移动通信原理电子课件教案-第5章 GSMGPRS数字蜂窝移动通信系统.ppt

移动通信MobileCommunication,2,目录,第一章概述（4学时）第二章移动通信组网原理（8学时）第三章移动信道中的电波传播（8学时）第四章数字移动通信关键技术（8学时）第五章GSM/GPRS数字蜂窝移动通信系统（8学时）第六章窄带CDMA数字蜂窝移动通信系统（6学时）第七章第三代(3G)数字蜂窝移动通信系统（8学时）第八章移动数据传输（4学时）第九章未来移动通信展望（2学时）习题讲解与课堂练习（6学时）复习（2学时）,3,第五章GSM/GPRS数字蜂窝移动通信系统,5.1引言5.2GSM的特点和业务5.2.1GSM的基本特点5.2.2GSM的业务功能5.3GSM系统结构与接口5.3.1移动台（MS）5.3.2基站子系统（BSS）5.3.3网络与交换子系统（NSS）5.3.4操作与维护子系统（OMS）5.3.5网络接口,4,5.4GSM无线接口5.4.1频率配置5.4.2信道和帧结构5.4.3定时前置5.4.4功率控制与不连续发射（DTX）5.4.5跳频技术5.5GSM语音/数据的无线传输5.5.1语音编码5.5.2信道编码5.5.3交织5.5.4突发脉冲的形成5.5.5加密5.5.6调制,5,5.6GSM的移动性管理与呼叫接续5.6.1GSM区域、编号方式5.6.2小区的选择与重选5.6.3鉴权与加密5.6.4位置更新5.6.5鉴权、加密5.6.6切换5.7GPRS系统5.7.1GPRS的特点及业务5.7.2GPRS网络结构、主要实体及接口5.7.3GPRS空中接口5.7.4GPRS的移动性管理与会话管理,6,5.1引言2G主流标准有：泛欧GSM900、美国ADC（IS-54,latercalledIS-136）、日本PDC1982年，GroupeSpcialeMobile“移动通信特别组”在欧洲邮政与电信大会(CEPT)内成立。现在称为GlobalSystemforMobileCommunicationGSM可用在不同的频段（900、1800、1900MHz），其标准化工作由ETSI制定，1991年首次进入欧洲市场GPRS（通用分组无线业务）是GSM向3G的过渡技术，欧洲在1993年提出的，它能提供比现有GSM网更高的数据率,7,5.2GSM的特点和业务5.2.1GSM的特点,具有开放的接口和通用的接口标准用户权利的保护和传输信息的加密支持多种业务具有跨国漫游能力GSM系统抗干扰能力较强频谱效率较高,8,5.2.2GSM的业务功能,9,1、电信业务,10,2、补充业务,11,12,5.3GSM系统结构与接口GSM整个系统可分为四个相互独立的子系统，即移动台（MS）、基站子系统（BSS）、网络与交换子系统（NSS）和操作与维护管理子系统（OMS）。,13,GSM900系统的移动台功率等级,DCS1800系统的移动台功率等级,5.3.1移动台（MS）功能:具有无线传输和处理功能、提供与使用者间的接口频率类型:车载台、手持台,14,移动台(MobileStation)组成移动台物理设备MESIM卡:基本上是一张符合ISO标准的“智慧卡”，它包含所有与用户有关的无线接口的信息。GSM系统是通过SIM卡来识别移动用户的，这为发展个人通信打下了基础,15,5.3.2基站子系统（BSS）功能:（1）通过无线接口与MS相接，负责无线收/发和无线资源管理（2）基站子系统与网络子系统中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等,16,组成:BSS主要是由基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）两部分组成。此外，BSS还应包括码型转换和速率适配单元（TRAU）,17,BTS、BSC、TRAU功能,18,BTS的组成基带单元：话音和数据速率适配以及信道编码等载频单元：完成调制/解调、与发射机/接收机之间的耦合等控制单元：用于BTS的操作与维护,19,20,21,基站的功率等级,22,5.3.3网络与交换子系统（NSS）功能:对GSM移动用户之间通信和移动用户和其他通信网用户之间通信起管理作用。其主要功能包括：交换、移动性管理、安全管理等组成：,23,MSC(移动业务交换中心)信道的管理和分配呼叫的处理和控制越区切换和漫游的控制用户位置信息的登记与管理用户号码和移动设备号码的登记和管理服务类型的控制计费对用户实施鉴权互连功能,24,HLR(归属位置寄存器)它可以看作是GSM系统的中央数据库，存储该HLR管辖区的所有移动用户的有关数据用户号码（IMSI和MSISDN）当前用户VLR（当前位置）预定的附加业务附加的业务信息（如：当前转移号码）用户状态（已登记/已取消登记）鉴权键和AUC功能移动用户漫游号码等,25,VLR(访问位置寄存器)通常与MSC合设，它存储进入其控制区域内来访移动用户的有关数据，VLR可看作是一个动态用户的数据库。移动台状态位置区域识别码（LAI）临时移动用户识别码（TMSI）移动台漫游码（MSRN）等,26,AUC(鉴权中心)通常与HLR合设，认证移动用户的身份以及产生相应认证参数（随机数RAND、符号响应SRES、密匙Kc），同时对无线链路上的话音、数据和信令信息进行保密可靠地识别用户，与HLR一般处于同一位置,27,EIR(设备识别寄存器)存储有关移动台设备参数的数据库。EIR实现对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台使用。存储移动台设备参数(如IMEI号码)的数据库,28,IWF（互联功能）提供GSM网络与其它固定网络的互连。在互连时，IWF还能提供速率适配的功能。IWF通常与MSC在同一物理设备中实现,29,SC(短消息中心)提供在GSM网络中移动用户和固定用户之间或移动用户之间发送产度较短的信息。其功能：接收、存储和转发用户的短消息,30,5.3.4操作与维护子系统（OMS）功能:对GSM系统的交换实体进行管理。即维护测试、障碍检测及处理、系统状态监视、话务统计等功能用于操作维护的设备被称为操作维护中心（OMC），OMC由两个功能单元构成，即OMC-S和OMC-ROMC-S用于MSC、HLR、VLR等交换子系统各功能实体的维护与操作。OMC-R用于实现整个BSS系统的操作与维护。,31,5.3.5GSM网络接口,32,1、主要接口GSM系统的主要接口是指A接口、Abis接口和Um接口A接口：网络与交换子系统(NSS)与基站子系统(BSS)之间的通信接口。Abis接口：基站子系统的基站控制器(BSC)与基站收发信机(BTS)之间的接口Um接口：移动台与基站收发信机之间的无线接口,33,34,信令层1（L1）:也称物理层，提供传输比特流所需的物理链路，为高层提供各种不同功能的逻辑信道信令层2（L2）:称数据链路层，在移动台和基站之间建立可靠的专用数据链路信令层3（L3）:负责控制和管理。包括三个子层，即无线资源管理（RM）、移动性管理（MM）、接续管理（CM）,35,2、网络子系统NSS内部接口它包括B、C、D、E、F、G接口，各接口均采用7号信令系统B接口:MSC与VLR之间的接口C接口:MSC与HLR之间的接口D接口:HLR与VLR之间的接口E接口:移动交换中心之间的接口F接口:MSC与EIR之间的接口G接口:VLR之间的接口,36,37,3、GSM系统与其它公用电信网接口GSM系统通过MSC与公用电信网互连，一般采用7号信令系统接口。其物理链接方式是通过在MSC与PSTN或ISDN交换机之间采用2.048Mb/s的PCM数字传输链路来实现的。,38,5.4GSM无线接口,39,5.4.1频率配置GSM相邻载频间隔为200kHz，则序号为n的载频和其中心频率的关系为：上行频段：fl(n)=890.2+(n-1)0.2MHz下行频段：fh(n)=fl(n)+45MHz式中，n=1124。GSM的信道总数为1248=992个双向物理信道,40,频率复用与区群结构同频干扰防护比只要求大于等于9dB12dB若使用无方向性天线建议采用N=7的区群复用方式；若使用定向天线建议采用43复用方式（即N=4，每基站3个120o扇形小区），业务密集区，可以采用33复用方式。,41,5.4.2信道和帧结构一、帧结构,42,MS1,BTS,0,TDMAs,TS,7,n,n-1,n+1,MS2,MS3,time,43,GSM帧偏离,44,二、信道的概念和类型物理信道,TS0,TS1,TS2,TS3,TS4,TS5,TS6,TS7,45,物理信道#2=时隙#2重复,46,逻辑信道,在物理信道#2上传送的语音定义为逻辑业务信道,在物理信道#1上传送的信息(例如:建立呼叫)定义为逻辑控制信道,47,GSM物理信道、逻辑信道举例,48,GSM系统逻辑信道的分类,49,1、业务信道业务信道TCH主要传输数字话音或数据，其次还有少量的随路控制信令。话音业务信道：全速率话音业务信道(FS)、增强型全速率（EFR）半速率话音业务信道(HS)。全速率信道的速率为13kbit/s、半速率信道的速率为6.5kbit/s数据业务信道：根据其传输速率可分为：TCH/F9.6（9.6Kbit/s）、TCH/F4.8（4.8Kbit/s）、TCH/F2.4（2.4Kbit/s）,50,2、控制信道主要传输各种信令信息。（1）广播信道（BCH）：“一点对多点”单方向控制信道频率校正信道（FCCH）用于给用户传送校正MS频率的信息。移动台在该信道接收频率校正信息并用来校正移动台用户自己的时基频率。FCCH只在BCCH载波频率的0时隙发射，它是移动台辨别BCCH载频0时隙的标志,51,同步信道（SCH）定时信息TDMA帧号基站识别码BSIC,52,广播控制信道（BCCH）系统参数位置区域识别码（LAI）应由移动台监测的相邻小区列表本小区所使用的频率表小区识别码功率控制指示间断传输允许接入控制，如：紧急呼叫等（119、120）,53,（2）公共控制信道（CCCH）：“一点对多点”双向控制信道随机接入信道（RACH）移动台申请接入GSM网络时，向基站发送接入请求信息它发生在移动台主叫或响应基站寻呼等情况。,54,寻呼信道（PCH）用于发送寻呼信息当网络寻呼MS时使用，可用IMSI、TMSI或IMEI执行,55,准许接入信道（AGCH）响应在随机接入（RACH）接收的接入信息基站利用AGCH为MS分配一个专用控制信道（SDCCH）MS将移到专用控制信道以便建立呼叫，响应呼叫，位置更新或短消息服务等,56,（3）专用控制信道（DCCH）：“点对点”双向控制信道独立专用控制信道（SDCCH）响应在随机接入（RACH）接收的接入信息基站利用AGCH为MS分配一个专用控制信道（SDCCH）MS将移到专用控制信道以便建立呼叫，响应呼叫，位置更新或短消息服务等,57,慢速辅助控制信道(SACCH)慢速辅助控制信道(SACCH)在下行链路方向用于基站传送功率控制、帧调整信息、相邻小区列表信息慢速辅助控制信道(SACCH)在上行链路方向用于移动台传送测量报告包括:服务小区下行信号的质量、强度等；邻小区的BCCH载频信号强度、邻小区的BSIC,58,快速辅助控制信道(FACCH)快速辅助控制信道(FACCH)在TCH上发射，发送FACCH时占用相应TCH的资源用于载送用户越区切换等信令信息,59,MS开机接入GSM系统的过程,60,三、突发脉冲格式常规突发脉冲（NormalBurst）频率校正突发脉冲（FrequencyCorrectionBurst）同步突发脉冲（SynchronizationBurst）接入突发脉冲（AccessBurst）,61,62,四、逻辑信道与物理信道之间的映射逻辑信道组合是以复帧为基础的，“组合”就是将逻辑信道映射到物理信道上去1、业务信道的26复帧结构（只考虑全速率情况）,63,2、控制信道的51复帧结构（1）BCH和CCCH在主载频TS0上的复用（下行链路）,64,RACH在主载频TS0上的复用（上行链路）,65,（2）SDCCH和SACCH在主载频TS1上的复用（下行链路）,66,（3）公用控制信道和专用控制信道均在TS0上的复用（用于小区只有一个载频的场合）,67,5.4.3定时安置移动用户是随机移动的，当移动台与基站距离远近不同时，它的突发脉冲的传输时延就不同。为了克服由突发脉冲的传输时延所带来的定时的不确定，GSM对各时隙的定时进行了动态控制，同时在每个时隙中留有保护时间,68,MS(B),1Watt,5.4.4功率控制与不连续发射（DTX）功率控制和不连续发射的目的都是为了减少整个系统的干扰，提高频率利用率，并可延长MS电池的寿命。,69,不连续发射：当语音编解码器检测到有语音时才打开发射机，而在语音间隙期不发射，这就是所谓的不连续发射（DTX），也称语音激活或间断传输技术。,70,5.4.4功率控制与不连续发射（DTX）跳频技术就是按跳频序列随机的改变一个信道的载波频率,71,跳频系统的抗干扰性能用处理增益GP表征BW跳频系统的跳变频率范围；BC跳频系统的最小跳变的频率间隔(GSM的BC=200kHz)GSM采用跳频是为了提高抗衰落、抗干扰,72,5.5GSM语音/数据的无线传输,73,5.5.1语音编码GSM采用的编码方案是13kbit/s的RPE-LTP（规则脉冲激励长期预测）编码。RPE-LTP编码器是将波形编码和声码器两种技术综合运用的编码器，从而以较低速率获得较高的话音质量。,74,5.5.2信道编码信道编码用于改善传输质量，克服各种干扰因素对信号产生的不良影响。信道编码后速率为456bit/20ms=22.8kbit/s,5.5.3交织卷积编码后数据还要进行交织。交织主要用来抗突发性干扰，其实质是将突发错误分散开来GSM采用的交织分为两次，第一次交织为块内交织，第二次为块间交织,75,76,77,5.5.4突发脉冲的形成见5.4.2小节有关突发脉冲的描述,5.5.5加密GSM为移动台和网络之间在无线路径上的通信进行加密。加密只限于用在常规的突发脉冲之上,5.5.6加密GSM的调制方式是高斯最小移频键控（GMSK）方式频谱利用率为（1.35b/s）/Hz,78,5.6GSM的移动性管理与呼叫接续5.6.1GSM区域、编号方式1、区域定义服务区：移动台可获得服务的区域公用陆地移动网（PLMN）业务区：包含若干位置区移动交换控制区（MSC区）：包含若干个位置区位置区（LA）：由若干小区组成，移动台在位置区内移动不需要进行位置更新小区：基站收、发信机所覆盖的区域扇区：定向天线所覆盖的区域,79,80,2、编号方式移动用户的ISDN号码（MSISDN）国际移动用户识别码（IMSI）临时移动用户识别码（TMSI）移动用户漫游号码（MSRN）国际移动设备识别码（IMEI）位置区域识别码（LAI）小区全球识别码（CGI）基站识别码（BSIC）,81,（1）移动用户的ISDN号码（MSISDN）移动用户的MSISDN号码是供用户拨打的公开号码CC为国家码，我国为86NDC国家目标代码，和不同的运营公司有关，例如，138，139等。SN移动用户号码。采用等长8位编号计划，具体号码分配由运营公司决定。,82,（2）国际移动用户识别码（IMSI，InternationalMobileSubscriberIdentity）它是移动用户的唯一识别号码，为一个15位数字的号码移动国家号码MCC：由3个数字组成移动网号MNC：1或2位数字,识别用户所属的移动网PLMN移动用户识别码：MSIN由10位数字组成,83,（3）临时移动用户识别码（TMSI）TMSI由MSC/VLR分配，仅限在VLR管辖区内代替IMSI临时使用，且与IMSI相互对应TMSI可在下列情况下更新：呼叫建立、进入新的LAI、进入新的VLR,84,（4）移动用户漫游号码（MSRN）由VLR分配，是一个11位数字的号码，漫游号码的组成格式与移动台国际(或国内)ISDN号码相同。用户操作在归属之外用于路由选择,85,（5）国际移动设备识别码（IMEI）IMEI是唯一的用于识别移动设备的号码，为15位数字，用于监控被窃或无效的这一类移动设备,86,（6）位置区域识别码（LAI）用于识别位置区,87,（7）全球小区识别码（GCI）为了区分全球每一个GSM系统的小区（cell）全球小区识别码(GCI)是在LAI的基础上再加小区识别(CI)构成的,GCI=MCC+MNC+LAC+CI,88,（8）基站识别码（BSIC）用于识别相邻国家的相邻基站，为6比特编码,89,用户识别模块（SIM）卡内储存的号码国际移动用户识别码（IMSI）临时移动用户识别码（TMSI）位置区域识别码（LAI）用户鉴权键（Ki）、加密键（Kc）、鉴权算法（A3）、加密码算法（A5）、加密算法（A8）移动台国际服务数字网号码（MSISDN）,90,5.6.2小区的选择与重选1、小区选择当手机开机或从盲区进入覆盖区时，小区将寻找PLMN允许的所有频点，并选择合适的小区驻留的过程。小区选择采用C1路径损耗准则1）在MS无储存BCCH信息情况下的小区选择过程2）MS有储存的BCCH信息情况下的小区选择过程,91,2、小区重选小区选择是MS在刚开机时进行的过程，而小区重选是在MS已经选择了小区后进行的过程在满足一定的条件时MS将从当前停留的小区转移到另一个小区，这个过程称为小区重选小区重选时采用的信道质量标准为参数C2，C2是基于参数C1并加入一些人为的偏置参数而形成的,92,5.6.3鉴权与加密鉴权、加密涉及的内容对用户接入网络时的鉴权在无线链路上对合法用户通信信息的加密移动设备的识别用户身份识别码IMSI用临时识别码TMSI保护SIM卡用个人身份码PIN保护,93,AuC产生三参数组,94,空中接口的鉴权和加密,95,设备识别：目的是为了防止盗用设备或非法设备的入网使用。设备识别在呼叫建立阶段进行。用户识别码（IMSI）的保密：为了防止非法监听进而盗用IMSI，在无线链路上需要传送IMSI时，均用临时移动用户识别码（TMSI）代替IMSI。仅在位置更新失败或MS得不到TMSI时，才使用IMSI。,96,5.6.4位置更新位置更新是指通信网为了跟踪MS的位置变化，而对其位置信息进行登记、修改和删除的过程。分为：开、关机位置更新；通常位置更新（越区位置更新）周期性位置更新,97,1、开机位置更新（IMSIATTACH）,98,关机位置更新（IMSIDETACH）IMSI不可及过程即通知网络手机关机,99,2、通常位置更新（越区位置更新）,100,跨MSC/VLR区的位置更新过程,101,3、周期性位置更新,102,5.6.5呼叫接续1、移动台主呼,103,2、移动台被呼,104,5.6.6切换一、切换的概念切换是当MS变换小区时保持呼叫的过程GSM系统、IS-95系统采用的过区切换办法称之为移动台辅助切换(MAHO)法。其主要指导思想是把过区切换的检测和处理等功能部分地分散到各个移动台，即由移动台来测量本基站和周围基站的信号强度，把测得结果送给MSC进行分析和处理，从而作出有关过区切换的决策。,105,硬切换,、软切换,106,二、切换的类型同一个BSC控制区内不同小区之间的切换同一个MSC/VLR业务区内，不同BSC控制区的小区之间的切换不同MSC/VLR控制区的小区之间的切换小区内切换：通话中切换到同一小区的另一个信道,107,不同MSC/VLR间的切换示意,108,不同MSC/VLR的小区切换流程,109,5.7GPRS系统,GSM自身可提供低速（9.6kbit/s或14.4kbit/s）数据业务，且只能为每个用户分配一个信道GPRS能提供上百kbit/s的数据率，且适合各种突发性强的数据传输GPRS是通用分组无线业务的简称，它是在GSM网的基础上发展的移动数据分组网,110,5.7.1GPRS的特点及业务1GPRS特点在核心网络中引入GPRS支持节点（GSN）提供了无缝、直接的Internet连接，支持端到端的分组交换网络实现了数据与语音业务共存可以根据用户需要灵活动态地分配无线资源支持9.05171.2kb/s的数据传输速率GPRS系统同GSM系统一样，提供了安全功能采用了封装和隧道技术，保证了用户数据的透明传输GPRS计费方式更为合理,111,2.GPRS业务GPRS网络可以提供两类业务：点对点（PTP）业务；点对多点（PTM）的业务。在此基础上，GPRS可支持或提供给用户一系列的电信业务，包括用户终端业务、补充业务以及短消息业务、匿名接入等其它业务。,112,基于PTP的用户终端业务信息点播业务。例如，Internet浏览业务（WWW）；各种类型的信息查询业务，如娱乐类（影视、餐馆等）、商业类（股票等）、交通类（路况、时刻表等）、新闻类、天气预报等。E-mail业务会话业务。在两个用户的实时终端到实时终端之间提供双向信息交换远程操作业务。如：电子银行、电子商务、远程监控定位业务等。,113,基于PTM的用户终端业务包括点对多点单向广播业务和集团内部点对多点双向数据量事务处理业务。例如：新闻广播、天气预报、本地广告、旅游信息等。,114,3.GPRS的业务质量（QoS的描述）GPRS为用户提供了五种可协商的业务质量（QoS）的基本属性,115,5.7.2GPRS网络结构、主要实体及接口1.GPRS网络结构及主要实体GPRS引入的主要功能实体：PCU（分组控制单元），SGSN（GPRS服务支持节点）和GGSN（GPRS网关支持节点）等，以实现分组业务的传输。,116,（1）GPRS/GSM移动台GPRS移动台负责维护MS的MM上下文和MS的PDP上下文，实现移动性管理、路由选择、网络接入控制、以及无线资源管理等功能。有三种类型A类GPRS手机、B类GPRS手机、C类GPRS手机,117,（2）BSS系统/PCUGPRS系统能共用GSM系统的BTS。但BSS系统种需要增加一个PCU单元PCU可以和BSC合设，也可以作为一个单独的网元。它负责处理无线信道的数据业务；无线数据信道的管理和分配为支持GPRS的CS3和CS4编码，还应在BTS中增加一个CCU模块。如果只支持CS1和CS2编码，则无需增加任何硬件单元，只需对现有软件进行升级。,118,（3）HLR/AUC在HLR中有GPRS用户数据和路由信息。HLR的主要功能有：GPRS用户数据管理GPRS用户位置信息的管理用户鉴权错误恢复,119,（4）MSC/VLR如果在网络上配置了Gs接口，这时MSC/VLR除了存储MS的IMSI外，还需存储同时附着在GPRS和GSM电路业务上的MS的SGSN编号。MSC/VLR的主要功能有：GPRS关联功能电路交换业务寻呼非GPRS提示功能用户信息请求移动信息指示,120,（5）SGSNSGSN是为MS提供业务的节点。在激活GPRS业务时，SGSN建立起一个移动性管理环境，包含关于这个移动台的移动性和安全性方面的信息。SGSN的主要功能有：鉴权功能许可控制功能计费信息收集功能会话管理压缩分组数据的功能,加密功能用户数据管理移动性管理功能逻辑链路管理功能路径管理功能,121,（6）GGSNGGSN是GPRS网络与外部PDN相连的网关。GGSN的主要功能有：网络接入控制路由选择和转发功能用户数据管理移动性管理功能地址分配、计费其他功能,122,123,2、GPRS主要接口,124,（1）Um接口、R参考点Um接口：BSS与MT之间的无线接口，它的射频（RF）部分和GSM相同，但逻辑信道增加了PDCH，并采用了4种新的编码方式：CS1、CS2、CS3、CS4，并能支持多时隙传送方式，最多可支持8个时隙R参考点是终端设备（TE）移动终端（MT）之间的接口参考点,125,（2）SGSN及其对外的接口Gb接口：SGSN与BBS间的接口。该接口协议即可用来传输信令和话务信息。通过基于帧中继的网络业务提供流量控制，支持移动性管理功能和会话功能，如GPRS附着/分离、安全、路由选择、数据连接信息的激活/去活等，同时支持MS经BSS到SGSN间分组数据的传输。Gn接口：同一PLMN中SGSN与SGSN间以及SGSN与GGSN间的接口。该接口协议支持用户数据和有关信令的传输，支持移动性管理（MM），在基于IP的骨干网中，Gn以及Gp采用GPRS隧道协议（GTP）。Gp接口：不同PLMN间SGSN与SGSN间以及SGSN与GGSN间的接口。该接口与Gn接口功能相似，另外它还提供边缘网关（BG）、防火墙及不同PLMN间的互联功能。一个可选接口，但对于GPRS的A类终端必须使用此接口。,126,Gs接口：SGSN与MSC/VLR的接口。其接口协议用来支持SGSN和MSC/VLR之间的配合工作，使SGSN可以向MSC/VLR发送MS的位置信息或接收来自MSC/VLR的寻呼信息。该接口采用7号信令MAP方式，使用BSSAP+协议，是一个可选接口，但对于GPRS的A类终端必须使用此接口。Gr接口：SGSN与HLR的接口。其接口协议用来支持SGSN接入HLR并获得用户管理数据和位置信息。该接口采用7号信令MAP方式。Gf接口：SGSN与EIR的接口。其接口协议用来支持SGSN与EIR交换有关数据，认证MS的IMEI信息。Gd接口：SGSN与SMS-GMSC的接口。通过此接口可以提高SMS的使用效率。,127,（3）GGSN及其对外的接口Gc接口：GGSN与HLR之间的接口为Gc接口。通过此可选接口可以完成网络发起的进程激活，此时支持GGSN到HLR获得MS的位置信息，从而实现网络发起的数据业务。Gi参考点：Gi参考点是GGSN与外部分组数据网络之间的接口参考点。,128,3、GPRS接口协议（传输平面）,129,GPRS隧道协议(GTP，GPRSTunnelingProtocol)用来在GPRS支持节点（GSN）之间传送数据和信令。所有的点对点的、采用PDP的分组数据单元都通过GPRS隧道协议进行封装打包。它将用户的PDPPDU用GTP字头封装用于标识特定用户。隧道是指经已封包的数据单元，在GSN之间建立的一条路由，是一条双向的点对点通道。,130,依赖子网的汇聚协议（SNDCP，SubnetworkDependentConvergenceProtocol）将若干分组数据协议合路压缩和解压缩用户数据或协议控制信息，以提高信道的利用率将网络协议单元（N-PDU）分解成逻辑链路控制协议数据单元（LL-PDU），或反之，将LL-PDU组装成N-PDU,131,基站系统GPRS协议层（BSSGP）在BSS和SGSN之间传输与路由及QoS相关的信息,132,帧中继在BSS和SGSN之间要建立帧中继的虚电路,133,IP层用于骨干网内用户数据和控制信令的路由选择,134,TCP或UDP层用于传送GPRS骨干网内部的GTP分组数据单元。,135,逻辑链路控制(LLC，LogicalLinkControl)层在MS与SGSN之间提供安全可靠的加密逻辑链路，并且独立于低层无线接口协议LLC层有两种转发模式：确认模式和非确认模式。,136,RLCMAC层它定义了多个用户共享信道的步骤。RLC提供与无线解决方案有关的可靠的链路，采用选择式ARQ协议来纠正传输错误MAC层基于时隙ALOHA协议，控制移动台的接入请求，仲裁来自不同移动台的业务请求和进行信道资源分配；将LLC帧映射为GSM的物理信道,137,物理层负责前向纠错、交织、帧的定界和检测物理层的拥塞等完成调制解调、物理信道结构和传输速率的确定、收发信机的工作频率和特性确定等,138,举例：GPRS数据分组传递过程,139,5.7.3GPRS空中接口1.逻辑信道与物理信道GPRS的无线接口主要利用现有的GSM资源，GPRS用户可以与GSM语音用户共享同一个TDMA帧。GPRS无线接口的信道配置方式有两种,140,（1）逻辑信道,141,（2）逻辑信道到物理信道的映射（PDCH复帧结构）,142,2、无线信道特性（1）信道编码四种编码方案CS1CS4。有效数据速率分别为：CS1（9.05kb/s）、CS2（13.4kb/s）、CS3（15.6kb/s）、CS4（21.4kb/s），信道编码后的速率均为22.8kb/sPDTCH可使用四种不同的编码方案PACCH、PBCCH、PAGCH、PPCH、PNCH、PTCCH/D采用CS1编码其他信道上的编码方案同GSM,143,（2）多时隙配置多时隙配置是指给同一个移动台安排多个电路和分组交换业务信道，以及其相应的随路控制信道。多时隙配置最多占用8个基本物理信道，且上下行的时隙分配是独立的。,144,GPRS/GSM时隙配置举例,145,（3）功率控制对于上行链路，MS执行功控算法。下行链路，BTS执行,146,（4）GPRS的定时提前GPRS采用了新技术来获得有效的时间提前量TA值,147,（5）GPRS的DRX模式当移动台处于分组空闲模式时，它应支持DRX模式（不连续接收模式）。在DRX模式下，MS仅收听归属寻呼组的寻呼块。在非DRX模式期间内，MS将收听所有的CCCH信道。在每个小区，网络都定义了当MS从分组传输状态返回导分组空闲状态后应保持非DRX模式时间的上限。,148,5.7.4GPRS的移动性管理与会话管理1.MM状态、MS运行模式、SM状态及RR工作模式（1）移动性管理（MM）状态空闲状态（IDLE）:在此状态下，移动用户没有附着GPRS网，即没有附着GPRS移动性管理。移动台和SGSN均未保留有效的用户位置或路由信息，并且不执行与用户有关的移动性管理过程。例如，移动台进入GPRS盲区时,149,待命状态（StandbyState）：在待命状态下，移动台已经执行了GPRS附着过程，移动台和SGSN已为用户的IMSI建立了移动性管理关联。移动台可以接收点对多点业务数据，并且可以接收对点对点或点对多点群呼业务数据的寻呼或对信令消息传递的寻呼。通过SGSN也可接收电路交换业务的寻呼。但在此状态下不能进行PDP数据接收和传送。另外，移动台可以激活或清除PDP移动关联。,150,就绪状态(READY)：处于就绪状态，移动台与GPRS移动性管理建立关联，移动台可以接收发送数据。也可激活或清除PDP移动关联，向外部IP网发送数据。另外，网络不会发起对就绪状态的移动台寻呼，其它业务的寻呼可以通过SGSN进行。在任何时候，只要没有寻呼SGSN就可以向移动台发送数据，移动台也可以向SGSN发送数据。就绪状态由一个定时器控制，若定时器超时，MM关联就会从就绪状态变为守候状态。,151,移动性管理状态之间的转化关系,152,（2）MS运行模式GPRS移动台能以下列三种模式之一运行：A类GPRS手机能同时连接到GSM和GPRS系统，能在两个系统中同时激活，自动进行业务切换B类GPRS手机能同时连接到GSM和GPRS系统，但不能同时工作，自动进行业务切换C类GPRS手机只能轮流使用GSM业务和GPRS业务。如果要同时支持两种业务必须人工进行切换,153,（3）会话管理（SM）状态会话管理程序指的是GPRS移动台连接到外部数据网络的处理程序，其主要程序包括PDP关联的激活、解除和修改。PDP状态有激活和未激活两种：在激活状态下可以进行数据传输，未激活状态是