华为GPRS基本原理

目录第1章GPRS概 第2章GPRS基本功能和业 第3章GPRS基本体系结构和传输机 网络互 1 高层功 7 功能分 联合RA/LA更 MM规 9GPRS附着功 GPRS分离规 联合RA/LA更新规 传输模 1 LLC功 寻 服 功 4物理 NS子 结构 结构 结构 小区标 4 第11章与GSM其它业务的交 第12章IP相关的基础知 NAT和 AA-1章GPRS第1章GPRSGPRS移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS通过在Internet或其它分组数据网络的需求。PTM-M（PointToMultipoint，点对多点）广播数据业务、PTM-G（PointToMultipoint－Group，点对多点群呼）数据业务、IP-M广播业务。这些业务已具有了一定的调度功能，再加上GSMphaseII+中定义的话音广播及话音组呼业务，GPRS已经能够完成一些调度功能。GPRS主要的应用领域可以是：E-mail电子邮件、WWW浏览、WAP业务、GPRSGPRSGSM网络则完成电路GPRS大规模地采用了数据通信技术，包括帧中继、TCP/IP、X.25、X.75，GPRS网络中使用了路由器、接入网服务器、防火墙等产品。GPRS最早在1993年提出，1997年完成了第一阶段的协议，到目前为止CSD与GPRSGSMGPRS分组交换型数据业务的技术特图1-1由于数据业务在绝大多数情况下都表现出一种突发性的业务特点，对信道带宽的需求变化较大，因此采用分组方式进行数据传送将能够更好地利用信道W浏览的用户，大部分时间处于浏览状态，而真正将会造成较大的资源浪费。节点节点节点图1-2GPRS系统中采用的就是分组通信技术，用户在数据通信过程并不固定占GPRS适合更加广泛的突发性的数据访问，如互联网浏览、电1-1所示。表1-1HSCSDGPRSSGSN、GGSN网络MSC等需软件升级HSCSDMSC64kbit/sMSC进64kbit/s。这样，GSMHSCSD57.6kbit/s（4时隙，14.4kbit/s信道编码）或57.6kbit/s（6时隙，9.6kbit/s信道编码）。HSCSD适合提供实时性强的业务如会议电视，而GPRS则适HSCSD（非透明业务），但对于一个连接来说，无论是否有实时数据的传送，至少需要保持一个时隙的无线连接。当数据业务量增加时，需增设新的基站或大S业务来说，用户只有需要发送信息时才申请无MSPMSMSF（keg）的变化，上行资源的复用可以改变，在下行信道上采用排队机制，多个MS可共享多时隙的下行资源，以TFI（TemporaryFlowIdentity）GPRSHSCSD业务无法使用。HSCSD除了一些数据速率适配所必须的硬件更换之外几乎不需要对硬件设GPRS则需要增加SGSN和GGSNHLR等GSM网络设备需要软件升级。但从发展的眼光开看，GPRS的网络结构为第三代GPRS网络。GPRSGPRS3G演进的第一步，而且还是最重要的一步。IPGSMGSMIPGPRSIP为中心的IS-136TDMAGPRS。GPRSInternetGPRS网络互通首次完全实现了移动InternetInternet上的业务——FTPWebBrowse、聊天室、E-mailGPRS同样能在移动网络上实现。GPRS无线资源才被使用。GPRS用户可以共享相同的带宽而且由同一个单元提供服务。GPRS可以使网络运营商以一种动态的和GPRS的成本将随着市场的扩大而迅速下降，并且GPRS可以以高于目前用户只需按数据通信量付费即可，而无需像电路交换方式那样对整个链路占GPRS会影响一个网络现有的小区容量。对于不同的用途只有有限的无线资SMS88GSMEDGE（EnhancedDataRatesfortheGSMEvolutionGSM演进的增强数据速率）UMTS（UniversalMobileTelecommunicationSystem），否则对于单个移动用户说较高速的数据速率次最佳（次优化）EDGE3G的演进。GPRS分组向不同方向发送数据，最终到达相同的目的地。这样数据在通过2章GPRS第2GPRSGPRSGPRS中定义了两类承载业务：点对点（PTP）和点对多点（PTM）。以GPRS承载业务支持的标准网络协议为基础，GPRS网络营运商可以为用户提供多种电信业务。GPRS提供的应用业务具有以下特点：500字节小数据量事务处理业务，允许每分钟出现几次，可效利用信道资源，但对大数据量应用业务，GPRS网络要加以限制。主要原GPRSGSM网络。目前，GSM网络主要提供话音业务，传送时需要占用较多信道资源，但在一个小区内不可能有更多的信道用于GPRS业务。GPRSCS-1CS-29.05kbit/sC/I<9dBCS-1CS-2RLC（无线链路控制）块中的半速率和1/3速率比特用于前向纠错（FEC），因此降低了C/IGPRSCS-1CS-2编码方案，满足现有电RLC块字头），CS-3CS-4C/I值（CS-4GPRSGSM业务共享信道，并采用动态分配信道方式时，话音业GPRS分组数GPRS业务，一个分组数据信道（PDCH）可以实现多个GPRS用户共享（即多个逻辑信道可以复用到一个物理信道），因此GPRS特别适用突发数据的应用，大大地提高了信道利用率。3章GPRS第3GPRSGPRSGPRSPLMN3-1RRreferenceGireferenceGPRSnetworkPDNsotherGPRSnetwork图3-1GPRSGPRSPLMN用户接入点：UmRGPRSPLMN网间接入点：GpGPRSPLMN到外部固定网络的接入点：GiGPRSGGSN（GPRS支持节点）等功能实体。GPRSGSM网络的BSSGPRSGSMGPRS业务的支持。X.25GPRSIP网络的直接互联。SMS-SS7IPbasedDataNetworknetworkFirewallPTM-DataNetwork图3-2GPRSSM- OtherSignalling SignallingandDataTransfer图3-3GPRSGPRS桌面计算机，也可以将TE的功能集成到手持的移动终端设备上，同（MobileTerminal）合二为一。从某种程度上说，GPRS网络所提供的所有TE和外部数据网络之间建立起分组数据传送的通路。MT（MobileTerminal，移动终端）TE通信，另一方面通过空中接BTSSGSN的逻辑链路。GPRSMT必须配置GPRSGPRSTE的观MSGSM电路交换业务，但两者不能同时工作，即在某一时刻，PCU（PacketControlUnit，分组控制单元PCUBSCSGSN之间实现。SGSN（ServiceGPRSSupportNodeGPRS支持节点SGSN服务区域的GPRS用户提供服务。GPRSBSS、GGSN、HLR、MSC、SMS-GMSC、SMS-IWMSCAttach（GPRS附着）状态时，SGSN中存储了同分组相关的用户信息和位GGSNGSMGPRS业务功能而引入的一个新的网元GPRS网和外部数据网之间的路由和封装。用户选APN（AccessPointName，接入点名）来确定的。GGSN接入外部分组网络的关口功能，从外部网的观点来看，GGSN就好象是CGSGSN/GGSN产生的话单的收集、合并、预处理工作，并CGSGSN、GGSN这样的网元设备就存储在RADIUS服务器（RemoteAuthenticationDialInUserServiceServer，远程接入鉴权与认证服务器）GPRS所专有的DNS（DomainNameSystem，域名服务器DNSGPRSDNS，其作用主要有两点：PDPAPN（AccessPointName，接入点名）GGSN的IP地址；在SGSNSGSNIPBG（BorderGateway，边缘网关GPRS所专有的设GbPCU之间的接口），SGSNBSS系统、MS之间的通GiGiGPRS与外部分组数据网之间的接口。GPRSGi接口和各种装/解封装、地址转换（IPIP地址）、用户接入GnGsGsSGSNMSC/VLR之间接口，GsNo.7信令上承载MSCPCUMS。如果不提供Gs接口，则无法进行寻呼协调，不利于提高系统接通率和无线资源利用率；GrSGSNGrHLRMSHLRGPRSGdGdSGSNSMS-GMSC、SMS-IWMSC之间的接口。通过该接口，SGSN能接收短消息，并将它转发给MS、SGSN和SMS_GMSC、SMS_IWMSCGdGPRS上的短消息GdCGPRS网络上时，它将无法SDCCH的占有，从而减少对电路话音业务的冲击。GpGpGPRSPLMNSGSN之间采用的接口，BGPLMN的GPRS支持节点之间的通信。GcGfGfSGSNEIRHLR中，或者根据需要动态分配。GPRS的第GPRS网络传输的格式。Ga接口发往计费网关处理。转发功能（中继功能转发（中继）GPRSSGSNGGSN接收来自输入的数据包然后转发给其它节点的过程。SGSNGGSNPDPPDU，直PDPPDUPDPPDU将被丢弃。Gi之间的路由功能。MS的参考点RGPRSPLMNGPRSPLMN之间路由和传输。GPRSPLMNGPRSPLMN之间路由数据包。GGSNSGSNGGSN之间，GPRSPDPPDUGSNGSNPDP上下文。GPRSPLMNGPRSPLMN之间、GGSN与外部数据网之间的数据包都通过隧道传输。DestinationDestination/sourceprivateIPGTPIPSecGGSN图3-4RFC1144GPRSPLMNRFC1144。GGSN的IP地址；PLMNMS当前位置的跟踪。GPRS系统的移动性管理功能与现有的GSM（是一个位置区的子集）SGSNMSMS的位置是在哪一个小区。道。当逻辑链路建立后，MS与逻辑链路具有一一对应关系。GSM04.64无线资源管理功能是指对无线通信通道的分配和管理，GPRS无线资源管理GPRSGSM共用无线信道。无线资源管理功能包括以下几个Um管理功能是指管理每个小区中的的物理信道资源并确定其中分配给GPRS业务的比例。分配的策略可以根据本地用户需求和运营者的运营策略MS能够选择一个最佳小区，小区重选功能涉及到无线信号质量MSBSSSGSN表3-1GPRSGPRS3-5～3-13可以看出，在数据传输所经过的几个IPIP GSMGSM

图3-5GPRSGPRS支持节点之间采用隧道方式传输用户数据和信令。是面向非连接的协议，UDP不提供错误恢复能力，也不关心是否已正确BSS和SGSNSGSNGbGnPDPPDULLCGSM物理信道。GPRSGSMGSM

图3-6MS与SGSN3-6中，GPRS移动性管理（GMM）和会话管理（SM）协议支持移动性 图3-7SGSNHLR 图3-8SGSNMSC/VLR3-8中，基站应用部分＋（BSSAP＋）SGSNMSC/VLR之间的

图3-9SGSN与EIR3-9中，MAPSGSN与EIR SMS-图3-10SGSN与SMS-GMSC、SMS-IWMSC在图3-10中，MAP协议支持SGSN与SMS-GMSC之间或SGSN

图3-11GPRS3-11中，GPRS隧道协议（GTP）GPRSSGSNGGSNSGSNSGSN之间的用户数据和信令消息以隧道方式传输。用户数据报协议（UDP）GSNGSN之间的信令消息。GGSNSS7GGSNHLRHLR之间的信令交换。 图3-12GGSNHLRMAP

图3-13GGSNHLR之间采用GTPMAP3-13中，GPRS隧道协议（GTP）GPRSGGSNGSN之间的信令消息隧道传输。“InterworkingGTP和MAP之间提供互联互通，MAP用于GGSNHLR之间的信令。4第4数据重建MM上下文。MM上下文包括用户移动性管理的一些内容，包括IMSIMMP-TMSIMSISDNRoutingAreaCellidentityNewSGSNAddressVLRNum等等。MM状态分别是：IDLE状态、STANDBYREADYGPRSMS可以认为是不可达的。MSGPRS附着过程。IMSIMM态时，SGSNMM上下文中的位置信息仅包含路由区域信息。STANDBY状态，MSPDPPDP上下文去激活流PDPPDP上下文。PP（Paging呼进行响应后，MSMMSTANDBYREADY状态；同READY状态。状态转变为READYSGSN收到MSSGSNMMSTANDBYREADY状态。无论是MS还是SGSNGPRS分离规程来将MM态。此时，GGSNPDP上下文也将被删除。如果SGSNHLRMAPCancelLocationMMMS执行相关的移动性管理规程（PDP上下文激活规程）来向网络提供的。GPRSMSMS可以发送和接收PTPPDUsPTM-M和PTM-GMSPSSGSN实MM发生的事件（GPRS附着）有关。GPRSGPRSREADYtimerexpiryForcetoPDUGPRSGPRSCancelLocationImplicitCancelREADYtimerForcetoAbnormalRLCPDUMMStateModelof MMStateModelof图4-1GPRSAttach（附着）：MSSGSNMSSGSNMMImplicitDetach（隐式分离）：SGSNMMPDP上下文返回到空闲和非活动状态。SGSNMMPDP上下文可以被删除。GGSNPDP将被CancelLocation（撤消位置）：SGSNHLRMAP撤消位置消息，并MMPDP上下文。PDU（PacketDataUnit，分组数据单元）transmission（传输）：移动台可SGSNLLCPDU。PDUreception（接收）：SGSN从MSLLCPDU前，SGSNSTANDBY状态。AbnormalRLCcondition（RLC条件）：在无线接口出现问题和无线传输出现不可恢复的错误时，SGSNMMSTANDBY状态。GGSNPDP上下文将被删除。MMPDP上下文。MSSGSN中的就绪定时器，该功能是为了避免SGSNMMPDP上下文无限制积累而消耗有限的存储空间。就绪定时器控制MSSGSN中MM上下文保持在MMREADY状态的时间。当该定时器超时后，MSSGSNMMSTANDBYMSLLCPDU（MSSGSN寻呼）后，MS中的该定SGSNLLCPDU（SGSNMSMSSGSNSGSNAttachAccept、RoutingAreaUpdateAccept等消息来控制。该功能监视MS内的周期路由区更新过程。周期路由区更新定时器的长度在一旦该定时器超时，MSMS在定时GSMGPRS网络覆盖内，那么，MSIIMSI，将立即启动周期位置更MSIMSI，也不MSGPRS覆盖区内，立即启动周期路由区更MS回支持GPRSGPRS的MS返回支持GPRSMS返回覆盖内，立即启动周期路由区更新MS返回到该小区覆盖内，立即启动周期位置更新过程和其它MS是否附着IMSIMS返回GPRS时器没有超时，那么，MSGPRS覆盖而执行周期路由区更新MS丢失覆盖，但处于覆盖之外期间，周期路由区更新定MS返回覆盖区而执行周期路由区更新过程。MS可及定时器时长比周期性路由区更新定时器为了让用户不可及原因消除后，用户能够尽快恢复到不可及原因发生前的GPRS业务能力，同时又不增加系统的信令负荷，SGSNMM上下文和PDP上下文应该维持不变。PPFSGSNPPF复位。SGSN与MSC/VLRMSC/VLRGPRS附IMSIMS。SGSNIMSIIMSIGPRS/IMSI附着GPRS/IMSI分离成为可能，以节省无线资源。MMGsSGSNMSC/VLR之间才能建GPRSMSIMSIRA/LA（路由区/位IMSI/GPRS附着的MSIIIII的区域进入网络操I的区域时，进行路由区/位置区联合更新。I、IIIII4.3.34-1CS（CircuitService）连接期间，BMSGPRS附着或路由区更AMS才能进行这些规程。MSSGSN发生了改变CS连接期间，关联不会更新。ABIMSIGPRSMSC/VLRAMSLA更新请求，MSC/VLR将去除的）RA更新请求，SGSN将将去除SGSN-MSC/VLR关联而无需通知SGSN-MSC/VLR的关联状态。MSIMSIGPRS时，只要网络操作模式允许，位置区和路由区更新以一种统一协调的方式进行，以便节省无线资源。当MS在网络操作I进入一个新的路由区时，MSSGSN发送一条路由区更新请求消息，在路由区更新中包含位置区的更新。然后，SGSN将位置区更新信息送给MSC/VLR。MSC/VLRVLRTMSISGSNMS。AMSCSSGSN进行路由区更新，不能进行路由区/位置区联合更新。BMSCSCS连接期间不能进行任何更新。CMS任何时候都不能进行路由区/位置区联合MSGPRSGSM网络，而且网络工作在操STANDBYMSREADY状PagingPagingSABM(PagingSCCPConnectionRequest(PagingBSS图4-2通过SGSNSGSNMSCIMSI、TLLI、VLRTMSI、需MS哪一种类型的电VLRTMSI和需要的信道是可选参数。优先级是电路交换寻呼优先级参数，SGSNQoS。TMSIQoSBSS为MS提供服务。区域从SGSN内的MSMM上下文演算出来，如果该内容的信息无效，则从MSC/VLR处接收的位置信息中来。区域表示一个就绪状态的MS的单MSMSC，则则SGSN包含缺省的需要信道参数，表示电路交换寻呼。QoS表示该BSSMS最后被知道的位置区有一个关联的无效路由区，则SGSN将给每一个BSSBSSGPBSS为此无效的路由区提供BSS将进来的BSSGP寻呼请求消息翻译成每个小区的无线寻呼请求消VLRTMSIIMSI和需要的MS，消VLRTMSIIMSI和需要的信道。CS过程，响应包含随机接入、立即指配GPRS业务的寻呼方式及其配合关系，可将网络划分4-1所示的三种网络操作模式。表4-1PDCHMS下发电路寻呼消息PCHMSPCH，MSPDCH，MSPCH上PCCCH则在这两个信道），PCH上下发。MMGPRSMM规程通常与附着、用户鉴权、标识校验、加密等接入控制与安PDP上下文。IGPRSMSRA/LA更新规程IMSI附着。IIIIIMSGPRSMS按照在附着规程中，MS向网络指示其附着类型（IMSI附着、GPRS附着或联合P-TMSI的话）IMSI。 newSGSN oldSGSN 1.Attach2.Identification2.Identification3.Identity3.Identity4. 5.IMEI 6a.Update6b.Cancel6c.CancelLocationAck6d.InsertSubscriberData6e.InsertSubscriberDataAck6f.UpdateLocationAck7a.LocationUpdate7b.Update7c.CancelLocation7d.CancelLocationAck7e.InsertSubscriber7f.InsertSubscriberDataAck7g.UpdateLocationAck7h.LocationUpdateAttachAttach10.TMSIReallocation图4-3联合GPRS/IMSITMSISGSN向旧SGSNMS的IMSI32SGSNMSIMSI5MSSGSN。GPRS/IMSISGSNVLRGs接口，则SGSN（新MSC/VLRSGSN与MSC/VLR的关联。7c7dMSC间位置更新的情形。TMSI。TMSI。MMIDLE状态。分离类型包括以下几种：IMSIGPRSMSGPRS网络中分离可以采用显式分离和隐式分离两种方式。显式分离MS实现IMSI分离的方式要随着是否存在GPRSGPRSIMSI分离。MS1.1.Detach2.DeletePDPContextDeletePDPContextIMSIDetachGPRSDetach5.Detach图4-4MSGPRSGPRSSGSNGGSN1.1.Cancel2.Detach3.DeletePDPContext3.DeletePDPContext4.GPRSDetach5.Detach6.CancelLocation图4-5网络（SGSN）SGSNGGSNPDP上下文请求（TID），GGSN1.1.Cancel2.Detach3.DeletePDPContext3.DeletePDPContext4.GPRSDetach5.Detach6.CancelLocation图4-6HLRGPRSHLRSGSNMMPDP上下文。HLR发起的分离规程如所示，其说明如下：SGSNGGSNPDP上下文请求（TID），GGSN4.4.3MSMMPDPSGSNMS的MM上下文、PDP上下文和鉴权三元组保留一定时间，以备稍后MSGPRSHLR的次数。提供用户识别码保密（临时识别码和加密提供用户数据保密（加密）GPRSGPRSGSMGPRS鉴权流程SGSN发起的，GPRS鉴权过程执行用户鉴权、选择加密算法和加密起GPRS鉴权三元组存贮在SGSNIMSIMSC/VLRMS4-7所示。SendAuthenticationSendAuthenticationInfoAuthenticationandCiphering2.AuthenticationandCiphering图4-7如果SGSNHLR传送包含IMSIRAND、SRES和Kc；SGSNMS发出鉴权请求（RAND、CKSN、加密算法临时逻辑链路标识（TLLI）用来唯一识别一个用户，在同一路由区，IMSI和MS不具备本地地址和外部地址时，TLLITLLI标记这个概念，TLLI标记用来对用户的身份进行SGSNMSAttachAcceptAreaUpdateAcceptTLLIMSTLLI标记，将在下TLLI重新分配的流程。P-TMSIP-TMSI签名是一个与P-TMSIP-P-TMSIReallocationCommand图4-8P-TMSIGPRSMSSGSNGSM加密作 ScopeofGPRSScopeofexistingGSM图4-9SGSN。1.1.Identity1.Identity2.Check2.Check图4-10SGSNMS发出标识请求（包含标识类型）；MS向SGSN返回标识EIRSGSNIMEI确认（IMEI）。MS定时地将MM上下文中的小区标识和路由区标识分别与从系统消息中接另外，MS会定时发起周期性路由区更新请求。MSREADY状态时由一个小区进入同一路由区中的另一个小区，该MSIDLLCSGSN来启BSSLLCBSSGPCGI（含RAC+LAC）SGSN。MMMSSTANDBYMS检查到进入了一个新的路由区，或当它的周期MSRA更新规程。SGSN通过检查路由区更新请求消息是否携带老路由区标识来确定执行SGSNRA更新规程。RouteingRouteingAreaUpdateSecurityRouteingAreaUpdateRouteingAreaUpdate图4-11SGSNMSSGSN发出路由区更新请求（RAIP-TMSI签名、更启动安全性规程（可选SGSNMSMMP-TMSI，MS返回路由区更新接受消息（P-TMSI、P-TMSI签名）；TMSITMSISGSN返回路由区更新拒MSIDLE状态。oldnewoldnew3.SecurityFunctions

SGSNContext2.SGSNContextSGSNContextForwardUpdatePDPContextUpdatePDPContextRouteingAreaUpdate

UpdateCancelCancelLocationInsertSubscriberInsertSubscriberDataUpdateLocationRouteingAreaUpdate图4-12SGSNMSSGSN发送路由区更新请求（RAIP-TMSI签名、BSS（CGI；P-TMSISGSN地址），MSMMPDP执行加密功能（可选新SGSN向原SGSN返回SGSNSGSN收到该确认后，MSMSC/VLR关联等其它信息无效。如果前面的鉴SGSNMSSGSNN-PDUSGSN；SGSNGGSNPDP上下文请求（SGSNHLRSGSN插入用户数据（IMSI、GPRS签约数据），SGSNMM上下文后返回插入用户数据确认（P-TMSI，向MS返回路由区更新接受消息（P-TMSI、LLC确认、P-TMSI签字）；MSGPRSMSIMSI附着时，MS发起路由区和位置区更新规程，但这仅限于网络操作模式I方式下的GPRS网络。RouteingAreaUpdateSecurity

3.Update3.4d.Insert4a.4d.Insert4c.4b.Cancel4c.LocationAckubscriberData4e.InsertSubscriberDataAckLocationUpdateRouteingAreaUpdateRouteingAreaUpdateTMSIReallocation图4-13SGSNRA/LA新类型等）RA/LAMSIMSIRACLAC的小区全球标识(CGI)；执行加密功能（可选如果SGSN与MSC/VLRIMSISGSN的关联；VLR插入用户数据（IMSI、GSM用户数据），VLR返回插入用户数据确认（IMSI）消息；HLRVLR返回位置更新确认（IMSI）消息；VLRSGSN返回位置更新接受消息（VLRSGSNMMMSP-TMSIMS返回路由区更新接受消息（P-TMSI、VLRTMSI、P-TMSI签名）；MSP-IMSIVLRTMSISGSN返回路由区更新完成消息（P-TMSIVLRTMSI）；oldoldnewSGSNContextSGSNContextSecurity

SGSNContextForwardUpdatePDPContextUpdatePDPContextUpdateCancelCancelLocationInsertSubscriberInsertSubscriberDataUpdateLocationLocationUpdate

12a.Update12b.Cancel12c.CancelLocationAck12d.InsertSubscriberData12e.InsertSubscriberDataAck12f.UpdateLocationAckLocationUpdateRouteingAreaUpdateRouteingAreaUpdateTMSIReallocation图4-14SGSNRA/LAM（外），RARASGSN内部RA更新（除了更新类型不一样外）。IIIIIMSRA更新和周LA更新。HLR（QoSVPLMN地址等改变）或删除，则可通过下述添加用户数据规程和删除用户数据规程通知相关的此外，HLR可以通过添加用户数据规程来通知SGSNInsertInsertSubscriberInsertSubscriberData图4-15不一样时发起“PDPMSVPLMNVPLMN地址不符，则发起“PDP上下文去激活规程”。DeleteDeleteSubscriberDeleteSubscriberData图4-16IMSIPDPMS其类别标识在MM消息中发送给网络并存储在网络中，直至该MS转移到GPRS分离状态。这是为了避免MS类别在无线接口上传输，从而节约无线MSSGSN类标。无线接入类标表示MSBSS进行无BSS。SGSN类标表示与无线无关的其他能力，如加密能力等。SGSNBSSGPPDU中提BSSBSSSGSNMS的无线接入类标。为了提高效率，规范中也提供了在初始接入阶段，BSSMS直接得到简化5第5GPRSGSMGPRSGSMGPRS的无线资源可以动态地增加直到达GPRS系统信息。GPRS器监视）MS5-1GPRS寻1.1.PDPPagingGPRSPagingAnyLLCAnyLLC图5-1GPRSSGSNPDPPDUSTANDBYMSSGSNMSBSSBSSGP寻呼请求消息（IMSI，P-TIMSI，Area，ChannelNeeded，Qos，DRX参数）。BSS向指定路由区下的所有小区发送寻呼请求消息（P-TMSI，所MSAnyTCH/F（FullTCH/HorTCH/F(Dual内。MS如果处于空闲模式，那么，它将使用小区选择和重选过程。GPRSMS可以选择使用非连续接收（DRX），DRX，MS应在连BSS。6第6每个GPRSPTP业务的签约包括一个或几个PDPPDPPDPPDP上下文不包含处理分组数据包所需的路由激活（ACTIVE）PDPPDP上下文包含处理分组数据包所需的路由及映STANDBYREADY状态时才可能。ActivatePDPDeactivatePDPMMstatechangeto图6-1PDPPDPPDPPDPPDU进行路由和转发（PTP情况）。GPRSPDPPDP上下文的MSVPLMNPDPHPLMN运营商在签约中规定。IMSI00个或若干个动态GGSNMSPDPMSMSPDPActivateActivatePDPContextSecurityCreatePDPContextCreatePDPContextActivatePDPContext图6-2PDP上下文激活流程（MS发起MSSGSNPDP上下文请求消息（类型，APNQoS，PDP配置选项执行安全性规程（可选GGSN地址，从而检查该请求是否有效；PDP配置选项）。QoS等。QoSSGSNPDP（TID，PDP地址，BB协议，重新排序请求，PDP配置选项，商QoSID，原因）。求消息。QoSGGSN操作者来配置。SGSNGGSNPDPPDP上下文型，PDP地址，TIQoS，无线优先权，PDP配置选项）。此HLRGPRS路由信息消息（IMSI）。HLRGPRS路由信息确认消息（IMSI、MAP错误原因）。MSPDPPDPPDPSendRouteingInfofor3.PDUNotificationPDUNotificationPDPContextActivation图6-3网络发起的PDPSGSNGGSNPDP上下文请求消息（TIDPDPQoSSGSNPDP上下文响应消息（TIDQoS）。PDP上下文。UpdatePDPContextModifyPDPContextModifyPDPContext图6-4PDPMSPDP执行安全性管理规程（可选）SGSNGGSNPDP上下文请求消息（ DeactivatePDPContextSecurityDeletePDPContextDeletePDPContextDeactivatePDPContext图6-5MS发起的PDPSGSNGGSNPDP上下文请求消息（SGSNMSPDP上下文请求消息（TI），MSDeletePDPContextDeletePDPContextDeactivatePDPContext2.DeactivatePDPContext图6-6SGSNPDPSGSNMSPDP上下文请求消息（TI），MSSGSNGGSNPDP上下文响应消息（ DeletePDPContextDeactivatePDPContextDeactivatePDPContextDeletePDPContext图6-7GGSNPDPMSMM当MM状态为空闲时，MS应首先执行移动性管理的附着规程，进入MM6-8所示。图6-8MS必要时，P-TMSISGSN根据APNSGSNGGSNSGSNGGSNPDPIP地址，启动计费。本步骤执行完毕后，PDP转入激活状态。33MSMMMS进行寻呼，因此无法发起分组PDP6-9所示。图6-9GGSNPDPPDU，GGSNPDURA内对MS进行寻呼，MMREADYSGSNMSPDPSGSN根据APNSGSNGGSNPDP转入ACTIVE7第7QoS中的可靠性级别参数（参见“网络服务质量”一节）GTPGTP供两种传输模式：有证实传输模式（TCP/IP）和无证实传输模式LLC提供两种传输模式：有证实传输模式和无证实传输模式。LLC能同时支RLC提供两种传输模式：有证实传输模式和无证实传输模式。RLC同时支持LLC层的主要功能是在MS和SGSNLLCSNDCP层之下。LLCTLLI来寻址。TLLI参见“9.3NSAPI/TLLI小区时，LLC连接须释放，然后重新建立。LLC可以独立于底层的无线接口协议（如RLC/MAC、RF）。为了达到此目MS和SGSNLL-PDUSNDCP层（SubnetworkDependentConvergenceProtocol，子网会聚协议LLC层进行传输。网络层的分组数据包与信令、短消息复用相同的SNDCP7-1所示。N-N-SNDCPacketPacket在MS和SGSNQoSN-PDUN-NAPIN-PDULLCMS和SGSNNetworkDe-SNDCPNetworkDe-SNDCPLLCLLCLLC图7-2SNDCPPPPPPP7-3GGSN可以终止PPP协议并接入外部分组数据网，或者选择通过其它隧道协议（L2TP）PPPPDU转发到外部数据网络。 GSMGSML2TPorIPtunnel 图7-3PPPGbA0到最大的线路速率（E11984kbit/s）。GPRSGbFRGb接口，FRGPRSGbFRFRFR子层的主要有如下功FRNSPVC状态检查和链路一BSSGPPDU，能够提供负荷分担，链路BSSSGSN之间提供一条无连接的链路进行无BSSGPBSSMS、SGSNBSS的相关信息。BSSGPSGSN和BSSSGSN和BSSSGSN和BSSSGSNBSSBSS老消息的清除（MSBSSGPBSSGPGPRS7-4

图7-4BSSGP

Network

Network图7-5BSSGPBSSSGSNBSSGP实体的通讯。BSSGPBVC有三种：BVC01BVCI值；SIGBVCBSSGPBVCIPTMBVCBSSGPBVCI1。PTMBVCSIGBVCBSSGPNSENSENSENSEIBSS可对应一个或多NSENSVCNSVCNSE下消息的负荷分担功能。7-1BSSGPPDUBVC表7-1BSSGPPDUBVCIBSSGPBVCIPAGING-PAGING-SUSPEND/SUSPEND-ACK/RESUME/RESUME-ACK/LLCFLOW-CONTROL-BVC/FLOW-CONTROL-MS/CREATE-BSS-PFC/CREATE-BSS-PFC-ACK/MODIFY-BSS-PFC/DELETE-BSS-PFC/BVCI=PTP的情况。BVCI=SIGNALLING。BVCISTATUAPDU支持GPRS置的不同，GPRS7-6所示的三种结构。 BSCBSCGSNBSCGSNBSCGSN Circuit-switchingfunction(16 Packet-switchingfunction图7-6PCU对于B和CPCUPCUPCUCCUPCU帧（TRAU帧的扩展）来通信。GPRSRLC/MAC控制信息B，PCUBSCC，BSCA下BSSBTS进行软件升级，并有可能需要硬件升级。A方案的优点在于：BTSPCU功能实体只负责一个小区或ABTSCPUBTSCPU可能处理能力不够。这个问题对较早期的BTS尤为严重。BSCGbBSCAbis接口的处理较复杂，实现起来较困难。这种困难主要是多时隙捆绑B下BSSBSCBSCGbBSC完成大BTS进行软件升级即可B的优点在于：BTSAbis接口的实现，在三种方案中是最简单的B的缺点在于：BSCCPU处理；在分组交换中，每个用户数据包（包头带信令信息）CPUCPU带来很大的BSC是为电路交换设计的。CBSSBSCBTS基本上进行软件升级即可C的优点在于：BSC无需硬件升级，BTSPCUBSC的影响最小，PCU也容易实现大容量、高处理能力。C的主要缺点在于：PCU需要额外的硬件投资C8第8HLRGPRS签约数据中，IMSI是最根本的信息内容，也是签约8-1所示。Suppl.BasicSupplementaryService2ActivationStatus图8-1GPRS

表8-1HLR中的GPRSMSISDNSGSNSGSNMSSGSN的IPSMSMSGPRSMSMMPDPSGSNMSSGSNSGSN和GGSN内，MS标记为“GPRS不可达到”GGSN与GGSNGSNIPMS的活MNRGGGSN联络。GSNGGSN的号码，也可以是进行协议转换的GSN的号码。PDPX.25、PPP或VPLMNAPNSGSN管理和维护处于STANDBY和READY状态的MS的MM上下文和8-2MSMM表8-2SGSN内MMPDPP-MSISDN在SGSNMSLLCPDUSGSN新SGSN的IPN-PDU都应SGSNSMSHLR或VLRPDPX.25、PPP或GGSN的IPMSHPLMNAPN，或者使用VPLMNAPNMSN-PDU的SNDCPMSN-PDU的GTPGGSNN-PDU的GTPSGSN和GGSNGGSNPDP8-3PDP

表8-3GGSNPDPMSISDNPDPPDPX.25、PDP和PDPSGSNSGSN的IPSGSNN-PDU的GTPSGSNN-PDUD的GTPSGSN和GGSN8-4。表8-4MS的MM和PDPPDPSGSNN-PDUSNDCP序列MSC/VLRGPRSIMSIMSSGSN8-5描述MS的MSC/VLR关联。表8-5MSC/VLRSGSN9第9SS7SGSNHLR、EIR等的通信；每个GGSNIPGGSNGc接HLRGGSNSS7编号。此外，作为与外部数据网互连的网关，GGSN还应具有一个与外部网络相应的地址。PDPX.25/X.75PDPGGSN上。SGSNGGSNTID来唯一地进行标识。IMSI小于或等于15小于或等于15图9-1IMSIMNC采用两位和三位数字的混合方式。移动用户识别码（MSIN），GSMPLMNNMSIGSMPLMN，PLMN都应该分配一个唯一的移动网络代码。动用户识别码（TMSI）。VLRSGSNTMSI与指配给SGSNP-TMSITMSI在TLLIMS和SGSNSGSN根据P-TMSINSAPITLLI用于网络层的路由，NSAPI/TLLI图9-2NSAPIX.25和IPTLLIMSSGSN间的一条逻辑链路。在一个LocalTLLIP-TMSISGSN。TLLI。AuxiliaryTLLI：SGSNMSPDP地址，PDP地址可为：IP地址（IPv4IPv6地址由网络分配相应的固定地址，同时写入该用户的SIM卡和用户数据库，PDPPDP地址予以拒绝。更新之后，TIDN-PDUSGSNSGSN。SGSN控制。路由区信息作为一种系统9-3所示。图9-3CGI=LAI+{RAC}+CIGPRS，CGIRAC，否则不GSMGSNGGSNGcHLRGGSNSS7编APNISP或公司Internet域名一样的一个标识。APN运营者标识：这部分是可选的，其形式为“xxx.yyy.gprs”（如SGSNAPNSGSNGGSN以及用于GGSN判断接入相应的外部网络。此外，HLR中也可存储一个通配符，这样SGSNHLRAPN。GGSN选择外部网络。IP10章GPRS第10GPRSSGSNGGSN共同收集。PTP业务，SGSNGGSN运营商可利用SGSN和GGSN所收集的上述计费信息来设计自己的具体计费ISP服务商），因此只能实行主叫计费方式。G-

GPRS

S-SMO-图10-1如图10-1所示，SGSN/GGSN产生的话单记录（CDRs）（CG），GTP’ASN.1BER物理网络可以根据实际情况组建，例如局域网、X.25网或其他广域网等。通FTPFTAM。GGSN和SGSNGPRSS-CDRG-CDRM-CDRS-SMT-CDR、S-CDRG-CDR是数据业务计费话单，S-CDRSGSN侧产生，G-CDR网络服务质量QoS脚本与其关联。QoS由如下以下几个属性定义：QoSGPRS网络可以只QoS组合的一个子集。QoS脚本协商。MSQoSQoS。1。（BestEffort）表10-1GTP对于实时业务，QoSFCS仅对帧头和第一字节信息数据进行保护。MS的数据能力和可用的无线资源状况。峰值吞吐量与延迟GPRS网络中的传送延迟。表10-2峰值吞吐量，以字节/≤1000≤2000≤4000≤8000≤16000≤32000≤64000≤128000≤256000RGi参考点测量到的每小时通过的字节数，测量时间包括PDP上下文的剩余GPRS即使还有能力提供更大吞吐量，也会将用户平均吞吐量限定到某个级别。“BestEffort”级别则是根据移动台的需求和网络可用资源状况，为用户提供表10-3平均吞吐量（字节/小时100（200（500（1000（2000（5000（10000（20000（50000（100000（200000（500000（1000000（2000000（5000000（10000000（20000000（50000000（BestGPRS骨干网及其上网元的安全性，GPRS核心网组网时可以通过GPRSMSGPRSGSM网络中，应该在不做任何改变的条支持GPRS功能的GSMGSMGSM业务。GPRS定制SIM卡在原来SIM卡的基础上增加了EFKcGPRS和11章与GSM第11GSMMSGPRSIMSIGPRS信道MSGPRSIMSIGPRSCS控制信道上都可以传送，优先选择哪个信道来传送由运营商确定。GPRS（CSSGSNMSMT短消息）。GPRS业务与电路交换业务的关系，在“SGSNMSC/VLR的交互”一节GPRS业务，它可以请求网络暂时11-1所示。DedicatedDedicatedModeSuspendResumeChannel6.RouteingAreaUpdate图11-1GPRS12章IP第12IPNATNAT提供了地址转换的功能，地址转换实现了私有地址与公有地址之间的转IP层中。NATRouter、ISDNRouter、FirewallNAT设备定站点群的组织，ProxyCacheInternet出口带宽ProxyNAT可硬件实现，效率高。Proxy一般是软件，效率略低。通常，工作于第三层（网络层）的Firewall，通过硬件实现NAT，且可以实施动、静态内外InternetIP12章IP通常作为第一道防线。包过滤路由器通常没有用户的使用记录，这样我们就不能得到入侵者的攻击记录。而攻破一个单纯的包过滤式防火墙对黑客来说还是有办法的。“IP火墙比较常用的手段。另外，包过滤防火墙还具有配置繁琐的缺点。它阻挡别人进入内部网络,但也不告诉你何人进入你的系统,或者何人从内部进入t。它可以阻止外部对私有网络的访问，却不能记录内部的访问。包过滤另一个关键的弱点就是不能在用户级别上进行过滤，即不能鉴别不同的用IP地址盗用。应用级网关也就是通常我们提到的代理服务器。它适用于特定的t服务，如P、FTP当代理服务器接收到用户对某站点的访问请求后会检查该请求是否符合规定，如果规则允许用户访问该站点的话，代理服务器会像一个客户一样去那个站点取回所需信息再转发给客户。代理服务器通常都拥有一个高速缓存，这个缓存存储用户经常访问的站点内容，在下一个用户要访问同一站点时，服务器就不用重复地获取相同的内容，直接将缓存内容发出即可，既节约了时间也节约了网络资源。代理服务器会像一堵墙一样挡在内部用户和外界之间，从外部只能看到该代理服务器而无法获知任何的内部资源，诸如用户的IP这种防火墙具有非常好的安全特性，它使用了一个在网关上执行网络安全策采用抽取有关数据的方法对网络通信的各层实施监测，抽取状态信息，并动态地保存起来作为以后执行安全策略的参考。监测引擎支持多种协议和应用IP数据包。GRE（GenericRoutingEncapsulation）——基本路由封装是对某些网络层协议（如：IP，IPX，AppleTalk等）的数据报进行封装，使这些被封装的数据报能够在另一个网络层协议（IP）中传输。GREGPRSIP网VPN的功能。GREIPGPRS网络送给相GPRSDNSGPRS系统中的域名解析为IP地址，进行进一步的操作。DNSIP地址的解析都使用RADIUSRemoteAuthenticationDialInUserService的简称。GSN系统RADIUS远程验证拨入用户服务功能对上网的用户及其密码进行验RadiusDHCP的功能，即可以分配动态地址。VPNPrivateDialupNetwork，VPDN），Internet的发展而迅速发展Internet资源来进行促销、销售、Internet来替代它们Internet来传输私有信息而形成的逻辑网络就称为虚拟私有网实际上就是将Internet看作一种公有数据网（PublicDataInternet上的虚拟链路。VPNInternet图12-1VPNPSTNISP（PointofPesencWAN彼此之间要有专线相连才可以达到同样的目的。虚拟网组成后，出差员工和IPVPNVPN的服务器（WindowsNTVPN的路由器）即可。资源享用者通过PSTNPOP（VPN服务器。呼叫的方式和拥有PSTNISP的接入服务器（AccessServer）来完成。VPNVPNVPN图12-2VPNNAS（NetworkAccessServer，网络接入服务器）主要使用了一种称之为tunneling的技术。这种技术的主要思想是要将一种类型网络的数据包通过另12-2PSTNISPNAS服IPVPN服务器，VPN服务器收到数据包并拆封后就PSTN链路的逻辑延伸，操作起来和存在物理链路相同。tunnelingNAS－VPNServerProtocol，点对点通道协议），WindowsNT4.0以上版本中支持。协议），Cisco路由器中支持。ISPNAS，也无法看到数据包的内容。而且即使是用户不对其数据加密，NASVPN服务器建立的隧道两侧也可以协商加密传输，InternetVPN服务VPNVPNIntranet以及企Extranet相对应。Acess随着当前移动办公的日益增多，远程用户需要及时地访问Internet和Extranet。AccessVPNs向出差流动员工、远程办公人员和远程小办公室提供了通过公用网络与企业的Intranet和Extranet建立私有的网络连接。在VPN首先，远程用户通过服务提供点（POP）Internet访问企业网，接着，图12-3AccessVPNsVPNISPISPNAS再发起一条隧道连VPN连接对远端用户是透明的，VPNISP12-3。IntranetExtranetIntranetExtranetVPNs通过公用网络在公司企业总部和远程办公室、供应这种应用实质上是通过公用网在各个路由器之间建立VPN连接来传输用户的VPNIP隧道技术如IPSecGRE，ATM或帧中继的虚电路技术等。图12-4Intranet和ExtranetVPN用于传输三层网络协议的隧道协议叫三层隧道协议。三层隧道协议并非是一C1cutg（E）EFIPIPSecIPSecIP层上网络数据安全的一整套体系结构，它包括网络安全协议AuthenticationHeader（AH）协议和Exchange（IKE）协议和用于网络验证及加密的一些算法等。IPSec规定了VPNVPN用户都将带来不少的益处。事实上，VPNVPN用户通常是上班时间形成流量的高峰，而普通用户的流量峰期则在工作ISP带来新的商业机会。VPNttIPVPNVPNVN端用户验证以及隧道数据加密等技术使得通过公用网络传输的私有数据的安全性得到了很好的保证。AAAnonymousAsynchronousBalancedAsynchronousDisconnectedAccessPointAsynchronousTransferBackboneBackwardExplicitCongestionBorderBaseStationSystemApplicationPartBaseStationSystemGPRSBSSGPVirtualBSSGPVirtualConnectionChannelCodecCellGlobalChallengeHandshakeAuthenticationConsolidatedLinkLayerCircuitCordlessTelephony Identifieroftheuserdatacompressionalgorithmusedforthe