第5章GPRS技术及标准

1、5:40:541第第5章章 GPRS系统系统第第1节节 GPRS简介简介 第第2节节 GPRS的网络结构的网络结构 第第3节节 GPRS传输平台和信令平台传输平台和信令平台* 第第4节节 GPRS的高级功能的高级功能 第第5节节 GPRS的主要接口的主要接口* 第第6节节 GPRS计费管理计费管理 第第7节节 GPRS组网组网 *第第8节节 GPRS系统规划系统规划课后作业课后作业5:40:552 第第1节节 GPRS简介简介 5.1.1 GPRS概述概述 5.1.2 GPRS的主要特点的主要特点 5.1.3 GPRS的业务的业务 5.1.4 GPRS的具体应用的具体应用 5.1.5 GPRS

2、标准和业务的发展标准和业务的发展5:40:553GSM数据业务综述数据业务综述1.GSM承载业务承载业务2.HSCSD3.GPRS4.EDGE5:40:554GPRSGeneral Packet Radio Service通用分组无线业通用分组无线业务务首次采用首次采用分组交换分组交换技术，提高信道的利用率，技术，提高信道的利用率，有效利用无线资源，降低通信成本有效利用无线资源，降低通信成本 采用采用新的信道编码技术新的信道编码技术, 一个时隙的传输速率一个时隙的传输速率由由9.6Kbps提高到提高到14.4Kbps使用使用1到到8个时隙个时隙传输一路数据传输一路数据,数据速率最高可数据速率最

3、高可达达115.2kbps5:40:555EDGEEnhanced Data rates for GSM Evolution增强增强数据速率改进，又称作数据速率改进，又称作EGPRS使用使用高效调制方式高效调制方式：8-PSK调制和调制和GMSK，使，使每时隙的传输速率高达每时隙的传输速率高达48kbps ，频谱效率可，频谱效率可达达0.5bit/s/Hz/基站基站允许集中使用最多允许集中使用最多8个时隙个时隙传输一路数据，传传输一路数据，传输速率可达输速率可达384kbps可使可使GSM提供多媒体业务，承载会议电视业务提供多媒体业务，承载会议电视业务 5:40:5565.1.1 GPRS概述

4、概述GPRS采用与采用与GSM相同的频段（相同的频段（900、1800和和1900MHz ）、频带宽度、突发结构、无线调制标）、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。帧结构。在在GSM系统的基础上构建系统的基础上构建GPRS系统时，系统时，GSM系系统中的统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级软件升级。GSM移动台（移动台（MS）：要具有）：要具有GPRS功能。功能。5:40:5675.1.1 GPRS概述概述构成构成GPRS系统的方法是：系统的方法是：在在GSM系统中系统中引入引入3个主要

5、组件个主要组件GPRS服务支持结点（服务支持结点（SGSN）GPRS网关支持结点（网关支持结点（GGSN）分组控制单元（分组控制单元（PCU）对对GSM的相关部件进行的相关部件进行软件升级软件升级5:40:568GPRS系统原理图系统原理图 5:40:5695.1.2 GPRS的主要特点的主要特点采用采用分组交换技术分组交换技术，高效传输数据和信令，优，高效传输数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用化了对网络资源和无线资源的利用定义了定义了新的新的GPRS无线信道无线信道，且分配方式十分，且分配方式十分灵活灵活采用与采用与GSM不同的信道编码方案不同的信道编码方案，定义了，定义了CS-1

6、、CS-2、CS-3和和CS-4四种编码方案。四种编码方案。支持支持四种不同的四种不同的QoS级别级别5:40:56105.1.2 GPRS的主要特点的主要特点GPRS的的网络层采用网络层采用IP技术技术，底层可使用多种，底层可使用多种传输技术，方便地实现与传输技术，方便地实现与IP网无缝连接网无缝连接使用使用封装和隧道技术封装和隧道技术实现用户数据在实现用户数据在MS和外和外部数据网络之间的部数据网络之间的透明传输透明传输，缩减了，缩减了GPRS PLMN对外部数据协议解释的需求，且易于在对外部数据协议解释的需求，且易于在将来引入新的互通协议。将来引入新的互通协议。数据传输高效、可靠数据传输

7、高效、可靠：用户数据能够压缩，并：用户数据能够压缩，并有重传协议保护。有重传协议保护。5:40:56115.1.2 GPRS的主要特点的主要特点网络接入速度快，并能在网络接入速度快，并能在0.5 1秒之内恢复数秒之内恢复数据的重新传输。据的重新传输。GPRS的的安全功能安全功能：密码设置程序的算法、密：密码设置程序的算法、密钥和标准与钥和标准与GSM中的一样，但中的一样，但密码算法专为分密码算法专为分组数据传输所优化组数据传输所优化。身份认证和加密功能。身份认证和加密功能由由SGSN来执行来执行。计费方式计费方式更加合理：更加合理：GPRS可以实现基于数据可以实现基于数据流量、业务类型及服务质

8、量等级（流量、业务类型及服务质量等级（QoS）的计）的计费功能，费功能，一般以数据传输量为依据一般以数据传输量为依据。5:40:5712GPRS的技术优势的技术优势资源利用率高，用户费用相对较低资源利用率高，用户费用相对较低传输速率高传输速率高接入时间短：少于接入时间短：少于1秒秒 支持支持IP协议和协议和X.25协议协议5:40:5713GPRS存在的问题存在的问题GPRS会发生包丢失现象会发生包丢失现象分组交换连接比电路交换连接要差一些分组交换连接比电路交换连接要差一些有限的无线资源可供使用，话音和有限的无线资源可供使用，话音和GPRS业务相互干扰业务相互干扰实际速率比理论值低实际速率比理

9、论值低 终端不支持无线终止功能终端不支持无线终止功能 ：未经授权的内容也会发：未经授权的内容也会发送给终端用户，而用户要为这些垃圾内容付费送给终端用户，而用户要为这些垃圾内容付费 调制方式不是最优：调制方式不是最优：GPRS基于基于GMSK，不如，不如EDGE基于一种新的调制方法基于一种新的调制方法8PSK支持更高的速率支持更高的速率 存在转接时延存在转接时延5:40:57145.1.3 GPRS的业务的业务GPRS是一组新的是一组新的GSM承载业务，是以分组模承载业务，是以分组模式在式在PLMN和与外部网络互通的内部网上传输。和与外部网络互通的内部网上传输。在有在有GPRS承载业务支持的标准

10、化网络协议的承载业务支持的标准化网络协议的基础上，基础上，GPRS网络管理可以提供（或支持）网络管理可以提供（或支持）一系列的交互式电信业务：一系列的交互式电信业务：承载业务承载业务用户终端业务用户终端业务附加业务附加业务 5:40:5715承载业务承载业务支持在用户与网络接入点之间的数据传输的性能，提支持在用户与网络接入点之间的数据传输的性能，提供两种承载业务：供两种承载业务：点对点业务（点对点业务（PTP）包括两种：）包括两种：PTP无连接型网络业务（无连接型网络业务（PTP-CLNS）PTP面向连接型网络业务（面向连接型网络业务（PTP-CONS）点对多点业务（点对多点业务（PTM） 包

11、括有三种：包括有三种：点对多点广播（点对多点广播（PTM-M）业务：某一地区的所有用户）业务：某一地区的所有用户 点对多点群呼（点对多点群呼（PTM-G）业务：某一区域的特定用户）业务：某一区域的特定用户IP多点传播（多点传播（IP-M）业务：定义为）业务：定义为IP协议序列一部分协议序列一部分5:40:5716用户终端业务用户终端业务GPRS支持电信业务，提供完全的通信业支持电信业务，提供完全的通信业务能力，包括终端设备能力务能力，包括终端设备能力用户终端业务可以分为：用户终端业务可以分为：基于基于PTP的用户终端业务：会话，报文传送，的用户终端业务：会话，报文传送，检索，遥信检索，遥信基于

12、基于PTM的用户终端业务：分配，调度，的用户终端业务：分配，调度，会议，预定发送，地区选路会议，预定发送，地区选路5:40:5817附加业务附加业务简称 名称简称名称CLIP主叫线路识别表示CW 呼叫等待CLIR主叫线路识别限制HOLD呼叫保持CoLP连接线路识别表示MPTY多用户业务CoLR 连接线路识别限制CUG封闭式的用户群CFU无条件呼叫转移AoCI资费信息通知CFB移动用户遇忙呼叫转移BAOC禁止所有呼叫CFNRy 无应答呼叫转移BOIC禁止国际呼出CFNRc 无法到达的移动用户呼叫转移BAIC禁止所有呼入5:40:58185.1.4 GPRS的具体应用的具体应用信息业务：如股票价格

13、、信息业务：如股票价格、新闻、天气预报、航班新闻、天气预报、航班信息、娱乐、交通信息信息、娱乐、交通信息等等等等 交谈交谈 ：允许移动用户：允许移动用户参与到现有的因特网聊参与到现有的因特网聊天组中天组中网页浏览网页浏览文件共享及协同性工作文件共享及协同性工作 分派工作分派工作企业企业E-mail因特网因特网E-mail交通工具定位交通工具定位静态图像静态图像声频：如音乐声频：如音乐远程局域网接入远程局域网接入 文件传送文件传送5:40:58195.1.5 GPRS标准和业务的发展标准和业务的发展*GPRS的标准制订工作的标准制订工作 GPRS的发展动向的发展动向我国我国GPRS标准化工作的进

14、展概况标准化工作的进展概况 5:40:5820GPRS的标准制订工作的标准制订工作1993年就提出了在年就提出了在GSM网上开通网上开通GPRS业务业务1997年年GPRS的标准化工作取得重大进展，的标准化工作取得重大进展，10月份月份ETSI发布了发布了GSM02.60 GPRS Phase1业务业务描述。描述。1999年底完成年底完成GPRS Phase2的工作。的工作。GPRS的标准分的标准分3个阶段，分别制订了个阶段，分别制订了18个新的个新的标准并对几十个现有标准进行修订，以实现标准并对几十个现有标准进行修订，以实现GPRS 5:40:5921GPRS的标准的的标准的3个阶段个阶段

15、阶段102.60业务描述阶段203.60 系统描述和网络结构03.64 无线接口描述03.61 点对多点-广播业务03.62 点对多点-群呼阶段304.60 RLC/MAC协议04.61 PTM-M业务04.62 PTM-G业务04.64 LLC04.65SNDCP07.60 用户互通08.14 Gb层108.16 Gb层网络业务08.18 BSSGP、Gb接口09.16 Gb层209.18 Gb层309.60 Gn&Gp接口09.61 外部网路互通5:40:5922GPRS的发展过程的发展过程GPRS是是GSM向向3G迈进的一个重要步骤，根迈进的一个重要步骤，根据据ETSI对对GPR

16、S发展的建议，发展的建议，GPRS从试验从试验到投入商用后，分为两个发展阶段：到投入商用后，分为两个发展阶段：1.向用户提供电子邮件、因特网浏览等数据业务向用户提供电子邮件、因特网浏览等数据业务2.EDGE的的GPRS，简称，简称E-GPRS。全世界有近百个运营商开通了全世界有近百个运营商开通了GPRS商用系商用系统、试商用系统或实验系统统、试商用系统或实验系统 5:40:5923我国我国GPRS的进展概况的进展概况我国从我国从1996年开始跟踪研究年开始跟踪研究GPRS的相关标准，的相关标准，着重组织开展了一系列着重组织开展了一系列GPRS相关标准研究工相关标准研究工作。作。2000年年4月

17、，完成月，完成900/1800MHz TDMA数字蜂数字蜂窝移动通信网窝移动通信网GPRS隧道协议（隧道协议（GTP）规范）规范1998年开始，我国运营者开始酝酿在国内兴建年开始，我国运营者开始酝酿在国内兴建GPRS的试验网络工作的试验网络工作2000年内和年内和2001年上半年，已颁布年上半年，已颁布900/1800MHz TDMA蜂窝移动通信网通用分组蜂窝移动通信网通用分组无线业务相关的系列标准。无线业务相关的系列标准。 5:40:5924我国我国GPRS的进展概况的进展概况2000年年12月月21日，中国移动通信集团公日，中国移动通信集团公司在京宣布：正式启动称为司在京宣布：正式启动称为

18、移动梦网移动梦网 的的GPRS网络建设网络建设2001年年10月中国移动月中国移动GPRS业务投入商用业务投入商用2002年年5月月17日正式商用日正式商用5:40:5925 第第2节节 GPRS的网络结构的网络结构 5.2.1 GPRS网络总体结构网络总体结构 5.2.2 GPRS逻辑体系结构逻辑体系结构 5.2.3 GPRS网络的主要实体网络的主要实体5:41:0026 5.2.1 GPRS网络总体结构网络总体结构 GPRS系统结构图系统结构图5:41:0027GPRS的工作机制的工作机制GPRS网络是在现有网络是在现有GSM网络中增加网络中增加 GGSN 和和 SGSN来实现以分组方式下

19、发送和接收数据的来实现以分组方式下发送和接收数据的 1.GPRS分组从基站发送到分组从基站发送到SGSN2.SGSN与与 GGSN进行通信进行通信3.GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或到目的网络，如因特网或X.25网络网络4.来自因特网标识有移动台地址的来自因特网标识有移动台地址的IP包，由包，由GGSN接收，再转发到接收，再转发到SGSN，继而传送到移，继而传送到移动台上动台上5:41:0028GPRS的工作机制的工作机制GPRS支持与基于支持与基于IP的网络互通，当在的网络互通，当在TCP连连接中使用数据报时，接中使用数据报时，G

20、PRS提供提供TCP/IP报头的报头的压缩功能压缩功能具有具有GPRS业务功能的移动终端业务功能的移动终端MT，具有，具有GSM和和GPRS业务运营商提供的地址业务运营商提供的地址移动终端通过移动终端通过GSM网络提供的寻址方案和运营网络提供的寻址方案和运营商的具体网间互通协议实现全球网间通信商的具体网间互通协议实现全球网间通信分组公共数据网的终端利用数据网识别码向分组公共数据网的终端利用数据网识别码向GPRS终端直接发送数据终端直接发送数据5:41:0029GPRS总体结构总体结构及接入接口和参考点（图）及接入接口和参考点（图） 5:41:0030GPRS总体结构总体结构及接入接口和参考点及

21、接入接口和参考点对于一个支持对于一个支持GPRS 的公共陆地移动网的公共陆地移动网络（络（PLMN），当它运行），当它运行GPRS业务时可业务时可能涉及到任何其他网络，这时就产生了能涉及到任何其他网络，这时就产生了网络互通的需求。网络互通的需求。 GGSN到外部分组网络通过到外部分组网络通过Gi参考点连参考点连通通GPRS网络之间通过网络之间通过Gp接口连通接口连通5:41:0131GPRS总体结构总体结构及接入接口和参考点及接入接口和参考点从从MS端到端到GPRS网络有两个接入点网络有两个接入点:Um接口用于无线通信接入，移动终端接口用于无线通信接入，移动终端MT（例如手（例如手机）通过机）

22、通过Um接口接入接口接入GPRS PLMNR参考点用于信息的产生或接收，是参考点用于信息的产生或接收，是MT和和TE（如（如笔记本电脑）之间的参考点笔记本电脑）之间的参考点MS可以由可以由TE和和MT两部分组成，它们通过两部分组成，它们通过R参参考点组成一个整体，也可单独由一个移动终端考点组成一个整体，也可单独由一个移动终端（MT）组成。）组成。5:41:01325.2.2 GPRS逻辑体系结构逻辑体系结构GPRS通过在通过在GSM网络结构中增添网络结构中增添SGSN和和GGSN两个新的网络节点来实现。两个新的网络节点来实现。增加了这两个网络节点，需要命名一系增加了这两个网络节点，需要命名一系

23、列新的接口列新的接口 5:41:0133GPRS逻辑体系结构图逻辑体系结构图UmGb5:41:0134GPRS体系结构中的接口及参考点体系结构中的接口及参考点 接口或参考点说明R非ISDN终端与移动终端之间的参考点GbSGSN与BSS之间的接口GcGGSN与HLR之间的接口GdSMS-GMSC之间的接口，SMS-IWMSC与SGSN之间的接口GiGPRS与外部分组数据之间的参考点Gn同一GSM网络中两个GSN之间的接口Gp不同GSM网络中两个GSN之间的接口GrSGSN与HLR之间的接口GsSGSN与MSC/VLR之间的接口GfSGSN与EIR之间的接口UmMS与GPRS固定网部分之间的无线接

24、口35GPRS体系结构中的接口及参考点体系结构中的接口及参考点还新增加了两个控制单元：还新增加了两个控制单元：PCU（Packet Control Unit，分组控制单，分组控制单元）：使元）：使BSS提供数据功能、控制无线提供数据功能、控制无线接口、使多个用户使用相同的无线资源接口、使多个用户使用相同的无线资源GBIU（GB Interface Unit， Gb接口单接口单元）：提供从元）：提供从BSS到到SGSN的标准接口。的标准接口。可以和可以和PCU合并在同一个物理实体中。合并在同一个物理实体中。36对对GSM网络的影响网络的影响引入两个引入两个GPRS支持节点和新的接口及单支持节点和

25、新的接口及单元，元， 会对会对GSM网络设备产生以下的影响：网络设备产生以下的影响：HLR现有软件需更新，以支持现有软件需更新，以支持Gc、Gr接接口口MSC现有软件需更新，以支持现有软件需更新，以支持Gs接口接口在在BSC中引入中引入PCU，并且软件需要升级，并且软件需要升级BTS配合配合BCF进行相应的软件升级进行相应的软件升级375.2.3 GPRS网络的主要实体网络的主要实体 GPRS网络主要实体包括：网络主要实体包括：GPRS支持节点（支持节点（GSN）GPRS骨干网骨干网本地位置寄存器本地位置寄存器HLR短消息业务网关移动交换中心（短消息业务网关移动交换中心（SMS-GMSC）和短

26、消）和短消息业务互通移动交换中心（息业务互通移动交换中心（SMS-IWMSC）GPRS移动台移动台移动交换中心（移动交换中心（MSC）/拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLR）分组数据网络（分组数据网络（PDN）等等 38GPRS支持节点（支持节点（GSN）是是GPRS网络中最重要的网络节点，包含了网络中最重要的网络节点，包含了支支持持GPRS所需的功能所需的功能具有具有移动路由管理功能移动路由管理功能，可以连接各种类型的，可以连接各种类型的数据网络，并可以连到数据网络，并可以连到GPRS寄存器寄存器可以完成移动台和各种数据网络之间的可以完成移动台和各种数据网络之间的数据传数据传送和格式转换送

27、和格式转换是一种类似于路由器的独立设备，也与是一种类似于路由器的独立设备，也与GSM中中的的MSC集成在一起集成在一起在一个在一个GSM网络中允许存在多个网络中允许存在多个GSNGSN有两种类型：有两种类型：SGSN和和GGSN 39SGSN是是GSM网络结构中为移动终端（网络结构中为移动终端（MS）提供业）提供业务的节点（即务的节点（即Gb接口由接口由SGSN支持）支持）与与MSC处于网络体系的同一层，跟踪单个处于网络体系的同一层，跟踪单个MS的存储单元，实现安全功能和接入控制。的存储单元，实现安全功能和接入控制。SGSN可以通过任意可以通过任意Gs接口向接口向MSC/VLR发送发送定位信息

28、，并可以经定位信息，并可以经Gs接口接收来自接口接收来自MSC/VLR的寻呼请求的寻呼请求 通过帧中继与通过帧中继与基站系统基站系统的的BTS相连，是相连，是GSM网网络结构与移动台之间的接口。络结构与移动台之间的接口。40SGSN在激活在激活GPRS业务时，业务时，SGSN建立起一建立起一个移动性管理（个移动性管理（MM）环境，包含关于）环境，包含关于这个移动终端（这个移动终端（MS）的移动性和安全）的移动性和安全性方面的信息性方面的信息主要作用：主要作用：记录移动台的当前位置信息记录移动台的当前位置信息完成与移动台之间的移动分组数据的发送完成与移动台之间的移动分组数据的发送和接收和接收 4

29、1GGSN主要是起网关作用，连接主要是起网关作用，连接GSM网络和外部网络和外部分组交换网（如因特网和局域网）分组交换网（如因特网和局域网） 。也被。也被称作称作GPRS路由器。路由器。GGSN可以把可以把GSM网中的网中的GPRS分组数据包分组数据包进行进行协议转换协议转换，从而可以和多种不同的数，从而可以和多种不同的数据网络连接（如据网络连接（如ISDN和和LAN等），把分组等），把分组数据包传送到远端的数据包传送到远端的TCP/IP或或X.25网络。网络。通过配置一个通过配置一个PDP地址被分组数据网接入地址被分组数据网接入42GGSN可以经可以经Gc接口从接口从HLR查询移动用户当前查

30、询移动用户当前的地址信息的地址信息存储属于这个节点的存储属于这个节点的GPRS业务用户的路业务用户的路由信息，并根据该信息将由信息，并根据该信息将PDU利用隧道利用隧道技术发送到技术发送到MS的当前的业务接入点的当前的业务接入点SGSN43SGSN和和GGSNSGSN和和GGSN利用利用GPRS隧道协议（隧道协议（GTP）对）对IP或或X.25分组进行封装，实现二者之间的数据分组进行封装，实现二者之间的数据传输。传输。SGSN与与GGSN的功能既可由一个物理节点全的功能既可由一个物理节点全部实现，也可在不同的物理节点上分别实现部实现，也可在不同的物理节点上分别实现它们都应有它们都应有IP路由功

31、能，并能与路由功能，并能与IP路由器相连路由器相连当当SGSN与与GGSN位于不同的位于不同的PLMN时，通过时，通过Gp接口互联接口互联5:41:0344GPRS骨干网骨干网GPRS骨干网有两种骨干网有两种内部内部PLMN骨干网骨干网是指位于同一个是指位于同一个PLMN上的并与多个上的并与多个GSN互联的互联的IP网网外部外部PLMN骨干网骨干网是指位于不同的是指位于不同的PLMN上的并与上的并与GSN和内部和内部PLMN骨干骨干网互联的网互联的IP网网 5:41:0445内部、外部内部、外部PLMN骨干网（图）骨干网（图）5:41:0446GPRS骨干网骨干网两个内部两个内部PIMN骨干网

32、使用边界网关骨干网使用边界网关（BG，Border Gateways）和一个外部）和一个外部PLMN骨干网并经骨干网并经Gp接口相连的接口相连的外部外部PLMN骨干网的选择取决于包含有骨干网的选择取决于包含有BG安全功能的漫游协定安全功能的漫游协定BG不在不在GPRS的规范之列的规范之列外部外部PLMN可以是一个分组数据网可以是一个分组数据网5:41:0447GPRS网络骨干网的组成（图）网络骨干网的组成（图）5:41:0448GPRS骨干网骨干网一个内部一个内部PLMN骨干网都是一个骨干网都是一个IP专网专网，且仅，且仅用于传送用于传送GPRS数据和数据和GPRS信令信令在在GPRS骨干网内

33、部，各骨干网内部，各GSN实体之间通过实体之间通过Gn接口相连，它们之间的信令和数据传输都是在接口相连，它们之间的信令和数据传输都是在同一传输平台中进行的，所利用的传输平台可同一传输平台中进行的，所利用的传输平台可以在以在ATM、以太网、以太网、DDN、ISDN、帧中继等、帧中继等现有传输网中选择现有传输网中选择5:41:0449本地位置寄存器本地位置寄存器HLR在在HLR中有中有GPRS用户数据和路由信息用户数据和路由信息从从SGSN经经Gn接口或接口或GGSN经经Gc接口均接口均都可访问都可访问HLR对于漫游的对于漫游的MS来说，来说，HLR可能位于另一可能位于另一个不同的个不同的PLMN

34、中，而不是当前的中，而不是当前的PLMN中中 5:41:0550短消息业务网关移动交换中心短消息业务网关移动交换中心（SMS-GMSC）和短消息业务互通移动交换中心和短消息业务互通移动交换中心（SMS-IWMSC）SMS-GMSC和和SMS-IWMSC经经Gd接口连接口连接到接到SGSN上，这样就能让上，这样就能让GPRS MS通通过过GPRS无线信道收发短消息（无线信道收发短消息（SM） 5:41:0551GPRS移动台移动台GPRS定义了定义了3类类MS：A类：可同时运行类：可同时运行GPRS和其他和其他GSM业务业务B类：可在类：可在GPRS和其他和其他GSM业务之间切换，某一业务之间切

35、换，某一时刻只能运行一种业务时刻只能运行一种业务C类：只能运行类：只能运行GPRS业务业务GPRS MS能以能以A类、类、B类、类、C类三个运行模式类三个运行模式中的一个进行操作中的一个进行操作其操作模式的选定由其操作模式的选定由MS所申请的服务所决定所申请的服务所决定5:41:0552移动交换中心（移动交换中心（MSC）/拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLR）在需要在需要GPRS网络与其他网络与其他GSM业务进行配合时业务进行配合时选用选用Gs接口接口利用利用GPRS网络实现电路交换业务的寻呼网络实现电路交换业务的寻呼GPRS网络与网络与GSM网络联合进行位置更新网络联合进行位置更新GPR

36、S网络的网络的SGSN节点接收节点接收MSC/VLR发来的寻呼发来的寻呼请求等。请求等。MSC/VLR存储存储MS（此（此MS同时接入同时接入GPRS业务业务和和GSM电路业务）的电路业务）的IMSI以及以及MS相连接的相连接的SGSN号码号码 5:41:0553分组数据网络（分组数据网络（PDN）PDN是提供分组数据业务的外部网络是提供分组数据业务的外部网络移动终端通过移动终端通过GPRS接入接入不同的不同的PDN时，时，采用采用不同的分组数据协议地址不同的分组数据协议地址 5:41:0554第第3节节 GPRS传输平台传输平台和信令平台和信令平台* 5.3.1 传输平台传输平台 5.3.2

37、 信令平台信令平台5:41:0655 5.3.1 传输平台传输平台 传输平台由一个分层协议结构组成，如下页图传输平台由一个分层协议结构组成，如下页图所示所示用于用户信息传输以及与此相关的信息传输用于用户信息传输以及与此相关的信息传输中的过程控制（例如：流量控制、检错、纠错中的过程控制（例如：流量控制、检错、纠错和错误恢复等）和错误恢复等）传输平台通过底层无线接口和网络子系统传输平台通过底层无线接口和网络子系统（NSS）平台连接，这种独立性是通过保留）平台连接，这种独立性是通过保留Gb接口来实现的。接口来实现的。 5:41:0656传输平台（图）传输平台（图）1234567891065:41:0

38、657传输平台说明传输平台说明1GPRS隧道协议（隧道协议（GTP）GTP是是GPRS骨干网中骨干网中GSN节点之间节点之间的互的互联协议，它是为联协议，它是为Gn接口和接口和 Gp接口定义接口定义的协议的协议GPRS骨干网中骨干网中GSN间的用户数据和信令间的用户数据和信令利用利用GTP进行隧道传输进行隧道传输所有的点对点所有的点对点PDP协议数据单元（协议数据单元（PDU）将由将由GTP协议进行封装协议进行封装在在GSM09.60中对中对GTP作了规范作了规范5:41:0658传输平台说明传输平台说明2UDP/TCP在在GPRS骨干网中需要一个可靠的数据链骨干网中需要一个可靠的数据链路（如

39、路（如X.25）进行）进行GTP PDU的传输时，的传输时，所用的传输协议是所用的传输协议是TCP协仪协仪如果不要求一个可靠的数据链路（如如果不要求一个可靠的数据链路（如IP），就使用），就使用UDP协议来承载协议来承载GTP PDUTCP提供流量控制功能和防止提供流量控制功能和防止GTP PDU丢失或破坏的功能丢失或破坏的功能UDP提供防护提供防护GTP PDU受到破坏的功能受到破坏的功能5:41:0659传输平台说明传输平台说明3IP这是这是GPRS骨干网络协议，用以用户数据骨干网络协议，用以用户数据和控制信令的选路和控制信令的选路GPRS骨干网最初是建立在骨干网最初是建立在IPv4协议基

40、础协议基础上的，随着上的，随着IPv6的广泛使用，的广泛使用，GPRS会最会最终采用终采用IPv6协议。协议。5:41:0760传输平台说明传输平台说明4子网相关融合协议（子网相关融合协议（SNDCP）这个传输功能将网络级特性映射到底层网络特这个传输功能将网络级特性映射到底层网络特性中去性中去主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定TCP/IP地址和加密方式地址和加密方式在在SNDC层，移动台和层，移动台和SGSN之间传送的数据之间传送的数据被分割为一个或多个被分割为一个或多个SNDC数据包单元。数据包单元。SNDC数据包单元生成后被放置到数据包单元生成

41、后被放置到LLC帧内帧内SNDCP在在GSM04.65中有说明中有说明5:41:0761传输平台说明传输平台说明5逻辑链路控制（逻辑链路控制（LLC）是一种基于高速数据链路规程是一种基于高速数据链路规程HDLC的无线链的无线链路协议，能够提供高可靠的加密逻辑链路路协议，能够提供高可靠的加密逻辑链路负责从高层负责从高层SNDC层的层的SNDC数据单元上形成数据单元上形成LLC地址、帧字段，从而生成完整的地址、帧字段，从而生成完整的LLC帧帧可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制制独立于底层无线接口协议，这是为了在引入其独立于底层无线接口协议，这是为了在

42、引入其他可选择的他可选择的GPRS无线解决方案时，对网络子无线解决方案时，对网络子系统系统NSS的改动程度最小的改动程度最小GSM04.64对对LLC进行了规范进行了规范5:41:0762传输平台说明传输平台说明6中继转发（中继转发（Relay）在在BSS中，这项功能中继转发中，这项功能中继转发Um和和Gb接接口间的口间的LLC PDU在在SGSN中，这项功能是转发中，这项功能是转发Gb和和Gn接接口间的口间的PDP PDU5:41:0763传输平台说明传输平台说明7GPRS基站系统协议（基站系统协议（BSSGP）这层用来传输在这层用来传输在BSS和和SGSN之间与选路之间与选路服务质量有关的

43、信息服务质量有关的信息BSSGP没有纠错功能没有纠错功能GSM08.18对对BSSGP进行了规范进行了规范5:41:0864传输平台说明传输平台说明8网络服务（网络服务（NS）这层传输这层传输BSSGP PDUNS以以BSS和和SGSN之间的帧中继连接为基之间的帧中继连接为基础，而且有多跳功能，并能横贯有帧中础，而且有多跳功能，并能横贯有帧中继交换节点的网络继交换节点的网络GSM08.16 对对NS进行了规范进行了规范5:41:0865传输平台说明传输平台说明9无线链路控制无线链路控制（RLC）/介质访问控制（介质访问控制（MAC）这层具备两个功能：这层具备两个功能： RLC和和MACRLC功

44、能：提供一条独立于无线解决方功能：提供一条独立于无线解决方案的可靠链路案的可靠链路MAC功能：功能：定义和分配空中接口的定义和分配空中接口的GPRS逻辑信道，使逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动台共享得这些信道能被不同的移动台共享将将LLC帧映射到帧映射到GSM物理信道中去物理信道中去GSM04.60对对RLC/MAC进行了规范进行了规范5:41:0866传输平台说明传输平台说明10GSM RFUm接口的物理层为射频接口部分接口的物理层为射频接口部分GSM空中接口的载频带宽为空中接口的载频带宽为200kHz，一，一个载频分为个载频分为8个物理信道个物理信道如果如果8个物理信道都分配为传送个物

45、理信道都分配为传送GPRS数数据，则原始数据速率接近据，则原始数据速率接近200kbit/s。考。考虑前向纠错码的开销，最终的数据速率虑前向纠错码的开销，最终的数据速率可达可达164kbit/s左右。左右。5:41:0867 5.3.2 信令平台信令平台 信令平台描述了信令传输的层次结构，信令平台描述了信令传输的层次结构，由一些用于控制和支持传输平台功能的由一些用于控制和支持传输平台功能的协议组成协议组成信令平台按其应用可以分为信令平台按其应用可以分为7个种类个种类 5:41:0868信令平台信令平台1MS-SGSN（图）（图）5:41:0969信令平台信令平台1MS-SGSN前页图中的前页图

46、中的GMM/SM是指是指GPRS移动性移动性管理和会话管理管理和会话管理移动性管理包括移动性管理包括GPRS服务连接、服务连接、GPRS服务断开、安全、路由区更新、定位更服务断开、安全、路由区更新、定位更新、新、PDP环境激活、环境激活、PDP环境去活等。环境去活等。详见详见5.4.3 移动性管理（移动性管理（MM）功能）功能 5:41:0970信令平台信令平台2SGSN-HLR 图中，图中，MAP表示表示移动应用部分移动应用部分（MAP， Mobile Application Part）这个协议支持与这个协议支持与HLR的信令交换。的信令交换。5:41:0971信令平台信令平台3SGSN-M

47、SC/VLR图中图中BSSAP+表示表示基站系统应用部分基站系统应用部分（BSSAP， Base Station System Application+），），是是BSSAP过程的一过程的一个子集，支持个子集，支持SGSN与与MSC/VLR之间的信令传送之间的信令传送5:41:0972信令平台信令平台4SGSN-EIR图示的信令图示的信令平台表示移平台表示移动应用部分动应用部分（MAP）支）支持持SGSN与与EIR间的信间的信令传送。令传送。5:41:0973信令平台信令平台5SGSN-SMS-GMSC或或SMS-IWMSC图示的信令平台图示的信令平台表示移动应用部表示移动应用部分（分（MAP

48、）支）支持持SGSN与与SMS-GMSC或或SMS-IWMSC之间的之间的信令传送。信令传送。5:41:1074信令平台信令平台6GSN-GSN用户数据报用户数据报协议（协议（UDP）用来传输两用来传输两个个GPRS支支持节点持节点（GSN）之）之间的信令信间的信令信息。息。5:41:1075信令平台信令平台7GGSN-HLR当任选信令路径时，允许一个当任选信令路径时，允许一个GGSN与与一个一个HLR交换信令信息。通常有两种可交换信令信息。通常有两种可供选择的信令路径实现方法：供选择的信令路径实现方法：基于基于MAP的的GGSN-HLR信令信令基于基于GTP和和MAP的的GGSN-HLR信令

49、信令5:41:1076基于基于MAP的的GGSN-HLR信令信令如果在如果在GGSN上安上安装有装有SS7接接口，则在口，则在GGSN和和HLR之间就之间就可以使用可以使用MAP协议。协议。5:41:1077基于基于GTP和和MAP的的GGSN-HLR信信令令如果在如果在GGSN上没有安装上没有安装SS7接口，与接口，与GGSN在在同一同一PLMN中的任一具备中的任一具备SS7接口的接口的GSN都能都能用作一个用作一个GTP到到MAP协议的转换器，以便在协议的转换器，以便在GPRS骨干网中，在骨干网中，在GGSN和有协议转换功能和有协议转换功能的的GSN之间通过隧道传输信令信息之间通过隧道传输

50、信令信息下页图中的互联（下页图中的互联（Interworking）功能提供）功能提供GTP和和MAP间的互联，以进行间的互联，以进行GGSN-HLR间间的信令传输的信令传输5:41:1078基于基于GTP和和MAP的的GGSN-HLR信令（图）信令（图）5:41:1179第第4节节 GPRS的高级功能的高级功能 5.4.1 网络访问控制功能网络访问控制功能 5.4.2 分组选路和传输功能分组选路和传输功能 5.4.3 移动性管理（移动性管理（MM）功能）功能 5.4.4 逻辑链路管理功能逻辑链路管理功能 5.4.5 无线资源管理功能无线资源管理功能 5.4.6 网络管理功能网络管理功能 5:4

51、1:1180 5.4.1 网络访问控制功能网络访问控制功能 网络访问就是用户连接到电信网中以使网络访问就是用户连接到电信网中以使用由这个网络所提供的服务或者设施的用由这个网络所提供的服务或者设施的途径途径访问协议是一组己定义了的过程，它能访问协议是一组己定义了的过程，它能让用户使用到电信网络提供的服务或设让用户使用到电信网络提供的服务或设施施 5:41:1181网络访问控制功能说明表（一）网络访问控制功能说明表（一）功能功能说明注册功能通过注册功能，用户的移动ID和用户在PLMN范围内的分组数据协议及其地址联系起来，还与连到外部PDP网的用户访问点联系在一起。这种联系可以是静态的，即存储在一个

52、HLR中，还可以是动态的，即分布于每一个所必需的基站。身份认证和授权该功能进行服务请求者的身份认证和识别，并验证服务请求类型以确保某个用户使用某特定网络服务的权限。5:41:1182网络访问控制功能说明表（二）网络访问控制功能说明表（二）功能功能说明许可证控制功能许可证控制的目的是为了计算需要那些网络资源以提供所要求的服务质量，并判断这些资源是否可用，然后预定这些资源。许可证控制与无线资源管理功能相辅相成，以估计每一个蜂窝对无线资源的需求程度。消息筛选用于滤除未授权或不请自来的消息，这可通过分组过滤功能来实现。5:41:1183网络访问控制功能说明表（三）网络访问控制功能说明表（三）功能功能说

53、明分组终端适配功能该功能使从终端设备接收或向终端设备发送的数据分组经过适配，以适合于在GPRS网络中传输。计费数据收集功能收集有关按用户计费和按流量计费的必要数据。5:41:1284 5.4.2 分组选路和传输功能分组选路和传输功能 路由是一个有序的节点列表，用于在路由是一个有序的节点列表，用于在PLMN内或内或PLMN之间传递信息之间传递信息每一个路由均由源节点、零个或多个中每一个路由均由源节点、零个或多个中继节点和目的节点所组成继节点和目的节点所组成路由选择是指根据一定规则，判断或选路由选择是指根据一定规则，判断或选择在择在PLMN之内或之间传输消息所用路之内或之间传输消息所用路由的过程由

54、的过程5:41:1285分组选路和传输功能分组选路和传输功能主要项目功能说明表（一）主要项目功能说明表（一）功能功能说明中继功能 是指一个节点接收来自第二个节点的信息，然后以一定路由把它转发到第三个节点。路由选择功能该功能决定要发送到目的地址的消息应经哪一个网络节点转发，以及决定使用哪一个底层服务来到达GPRS支持节点。且选择传输路径的下一跳GSN之间的数据传输可以通过具备内部选路功能的外部数据网进行。5:41:1286分组选路和传输功能分组选路和传输功能主要项目功能说明表（二）主要项目功能说明表（二）功能功能说明地址转换和映射功能地址转换地址转换就是将一个地址转换成另一个不同类型的地址，可以

55、将一个外部网络协议地址转换成一个内部网络地址，以便在PLMN之间选择路由来发送分组。地址映射地址映射用于将一个网络地址映射成同类型的另一个网络地址已进行路由选择，并在PLMN之间或之内中继转发消息。封包功能封包封包是指将地址和控制信息加入到一个数据单元中，用以在PLMN之间或其内部为分组选择路由。解包解包是指将分组中地址和控制信息删除，还原出原始数据单元。 5:41:1287分组选路和传输功能分组选路和传输功能主要项目功能说明表（三）主要项目功能说明表（三）功能功能说明隧道传输功能是指将封包的数据单元在PLMN内部从封包点到解包点的传输。隧道是一个双向的点对点路径。压缩功能以传输尽可能小的外部

56、 PDP PDU来优化无线信道容量的利用。加密功能对要在无线信道中传输的用户数据和信令加密，并保护PLMN不受入侵。域名服务器功能用来把GSN逻辑域名解析成GSN地址。解析PLMN中位于GPRS骨干网的GSN和其他GPRS节点的任何名字。5:41:12885.4.3 移动性管理（移动性管理（MM）功能）功能 移动性管理功能用于跟踪在本地移动性管理功能用于跟踪在本地PLMN或其他或其他PLMN中中MS的当前位置的当前位置在在GPRS网络中的移动性管理涉及到新网络中的移动性管理涉及到新增的网络节点和接口以及参考点，与增的网络节点和接口以及参考点，与GSM网中的有很大的不同。网中的有很大的不同。 1

57、.移动性管理状态的定义移动性管理状态的定义 2.状态转移和功能状态转移和功能 3.移动性管理（移动性管理（MM）流程）流程 5:41:1389移动性管理状态的定义移动性管理状态的定义与与GPRS用户相关的移动性管理定义了三种用户相关的移动性管理定义了三种不同的移动性管理状态不同的移动性管理状态1.空闲（空闲（Idle）2.等待（等待（Standby）3.就绪（就绪（Ready）每一种状态都描述了一定的功能性级别和分每一种状态都描述了一定的功能性级别和分配的信息配的信息这些由这些由MS和和SGSN所拥有的信息集合称作移所拥有的信息集合称作移动性管理环境动性管理环境 5:41:1390空闲（空闲（

58、Idle）状态）状态用户没有激活用户没有激活GPRS移动性管理移动性管理MS和和SGSN环境中没有存储与这个用户相关的有效的环境中没有存储与这个用户相关的有效的位置信息或路由信息位置信息或路由信息不能进行与用户有关的移动性管理过程不能进行与用户有关的移动性管理过程由由MS完成完成PLMN选择、选择、GPRS选择和重选择过程选择和重选择过程MS除了只能收到除了只能收到PTM-M的信息外，移动用户不能进的信息外，移动用户不能进行行PTP数据的接收或发送，也不能进行数据的接收或发送，也不能进行PTM-G数据的数据的传输，对用户的寻呼等功能也是不可用的传输，对用户的寻呼等功能也是不可用的MS通过执行通

59、过执行GPRS激活过程在激活过程在MS和和SGSN中建立中建立MM环境环境 5:41:1391等待（等待（Standby）状态）状态用户可进行用户可进行GPRS移动性管理移动性管理在在MS和和SGSN中的中的MM环境已经创建了用户的环境已经创建了用户的IMSIMS可以接收可以接收PTM-M和和PTM-G数据，也可以数据，也可以接收对接收对PTP或或PTM-G数据传输所进行的寻呼，数据传输所进行的寻呼，以及经由以及经由SGSN发送的发送的CS寻呼寻呼不能进行不能进行PTP数据收发和数据收发和PTM-G数据的发送。数据的发送。5:41:1392等待（等待（Standby）状态）状态MS执行执行GP

60、RS路由区（路由区（RA）选择、）选择、GPRS蜂窝蜂窝选择和本地重选功能选择和本地重选功能当当MS进入一个新的路由区时进入一个新的路由区时MS会执行移动性会执行移动性管理过程来通知管理过程来通知SGSN在同一路由区中改变蜂窝时就不需通知在同一路由区中改变蜂窝时就不需通知SGSN即在等待状态下即在等待状态下SGSN MM环境中的位置信息环境中的位置信息仅包含仅包含MS的的GPRS路由区标识（路由区标识（GPRS RAI）5:41:1493等待（等待（Standby）状态）状态MS可启动可启动PDP环境的激活或去活。一个环境的激活或去活。一个PDP环境将会环境将会在数据发送或接收前被激活在数据发送或接收