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1、1,移动通信技术,第4章 通用分组无线业务GPRS,2,第4章通用分组无线业务GPRS,内容 GPRS的基本概念、特点、系统结构、技术参数、编号 GPRS的网络结构、系统功能 GPRS用户描述、安全保证、业务及应用、局限性,3,第4章通用分组无线业务GPRS,重点 GPRS的概念、特点、系统结构 GPRS的网络结构、空中接口、用户数据的传输 难点 GPRS的系统功能 GPRS的用户描述 目的和要求 掌握GPRS概念、特点、系统结构 理解GPRS网络结构、空中接口、基本原理、用户数据传输,4,4.1GPRS概述,GPRS产生的背景IP技术已成为发展方向交换方式IP传输技术在未来通信中占有重要地位
2、移动数据市场的形成 移动通信业务仍是传统的话音通信占主导地位发展移动数据业务是各运营商的战略发展方向,5,4.1GPRS概述,GSM向第三代移动通信系统的演进3G的主要特征：具有宽带数据通信和多媒体通信能力，提供快速分组交换能力GSM网络向WCDMA演变存在平滑过渡的问题，电路交换方式不能满足大业务量数据的传输要求，需要中间技术进行承接 采用GPRS方案，既能充分利用原有GSM资源，又能平滑过渡到3G,6,4.1GPRS概述,GPRS概念GPRS是GSM在Phase2+阶段引入的通用分组无线数据业务，核心网采用基于分组交换的IP技术，传送不同速率的数据及信令，不需要利用电路交换模式的网络资源是
3、2.5代技术，对GSM的升级，应用于GSM，不会替代GSM,7,4.1GPRS概述,GPRS特点GPRS采用分组交换技术，仅在实际传送和接收数据时才占用无线资源高效传输高速或低速数据和信令优化了对网络资源和无线资源的利用定义了新的无线信道，分配灵活，提高了信道利用率 小区内多个用户可共享一条无线信道同时通信某用户所需所传输的数据量大而信道尚有空闲时，可同时占用同一载波的多个时隙通信，满足了数据业务的突发性要求支持四种不同的QoS级别,8,4.1GPRS概述,GPRS支持中高速数据传输最高速率理论值可达21.48=171.2kbit/s。但需一个载频的8个时隙同时提供给同一用户，且不能采用任何形
4、式的纠错措施，并需对现有的GSM网络作较大的改动对GSM网络不作太多改动的情况下，只能采用14.4kbit/s8=115.2kbit/s的最高理论速率GPRS的传输速率取决于GSM为其预留的信道数 GPRS的实际速率介于14.443.2kbit/s，上下行非对称GPRS采用了四种与GSM不同的信道编码方案：CS-1、CS-2、CS-3和CS-4,9,4.1GPRS概述,GPRS网络接入速度快，提供与现有数据网间的无缝连接GPRS的核心网络层采用IP技术，底层可使用多种传输技术，很方便地实现与高速发展的IP网无缝连接 GPRS具有与GSM一样的安全功能 GPRS可以实现基于数据流量、业务类型及服
5、务质量等级(QoS)的计费功能 GPRS有“永远在线”的特点，用户可随时与网络保持联系 将现有GSM网络升级至分组交换的GPRS网络，需要在网络中作些改动用户要使用GPRS业务，必须使用GPRS移动台或GPRS/GSM双模移动台，以适应分组数据处理的需要,10,4.1GPRS概述,GPRS系统结构GPRS网络是基于现有的GSM网络实现的为了实现GPRS，需要在现有GSM网络中增加一些节点：SGSN（GPRS业务支持节点）、GGSN（GPRS网关支持节点）、PCU（分组控制单元）,11,4.1GPRS概述,GPRS的技术及参数工作频段上行：890915 MHz；17101780 MHz 下行：9
6、35960 MHz；18051880 MHz频道间隔：200KHz 频率复用：43方式 每载波信道数：8（时隙）每信道数据率(对应四种编码方案）CS-1：9.05kbit/s CS-2：13.4kbit/s CS-3：15.6kbit/sCS-4：21.4kbit/s,12,4.1GPRS概述,单终端多信道能力：同一载波下的18个时隙 调制方式：GMSK 信道占用方式：按需分配 信道前向纠错编码：卷积码 移动台类别：三类（A、B、C）ARQ（自动重发请求）功能；鉴权和加密实现QoS保证；功率控制；点对点PTP业务可无连接或面向连接；有点对多点PTM业务；与话音业务共享无线资源；计费灵活，可根据
7、流量、时间或QoS进行,13,4.1GPRS概述,GPRS的系统容量GSN的网络容量和RF（射频）容量 确定GPRS系统容量时，要考虑GPRS使用的信道数、支持的数据流量、支持GPRS用户数 GPRS系统的性能PCU、SGSN、GGSN、计费系统的性能 设备主要是用可靠性（如设备故障率、中断恢复服务时间）、吞吐量和系统容量（如处理能力和计费容量），与外部网络的接口指标等来描述,14,4.1GPRS概述,GPRS的编号 GPRS一部分编号与GSM相同如MSISDN、IMSI、IMEI、TMSI、LAI、CGI等路由寻址区标识RAI 由运营商定义，在BCCH中广播 RAI比LAI更精确一个RA可包
8、括若干个小区，MS离开一个RAI范围，就会进行一个RAI更新过程结构：RAI=LAI+RACRAC为路由寻址区代码,15,4.1GPRS概述,分组临时移动用户标识符P-TMSI P-TMSI分配给每个连接在GPRS网络上的MS作用类似于TMSI，结构也相似 TMSI和P-TMSI依靠它们前两个比特的值来区分“11”代表P-TMSI“00、01、10”代表TMSI,16,4.1GPRS概述,PDP地址 PDP地址即用户网络层地址 在高层，一个GPRS用户用IMSI来惟一标识网络层，GPRS用户通过一个或多个网络层地址标识PDP地址可临时或永久性地分配给一个用户PDP地址可以是IPv4、IPv6地
9、址或X.121地址,17,4.1GPRS概述,网络层服务接入点标识NSAPI和临时逻辑链路标识TLLI RA内，可用NSAPI/TLLI标识符对标识MS和SGSN之间的逻辑链路 NSAPI用于标识子网依赖汇聚协议SNDCP和上层协议之间进行通信的服务接入点 在SGSN和GGSN中，NSAPI被用于标识和MS相关的PDP上下文 TLLI用于定义RA内，MS和SGSN间的对应关系TLLI只对该MS和SGSN有效，对其他网络单元或用户无意义,18,4.1GPRS概述,隧道标识符TID 隧道技术用于将不同地点的两个相同网络类型的网络相连，在节点间快速传输数据包在传输过程中，节点对信息内容不作任何处理
10、隧道协议用TID来标识一个PDP上下文TID是IMSI和NSAPI的组合，可惟一标识一个PDP上下文匿名接入时为AA-TID由TLLI和NSAPI两部分组成结构和TID相同，只是用TLLI替代了IMSI由于TLLI比IMSI位数少，需用无效数字作填充，但不能与TID发生冲突,19,4.1GPRS概述,GSN地址与GSN号码 GSN地址：各自的IP地址为IPv4或IPv6类型用于GPRS骨干网相互间的通信 结构：当地址类型为IPv4时，类型为0，长为4字节当地址类型为IPv6时，类型为1，长为16字节,20,4.1GPRS概述,GSN地址GSN和所有PLMN的其他GPRS骨干节点的IP地址建立专
11、门的地址空间，形成一个专用内网 对GGSN和SGSN，该IP地址也可以对应一个或多个DNS类型的逻辑GSN名称 GSN号码用于与HLR等设备的通信支持NO.7信令系统,21,4.2GPRS总体结构,GSM系统的缺点及解决GSM系统的缺点从用户角度看GSM中的数据传输速率为9.6kbit/s，每条短消息长度限制在160个字符，数据传输速率受限GSM是电路交换网络，链路不能共享，用户必须为之付费。不经济，不合理GSM网络不能直接和分组数据网PDN互通导致费用的升高，连接建立时间增长从运营商角度看空中接口制约着移动通信中业务量的增长,22,4.2GPRS总体结构,解决方法：提高用户的数据传输速率GP
12、RS制定了四种编码方案（CS-1CS-4），以增加网络最大“净”数据传输速率GPRS用信道捆绑的方法增加用户数据传输效率提高无线频率资源的利用率GPRS采用了频率资源动态分配的方法资源按优先级分配给各业务 一条物理信道也可以由若干个GPRS用户共享 上行和下行链路的非对称传输 实际进行数据传输时才占用无线资源,23,4.2GPRS总体结构,基于GSM的GPRS网络结构GPRS网络在GSM网络基础上的升级GSM网络侧需要增加新节点、接口，对部分设备软件升级与GSM相比，GPRS新增的主要设备 SGSN：对移动终端进行鉴权和移动性管理记录移动台的当前位置信息建立移动终端到GGSN的传输通道，接收从
13、BSS送来的移动台的分组数据，通过GPRS骨干网传送给GGSN，或者将分组发送到同一服务区内的移动台集成计费网关、边缘网关（负责实现不同GPRS网络之间的互连）和防火墙的功能,24,4.2GPRS总体结构,GGSN：连接GPRS网络与外部数据网络的节点，主要是起网关作用，相当于一个路由器可和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和LAN等负责存储已经激活的GPRS用户的路由信息GGSN接收移动台发送来的数据，进行协议转换，转发至相应的外部网络，或接收来自外部数据网络的数据，通过隧道技术，传送给相应SGSNGGSN可具有地址分配、计费、防火墙功能,25,4.2GPRS总体结构,PCU：用
14、于分组数据的信道管理和信道接入控制可作为BSC的一个单元，也可以是一台单独的设备 SGSN和GGSN可分可合SGSN和GGSN的功能可由一个物理节点全部实现，也可由不同的物理节点来实现SGSN和GGSN都有IP路由功能，并能与IP路由器互连,26,4.2GPRS总体结构,为了升级至GPRS，GSM中需要进行改造的设备BTS：对于目前使用的CS-1和CS-2，只需软件升级BSC：需要增加新的分组数据处理单元PCU模块MSC/VLR如需实现MSC与SGSN的Gs接口，则需要对MSC做软件升级，否则无需对MSC进行改造MSC可以与SGSN/GGSN安装在一起，并逐步用GPRS核心网取代MSC的功能,
15、27,4.2GPRS总体结构,HLR：需要软件升级支持GPRS的用户数据和路由信息以及与SGSN的Gr接口OMC：需增加对新的网络单元进行网络管理的功能计费系统：需升级计费系统采用按数据流量而不是按时长计费终端：采用支持GPRS的终端,28,4.2GPRS总体结构,GPRS骨干网络基于IP的网络，提供GPRS内部和GPRS之间的通信 边界网关BG作用：确保不同运营商之间的GPRS网络的通信安全由移动运营商达成的有关协议包括防火墙、路由器及保证运营商之间互连互通所需的一些特殊功能 域名系统DNS用于IP网络，提供逻辑域名和IP地址之间的映射GPRS中，用于提供逻辑接入点名和GGSN IP地址间的
16、映射计费网关CG收集来自SGSN和GGSN的计费信息，并送往计费系统,29,4.2GPRS总体结构,GPRS骨干网络示意图,30,4.2GPRS总体结构,GPRS接口两大类：一类既可传信令，也可传数据；一类只能传数据GPRS相关的接口都用G标识 A、D、C、E接口与GSM系统中同,31,4.2GPRS总体结构,GPRS空中接口主要特征 GPRS可以为分组业务动态分配物理资源提供上下无线链路不对称业务可在一个物理信道PDCH上复用多个用户数据，体现和满足了分组交换业务的突发特性一个用户可以占用多个PDCH，通过合并使用最多至8个GSM物理信道，可以显著提高分组业务的数据传输速率采用多种编码方案，
17、在不同信道状态下更有效传输不同速率的用户数据,32,4.2GPRS总体结构,GPRS空中接口与GSM相关部分 由物理层和数据链路层的低层组成 不考虑MS和SGSN间的关系，由物理层、媒体接入控制层MAC和无线链路控制层RLC组成,33,4.2GPRS总体结构,物理层两个子层：物理射频子层和物理链路子层 射频子层包括载波频率特性、GSM无线信道结构、物理电波的调制与解调、发射机和接收机特性和性能要求物理链路子层实现了信息通过物理信道在BTS和MS之间传递,34,4.2GPRS总体结构,媒体接入层MAC和无线链路控制层RLC MAC用于定义和分配空中接口的GPRS逻辑信道，使得这些信道能被不同的移
18、动台共享MAC负责无线链路的用户数据及控制信令的有效复用、MS发起的信道接入（特别是有冲突和碰撞时）、MS终止的信道接入、优先级处理RLC负责LLC与MAC功能的接口、LLC-PDU的分割与重组、后向纠错BECMAC/RLC层为GPRS空中接口数据链路层的低层，需用物理链路层提供的功能,35,4.2GPRS总体结构,逻辑链路控制层LLCLLC在同一层的MAC/RLC上当MAC与RLC在MS和BSS间交互工作时，LLC在MS和SGSN间协同工作负责在高层子网依赖汇聚层SNDCP的SNDCP数据单元上形成LLC地址、帧字段，生成完整的LLC帧，需要使用MAC/RLC层的功能,36,4.2GPRS总
19、体结构,分组数据逻辑信道 GPRS逻辑信道映射到物理信道后为分组数据信道PDCHGPRS系统传递如鉴权、同步等信令，可使用GSM系统的逻辑信道对分组数据及相关信令的传递，GPRS依据GSM逻辑信道划分方法定义分组信道,37,4.2GPRS总体结构,分组业务信道PTCH包括全速率PDTCH-F和半速率PDTCH-H分组业务信道用于传输分组数据，当提供点到多点业务时可分配给小区内一个MS或一组MS系统支持一个用户使用多个PDTCH,38,4.2GPRS总体结构,分组控制信道PCCH包括PBCCH、PCCCH、PDCCH 分组广播控制信道PBCCH用于下行链路广播分组数据传输是可选的，用BCCH来指
20、示存在与否，如果不存在，用BCCH为分组数据传输发送广播信息,39,4.2GPRS总体结构,公共控制信道PCCCH没有分配PCCCH，分组交换信息通过CCCH传输；分配的PCCCH也可为电路交换业务传递信息 分组寻呼信道PPCH：仅用于下行链路被叫用户寻呼，可指示分组数据业务，也用于电路交换业务分组随机接入信道PRACH：仅用于上行链路，用来请求分配一条或多条PDTCH，与RACH信道以相同方式工作 分组允许接入信道PAGCH：仅用于下行链路，用于在用户分组数据传输前给MS分配PDTCH。如已有分组在传输，需改变下行链路的资源分配，也可以通过PAGCH完成 分组通知信道PNCH：仅用于下行链路
21、，在GPRS阶段，用于在点到多点分组业务呼叫PTM-M初始化前通知相关的一组MS,40,4.2GPRS总体结构,专用控制信道PDCCH分组随路控制信道PACCH为单向信道，PACCH/U用于上行链路，PACCH/D用于下行链路。PACCH用于在MS和基站间交换专用信令信息。包括功率控制和定时提前信息、资源分配和再分配消息等。即使一个MS分配了多个PDCCH，仅需一个PACCH上行链路分组定时提前控制信道PTCCH/U：用于发送随机接入突发序列，使MS可估计定时提前量 下行链路分组定时提前控制信道PTCCH/D：用于向多个MS发送定时提前量更新。一个PTCCH/D与多个PTCCH/U成对使用,4
22、1,4.2GPRS总体结构,GPRS物理信道 突发脉冲序列 包括普通突发序列NB、频率校正突发序列FB、同步突发序列SB、接入突发序列AB和空闲突发序列DB每一突发中都有与GSM中相同的保护间隔,42,4.2GPRS总体结构,无线块结构 GPRS共享物理信道通过无线块实现无线块是空中接口传输用户数据和信令的物理信道基本单位无线块组成MAC头：信息有上行链路状态标志USF(仅用在下行链路DL中)，用来指出下个上行链路UL无线块的所有者、内容类型(数据或信令)；用来标识无线块的所有者的临时块标识TFI,43,4.2GPRS总体结构,信息单元：含用户数据或信令信息。RLC数据由RLC头和RLC数据组
23、成，RLC头用于向接收端标识发送的MS，RLC数据来自1个或几个逻辑链路控制层的协议数据单元(LLC PDU)；信令信息内容是RLC/MAC层信令信息，即RLC/MAC控制块 块校验序列BCS：当MAC头和内容在物理层与高层间切换时，需计算块校验序列BCS用于检错,44,4.2GPRS总体结构,复帧结构 物理信道所承载分组逻辑信道可动态地映射到52帧的复帧上，对应于GSM系统中TCH的2个26帧的复帧每个复帧含12个无线块和4个空闲帧，一个无线块由4个连续TDMA帧中的4个突发序列组成复帧中，逻辑信道使用无线块结构传输信息，除了PRACH信道使用接入突发序列外，其他信道均使用普通突发序列复帧中
24、，消息类型利用无线块头判断，以区别不同的逻辑信道,45,4.2GPRS总体结构,无线块的复用在上行复用时通常是PDTCH和PACCH或者是PDTCH、PACCH和PRACH的复用在下行复用时通常是PDTCH和PACCH，或PDTCH、PACCH和PCCCH、PBCCH(由BCCH指示)，或PDTCH、PACCH和PCCCH(由PBCCH指示)的复用,46,4.2GPRS总体结构,信道编码信道编码通过在发送比特流中增加的冗余码元实现对信号的检测和纠错对携带RLC数据块的无线块有4种编码方案CS-1CS-4差别主要在于附加给无线块的冗余数目不同而具有不同的“净”数据传输速率及错误检测纠错能力,47
25、,4.2GPRS总体结构,信道编码方案 示意图,48,4.2GPRS总体结构,CS-1适用于SDCCH，也适用于待编码的逻辑信道，如PACCH、PBCCH、PPCH、PAGCH和PNCH的无线块净数据传输速率：9.05kbit/sCS-2在进行卷积编码之后，打孔移去一些比特CS-2是在CS-1的基础上用比特打孔的方法实现打孔降低了接收机对错误传输比特的检错和纠错能力数据传输速率：13.4kbit/s,49,4.2GPRS总体结构,CS-3与CS-2相比，用打孔的方法去掉更多比特数据传输速率：15.6kbit/sCS-4没有前向纠错FEC，除MAC头部分被编码外，无线块剩余的其他部分保持不变数据
26、传输速率：21.4kbit/sCS-1到CS-4数据传输速率逐级提高，可靠性下降,50,4.2GPRS总体结构,解码CS-1的MAC头和整个无线块一起卷积编码，需作为数据的一部分完成解码CS-4的MAC头是分组码编码，可以单独解码为了简化解码，无线块中的开销比特可以指示采用了何种类型的编码方案不同的信道可采用不同编码方案PDTCH可用CS-1到CS-4方案编码PRACH、PBCCH、PAGCH、PPCH和PTCCH可用CS-1方案编码,51,4.2GPRS总体结构,媒体接入层MAC和无线链路控制层RLC 多MS共享一个PDCH或一个用户占用多个PDCH，支持上下行链路不对称独立分配信道容量，M
27、AC/RLC中必须解决的问题：几个用户的数据和信令必须在PDCH上复用，且必须可控，特别是对上行链路必须设立MS的优先级高层协议允许的大数据块PDU，必须分段PDU分割：物理链路层将PDU分为无线块，分段的PDU须有信息指示谁接收用户数据和控制信令,52,4.2GPRS总体结构,用户数据在空中接口的传输 用户传输数据时，临时资源的分配过程阶段一：通过分组信道请求和分组直接分配，完成少量资源分配，上行链路分组传输始于分组信道请求阶段二：通过分组资源请求和分组资源分配完成，是可选的，发起在用户侧,53,4.2GPRS总体结构,分组信道请求在RACH/PRACH上完成分组信道请求网络侧必须给用户分配
28、资源，预约考虑资源和分组信道请求的需要分组直接分配AGCH/PAGCH用于分组直接分配通过使用PRACH，移动台可以提交关于请求资源的更充分的信息，可以分配给用户一个或更多的PDCH。功率控制PC和定时提前TA信息也包含在该信息中,54,4.2GPRS总体结构,分组资源请求通过PACCH完成用于携带上行链路传输资源请求的完整描述分组资源分配通过PACCH完成网络侧对用户分组资源请求的反应，是为上行链路传输保留的资源，PC和TA信息也包含在相关信息中,55,4.2GPRS总体结构,用户数据在空中接口的传输 上行链路物理信道的资源分配方法固定分配MS请求需向BSS传输的无线块数目。系统使用分组固定
29、直接分配或者分组固定资源分配消息，给MS分配固定的上行资源，包括MS何时开始传输与使用哪一个时隙来传输,56,4.2GPRS总体结构,动态分配分组直接确认消息包括PDCH信道列表和每一个PDCH的USF值通过改变USF的状态，不同PDCH信道对于某MS可以动态开放和关闭，实现灵活的预留机制RLC数据和与临时块流相关的控制块头中包含惟一分配的临时流标识TFI值所有收到的无线块可正确与特定的LLC帧和特定的MS相关联，使协议高度可靠,57,4.2GPRS总体结构,上行链路物理信道的资源分配方法自动重发请求ARQ用于在确认模式下传递RLC数据块 从MS接收上行数据时，网络侧将维持对从MS端接收错误块
30、的计数，并自动动态分配额外资源,58,4.2GPRS总体结构,GPRS系统的功能及实现 GPRS网络中必须实现六大类独立的功能网络接入控制功能分组路由选择和传输功能移动管理功能逻辑链路管理功能无线资源管理功能网络管理功能,59,4.2GPRS总体结构,GPRS系统的功能及实现网络接入控制功能 六个基本功能注册功能 身份鉴别和授权功能 允许接入控制功能 消息过滤功能 分组终端适配功能 计费数据采集功能,60,4.2GPRS总体结构,分组路由选择和传输功能路由选择分组数据网中的网络节点转发数据包过程步骤确定目前哪些路径可达根据不同要求（如路径最短，或时延最短），选择一条最佳路径将数据包的格式适配为
31、适合底层传输协议的格式通过选定的路径将数据包传送到其他系统或网络,61,4.2GPRS总体结构,传输收到一个IP数据包后，路由器根据路由表中的数据，决定下一步应将该IP数据包送给哪一个网络节点 路由管理 指GPRS网络如何进行寻址和建立数据传送路由分组路由选择和传输功能的子功能 转发功能路由选择功能地址翻译和映射功能 封装功能 隧道功能压缩功能 加密功能域名服务器功能,62,4.2GPRS总体结构,移动性管理功能用于跟踪本地PLMN或其他PLMN中MS的位置 移动性管理状态 空闲(Idle)：MS未开机或没有进行GPRS连接(Attach)等待(Standby)：MS正在进行数据传输 就绪(R
32、eady)：MS已完成GPRS连接，但没有传输数据 状态转移从空闲状态到就绪状态 从等待状态到空闲状态 从等待状态到就绪状态从就绪状态到等待状态 从就绪状态到空闲状态,63,4.2GPRS总体结构,状态转移,64,4.2GPRS总体结构,移动性管理流程 业务接入功能业务断开功能清除功能安全功能位置管理功能,65,4.2GPRS总体结构,GPRS连接和去连接连接建立过程：,66,4.2GPRS总体结构,位置管理当用户从一个小区进入另一个小区，或从一个路由区域进入另一个路由区域时，执行的移动管理过程；执行周期性路由区域更新过程MS进入由不同的SGSN管理的RA时，执行Inter-SGSN路由区域更
33、新过程MS进入由相同的SGSN管理时，执行Intra-SGSN路由区域更新过程,67,4.2GPRS总体结构,SGSN和MSC/VLR的交互A、B类终端通过Gs接口，可有效使用网络资源，减少网络中数据流量联合的GPRS/IMSI连接和去连接联合位置区LA/路由区域RA更新通过GPRS网络进行电路交换服务的寻呼,68,4.2GPRS总体结构,逻辑链路管理功能逻辑链路管理功能协调MS与PLMN之间的链路状态信息，同时监管这个逻辑链路上的数据传输活动子功能逻辑链路建立功能 逻辑链路维护功能 逻辑链路释放功能,69,4.2GPRS总体结构,无线资源管理功能无线资源管理功能参与无线通信路径的分配维护子功
34、能Um管理功能 小区选择功能 Um-tranx功能 路径管理功能 无线资源管理功能网络管理功能用于实现GPRS网络中各种运营和维护功能,70,4.2GPRS总体结构,会话管理 GPRS移动台和外部数据网间的连接控制管理PDP上下文状态：激活ACTIVE和去激活INACTIVE 状态转换关系,71,4.2GPRS总体结构,PDP上下文激活 步骤：MS向SGSN发送激活PDP上下文请求SGSN进行MS身份鉴别(IMSI)和设备检查(IMEI)身份鉴别和设备检查通过后，SGSN向GGSN发“建立PDP上下文请求”，GGSN返回“建立PDP上下文响应”SGSN向MS返回“PDP上下文激活完成”消息，消
35、息中携带MS在PDP上下文中使用的IP地址,72,4.2GPRS总体结构,透明接入和非透明接入透明方式：如用户IP地址是运营商分配的公有地址(动态或静态)，则GGSN不参与用户论证和鉴权，用户可通过GGSN透明接入到GPRS内网或互联网络非透明方式：用户通过GPRS网络接入企业网络或ISP的情形用户MS的IP地址是由企业网络或ISP分配的私有地址(动态或静态)，用户访问该企业网络或ISP时，GGSN需要企业网络或ISP中的专用服务器对该用户进行鉴权或论证移动运营商的GGSN与公司路由器或虚拟专用网VPN通过专线连接,73,4.2GPRS总体结构,用户数据的传输GGSN和SGSN间，PDP PD
36、U经封装后，利用隧道协议传输，GTP PDU头中有GSN地址便于寻址。GTP PDU的头部还包括隧道标识，用于惟一地标识一个PDP上下文MS与SGSN间，PDP PDU利用SNDCP协议传输，PDP上下文通过临时逻辑链路标识TLLI和网络层接入点标识NSAPI来惟一标识,74,4.3GPRS的服务,GPRS用户描述 GPRS用户描述的格式及用途与GSM用户描述类似GPRS用来提供数据业务GSM用来提供实时的语音业务GPRS的用户描述用户登记使用的服务类别(PTP-CLNS，PTP-CONS)用户要求得到的服务质量QoS描述(优先级、可靠性、延迟、吞吐量),75,4.3GPRS的服务,GPRS的
37、服务类别 点对点业务(PTP)PTP：支持两个用户间的分组传送点到点无连接的网络服务(PTP-CLNS)点到点面向连接的网络服务(PTP-CONS)点对多点业务(PTM)PTM：一个用户将数据发给具有单一业务需求的多个用户 点对多点多信道广播业务(PTM-M)点对多点群呼业务(PTM-G)IP广播业务(IP-M),76,4.3GPRS的服务,GPRS服务质量QoS描述 QoS定义：决定用户对一项服务的满意度的服务性能的集合服务性能参数是决定QoS的关键，三个性能参数：传输速率；准确性；可靠性PTP服务在正常网络运营环境中的QoS描述服务优先级；可靠性；延迟；用户数据吞吐量,77,4.3GPRS
38、的服务,GPRS安全保证网络侧：移动终端鉴别；接入控制；用户识别号（IMSI）的保密性；用户信息加密用户侧：用户个人身份号码、鉴权、加密、使用临时移动用户识别号码 用户可在GPRS手机上使用原GSM手机的SIM卡,78,4.3GPRS的服务,GPRS移动终端A类可同时使用GSM电路交换服务和GPRS服务用户可在通话的同时，通过GPRS链路收发数据允许传统GSM服务和GPRS服务的同时接入、激活和监控 B类允许传统GSM业务和GPRS业务的同时接入、激活和监控，但不允许GSM和GPRS服务同时进行C类是一个纯粹的GPRS终端(只能支持GPRS)既可支持GSM电路交换服务，也可支持GPRS，但须在
39、GSM和GPRS模式间来回切换,79,4.3GPRS的服务,GPRS业务及应用用户终端业务支持电信业务，提供完全的通信业务能力，包括终端设备能力 基于PTP的用户终端业务基于PTM的用户终端业务,80,4.3GPRS的服务,GPRS可以为用户提供的应用 文本和图形信息 静止图像 活动图像 文件传递 交通工具定位 交谈 Internet的应用：网页浏览、文件共享/合作工作、E-mail 企业内的应用：企业E-mail、远程局域网接入、分派工作,81,4.3GPRS的服务,计费计费信息由GPRS网络中为某个MS服务的所有SGSN和GGSN来收集提供 SGSN收集每个MS在无线网内的计费信息GGSN
40、收集每个MS和外部数据网络通信的计费信息SGSN和GGSN负责收集用户使用GPRS网络内部资源的计费信息 计费信息由计费网关来收集和处理，传送到运营商的计费中心,82,4.3GPRS的服务,GPRS的局限性可靠性较差 小区总容量有限 实际传输速率和理论值间存在较大差距 支持GPRS MT的终端得不到保证 GPRS使用的调制方式还有待改进 传输时延,83,本章小结,GPRS是GSM在Phase2+阶段引入的通用分组无线数据业务，其核心网采用基于分组交换模式的IP技术，传送不同速率的数据及信令，是对GSM的升级，应用于GSM，不会替代GSM GPRS须在GSM基础上新增SGSN、GGSN节点，在BSC上增加PCU模块，同时对GSM的BTS、HLR、MSC/VLR、OMC、计费系统、终端作软件升级或改造 GPRS定义了新的分组信道，以无线块为传输用户数据和信令的物理信道的基本单位。四种信道编码方案、灵活的分组资源分配方式，适应不同速率数据传输的要求,
