GPRS通用分组无线业务.pdf

1GPRS （（（（通用分组无线业务通用分组无线业务通用分组无线业务通用分组无线业务））））吴伟陵 北京邮电大学信息工程学院2引言1．．．．GPRS产生的背景产生的背景产生的背景产生的背景GPRS标准是欧洲电信标准化协会 ETSI从1993年开始研制，于1998年基本 完成的标准3?（1）是从GSM基础上发展起来的一种分 组数据业务；?（2）是GSM的数字蜂窝与因特网两大最 活跃的信息产业相互渗透和融合的结晶， 两者的结合产生了具有更强生命力的移动 因特网；?（3）GPRS与GSM共用频段、共用基站、 共享GSM网上的一些设备与网络设施；4?（4）GPRS大大拓广了GSM的业务服务 范围，它在GSM原有电路交换的话音与数 据业务的基础上提供了一个平行的分组交 换的数据与话音（IP）业务的网络平台52. GPRS的主要功能的主要功能的主要功能的主要功能?（1）在移动蜂窝网中支持分组交换业 务；?（2）按时隙（而不是整个通路）把无 线资源分配给移动用户，收费亦按占用 时隙计算，故能为用户提供低价格服 务；6?（3）实现快速接入、快速建立通信链 路、大大缩短用户呼叫建立时间，实现 几乎“永远”；?（4）实现在原有GSM网中高效传输；?（5）可以连接到其它基于X.25/X.75或 IP的各类分组数据网。

7GPRS网络结构网络结构网络结构网络结构1. GPRS网络结构网络结构网络结构网络结构8其它运营者的GPRS网图 2.1 GPRS 网络结构示意图DNC：域名服务器 BG：边界网关 CG：计费网关 PCU：分组控制单元 SGSN：服务GPRS支持节点 GGSN：网关GPRS支持节点DNSGGSNMSCHLRCGBGSGSNBTSPCUBSCIP或其他分 组传输网公共 数 据 网短消息中心No.7信令网帧中继网或E1 等 等企 业 内 部 网92. GPRS网络主要功能实体网络主要功能实体网络主要功能实体网络主要功能实体?（1）分组控制单元PCU：主要用于完 成无线链路控制／媒体接入控制（RLC ／MAC）功能以及PCU与SGSN之间Gb 接口的转换，比如启动、监视、拆断分 组交换呼叫、无线资源组合、信道配置 等PCU与SGSN之间是通过帧中继或E1 方式连接10?（2） SGSN（服务GPRS支持节点）： 它主要负责GPRS的接入控制 、路由选 择、加密、鉴权、移动管理以及与MSC、 SMS（短消息）、HLR、IP（或其它分 组）传输网络的接口可看作GPRS的无 线接入路由器11?（3） GGSN（网关GPRS支持节点）： 它主要负责GPRS与外部分组数据网，比 如X.25/X.75、TCP／IP因特网之间的支 持节点，它可看作提供移动用户IP地址 的网关路由器，GGSN还可包括防火墙和 分组滤波器等。

12?（4）边界网关BG：它是其它运营者的 GPRS网与本地GPRS主干网之间互联的网 关，它应具有基本的安全功能，此外还可 以根据漫游协定增加相关功能5）计费网关CG：通过相关接口（Ga） 与GPRS网络中的计费实体，如各类GSN 等通信，用于收集GSN等发送的计费数据 记录并进行计费13?（6）域名服务器DNS：它负责提供GPRS 网内部SGSN、GGSN等网络节点的域名 解析以及接入点名APN的解析143. GRPS逻辑结构逻辑结构逻辑结构逻辑结构其它的PLMN短信息/接口MSC 短信息/中介MSC短信息中心MSC/VLRHLRSGSNBSSMTTESGSNGGSNEIRSGSNGGSNTERCGd DVmGrGsAGnGfGeGpGiGb图 2.2 GPRS 逻辑结构图15?（1）在GPRS逻辑结构图中，服务 GPRS支持节点与网关GPRS支持节点是 实现GPRS业务的核心实体；?（2）分组业务经过Gb接口进入SGSN和 GPRS骨干网，它可采用帧中继或E1方式 连接此外，在业务量不太大的情况 下，Gb接口也可以暂时共享原GSM的A接 口传输资源，在MSC侧通过复用设备MUX 再将GPRS数据流送至SGSN。

16?（3）GPRS骨干网内部，各GSN实体之 间通过Gn接口相连接，它们间的信令和 数据传输在同一传输平台中进行，即可 在Internet、ATM、以太网、DDN、帧中 继、ISDN等现有传输网中选择17?（4）GS与GC为可选的接口? 当SGSN与MSC／VLR配合，进行联合 位置更新，经由GPRS进行电路交换（cs）应 选GS接口； ? 如果GGSN要直接从HLR获取位置信 息，则需选GC接口若未选GC，则GGSN需 通过SGSN从HLR获取位置信息18?（5）GPRS骨干网中的SGSN和GGSN还通 过Gr/Gc、Gs、Gf、Gd等接口分别与HLR、 MSC／VLR、设备识别器EIR、短消息接口 MSC（SMS-GMSC）等原GSM网络实体相 连，这些实体之间的通信只涉及NO.7信 令网6）GPRS骨干网通过GGSN经Gi接口与 外部分组数据网PDN互联，PDN可以是 Internet、X.25/X.75等不同的PDN， 有不同的Gi接口19?（7）GPRS骨干网通过SGSN经Gp接口 与外部其它运营商的PLMN的GPRS网相 互联8）另外，GPRS网中的计费是由计费 网关CG与GPRS网中计费实体如GSN通信 通过Ga接口，以收集各GSN发送的计费 数据记录并进行计费。

20GPRS提供的业务1. GPRS近期可提供的业务从目前来看，GPRS网络作为移动 接入因特网的一种有效方式，可提供 的业务有：?（1）基于GPRS的WAP业务，即利用 WAP直接通过分组方式上因特 网；21?（2）＋笔记本电脑上网，这时 仅作为传输手段，而笔记本电脑是终端， 与笔记本电脑之间连接可采用三种不 同方式：电缆线、红外、蓝牙，前者是有 线连接，后两者是无线连接，但距离有 限；?（3）短消息业务，即SMS OVER GPRS，但需要对现有短消息中心进行改造 后提供22从长远发展角度看，GPRS网络不但能提供 常规的因特网移动接入服务，而且既可直接提 供丰富多彩的移动业务，又可以为第三方业务 提供商提供接入服务，另外，银行、外企等大 型集团用户还可以利用GPRS网络建立自己的 虚拟专用网 按应用范围划分，可分为面向个人用户的 端到端分组数据业务以及面向集团内部用户的 端到端分组数据业务2. GPRS远期可提供的业务23?（1）面向个人用户的点对点（PTP）承 载业务E-mail业务；?Telnet远程登录业务，实时、双向端 到端个人应用业务； ?FTP文件传输业务；?交互式信息服务，Web浏览业务、访 问数据库、信息查询服务；24?电子号码簿（目录）服务，如查找E- mail地址、电子号码等；?检索服务。

2）面向集团内用户的点对点（PTP）应 用业务信用卡确认（POS）；? 保安系统（电子监控）；25?GPS自动定位跟踪业务； ?电子商务；?电子银行；?股票交易，等等3. GPRS移动台移动台移动台移动台GPRS移动台可工作在下列三种模式之一：26?（1）A模式：同时使用GSM与GPRS两 种业务，即在打的同时，可以接收 分组数据；?（2）B模式：不能同时使用GSM与 GPRS两种业务，但是可以自动识别即 移动台具有同时监测两种系统的能力， 但只能使用其中的一种：电路交换（cs） 或分组交换（ps）；27?（3） C模式：只能选择GSM或GPRS中 的一种业务，但可通过手动切换来选择 其中一种在GPRS中，移动台可以将1至8个时分信 道同时分配给上行信道和下行信道，其 业务可以是对称的，也可以是非对称 的，目前开通的上、下行比为1：3，但 是理论上的上、下行比可为1：728GPRS的的的的 逻辑信道与物理信道逻辑信道与物理信道逻辑信道与物理信道逻辑信道与物理信道1. GPRSGPRSGPRSGPRS的逻辑信道的逻辑信道的逻辑信道的逻辑信道GPRS无线子系统中逻辑信道分为两种 类型：业务信道与控制信道（或信令信 道）。

29?（1）业务信道：PDTCH即分组数据业务 信道? 单向（上行或下行）传送GPRS数据业务 信息；? 一个用户可以对称或不对称使用１至若 干个PDTCH2）控制信道：可分为三类30? PBCCH ：分组广播数据公共控制信 道，用来广播GPRS系统的指定信息；? PCCCH：传送分组数据的公共控制信 令，它又可进一步划分为： a. PRACH：上行的分组随机接入信道，供 MS请求接入，并以突发形式发送数据与信令；b. PPCH：下行的分组寻呼信道，供基站 寻呼MS；31c. PAGCH：下行的分组接入允许信 道，供分组传送前利用它发送资源分配 消息给MS；d. PNCH：下行的分组通知信道，供 分组传送前利用该信道给MS传送通知；32?PDCCH：即分组专用控制信道， 它可分为：a.PACCH：分组随路控制信道，用它传 送有关的信令信息比如确认、功控、资源分配与 再分配等；33b. PTCCH：分组定时提前量控制信道，用 它传送定时信息，使MS与BTS能比较准 确地估计时速，以保证正确接收它还 可细分为：* PTCCH/U（上行）：使BTS准确估计 一个MS的时速；* PTCCH/D（下行）：则用于多个MS同 时更新传输时速。

342. GPRS的物理信道?（1）在GPRS中可以使用的时隙称为分 组数据信道PDCH，它由52帧构成，其中 有4×12=48TDMA帧，以及两个空闲 帧，两个PTCCH帧，一个PDCH约占 240ms；35?（2）52帧分为４组，每组含４个TDMA帧 其中含一个附加帧（空闲帧或PTCCH帧）并 称它为复帧块（_ ），共计12个；?（3）每个TDMA帧含有８个时隙；?（4）每个时隙中的内容又称为突发，在 GSM/GPRS系统中共有４种不同的突发：B0B1136?常规突发NB，承载所有业务与大部 分信令；?接入突发AB，用于MS建立与BTS 间首次连接或越区切换；?频率校正突发FB；?同步突发SB37?（5）物理信道中52帧复帧结构如下：240 msNB：常规突发PTCCH 空闲PTCCH 空闲1 2 34复帧块（含4帧）含8个时隙357126 157 38.25尾比特数据标志训练标志数据尾比特保护间隔AB：接入突发3 41 同步比特36 信息比特368.25 保护比特FB： 频 率 校 正 突发SB：同步突发339 信息64 训练序列39 信息3 8.25B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS73 142 固定比特3 8.25图 4.1 52 帧复帧结构38由上图可见：GPRS中逻辑信道在物 理信道PDCH上的映射是以上述52帧复帧 结构为基础，逻辑信道被动态映射到52 帧复帧中，而该复帧可划分为12个复帧 块（0—11），以及２个空闲帧、２个 PTCCH帧，每个复帧块又含有４帧，每 帧含有８个时隙，每个时隙携带一个突 发。

39?（6）不同逻辑信道可以共享一个物理信 道PDCH，而PDCH的共享是以无线分组 块为基础，每一个无线分组块长456比 特，包含４个连续的常规突发，物理信道 中第０个复帧块B0（开头）必须分配给 PBCCH，而分组随机接入信道PRACH， 则根据分组广播专用信道PBCCH信息参 数动态（或固定）地映射到PDCH上7）GPRS逻辑信道中52帧复帧中映射 概况如表4-1所示：40逻 辑 信 道 类 型逻 辑 信 道上 、 下 行功 能在 52 帧 复 帧 上 的 映 射PDTCHPDTCH上 、 下 行数 据 业 务１ ～ ８ 个 PDCHPBCCHPB。