Ÿ每一PDP上下文包含：PDP 类型(如 IP, X.25，PPP)PDP 地址(如128.200.192.64, *.*.*.*)Subscribed QoS profileAPNVPLMN address allowed,...• GPRS 终端类型终端类型ŸClass A 可以同时附着于可以同时附着于GPRS和和GSM业务业务可以同时使用可以同时使用GPRS数据传送和数据传送和GSM话音业话音业务务ŸClass B可以同时附着于可以同时附着于GPRS和和GSM业务业务可以使用可以使用GPRS数据业务或数据业务或GSM话音业务但话音业务但不能同时使用这两种业务不能同时使用这两种业务• GPRS 终端类型终端类型ŸClass C任何时候仅能附着其中的一种业务：任何时候仅能附着其中的一种业务：GPRS或或GSM任何时候只能使用其中的一种业务：任何时候只能使用其中的一种业务：GPRS或或GSM• GPRS网络原理简介 • GPRS传输协议平面传输协议平面• 基站子系统基站子系统GPRS协议协议(BSSGP)Ÿ允许多个用户共享物理资源和实现负荷分担允许多个用户共享物理资源和实现负荷分担（与（与A接口不同）；接口不同）；ŸGPRS信令和数据占用同样的物理资源；信令和数据占用同样的物理资源；Ÿ用户接入速率可以在一个范围内变动，有下行用户接入速率可以在一个范围内变动，有下行流量控制机制；流量控制机制；• 基站子系统基站子系统GPRS协议协议(BSSGP)BSSGP 的主要功能：的主要功能：Ÿ上行和下行数据传送上行和下行数据传送Ÿ信令信令:Ÿ寻呼寻呼Ÿ无线状态无线状态Ÿ暂停和恢复暂停和恢复Ÿ清除清除Ÿ流量控制流量控制Ÿ跟踪跟踪• 信令协议平台信令协议平台• 基于基于SS7的接口的信令平台的接口的信令平台• Gs接口的信令协议平台接口的信令协议平台• GPRS 移动性管理移动性管理 (GMM)Ÿ使使SGSN保持对移动台位置信息的了解保持对移动台位置信息的了解Ÿ附着和去着附着和去着Ÿ安全性管理安全性管理 Ÿ鉴权鉴权ŸP-TMSI 分配分配ŸPTMSI 签名检查签名检查Ÿ触发寻呼触发寻呼Ÿ路由区路由区 (RA):Ÿ由多个小区组成由多个小区组成Ÿ一个位置区由一个或多个路由区组成一个位置区由一个或多个路由区组成• 移动性管理的状态移动性管理的状态READY: 需要作小区更新；数据传输可直接进行IDLE: 网络不知MS的存在 STANDBY: 仅需作路由区更新READYIDLESTANDBYTimerGPRS AttachData Transmissionor ReceptionGPRS Detach• GPRS 附着过程附着过程MS SGSNHLRAttach Accept (P-TMSI etc.)Attach Request (IMSI or old P-TMSI, etc. )AuthenticationSubscription data (QoS Profile etc.)Update LocationIdentity Request • GPRS附着后附着后ŸSGSN跟踪移动台的位置信息Ÿ移动台与SGSN之间可安全地通信Ÿ开始收集计费信息ŸSGSN存有移动台的签约数据ŸHLR知道当前服务移动台的SGSN的号码• 鉴权鉴权• 分离（分离（1））MS发起发起• 分离（分离（2）：）：SGSN/HLR发起发起• 路由区更新（路由区更新（Routing Area Update））SGSNSGSNGGSNBSSBSSBSSMSIntra SGSNRA UpdateMSMSInter SGSNRA Update• 路路由由区区更更新新• SGSN间路由区更新（间路由区更新（Inter-SGSN Routing Area Update））MSNew 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Ÿ存在于存在于HLR中的一组用户业务属性，主要包中的一组用户业务属性，主要包括括ØPDP类型、地址类型、地址(动态动态/静态静态)、状态、状态ØAPNØNSAPIØQoS文件文件ØSGSN/GGSN地址地址Ø无线优先权无线优先权Ø等等。

等等Ÿ激活激活/去活两种状态去活两种状态• PDP上下文的激活：上下文的激活：MS发起发起• PDP上下文的激活：网络发起上下文的激活：网络发起• PDP上下文的修改上下文的修改• PDP上下文去激活：上下文去激活：MS发起发起• PDP上下文去激活：上下文去激活：SGSN发起发起• PDP上下文去激活：上下文去激活：GGSN发起发起• 接入接入InternetŸ透明接入：透明接入：GGSN不参与外部网的认证不参与外部网的认证Ÿ非透明接入：非透明接入：MS分配使用分配使用ISP/Intranet所拥有的地址段中的地所拥有的地址段中的地址，由址，由GGSN代替代替MS进行认证进行认证• 透明接入透明接入• 非透明接入非透明接入• 数据传输数据传输Mobile to corporate serverLocal areanetworkServerRouterSGSNGGSNBGBSCBTSIntra-PLMNbackbonenetwork(IP based)SGSNGGSNBGBSCBTSIntra-PLMNbackbonenetwork(IP based)PacketnetworkInter-PLMNbackbonenetworkPacketnetworkDatanetwork(Internet)CorporateHPLMNVPLMN• 两运营商间的漫游两运营商间的漫游 BTSBSCSGSNGGSNInternetVISITEDOperatorPLMNFWBTSBSCSGSNHOMEOperatorPLMNBGBGRootDNSDNSInter-PLMNBackboneDNSGGSNHome OperatorHome OperatorVisited OperatorVisited OperatorFWBorder Gatewayconnects autonomousIP networks togetherDomain Name Systemused by SGSN to findthe correct GGSN• SMS:MT• SMS:MO• GPRS无线原理简介• GPRS的逻辑信道的逻辑信道上述信道统称PDCH，亦即用于GPRS的某个时隙• GPRS的逻辑信道的逻辑信道ŸPCCCH、PDTCH和PACCH可以在同一个PDCH 上以偷帧模式操作。

处于分组空闲模式的移动台将认为收到的此类无线块 中任何RLC/MAC控制消息属于PCCCH上的信息处于分组传送模式的移动台将认为收到的此类无线块中的任何RLC/MAC控制消息属于PACCH上的信息Ÿ另外，GPRS终端仍然使用原有GSM的BCCH、SCH、 FCCH• 逻辑信道与物理信道的映射逻辑信道与物理信道的映射在GPRS业务量不大的情况下，允许GPRS与电路业务共用BCCH，CCCH可采用以下3种方式进行信道组合：方式1：PBCCH＋PCCCH＋PDTCH＋PACCH＋PTCCH；方式2：PCCCH＋PDTCH＋PACCH＋PTCCH；方式3：PDTCH＋PACCH＋PTCCH与电路业务共用PBCCH、PCCCH可采用方式3，若仅共用PBCCH可采用方式2，随着业务量的增大可采用方式1或方式1＋方式3等• 信道编码信道编码• 信道编码信道编码•除了分组信道请求消息外，控制消息均采用CS-1编码格式；•分组信道请求消息为11比特或8比特；•数据可采用CS-1、CS-2、CS-3、CS-4格式编码。

• 无线信道分配无线信道分配BSS可提供无线资源的动态分配，根据需要分配电路和分组业务的无线资源•小区内的无线资源可设置为专用电路交换信道、专用PDCH以及可在两者间切换的信道资源；•根据业务状况，系统一般根据负荷监视和PDCH的业务需求在TCH 与PDCH之间调整切换•BSS支持一次TBF连接或RR连接建立过程中的PDTCH和TCH之间的转换• 媒体接入控制媒体接入控制相对独立的上、下行链路资源分配方式•上行需要争抢判决程序来控制MS的接入与共享，•下行作为网络与多个MS间的通信不需争抢判决•BSS应保证一个上行和下行信道能同时被多个MS复用；•在数据传输过程中，可动态调整MS使用的信道数• 媒体接入控制媒体接入控制媒体接入模式媒体接入模式•动态方式：MS根据上行链路状态标志(USF)来确定指配PDCH上使用的上行资源（同一时隙的下一个上行无线块），上行链路状态标志包含在在信道指配消息中•固定方式：采用固定比特映射确定每帧中指配的PDCH和无线块•扩展动态：根据USF来确定指配PDCH以及更高序号的PDCH上对应的无线块• 媒体接入控制媒体接入控制•一阶段接入一阶段接入 网络在接收到分组信道接入请求（Packet Channel Request）后以分组立即指配消息（ Packet Immediate Assignment）分配无线资源。

•二阶段接入二阶段接入 网络在接收到分组信道接入请求（Packet Channel Request）后以分组立即支配消息（Packet Immediate Assignment）分配一个单个的无线块（4个Burst），MS在此无线块上发送分组资源请求消息（ Packet Resource Request ），之后网络给MS指配无线资源（ Packet Resource Assignment ）• 媒体接入控制媒体接入控制• 谢谢。