GPRS系统技术讲义(教师用)3.ppt

1、GPRS系统技术GERGERAL PACKET RADIO SERVICE,广东省电信培训中心 黎明,第一章 概述,GPRS定义 为什么引入GPRS？ GSM中数据业务的发展 GPRS的特点及效益 GPRS的应用 GPRS的现状及发展 GPRS当前面临的问题,1、定义：GPRS是通用分组无线业务的简称，它是一种叠加 在GSM网络上，用于分组交换传输数据的高效率方式。 2、为什么引入GPRS？ 网络发展趋势：移动通信与数据通信的融合 有三种主要趋势正在推动市场向高速无线数据业务发展： 便携计算机的使用日益普及 互联网越来越多地用作一种正式的商业工具 普遍采用具有数据能力的GSM电话和插入卡,由于

2、数据通信、多媒体应用和因特网的迅猛发展，丰富的信息资源使人留恋，但人们对只能坐在办公室或家里通过固定网络上网是不满足的，对能够在移动之中随时随地上网、收发Email、查阅信息充满着幻想和希望。现有的移动通信系统在容量、带宽、业务等方面并不能充分满足这些需求，如何选择新的技术，使现有移动通信技术和设备得以充分利用和升级换代，就成为我们大家所关心的问题。从目前市场上的情况来看，从第二代移动通信向第三代移动通信过渡有许多技术可供选择，而GPRS则是其中最引人瞩目的一种。,GPRS最显著的优点是： 把接入速率提高到115KB/S； 充分利用现有的GSM网络，使运营商可在全国范围内一举推出此项业务； 用

3、户总是在线，不用拨号上网； 资费比较合理，用户只需按数据流量付费； 具备向第三代移动通信标准的候选方案之一 WCDMA过渡的能力。,3、GSM中数据业务的发展：,GSM 9.6KB/S,GSM+ HSCSD,GPRS,115KB/S,GSM+ EDGE,GSM核心结构,GSM WCDMA,多媒体的系统 384KB/S2MB/S,GSM网络迈向ITM-2000的进程:,1997年 1998年 19992001年 20022003年 GSM9.6KB/S HSCSD GPRS 3G 数据业务 电路交换型 IP分组交换型 3W-CDMA,GSM中的数据速率： 一个时隙电路交换CS-1（9.6KB/S

4、) 一个时隙电路交换CS-2（9.6KB/S) HSCSD(38.464KB/S) GPRS(115KB/S) EDGE(384KB/S),GSM速率图,9.6KB/S 14.4KB/S HSCSD GPRS (TODAY (38.457.6KB/S) 100KB/S,更 高 的 带 宽,100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0,HSCSD与GPRS的比较: 成本: 与HSCSD能达到56KB/S速率进行比较, HSCSD的成本约为有线数据传输的20%, GPRS约为6%。 应用： HSCSD适用于实时及时间限制性较强的应用，适用于需 恒定传输速率的应用，如文件传输、视

5、频会议等； GPRS适用于宽带业务应用，如多媒体信息，移动INTER NET，遥控遥测等；GPRS应用面更广，如金融、证券、 交通、调度、公安等。,电路交换通信与分组交换通信的比较：,电路交换通信 分组交换通信 属预分配资源系统，在 采用存储转发方式，将信息分 一次接续中电路一直被 成一定长度的包，以包为单位 占用 进行传输 信息传输时延小 时延大 资源利用率低 资源利用率高 适用于话音通信 适用于数据通信,4、GPRS特点与效益 GPRS的特点 端到端的分组交换 与现有电路交换业务互配 灵活的计费方式（数据流量，时间，业务类型） 总是在线，总是连接 重新利用现有的无线网络GSM 低的投资成本

6、, 快速灵活的实现, GPRS给用户带来的效益 快速接入 更高的速度 全球接入 总是连接，总是在线 经济高效性 方便性, GPRS给运营者带来的效益 高效的无线应用 低的投资成本 新的分组数据业务 新的商业机会,5、巨大的市场 商业应用 接入INTRANET，公司LAN - E-MAIL - INTRANET接入 - 公司信息 - 日常管理 - 消息收发 虚拟办公室 - INTERNET - INTRANET - E-MAIL+增值业务 - 传真信件, 个人用户应用, 接入INTERNET - WEB浏览 - E-MAIL，视频明信片 - 地图，导游 - 电子商务, 移动电子商务 - 使用无线

7、设备订购和支付电影票 - 无线银行 - 游戏 - 无线旅游, 其他,6、GPRS的发展及现状 Nokia公司率先在全球四个地方进行了试验。二个在芬兰，一个在台湾，另一个在香港。 台湾KG电信公司已于今年初在亚州首次推出了GPRS业务， 香港电信于99年9月在GSM双频网上进行试验，并于今年开始商用。 数码通公司也将采用Ericsson公司的GPRS组网。 欧州的一些运营公司正开始试验和建设GPRS网络，29家GSM运营公司宣布已获得了合同，其中有六家公司在五个国家开始了GPRS试验。预计欧州的GPRS系统将于2001年可进入广泛应用阶段。, BT Cellnet公司将于今年6月推出无线接入in

8、tranet，GPRS有公司应用，以及与Microsoft公司合作的用于公司的移动办公室解决方案。 我国也于今年在天津进行了GSM网上的GPRS试验，采用了北方电信公司的GPRS解决方案。该方案可提供移动办公室，移动SMS(短消息业务)，无线网络门户(如信息、娱乐、旅游、定位服务及电子商务)等应用。试验网络结构有透明方式及非透明方式两种。通过试验，展示了GPRS的extranet(外部网)浏览，WAP网页浏览(如新闻、天气预报、股票信息、交通信息等)，WAP应用业务，电子邮件(e-mail)，目录业务及在线目录业务等。,GPRS孕育着巨大商机，各大运营商与制造商已积极行动，1999年10月阿尔

9、卡特、西门子等七家电信设备供应商与中国移动下属的七家公司签订合约进行GPRS实验，GPRS实验网遍地开花。, GSM协会对在2002-2003年全球第三代移动通信(3G)商用化前，GPRS的发展计划如下： - 1999年：网络运营者进行GPRS的试验和网络建设的准备工作。 - 2000年：全球第一个28kb/s速率的GPRS商用化。在GSM网络上安装GPRS的基础设施。 - 2001年初：GPRS终端实用化，GPRS业务商用化。2001-2002年：单个用的传输速率增加到56kb/s，推出多种的实用终端。 - 2002年：用户使用的速率普遍达到112kb/s并开始出现E-GPRS(增强型的GP

10、RS)，Phase2 GPRS开始启动迈向更高速率GPRS功能综合到GSM的移动手机内。,表1 GPRS的发展计划时间表 日期 计划目标 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； 2000年夏季 首次GPRS业务试验可用； 整个2001年 网络运营者开展GPRS商用业务，并且推广GPRS； 20012002年 新的GPRS特定的应用，更高的比特率，更大的网络容量解决方案，更好的终端性能成为可能，提高GPRS的应用率。,2002年 第二阶段GPRS/EDGE开始实际应用； 2002年 GPRS常规地加入到GSM移

11、动电话并且应用率达到相当的程度； 20022003年 UMTS实现商用。 国家运营者 GPRS提供者 核心设施提供者 公布日期 澳大利亚 Mobilkom 北电（试验） 摩托罗拉/诺基亚的基站系统和北电的网同步子系统 1999-07,7、GPRS当前面临的问题 缺乏手机 目前的手机必需升级到能进行高速数据传输及支持分组数据业务的GPRS手机。手机要能在GPRS网络建成后及时提供，不能像HSCSD和WAP那样，手机生产滞后于网络建设。 费率及计费问题 费率和计费方式对于新的移动数据市场的发展尤为重要，例如WAP手机推出后，用户化了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内容的收费方式使用户难以

12、承受。GPRS是按通话时长或按字节或千字节收费，必须及早慎重研究，以利于市场发展，尚须研究新的基于分组的数据计费系统。, 移动数据卡 该卡的早日推出，可便于插入 上电脑，与 GPRS网络连接。 各种应用软件的开发 缺乏专门的技术人员 由于GSM运营公司只具有话音和SMS业务的经验和专门技术人才，对于设计、安装、运营、维护GPRS的专门技术 人员尚须早日培训。,第二章 GPRS系统概览,GPRS是什么？ GPRS系统结构 GPRS怎样工作？,GPRS是什么？ 通用分组无线业务 GPRS是一种端到端的GSM业务 再次利用现有的基础结构 与现有电路交换业务互配 基于标准化的开放接口,GPRS的系统结

13、构 爱立信的GSM系统结构 GPRS系统结构 MS TE MT BSS BTS BSC,MSS MSC VLR HLR SGSN GGSN,爱立信的GSM结构,AUC,HLR,EIR,ILR,GMSC,IWU,MSC/VLR,BSS,BSC,RBS,OSS,SMS-GMSC SMS-IWMSC,SS,MS,GPRS系统结构,BTS,BSC,MSC/VLR,GGSN,SMS-GMSC SMS-IWMSC,HLR,SGSN,骨干网 IP,X.25 网络,IP 网络,A,A,MAP,Gb,Gs,Gr,Gn,Gn,Gd,Gc,Gi(X.25),Gi(IP),(MAP),MS,一、网络节点和接口 GPR

14、S网络增加的新节点间接口是Gr、Gi、Gb、Gn、Gp、Gs、Gf、Gd、Ga、Gc，新节点与原有节点之间的关系和接口情况见图。SGSN为移动台提供移动性管理、路由选择等服务，在功能上相当于传统GSM系统中的MSC/VLR。用于接入外部数据网。在上述接口中，Gs、Gc是可选接口。 GPRS系统是通过七号信令（Gc、 Gd、 Gf、Gr、Gs）与GSM网络的NSS部分相连，其它接口和参考点是通过PLMN骨干网内（Gn）、PLMN骨干网间（Gp）与外部网（Gi）实现互联。 Gb接口：SGSN和BSS间的接口。该接口既传送信令又传输话务信息。这个接口通过基于帧中继（Frame Relay）的网络服务

15、（Network Services）提供流量控制；,Gc接口：GGSN和HLR间的接口。只有通过该可选的接口才可以完成网络发起的进程激活，这时通过GGSN可以获得MS的位置信息。规范中还定义了proxy GSN的使用，它被用实现 GTP到MAP间的协议转换，这样可以避免在GGSN中实现MAP； Gd接口：SMS-GMSC和SGSN间的接口，及SMS-IWMSC和SGSN间的接口。通过Gd接口可以提高SMS服务的使用效率（MAP）； Gf接口：SGSN和EIR间的接口。Gf给SGSN提供接入设备获得设备信息的接口； Gn接口：同一PLMN和两个GSN间的接口。Gn提供数据和信令接口，在基于IP的

16、骨干网中Gn（及Gp）接口使用GPRS通道协议（GTP）；,Gp接口：不同PLMN和两个GSN间的接口。Gp接口的功能与Gn相似，它同时还提供BG、防火墙以及不同PLMN间互联的功能，如：安全，路由等； Gr接口：SGSN和HLR间的接口。Gr给SGSN提供接入HLR并获得用户信息的接口，该HLR可以属于不同PLMN（MAP）； Gs接口：SGSN和MSC间的接口。通过该可选接口，SGSN可以向MSC发送位置信息数据或者接收来自MSC的寻呼信息，Gs接口可以大大改善无线资源的使用效率以及合并的GSM/GPRS网络资源。该接口使用BSSAP+协议； Um接口：MS和GPRS固定网络间的接口。它通

17、过MS接入GPRS的接口，,Gi接口：GGSN和外部网络的接口。通过该接口，GPRS与外部网络相连。由于GPRS可以支持各种各样的数据网络，故Gi不是标准接口，而只是一参考点； R接口：终端设备和移动终端的接口参考点。该点将终端设备与移动台相连，如通过便携电脑与GSM手机相连。该参考点满足ITU-TV.24/V.28、PCMCIAPC-Card 、IrDA标准，也能兼容新的接口标准如USB、Bluetooth等。,GPRS的部署 GPRS系统结构的灵活性令部署费用很低，可根据预期的数据业务量的增长安排部署，为网络演进提供了一条全新的途径。在引入GPRS时，可将其叠加在现有的GSM网上，而GSM

18、无线资源则可在电路交换的话音和GPRS数据之间共享。 在无线接口内，多个用户可共享一个时隙，或者一个用户最多可使用八个时隙。在传输时，数据信息被包封到很短的分组里，每一分组都含有一个报头，报头中包括了分组的始发地址和目标地址。来自多用户的分组可交错传输，所以可按需分配传输容量，并在没有分组可传时释放容量。,GSM无线资源也可在电路交换模式（数据和话音）业务与GPRS之间共享。在空中接口上，可分配给GPRS业务使用的时隙（根据OUDP(用户数据报协议)承载IP协议的PDP; 3、IP是GPRS骨干网协议，用于选择用户数据和信令的路由。 4、SNDCP（子网汇聚协议）在网络层之下，LLC（逻辑链路

19、 层）之上，功能如下： - 将从一个或几个应用中来的数据包复用进一个逻辑链路。 - 压缩冗余用户协议信息和用户数据，包括：TCP/IP头压缩 和V.42bis数据压缩。 - 分段和重组，压缩子功能的输出被分段为LLC分组数据单 元（LLC PDU）,5、LLC协议在MS和它的SGSN之间提供一条可靠逻辑链路。 LLC提供必要服务以在MS和SGSN之间保持一条加密数据链路。 LLC层支持： - 在确认或不确认模式，MS和SGSN之间传送PDU的进程； - 检查和恢复被LLC丢失或打断的LLC PDU进程； - 在MS和SGSN之间的控制和加密过程； 6、 中继功能（RELAY）根据它位于BSS还

20、是SGSN而 不同。 若位于BSS中，它在Um和Gb接口之间传送LLC PDU；若位于 SGSN，它在Gb和GN之间传送PDP PDU。 7、GRRS基站协议（BSSGP）检查BSS和SGSN之间的相关路 由，QOS。,8、网络服务（NS）传输BSSGP PDU。 9、RLC/MAC（无线链路控制/媒体接入控制协议，含2个 功能。 - RLC功能提供一个无线解决方案的可靠链路； - MAC功能控制无线信息的接入信令（请求和允许）， 以及将LLC帧映射到GSM物理信道。 10、GSM无线频率（GSM RF） TS 组成TDMA帧。,无线块,LLC-PDU,Hdr RL-PDU Hdr RL-PD

21、U Hdr RL-PDU,Normal Burst Normal Burst Normal Burst Normal Burst,RLC/MAC,RADIO BLOCK,LLC 层（SGSN）,RLC/MAC层（PCU）,PL层 （BTS）,来自SGSN的LLC帧，在下行链路传输中被BSC中的PCU 分成更小的RLC/MAC块，然后进行信道编码映射到BTS 物理层的无线块，在一个时隙里每个无线块以4个连续突 发串方式发送。,信道编码,几点说明： 1、来自或发往一个确定的包传输被称为TBF（临时块流）， 与电路交换呼叫建立相同的是需为包传输分配一个上、下 行链路的TBF。 2、每个TBF由一个网

22、络分配的临时流标志（TFI）表明地址。 当分配了一个TBF，MS被告知它将使用哪个时隙及它的TFI 地址。 3、多个MS可共享一个时隙，每个下行链路业务块的头含有 TFI（临时流标志），表明该无线块属于哪个MS。还有上行 链路状态（忙、闲）标志（USF），其中之一可在下一时刻 以四突发串方式发送上行链路无线块。 4、每个下行链路业务块的头都有净荷类型（业务/信令）， TFI（标识属于哪个MS）、USF（上行链路状态标识），BSN （块序列号）,Payload type RRBP S/P USF,8 7 6 5 4 3 2 1,Payload type Spare R,8 7 6 5 4 3 2

23、 1,Payload type RRBP S/P USF,8 7 6 5 4 3 2 1,Payload type Count down value SI R TFI TI BSN E,8 7 6 5 4 3 2 1,TFI EBI BSN E,Downlink control block Uplink control block,Downlink trafficl block Uplink traffic block,RLC/MAC块结构,GPRS 移动性管理状态： 有三种GPRS移动性管理状态，如下。 SGSN知道处于STANDBY或READY状态的所有MS的状态。 IDLE 状态： MS

24、开机但未激活GPRS。即对GPRS来说，MS是不可见的。 STANDBY 状态 MS已经激活GPRS，并且每次当它改变路由区时，它会发送 路由区更新信息给SGSN。 READY状态 分组传输正在进行或刚刚结束。一个包传输结束后，MS可多 长时间保留在READY态，由一个定时器决定。该时间由 SGSN决定，数值可从0无穷（即永远不返回STANDBY 状态）。 在READY状态，不必发送寻呼信息给MS，SGSN发送LLC帧给 PCU，PCU立即发送一个指配给MS，因为位置信息是已知的。,包传输,网络操作模式 下行链路包传输 上行链路包传输 确认 结束一个TBF,IDLE,READY,STANDBY

25、,IDLE,READY,STANDBY,GPRS ATTACH,GPRS ATTACH,GPRS DETACH,MS移动性管理状态模型,SGSN移动性管理状态模型,移动性管理状态模型,READY计时器 满或强制转入 STANDBY态或 RLC异常,发送 LLC PDU,接收 LLC PDU,READY计时器 满或强制转入 STANDBY态,GPRS DETTACH 或位置注销,STANDBY 定时器超时,STANDBY 定时器超时,网络操作模式,网络操作模式1 网络为一个已激活GPRS的MS发送CS的寻呼信息，要么在与GPRS寻呼信道相同的信道（PPCH或CCCH、PCH）发送，要么在GPRS

26、业务信道发送。这意味着，MS只需监视一个寻呼信道，并且当MS已被分配了分组数据信道，它就可在分组数据信道接收CS寻呼信息。 网络操作模式2： 网络在CCCH寻呼信道为一个已激活GPRS的MS发送CS寻呼信息，且该信道也可用于GPRS寻呼。这意味着，MS仅需监视CCCH寻呼信道，但即使该MS已被分配了分组数据信道，CS寻呼仍在CCCH寻呼信道发送。 网络操作模式3 网络在CCCH寻呼信道为一个已激活GPRS的MS发送CS寻呼信息，且在一个分组寻呼信道或CCCH寻呼信道发送GPRS寻呼信息。这意味着，一个MS想要接收CS和PS的寻呼信息，需监视两个信道。,下行链路的包传输 - 寻呼 - 下行链路的

27、TBF的建立,寻呼 当MS处于A或B模式，且GPRS和CS都已激活，若SC与SGSN 之间存在GS接口，MSC经GS接口先将信息发往SGSN，再由 SGSN发起寻呼。 SGSN发送具有路由区或小区信息的寻呼给相关PCU。若MS正在进行包传输，PCU在PACCH（分组相关控制信道）发送寻呼； 否则，在PPCH中发送寻呼，若没有PPCH则在PCH中发送寻呼。 若网络中无GS接口，MSC直接将寻呼发往BSC，操作者可定义BSC有无GS接口，然后将广播正确的网络操作模式（1或3）。 若MS处于STANDBY状态，下行链路的分组传输由在一个路由区内寻呼MS发起。这是由SGSN传送一个BSSGP寻呼请求给

28、PCU而发起的。然后PCU将决定哪个寻呼组属于哪个MS，当MS醒着时，在一个时隙发送寻呼请求。 MS通过送一寻呼响应信息给SGSN表明它已接收到。这将使用上行链路的包传输过程。该信息对BSS来说是透明的，看起来象 一个普通的LLC帧。 MS转入READY状态，SGSN开始传送具有小区和MS标识的LLC帧。,下行链路的TBF的建立,当PCU接收来自SGSN的LLC帧，PCU检查目的MS是否已在进行包传输： 若MS已有一个下行链路的TBF，新的LLC帧将和其他送往MS的LLC帧一起放入队列； 若MS已有一个上行链路TBF，PCU必须做一番考虑，可能PCU在已有MS上行链路资源的同一时隙分配下行链路

29、资源。这使MS同时使用上、下行链路资源成为可能。分组下行链路的分配信息在同时含有上行链路的分配信息（使用哪个TS和TFI）的PACCH中发送。 若MS没有建立TBF，根据它的寻呼子组，一个分组下行链路的分配信息在该MS收听的时隙发送。,上行链路包传输,建立一个上行链路TBF TBF已经建立,建立一个上行链路TBF,若MS没有建立一个TBF，则MS发送一个分组信道请求信息给PCU。在爱立信的实现方案里，在接收到来自MS的分组信道请求后有两种方法来分配资源： 使用动态分配方法，给MS在一个或几个TS上分配资源，每个时隙，MS都被分配一个USF值。TFI用在信令里标识MS。 为发送一个RLC块保留一

30、个时隙。这可被用于让MS发送一个分组资源请求信息，进一步确定它的容量和/或需求。这称为二阶段法。当MS仅有很短的LLC帧要发送时，该RLC块也能被使用。,在二阶段接入中，MS在已分配的TS发送分组资源请求，随着接收到新的信息，PCU分配资源并发送新的分组上行链路指配信息给MS。过程如下：,MS,PCU,分组信道请求,分组上行链路分配,分组资源请求,分组上行链路分配,（可选） （可选）,PRACH或RACH PAGCH或AGCH PACCH,PACCH,TBF已经建立 若MS已建立一个下行链路的TBF，MS在PACCH上发送 一个分组资源请求信息。PCU在分配上行链路资源时 必须考虑下行链路的分

31、配。然后分组上行链路分配信息 在PACCH中发给MS。 当一个MS仅有一个RLC块要发送，例如一个认可或一 个分组资源请求时，PCU可在某一时刻分配一个时隙 给MS。那么没有一个USF被分配给MS。在作为响应的 下行链路RLC块头，为避免碰撞，USF被给一个值而不 分配给任何MS。？,确认,无线块可在确认或不确认模式发送。实际上，ACD/NACK信息可在两种模式发送，但包仅在确认模式通过空中接口重传。 在不确认模式发送确认信息的原因如下： 检查通信有无中断 为采取最合适的编码方案了解传输质量 依靠链路质量来提供MS不同级别的使用。,结束一个TBF,当PCU中没有更多的LLC帧要发送给一个MS（

32、但SGSN中可能有很多），下行链路的TBF被释放。若一个新的LLC帧之后立即到达，将分配一个新的TBF给MS，该MS仍在READY态，所以无须寻呼MS。 当MS还剩一些RLC块要发送时，这被告知网络，倒计时进程启动。在所有块已经发送和确认后，上行链路TBF被释放。若倒计时已经复位后，MS还有包要传送，则必须建立一个新的TBF，不允许MS发送比它在开始倒计时进程时发送的包更多的包。,MSC/VLR,MSC/VLR,GGSN,SMS-GMSC SMS-IWMSC,HLR,SGSN,骨干网 IP,X.25 网络,IP 网络,A,MAP,Gs,Gr,Gn,Gn,Gd,Gc,Gi(X.25),Gi(IP

33、),(MAP),MS,（可选）,几点说明： 接收来自SGSN的位置信息 发出CS寻呼请求给SGSN 通过Gs接口进行信令统一 挂起和恢复功能（A和Gb接口）,LA,RA1,RA2,RA3,LAI=MCC+MNC+LAC RAI=MCC+MNC+LAC+RAC,LA和RA,在GPRS中引入一个新概念，路由区RA。 SGSN的路由区RA是MSC的位置区LA的子集,CELL,有Gs接口,无Gs接口,BSC,MSC/VLR,SGSN,A,Gb,Gs,BSC,MSC/VLR,SGSN,A,Gb,综合的LA和RA更新 所有的寻呼都由SGSN发起 MS更长的睡眠时间 更小的寻呼区 （MS仅在RA寻呼）,独立

34、的LA和RA更新 MS需要收听两类寻呼信道 MS在LA寻呼,小区选择和切换：,BSC,CS IDLE状态： - MS通过使用C1/C2判决算法自动 完成 小区重选； ACTIVE状态： - MS发送测量报告-2/SEC； - BSC决定什么时候发生切换； PS（IDLE和ACTIVE状态） - MS测量邻近小区的功率， - MS中存有定位判决算法C1/C2， 定位参数由网络PBCCH广播； - MS决定使用哪个小区。,HLR,GGSN,HLR,SGSN,骨干网 IP,X.25 网络,IP 网络,Gr（MAP）,Gn,Gn,Gc,Gi(X.25),Gi(IP),MS,几点说明： HLR是一个数据

35、库，存储GPRS的各种信息： 位置信息、补充业务、鉴权参数，接入点名称（APN）如 用户ISP，及是否有一静态IP地址分配给该MS。 将用户映射到一个或多个GGSN 在激活和去激活时更新SGSN,SGSN,GGSN,SGSN,X.25 网络,IP 网络,Gn,Gn,Gi(X.25),Gi(IP),骨干网 IP,MS,几点说明： 加密，鉴权和IMEI检查 移动性管理 面向MS的逻辑链路管理 收集每个MS使用无线网络的计费数据 分组路由选择和传送 HLR，MSC，BSC和SMS-MSC的连接,GGSN,GGSN,X.25 网络,IP 网络,Gi(X.25),Gi(IP),MS,几点说明： 提供与外

36、部网络的接口 GGSN含有与外部ISP功能如：路由器和RADIUS接口的 接入功能实体 传统的网关功能实体 用户IP地址公布 路由选择,GPRS骨干网,GGSN,SGSN,X.25 网络,IP 网络,Gn,Gn,Gi(X.25),Gi(IP),骨干网 IP,MS,连接GSN节点 标准的IP网络,NTP,DNS,EGT,Billing,FR,WWW,e-mail,R,R,SGSN,SGSN,BG,GGSN,ATM SWITCH,NTP,DNS,EGT,Billing,ATM,ATM,SWITCH,Ethernet,管理LAN,管理LAN,业务LAN,GPRS内部骨干网,它怎样工作？ GPRS的网

37、络模型 GPRS用户数据通信过程 -IMSI 激活 -GPRS 激活 -PDP内容激活 -收发数据,GPRS网络模型,BTS,BSC,MSC/VLR,GGSN,HLR,SGSN,骨干网 IP,企业 网络,A,A,MS,其他的 GPRS 运营者,BG,PTM-SC,DNS,ROUTER,DNS,DNS,DNS,ROUTER,FW,ISP网,INTERNET,IMSI激活,GSM,PSTN/ISDN,MS,GPRS激活和PDP内容激活,GPRS,LAN2,MS,LAN1,GPRS激活过程,AUC,HLR,MS,MSC/VLR,SGSN,SGSN,BSC,1，3，4，5，8,7,2,（OLD）,4，

38、6,EIR,5,1、MS发送“激活请求”给SGSN； 2、若SGSN没有MS的信息，则向旧的SGSN询问 MS的IMSI和三参数组； 3、若旧的SGSN也没有MS的信息，则返回相应的 出错原因给新的SGSN，新的SGSN向MS询问 IMSI。 4、新的SGSN、HLR、MS之间进行保密鉴权。 5、新的SGSN、EIR、MS之间进行IMEI检查。 6、如果进入新的SGSN，SGSN向HLR发送位置更 新消息（SGSN编号，SGSN地址，IMSI）， HLR完成更新。 7、如果进入新的LA，且SGSN和MSC之间的GB接 口存在时，更新MSC/VLR（新的LAI、IMSI、 SGSN编号、位置更新

39、类型）。 8、SGSN告诉MS新的TLLI（临时位置链路标识）。,PDP内容激活过程,GGSN,SGSN,IP骨干网,LAN,MT,BSC, ,HLR,TE,TID,MS发送PDP内容激活 请求给SGSN； MS和SGSN之间进行安全性功能； SGSN批准请求； SGSN将找到正确的GGSN并创建一个GTP； IP地址上的GGSN接入外部网络，请求一个IP号； 外部网络的服务器执行安全功能； 外部网络的服务器返回IP号给GGSN； GGSN发送IP号回MS。,几个术语： APN DNS RADIUS GTP,ACCESS POINT NETWORK DOMAIN NAME SERVER) RE

40、MOTE AUTHENTICATION DIAL IN USER SERVICE GPRS TUNNEL PROTOCAL,怎样找到正确的GGSN？,MS,BSC,BTS,骨干网,GGSN（B）,SGSN,DNS,GGSN（A）,企业网,ISP A,ISP B,DNS,DNS,SGSN（内的DNS）将APN 翻译成IP与目标地址网相连的 GGSN的IP地址。,GPRS中的认证、鉴权RADIUS,SGSN,ISP,MS,BSC,HLR,骨干网,RADIUS server,RADIUS client,GGSN,BTS,PAP/CHAP,RADIUS server 主要用于鉴权、认证； RADIUS

41、 server验证来自MS的PAP/CHAP（口令）， 并返回“接入接受/拒绝”信息。若验证通过，表示 用户可访问网络上资源。 IP地址可在RADIUS 验证时由ISP/Corp. 分配；,骨干网,分组路由和隧道,BSC,BTS,SGSN,DNS,FW,GGSN,FW,CORP. NETWORK,应用 服务器,MS,GTP隧道,IPsec隧道,目的地/源私有IP地址,几点说明: GPRS系统中的MS,SGSN,GGSN,系统管理主机和提供 INTERNET服务的主机都须具有IP地址； 在GPRS系统中用于进行系统和MS通信的IP地址可以 是公共地址或内部地址，可以是动态分配的或静态分 配的；

42、一个MS可被分配一个公共IP地址或一个内部IP地址： 当MS漫游时，动态IP地址可由拜访地的SGSN或归属地的GGSN 分配，也可由ISP/企业网在RADIUS验证时分配。 静态IP地址可在HLR中为用户定义。 若GPRS MS有一个内部IP地址，它可通过ISP或企业网内的NAT 或一个PROXY代理服务器连到INTERNET网。 为使用重叠的内部IP地址，GGSN和外部网络（如企业网）之间 需使用IP sec 隧道或PVC（非标准的IP选路）。 GGSN中通常含有路由器，具有包过滤功能，即用作防 火墙，以防止GGSN被闯入，增加了网络的安全性。 GTP在GPRS骨干网的GSN之间传送用户数据

43、和信令。,爱立信的GPRS系统解决方案,爱立信的GPRS特点 爱立信的GPRS解决方案 爱立信的GSN平台 爱立信的集装箱,爱立信的GPRS特点,开放的ETSI接口 尽量利用原由的传输结构 网络升级容易 空中分组交换平台的状态 可升级的GSN节点 富有特色 灵活的计费 应用和服务的全套解决方案 可升级到EDGE和3G,爱立信的GPRS解决方案,BTS,BSC,MSC/VLR,GGSN,SMS-GMSC SMS-IWMSC,HLR,SGSN,骨干网 IP,企业 网,IP 网络,A,A,MAP,Gb,Gs,Gr,Gn,Gn,Gd,Gc,Gi(X.25),Gi(IP),(MAP),MS,BGw,软件

44、升级 新硬件,信令 业务和信令,BSC和BTS的GPRS结构,CCU,CCU,PCU,BTS,BSC,Gb,Abis,PCU=分组控制单元 CCU=信道控制单元,BTS,BSC,MSC/VLR,SGSN,A,Gb,Gs,MS,HLR和MSC/VLR的新的GPRS功能,MSC/VLR 控制MSC/VLR和SGSN 的协调一致 控制来自SGSN的位置 区更新 通过GPRS发CS寻呼,HLR 管理和存储GPRS的用 户数据 在激活和去激活时更新 SGSN 面向SGSN的MAP接口,BTS,BSC,MSC/VLR,SGSN,A,A,Gb,Gs,MS,HLR,Gr,爱立信的GSN平台,适合电话通信和数据

45、通信的需求 标准化的工业技术基础 多处理器系统 硬件冗余 强大的软件结构支持不间断运行 标准的爱立信生产实践 广范围的接口选择 方便的安装和配置 建立在爱立信IP路由器，防火墙，DNS和边界网关基础上,爱立信的GSN产品： 爱立信提供两种GSN产品，通过装不同的软件可 配置成一个SGSN，GGSN或一个CGSN（即综合的SGSN/ GGSN） GSN-25：两种产品中较小的节点，可快速配置GPRS 业务； GSN-1001：两种产品中较大的节点，有更大的吞吐量 和接入用户数；,爱立信的标准节点版本 例：CGSN,1 2 3,4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

46、 18 19 20 21,P E B P E B,IBx1 Gr/Gs,IBx1 Gb,IBx1 Gd/Gf IBx1 Gb,IBx1 Gn,IBx1 PROC./ C.LAN,IBx1 Gb,IBx1 Gn,IBxx Red Gi,IBxx Red Gn,IBx1 Gb,GPB Charg,P E B P E B,GPB Charg,GPB Red,GPB NCB Att/Det,GPB NCB Att/Det,IBx1 PROC./ C.LAN,IBxx Gi,三种板：PEB(电源版) GPB(处理器板) IBX(接口板),硬件列表： IBXX（接口板） IBX1（2个槽位）：IBE1（具

47、有4个E1接口的接口板） 或IBT1（具有4个T1接口的接口板） IBAX：（2个槽位，ATM接口板）： IBAE（ATM电接口板， SDH的155Mb/s ） IBAM（ATM多模光纤接口板，SDH的155Mb/s ） IBAS（ATM单模光纤接口板，SDH的155Mb/s ） IBEN：（2个槽位，10BASE -T/100BASE-T以太网接口板） PEB（电源和以太网板，1个槽位） GPB（通用处理板，2个槽位）： GPB包括一个基于处理器板的SPARC，硬驱及将双以太网连到背 板的构件。 GPB用于管理任务，例如软件升级，启动/结束，设备管理，计费 和附着/分离。在缺省配置里，由5个

48、GPB分担这些任务并提供备份。,SS7接口和处理： 2个IBE1或IBT1板被用于管理一个SGSN或一个GGSN中的Gr， Gs，Gd和Gf接口。 BS和MS的管理： Gb接口由许多IBE1板或IBT1板提供，数量取决于所需的接口数； 骨干网和ISP接口： 一对板用来提供与骨干网的接口（Gn）， Gn可由IBAx，IBEN 和IBx1板支持。 ISP接口（Gi）可由与Gn允许的相同类型的板支持。 可选的O&M接口（Gom）： SGSN和GGSN可由一对可选板Gom来管理大流量的O &M业务， 防止该业务干扰净荷。 允许的Gom板类型是：IBAx，IBEN和IBx1板。 若不使用Gom， O &

49、M业务由与Gn接口相同的物理接口来管理。,Billing,爱立信的集装箱内部结构,MSC,BSC,SGSN,GGSN,以太网 switch（100MB/S） 12端口,SGSI DISKS 2+2,显示器/键盘SWITCH,SMS-C,DNS,NTP,OSS,PXM,BGW,OSS服务器 BGW服务器,以太网 switch（100MB/S） 12端口,DNS,RADIUS,WWW,E-MAIL,ISP 服务器,“数据通信和骨干网”域,单个GSN25机框,华为GPRS系统,GPRS业务支持节点（SGSN） 华为SGSN 系统由可扩展的中央核心分组交换网和功能单元组成，其主要的功能单元有GBIU（Gb接口处理单元）、IPPU （Internet协议处理单元）、GSPU（ GSN信令处理单元）、GOMU（GSN操作维护单元）、路由功能单元等。华为GPR