第三代移动通信总结

主要内容一、发展历史与概况二、GSM回顾三、GPRS网络结构与协议四、GPRS提供的服务五、会晤和移动性管理及路由六、空中接口-物理层七、协议结构八、与IP网的互通九、GPRS的前景一、发展历史与概况发展动力、发展过程GPRS技术特点从用户角度中国现状一、发展历史与概况发展动力、发展历史移动市场和IP市场的相结合驱动—要求提供高性能的无线Internet接入；GSM数据业务缺陷（用户观点）—速度慢（9.6kbps）、接入复杂（若干秒）、昂贵（按时收费）；GSM数据业务缺陷（技术观点）—基于电路交换，空中接口每用户分配固定的一个电路；数据业务特点—突发、适于多用户共享按需分配；由2G向3G演进一、发展历史与概况发展动力、发展历史ETSI标准化：开始于1994年，1998年标准公开发表；

1999年，网络运营者进行网络试验并且签署有关GPRS基础设施的商业合同；2000年，GPRS基础设施并入到GSM网络中；2001年，网络运营者开展GPRS商用业务，并且推广GPRS；2002年，GPRS/EDGE开始在实际应用中出现；2002年到2003年，新一代移动通信系统UMTS实现商用。

一、发展历史与概况GPRS技术特点 针对无线分组接入的承载服务—完成UE到分组数据网的高效接入；网络基于IP和FR;

接入时间小于1s；最高速率171kbps;

可基于数据量计费；二、GSM回顾GSM的PLMN系统结构物理层实现技术特色软件开发平台：VxWORKS协议软件实现技术特色二、GSM回顾GSM的PLMN系统结构二、GSM回顾GSM的PLMN系统结构BSS:BTS+BSC;MS:MT+SIM;NSS:MSC+HLR+VLR+AUC+EIR+GMSC;IMEI:Theinternationalmobilestationequipmentidentity;

IMSI:Theinternationalmobilesubscriberidentity;MSISDN:ThemobilesubscriberISDNnumber;TMSI:VLR,whichisresponsibleforthecurrentlocationofasubscriber,canassignatemporarymobilesubscriberidentity(TMSI);二、GSM回顾

GSM分层覆盖二、GSM回顾

位置区二、GSM回顾

MSC/VLR服务区二、GSM回顾

PLMN服务区二、GSM回顾GSM空中信道划分二、GSM回顾分层帧结构三、GPRS系统结构概述增加GPRS支持节点；增加PCU单元增加若干接口三、GPRS系统结构GPRS网络是一个承载网

三、GPRS系统结构GPRS系统结构GPRS系统结构三、GPRS系统结构增加支持节点增加GSNs(GPRSsupportnodes)SGSN：servingGPRSsupportnode—服务区；GGSN：gatewayGPRSsupportnode—

外部接口；GGSN与SGSN是多对多的关系(many-to-many)；三、GPRS系统结构增加PCU在BSS子系统中增加PCU(PacketControlUnit);管理分组分段和规划;管理无线信道;传输错误检测和自动重发;信道编码方案;质量控制;功率控制；PCU位于基站控制器，可作为BSC插卡，也可以独立地存在，PCU和BSC之间没有通用的接口协议。

三、GPRS系统结构增加若干接口Gn、GP：

GSNs之间接口，在同一个PLMN是Gn,在不同PLMN是Gp;Gf：SGSN与EIR;Gi：PLMN与外部

PDNs；Gr：HLR与SGSN；Gc

：HLR与GGSN;Gd：SGSN与SMS-GMSCGb：SGSN与BSC；四、GPRS提供的服务承载服务与增补服务服务的QoS分组交换与电路交换共存服务四、GPRS提供的服务承载服务与增补服务PTP服务PTP-CLNS：无连接；PTP-CONS：面向连接；PTM服务（未来）PTM-M：广播在一定的地理区；

PTM-G：一定组别；增补服务：callforwardingunconditional(CFU)，callforwardingonmobilesubscribernotreachable(CFNRc)，closedusergroup(CUG)；四、GPRS提供的服务服务的QoS业务的优先级：高、正常、低；可靠性：3类；

ClassProbabilityforLostpacketDuplicatedpacketOutofsequencepacketCorruptedpacket110­910­910­910­9210­410­510­510­6310­210­510­510­2四、GPRS提供的服务服务的QoS延迟：4类Class128bytepacket1024bytepacketMeandelay95%delayMeandelay95%delay1<0.5s<1.5s<2s<7s2<5s<25s<15s<75s3<50s<250s<75s<375s4BesteffortBesteffortBesteffortBesteffort四、GPRS提供的服务服务的QoS吞吐量：

themaximum/peakbitrateandthemeanbitrate

分组交换与电路交换共存服务-3种移动台A类：同时支持GPRS和常规GSM业务；B类：可以同时注册，但只能使用一种；C类：只能注册一种；但SMS总是可以使用；五、会晤和移动性管理及路由引言绑定和解除绑定会晤管理路由位置管理五、会晤和移动性管理及路由引言对一个GPRS终端：如何完成注册；如何让外部分组数据网知道；如何完成分组路由；如何跟踪用户位置；五、会晤和移动性管理及路由捆绑（attachment)和解除捆绑(detachment)对一个GPRS终端在通信前要主动向SGSN完成捆绑：检查用户权限；把用户数据从HLR拷贝到SGSN；分配一个P-IMSI；对于A、B类移动台可实施组合的分组和电路交换捆绑；解除捆绑：可以由网络或终端发起。五、会晤和移动性管理及路由会晤管理在Attachment后，要申请一个或多个PDP地址（PacketDataProtocoladdress），如IP地址；

对于每一个会晤要创建一个PDP上下文（context);PDP上下文刻画了会晤的特性PDP类型(e.g,IPv4)；PDP地址(e.g.,129.187.222.10)；预约的QoS；接入外部PDN的GGSN的地址；五、会晤和移动性管理及路由会晤管理PDP上下文存贮在MS、SGSN、GGSN;PDP上下文激活后，MS外部可见，可以收发分组；一个MS可以同时有多个PDP上下文；一个MSPDP地址可静态、可动态分配；动态分配：dynamichome-PLMNPDPaddress、dynamicvisited-PLMNPDPaddress;

GGSN负责分配PDP地址分配和激活/去激活；五、会晤和移动性管理及路由会晤管理PDPcontext

激活规程五、会晤和移动性管理及路由路由五、会晤和移动性管理及路由路由例子：从PLMN1中的MS的IP包到LAN中的Host;SGSN检查PDPcontext，打包路由到GGSN；GGSN拆包并发送到IP网；LAN的接入路由器将这个包提交给Host;例子：从LAN中的Host来的IP包路由到MS(属于PLMN2);Host发包到PLMN2中的GGSN（MS的home-GGSN

）；该GGSN从HLR中得知，MS目前定位在PLMN1;GGSN打包，通过隧道送到MS当前的SGSN;SGSN拆包，并提交到MS;五、会晤和移动性管理及路由位置管理MS需发位置更新包MS有3种状态Idle:MS不可达，不发位置更新消息;Standby：RA变化才触发位置更新消息，LA含多个Ras路由区，在RA内要寻呼；Ready：每个小区变化都触发位置更新消息到SGSN，不需要寻呼;移动性管理分两层：Cell、RA层，不需要涉及GGSN、VLR、HLR；SGSN层，更新信息存贮在GGSN、VLR、HLR；五、会晤和移动性管理及路由位置管理Standby状态下RA更新规程六、空中接口-物理层多址和无线资源管理原理GPRS中的逻辑信道分组数据逻辑信道向物理信道的映射4种信道编码方案六、空中接口-物理层多址和无线资源管理原理—按需分配多个GPRS终端可共享一个SLOT;一个GPRS终端可独享多个SLOT;上下行可不对称分配；六、空中接口-物理层多址和无线资源管理原理—按需分配六、空中接口-物理层GPRS中的逻辑信道GroupChannelFunctionDirectionPacketdatatrafficchannelPDTCHDatatrafficMS<-->BSSPacketbroadcastcontrolchannelPBCCHBroadcastcontrolMS<--BSSPacketcommoncontrolchannel(PCCCH)PRACHRandomaccessMS-->BSSPAGCHAccessgrantMS<--BSSPPCHPagingMS<--BSSPNCHNotificationMS<--BSSPacketdedicatedcontrolchannelsPACCHAssociatedcontrolMS<-->BSSPTCCHTimingadvancecontrolMS<-->BSS六、空中接口-物理层GPRS中的逻辑信道PDTCH(Thepacketdatatrafficchannel)：承载业务数据；PBCCH(Thepacketbroadcastcontrolchannel)：广播电路和分组交换网络的系统信息；PACCH(Thepacketassociatedcontrolchannel)：总是与一个PDTCH一起分配；PTCCH(Thepackettimingadvancecontrolchannel)：用于自适应帧同步；六、空中接口-物理层GPRS中的逻辑信道PCCCH(Thepacketcommoncontrolchannel):

PRACH(Thepacketrandomaccesschannel)：申请PDTCH;

PAGCH(Thepacketaccessgrantchannel)：分配一个或多个PDTCH到MS;PPCH(Thepacketpagingchannel)：在下行数据包发送前，寻呼MS确定其位置；

PNCH(Thepacketnotificationchannel)：informamobilestationofincomingPTMmessages(multicastorgroupcall)；六、空中接口-物理层GPRS中的逻辑信道上行信道请求分配过程六、空中接口-物理层GPRS中的逻辑信道下行寻呼过程六、空中接口-物理层分组逻辑信道向物理信道映射六、空中接口-物理层4种信道编码方案CS1，传输速率为9.05Kbps，净数据与总信息的比例大约是1:2CS2，传输速率为13.4Kbps，净数据与总信息的比例大约是2:3CS3，传输速率为15.6Kbps，净数据与总信息的比例大约是3:4

CS4，传输速率为21.4Kbps，净数据与总信息的比例大约是1:1以上速率都是指：/单SLOT七、协议结构传输平面信令平面七、协议结构传输平面-用户数据和随路信令七、协议结构传输平面GPRS骨干网GTP协议：隧道协议，用于所有的GSNs间（Gn、Gp)；TCP、UDP、IP协议栈：在GTP下；在IP下面可使用Ethernet,ISDN,orATM-basedprotocols

传输结构总结：IP/X.25-over-GTP-over-UDP/TCP-over-IP七、协议结构传输平面(SNDCP)SubnetworkDependentConvergenceProtocol

在SGSN和MS之间传输数据包；在LLC上面，复用多个网络层连接到一个逻辑虚联接；压缩/解压缩用户数据和冗余的报头；七、协议结构传输平面空中接口—MS和网络之间LLC层：MS与SGSN之间，LAPDm剪切版，ARQ、加密、流控、按序提交等；RLC层：MS与BSS之间,分段/重组MAC层：MS与BSS之间,信道争用slottedAloha

、多用户数据复用到一个PDTCH、优先级管理；物理层：分为PLL（信道编码、交织等）、RFL（调制/解调、射频）两层；

七、协议结构传输平面BSSGP(TheBSSGPRSApplicationProtocol)—BSS和SGSN之间的接口；提交路由；QoS-relatedinformation提交；NS协议—基于帧中继；七、协议结构信令平面控制和支持传输平面功能,e.g.,GPRSattach/detach,PDPcontextactivation,controlofroutingpaths,andallocationofnetworkresources.七、协议结构信令平面MS与SGSN之间七、协议结构信令平面-MS与SGSN之间GMM/SM(GPRSMobilityManagementandSessionManagement)：支持移动性和会晤管理，例如：GPRSattach/detach,安全,PDPcontext激活,和routingarea更新等功能和规程；

七、协议结构信令平面-SGSN与HLR、VLR、EIR之间使用类GSM协议栈

七、协议结构信令平面-SGSN与HLR、VLR、EIR之间使用类GSM协议栈

七、协议结构信令平面-SGSN与HLR、VLR、EIR之间使用类GSM协议栈EnhancedMobileApplicationPart(MAP)MAP(SignalingSy