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GPRS系统简介

风风风
2012-01-02 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《GPRS系统简介ppt》,可适用于工程科技领域

ChapterGPRS系統簡介*ChapterGPRS系統簡介GPRSSystemOverview課程目標*課程目標本章節簡單介紹GPRS的通訊協定內容包括GPRS所要提供的功能、系統架構、各個網路元件以及各元件間定義的介面、高層的通訊程序和計費系統等部分。回答下面的問題()*回答下面的問題()無線數據傳輸有市場嗎要做到何種程度(如傳輸速度)的無線數據傳輸才會廣為大眾所接受如果你要建立傳輸數據的系統你會採取甚麼方法如果你要在GSM系統上增加數據傳輸的功能你會採取甚麼方法有必要改radioaccess的方式嗎有必要改後端的MSC等交換機嗎HLR、VLR會不一樣嗎回答下面的問題()*回答下面的問題()語音傳輸與數據傳輸各有何特性建立數據連結的方式與建立語音線路的方式有無異同維護一條數據連結的方式與維護一通語音線路的方式有無異同儲存數據連結的特徵與GSM原本儲存電話通路的方式差異在那裡章節目錄*章節目錄GPRS的介紹GPRS無線電介面GPRS高層通訊程序結語作業GPRS的緣由*GPRS的緣由GSM網路以提供語音通話服務為主雖然能提供簡訊、傳真與撥接服務但仍不適於提供像觀看網頁等需要傳輸大量數據資料的服務。資料傳輸速率太低。以通訊時間做為計費的標準。想法:利用現有GSM通訊網路再加入一些新的設備提供高速的分封數據資料傳輸。年完成整個GPRS的制訂。請GPP網站(http:wwwgpporg)。SectionGPRS的介紹IntroductiontoGPRS*SectionGPRS的介紹IntroductiontoGPRSGPRS的特性()*GPRS的特性()GPRS與GSM系統共享基地台與無線電頻段但修定了無線電介面以符合封包傳送的精神增加通道的使用效率與系統容量。可將相同編號的時槽分配給多個手機共享。可將同一載波的個時槽都分配給同一個手機。上行與下行無線電通道的配置各自獨立。提供四種通道編碼方法(ChannelCodingSchemes)稱為CS、CS、CS和CS提供kbps到kbps的傳遞速率。GPRS的特性()*GPRS的特性()提供快速保留(fastreservation)的設計讓手機在到秒內便快速地啟動資料的傳輸。使用與GSM相同的安全機制但編碼的演算法經過調整適合數據封包的傳送。SectionGPRS架構GPRSArchitecture*SectionGPRS架構GPRSArchitectureGPRS架構*GPRS架構保有原先GSM網路的BSS、MSCVLR和HLR元件僅需略加修改。加入ServingGPRSSupportNode(SGSN)和GatewayGPRSSupportNode(GGSN)兩個元件。SGSN相當於GSM網路中的MSC負責GPRS手機的移動管理、安全與存取控制等功能。GGSN是與外界網路相連的介面功能類似路由器。使用者的數據資料均需透過GGSN才能傳到網際網路。圖‑GPRS與GSM共存之系統架構*圖‑GPRS與GSM共存之系統架構Circuitswitchedservice(CS)domainPacketswitchedservice(PS)domainGPRS架構中的介面()*GPRS架構中的介面()手機和BSS間溝通是透過Um介面BSS和SGSN間則是透過Gb介面溝通。一個GPRS網路中的SGSN和GGSN間溝通是透過Gn介面但若SGSN和GGSN是分屬不同的GPRS網路則SGSN和GGSN是透過Gp介面溝通。GPRS架構中的介面()*GPRS架構中的介面()GGSN與外界網路是透過Gi介面相連。MSCVLR與GPRS的BSS還是用GSM的A介面但與SGSN連接則用Gs介面。HLR分別用Gr和Gc介面與SGSN和GGSN溝通而Gr和Gc均遵循GSMMAP規範。SGSN(Ericsson)*SGSN(Ericsson)圖‑GPRS網路架構圖*圖‑GPRS網路架構圖傳輸與信令平面*傳輸與信令平面GPRS網路元件間的通訊協定都採用層級架構而所使用的規範堆疊(protocolstack)分為兩類:傳送使用者資料與資料傳送相關的控制程序之規範架構稱之為傳輸平面(transmissionplane)。包含數據資料傳輸的流量控制、錯誤資料的偵測、更正與回復等功能。為控制“傳輸平面”的控制訊號之規範架構稱為信令平面(signalingplane)。包含控制GPRS網路服務的存取(如登錄或取消登錄)、分配網路資源以符合用戶需求、控制數據資料的路由以支援手機的移動等功能。SectionGPRS傳輸平面GPRSTransmissionPlane*SectionGPRS傳輸平面GPRSTransmissionPlane圖‑GPRS傳輸平面*圖‑GPRS傳輸平面MSC、RLC、LLC*MSC、RLC、LLC媒體存取控制層(MediumAccessControlLayerMAC層)控制無線電頻道的分配與許可並且將上層LLC的框架(frame)對應至下面的無線電實體層格式。無線電鏈結控制層(RadioLinkControlLayerRLC層)根據無線頻道特性提供上層一個可靠的鏈結。邏輯鏈結控制層(LogicLinkControlLayerLLC層)提供高可靠加密的邏輯連結給上層的協定讓手機與SGSN的上層協定溝通能獨立於下層的無線電介面並盡量減少GPRS網路端的修改。SNDCP*SNDCP子網路依存收斂協定(SubNetworkDependenceConvergenceProtocolSNDCP)支援各種網路層協定讓GPRS網路元件的上層在傳遞資料時可以忽略下層的存在。將來自不同網路的封包多工對應至一邏輯鏈結。具有資料分割與重組(SegmentationandReassemblySAR)功能能將網路層的資料傳輸單位NPDU切割成數個SNPDU加上表頭傳至LLC層成為LLC框架或是SNDCP接收下層LLC框架資料反向重組回網路層的NPDU。可選擇執行資料壓縮的功能(如:TCPIP表頭壓縮、Vbis資料壓縮)提高頻道的使用效率。NS*NS網路服務(NetworkServiceNS)層負責在BSS與SGSN間利用下層的FrameRelay建立起BSS與SGSN間的虛擬連線(VirtualConnectionNSVC)。NS管理這些虛擬連線以提供上層BSSGP傳送BSSGPPDU。BSSGP*BSSGPBaseStationSubsystemGPRSProtocol在下行(downlink)方向SGSN提供BSS關於RLCMAC層會用到的相關的無線電服務品質參數。內含手機的無線電存取能力(MSradioaccesscapability)、服務品質設定檔(QoSprofile)和PDU生存時間(PDUlifetime)。在上行(uplink)方向:BSS提供SGSN由RLCMAC層得到的相關無線電服務品質參數。傳輸平面的GTP()*傳輸平面的GTP()GPRS隧道協定(GPRSTunnelingProtocolGTP)的功能是在GPRS網路的GSN元件間傳遞使用者資料和信令。當GGSN收到由外部網路送給手機的PDU時GTP把它包裝起來成為GTPPDU然後透過隧道(tunnel)傳給SGSN。所謂的隧道是一個雙向、點對點的路徑以區隔保護所傳送的資料。GSN間的每個隧道都有一個辨識碼TunnelID(TID)以資辨別。兩個GSN間可能有一條或多條路徑(path)而一條路徑則可包含一條或多條隧道。傳輸平面的GTP()*傳輸平面的GTP()當GGSN收到送給手機的封包後會查一個IP和TID對應表把封包內的目的地手機的IP位址轉成對應的TID。由TID辨識碼GGSN便可知道要透過哪一個隧道傳給對應的SGSN。當SGSN收到GTPPDU後便可解開還原成原來的PDU。SectionGPRS信令平面GPRSSignalingPlane*SectionGPRS信令平面GPRSSignalingPlane圖‑GPRS信令平面*圖‑GPRS信令平面GMMSM()*GMMSM()為了能在PSdomain上傳送數據資料有以下兩件重要的工作:行動管理(MobilityManagement)議程管理(SessionManagement)行動管理(MobilityManagement)由GPRS行動管理(GPRSMobilityManagementGMM)協定負責手機的行動管理。MobilityManagementcontextMMcontextAttach、Detach、RoutingAreaUpdate、SecurityGMMSM()*GMMSM()議程管理(SessionManagement)議程管理(SessionManagementSM)協定負責手機的通話管理。PacketDataProtocolcontextPDPContextPDPContextActivation、Deactivation、PDPContextModificationQualityofservice(QoS)profileGsGrGf和BSSAP*GsGrGf和BSSAPSGSN和VLRHLREIR間則各為GsGrGf介面使用擴充功能的MAP協定做訊息的交換底層仍使用與GSM系統底層相同的TCAP、SCCP與MTP。BSSAP層負責同時具有IMSI和GPRS登錄服務的手機之位置資訊整合。另外一些GSM網路的信令也可透過MSCVLR與SGSN相互溝通。例如:GSM網路可能透過GPRS網路傳呼手機、更新手機位置區域(locationarea)資訊以及協助VLRHLRSGSN等元件之故障還原等。信令平面的GTP*信令平面的GTPGPRSGSN間的資料和訊令都是利用GTP協定來傳遞。GTP在傳輸數據資料時下層可以根據應用的特性選擇使用TCP或UDP方式建立連線。但是GTP在信令平面的連線卻是以UDP建立。GTP功能主要路徑管理(pathmanagement)隧道管理(tunnelmanagement)手機位置管理(locationmanagement)行動管理(mobilitymanagement)SectionGPRS通信區域劃分GPRSAreaPlanning*SectionGPRS通信區域劃分GPRSAreaPlanningGPRS通信區域劃分*GPRS通信區域劃分GPRS的數據傳輸通信區域分為細胞和路由區域(RoutingAreaRA)兩個層級。一個路由區域包含一個或多個細胞每一個路由區域有一個路由區域辨識碼(RoutingAreaIdentityRAI)辨識。RAI由系統業者自訂並且透過廣播的方式讓手機知道此系統資訊。當GPRS手機跨越細胞時手機比較基地台廣播的RAI和手機現存的RAI便可知道是否跨越了不同的RA。GPRS通信區域劃分的圖例*GPRS通信區域劃分的圖例比較CS與PS的位置追蹤*比較CS與PS的位置追蹤在CSdomain上將服務的區域切割成為locationareas(LAs)。手機所在的LA記錄於VLR之中。在PSdomain上將服務的區域切割成為routingareas(RAs)。通常RA是LA的子集。手機所在的RA記錄於SGSN之中。如果目前MS與SGSN間正在傳送數據資料SGSN也會記錄目前MS所在的cell。RARARALASectionMMContext和PDPContext*SectionMMContext和PDPContextGPRS的運作*GPRS的運作控制數據資料的路由以支援手機的移動:由於手機具有移動性因此如何追蹤手機位置並且在手機移動中仍能提供不間斷的數據傳輸服務是GPRS系統面臨的最重要課題之一。分配網路資源以符合用戶需求:包含分配與回收GPRS通訊頻道的實體資源(如:時槽)、監督GPRS頻道的使用效率以瞭解哪一個頻道擁塞或是使用效率太低、起始擁塞控制程序、將GPRS頻道的組態資訊廣播給手機等功能。GMMSM行動管理()*行動管理()當手機想要登錄GPRS網路使用數據傳輸服務前MS會向系統發出“連網”的請求(即啟動所謂GPRSattach的機制)。一旦手機登錄了GPRS網路即便手機沒有收送任何數據資料它仍將一直維持在連網的狀態直到手機或網路端執行“取消GPRS連網服務”(即GPRSdetach)的程序為止這個便是所謂GPRS“alwayson”的特性。行動管理()*行動管理()在alwayson的這段期間GPRS必須對手機進行行動管理(MobilityManagementMM)追蹤手機的位置。即MS所在之RA。此時系統並未保留無線電的資源給手機手機與網路端並未真正建立連線。議程管理()*議程管理()當手機真正要透過某一GGSN與外部數據網路收送資料時此時手機就必需取得一個邏輯位址(logicaddress)做為網路層的定址。例如外界數據網路是一個IP網路則手機取得的便是一個IP位址。目前的GPRS網路被設計成連往不同的封包數據網路所以有不同的邏輯位址。這個位址便被稱為 PDP位址(PacketDataProtocoladdressPDPaddress)。議程管理()*議程管理()除了PDP位址外還得要描述手機與封包數據網路連接時所需要的各項參數設定包括網路型態、服務等級、無線電優先權(radiopriority)。這些參數合稱為議程管理記錄(PDPcontext)。手機或網路端須執行所謂“啟動PDPcontext程序”(即PDPcontextactivation)建立起彼此的PDPcontext。手機、SGSN與GGSN都會有PDPcontext利用PDPcontext描述整個資料傳輸的過程。圖‑手機的MMstate範例*圖‑手機的MMstate範例表示一段時間沒有傳送資料所以回到等待狀態MMContext*MMContext當手機登錄GPRS服務時手機和SGSN會各自建立行動管理紀錄(MMContext)記錄關於手機位置或安全相關的資訊。行動管理狀態(MMstate)共有三種:閒置狀態(idlestate)、等待狀態(standbystate)和準備狀態(readystate)。根據不同的行動管理狀態手機位置追蹤的精確度也有不同。圖‑行動管理狀態模型*圖‑行動管理狀態模型閒置狀態*閒置狀態手機完成PLMN選擇與GPRS網路選擇程序。用戶尚未登錄GPRS網路服務手機和SGSN都沒有儲存手機的位置資訊或路由資訊。手機只能收到PTMM(PointtoMultipointMulticast)資料前的告知訊息。不能進行點對點資料接收或發送。不能進行PTMG(PointtoMultipointGroupCall)資料的傳輸。SGSN不能傳呼手機。此時若手機要收送資料手機網路必須先執行登錄服務(attach)的程序。就緒狀態()*就緒狀態()手機一旦開始收送資料便進入就緒狀態。SGSN會記錄手機所在的RA及cell資訊。網路可以啓動對手機的GPRS傳呼。其他服務的傳呼也可透過SGSN來完成。在就緒狀態下手機也能收到PTMM和PTMG資料。進入就緒狀態後不管手機是不是正在收送資料會有一段時間暫時維持在就緒狀態。啟動就緒狀態計時器。就緒狀態()*就緒狀態()若就緒狀態計時器超時手機和SGSN中的MMContext均返回到等待狀態。手機執行GPRS脫離服務程序時手機和SGSN會回到閒置狀態。當RLC條件異常時SGSN的MMContext也會返回到等待狀態。SGSN收到HLR的定位取消(CancelLocation)訊息SGSN也會回到閒置狀態對應的MMContext和PDPContext將被刪除。等待狀態()*等待狀態()手機已登錄GPRS網路。手機和SGSN都建立了手機的MMContext。在等待狀態時GPRS系統僅知道手機在哪一個RA。可以接收PTMMPTMG的數據資料。可以接收GSM網路經由SGSN發送的傳呼。不能進行點對點資料收送。不能進行PTMG資料的發送。若手機或網路啓動脫離服務(detach)的程序則行動管理狀態將回到閒置狀態。等待狀態()*等待狀態()如果在一段時間(mobilereachabletimer)內手機與SGSN無法聯絡上則SGSN也會啟動脫離服務程序。一旦回到閒置狀態則GGSN內的PDPContext將被刪除SGSN手內的MMContext和PDPContext也可能被刪除。PDPContext()*PDPContext()手機欲使用訂購的GPRS服務時必須先執行登錄服務程序和建立PDPContext程序GPRS系統會在手機、SGSN和GGSN各建立一個PDPContext儲存關於手機及該收送服務特性相關的資訊。GPRS用戶可能訂購使用不同的服務因此GPRS系統可能同時會有用戶許多的PDPContext。但只有一個MMContext。PDPContext()*PDPContext()GPRS會分配PDP位址(PDPaddress)給手機以收送數據資料。即是網路層位址(如:IPv、IPv、X)。PDP位址可以是固定位址或是由GPRS系統動態分配給手機的位址。參數PDP狀態(PDPstate)用來描述PDP位址是否已經啟用作為資料的傳輸。PDP狀態有兩種:不活動(INACTIVE)活動(ACTIVE)GPRS信令平面()*GPRS信令平面()圖‑PDP狀態模式*圖‑PDP狀態模式不活動狀態*不活動狀態PDP位址沒有被啟用MS不能收送資料。PDPContext內沒有路由資訊。當手機移動改變位置時並不需要更新PDPContext內容。如果GGSN收到外部網路送來的資料GGSN可以啟動“網路要求啟動PDPContext”(NetworkInitiatedPDPContextActivation)的程序以取得PDP位址進入活動狀態。當手機欲收送數據資料時手機可主動啟動“手機要求啟動PDPContext”(MSInitiatedPDPContextActivation)的程序取得PDP位址進入活動狀態。活動狀態*活動狀態PDPContext內的PDP位址可為手機、SGSN和GGSN使用。若手機的行動管理狀態為準備狀態則手機的MMContext會記錄手機所在的細胞手機可透過SGSN收送數據資料。若手機的行動管理狀態為等待狀態SGSN必須先要求BSS傳呼手機在手機的RA範圍內傳呼手機。手機收到傳呼訊息後會回應SGSN同時手機將行動管理狀態由等待狀態改為準備狀態。撤銷PDPContext*撤銷PDPContext當手機或網路欲停止某項GPRS網路服務時會執行撤銷PDPContext程序時(PDPContextDeactivationProcedure)PDP狀態由活動狀態轉換不活動狀態。只有當手機的MMState是等待或準備狀態時PDP狀態才可能是活動狀態。當手機的MMState回到閒置狀態時手機所有的PDP狀態也都會回到不活動狀態。其他PDPContext內重要欄位*其他PDPContext內重要欄位APN(AccessPointName)表示手機傳送資料是要使用哪一個GGSN也就是表示手機要連到外部的哪一個網路。服務品質設定檔(QoSprofile)是客戶需求的設定檔。當手機送出啟動PDPContext的要求時SGSN和GGSN會根據自己的能力與網路負擔等條件決定所能提供的服務品質並與手機達成協調後寫入PDPContext內。PDP型式(PDPType):例如IP、PPP或IPv等。QoSRequested是手機要求的網路服務品質。MMContext、PDPContext和QoSProfile的關係*MMContext、PDPContext和QoSProfile的關係GPRSMSMMandPDPContexts*GPRSMSMMandPDPContextsSectionGPRS無線電介面GPRSRadioInterface*SectionGPRS無線電介面GPRSRadioInterfaceGPRS無線電介面*GPRS無線電介面GPRS的無線電介面和GSM的介面一樣都是在相同的基礎上發展的。這樣的設計讓兩個系統可以共享無線電資源。GPRS引進新的邏輯通道型態與新的邏輯通道編碼方式。負責如何合理分配無線電通道給手機的工作稱為GPRS無線電資源管理。SectionGPRS邏輯通道GPRSLogicChannels*SectionGPRS邏輯通道GPRSLogicChannelsGPRS上的邏輯通道*GPRS上的邏輯通道GPRS將每一個時槽作為載送數據資料或控制訊號的實體通道稱為封包數據資料通道(PacketDataCHannelPDCH)。依據傳輸的功能和方式的不同GPRS定義各種邏輯通道(logicchannel)以方便理解與記憶。實際上如何分配PDCH給各個邏輯通道是件很複雜的工作。邏輯通道可分為兩大類:資料傳輸通道(trafficchannels)控制通道(controlchannels)圖‑GPRS封包數據資料通道包含的邏輯通道*圖‑GPRS封包數據資料通道包含的邏輯通道資料傳輸通道(TrafficChannel)*資料傳輸通道(TrafficChannel)PDTCH(PacketDataTrafficChannel)用來傳輸用戶數據資料。可以多個手機共享一個PDTCH。一個用戶可以同時擁有多個PDTCH。PDTCH是單一方向傳輸。為配合數據資料的非對稱傳輸特性手機傳送到基地台和基地台傳送到手機兩個方向用到的PDTCH個數也可以不同。控制通道(ControlChannels)*控制通道(ControlChannels)控制通道包括三大類:封包廣播控制通道(PacketBroadcastControlCHannelPBCCH)單向點到多點的傳輸用來廣播GPRS數據封包的系統資訊。封包共同控制通道(PacketCommonControlCHannelPCCCH)封包專屬控制通道(PacketDedicatedControlCHannelPDCCH)雙向、點對點的訊令通道PCCCH*PCCCHPRACH是手機希望上傳數據資料時透過隨機的方式爭取無線電通道的通道是PCCCH中唯一上行的通道。PPCH是GPRS系統想傳遞封包給手機前用於傳呼手機之用。PAGCH是GPRS網路用於回應手機系統已保留資源給手機的通道。PNCH是GPRS系統傳遞PTMM封包給一群手機前告知這群手機有新的PTMM訊息時使用。PDCCH()*PDCCH()PACCH(PacketAssociatedControlChannel)是在手機收送數據封包時傳遞關於手機的訊令資訊。這些資訊包括回應訊息(acknowledge)、功率控制資訊、資源分配與再分配資訊等。PACCH與PDTCH共享資源它通常與一個或多個PDTCH動態地分配給手機。當手機未收送數據資料時PACCH可以用來傳遞電路交換式的傳呼訊息。PDCCH()*PDCCH()PTCCH用於傳遞控制手機的提前時序(TimingAdvanceTA)讓手機與BTS同步。PTCCHU(PacketTimingadvanceControlCHannelUplink)PTCCHU是手機用來上傳BTS隨機存取資訊。從這些接收資訊的延遲時間BTS可以決定手機提前時序的大小。PTCCHD(PacketTimingadvanceControlCHannelDownlink)BTS將TA送給MS的通道。SectionGPRS無線電資源管理GPRSRadioResourceManagement*SectionGPRS無線電資源管理GPRSRadioResourceManagement無線電資源管理的概念*無線電資源管理的概念兩個重要概念:主僕式(masterslave)和依需求分配(capacityondemand)原則。在主僕式的概念中至少有一個PDCH作為master協調所有載送攜帶啟始封包控制信號的PCCCH。其他的PDCH會以slave的方式運作用於傳送使用者的資料(PDTCH)和特定信號的發送(PACCH)。在依需求分配的概念中GPRS是根據封包傳送實際的需求來決定通道的配置決定永久性或暫時性地配屬特定的實體資源(iePDCH)給手機傳輸數據資料。SectionGPRS手機數據資料上傳與傳呼手機GPRSUplinkDataTransferandPaging*SectionGPRS手機數據資料上傳與傳呼手機GPRSUplinkDataTransferandPaging圖‑GPRS手機資料上傳的接取訊息交換過程*圖‑GPRS手機資料上傳的接取訊息交換過程手機透過隨機存取的程序送出packetchannelrequest到PRACHRACH以爭取無線電通道。GPRS網路透過PAGCHAGCH回應系統已保留多少的區塊或資源給手機上傳時使用。MS要求資料上傳的程序()*MS要求資料上傳的程序()手機可以使用一個階段(實線部分)存取或是以兩個階段(實線及虛線部分)存取方式。在一個階段(onephase)存取方式中手機利用PRACH或RACH傳送封包通道要求(PacketChannelRequest)訊息給GPRS網路。網路端回應MS表達網路已保留幾個PDCH通道給手機上傳區塊資料。MS要求資料上傳的程序()*MS要求資料上傳的程序()如果網路端需要手機提供更多的資訊以作為保留資源的參考則網路端在一個階段存取方式的PacketUplinkAssignment中設定參數要求手機使用兩個階段的存取方式。RACH能帶的訊息很少所以MS能要求的資源會受到限制。MS在網路端分配的PACCH上送出PacketResourceRequest訊息給GPRS網路。圖‑GPRS傳呼手機的接取訊息交換過程*圖‑GPRS傳呼手機的接取訊息交換過程網路端要求RA下的所有的基地台透過PPCH傳呼手機。手機進入備妥狀態。網路端分配無線電資源給手機網路端傳呼手機的過程*網路端傳呼手機的過程若系統沒有配置PPCH、PRACH與PAGCH等邏輯通道手機便需要使用PCH、RACH與AGCH邏輯通道做為要求資源的無線電介面並且使用兩個階段的接取方式。同圖中第二階段PacketResourceRequest和PacketUplinkAssignment。SectionGPRS高層通訊程序GPRSHighLevelCommunicationProcedure*SectionGPRS高層通訊程序GPRSHighLevelCommunicationProcedureGPRS高階通訊程序*GPRS高階通訊程序手機使用GPRS網路必須要進行的幾個動作:GPRS手機位置更新程序(locationupdateprocedure)讓SGSN獲得手機位置資料。GPRS手機連網與取消GPRS連網服務程序(GPRSattachanddetachprocedure)手機從閒置狀態進入GPRS網路。GPRS數據資料協定相關程序(GPRSPDPcontextprocedure)與GGSN間建立連線可傳送數據資料到外部網路。SectionGPRS手機位置更新程序GPRSLocationUpdate*SectionGPRS手機位置更新程序GPRSLocationUpdatePSdomain的位置追蹤*PSdomain的位置追蹤當MS移動到不同RA時要進行註冊程序修改SGSN內的位置資料。三種RA位置改變的情況:同一SGSN的RA位置更新(IntraSGSNRoutingAreaUpdate):手機在同一個SGSN下的細胞間移動只要修改SGSN內的位置資料即可。跨SGSN的RA位置更新(InterSGSNRoutingAreaUpdate):手機跨越個SGSN需向GGSN、HLR註冊修改手機的位置資料。PeriodicallyRoutingAreaUpdate:系統要求MS定期執行更新RA位置的程序。圖‑跨SGSN位置區域更新程序()*圖‑跨SGSN位置區域更新程序()圖‑跨SGSN位置區域更新程序()*圖‑跨SGSN位置區域更新程序()跨SGSN位置區域更新程序()*跨SGSN位置區域更新程序()步驟手機送出RoutingAreaUpdateRequest訊息給newSGSN。內含oldRAI(RoutingAreaIdentity)、在原先SGSN的PTMSI和更新型式(UpdateType在此為RALAUpdate)。步驟由oldRAInewSGSN可以知道oldSGSN位址。NewSGSN送出SGSNContextRequest訊息給newSGSN這是一個IP網路層上的GTP訊息內含手機先前的PTMSI。跨SGSN位置區域更新程序()*跨SGSN位置區域更新程序()步驟OldSGSN檢查PTMSI找出手機的資料傳送給newSGSN(SGSNContextResponse)。內含PDPcontext、MMcontext和IMSI將手機相關資訊PDPContext內含GTP序號(下一個PDU序號)、APN、GGSN位址和服務品質資訊。MMContext內容可能包含驗證碼組(AuthenticationTriplets)。停止傳送PDU至手機把newSGSN位址儲存起來並啟動一個計時器。步驟如果oldSGSN沒有驗證碼組便向HLR取得。跨SGSN位置區域更新程序()*跨SGSN位置區域更新程序()步驟當newSGSN已準備好接收封包時便回應oldSGSN一個SGSNContextAcknowledge訊息表示從此手機的PDPContext由新的SGSN掌管。步驟OldSGSN將位置更新期間暫存在緩衝區的封包轉送給newSGSN。步驟NewSGSN送出UpdatePDPContextRequest訊息給GGSN告訴GGSN新的SGSN位址和提供的服務品質。GGSN也更新對應手機的PDPContext內容。跨SGSN位置區域更新程序()*跨SGSN位置區域更新程序()步驟GGSN回傳UpdatePDPContextResponse訊息給newSGSN從此GGSN收到的封包便經由newSGSN傳送給手機。步驟NewSGSN送出UpdateLocation訊息給HLR告訴HLR手機已移至newSGSN服務範圍。步驟HLR送出MAPCancelLocation訊息給oldSGSNoldSGSN收到後停止計時器運作並刪除關於手機的任何資訊和PDPContext。先前的SGSN回應CancelLocationACK訊息給HLR。跨SGSN位置區域更新程序()*跨SGSN位置區域更新程序()步驟HLR送出InsertSubscriberData訊息給新的SGSN內含手機用戶的註冊資料。新的SGSN檢查手機的註冊資料看看手機是否可以在此路由區域(RoutingAreaRA)使用服務。如果一切都沒問題新的SGSN建立手機的MMContext並且回傳一個InsertSubscriberDataACK訊息給HLR。步驟HLR回送一UpdateLocationACK訊息(對應步驟九的訊息)給新的SGSN跨SGSN位置區域更新程序()*跨SGSN位置區域更新程序()步驟:NewSGSN送出LocationUpdateRequest訊息給newVLR。內含newSGSN號碼、更新型式等參數。步驟:新的VLR執行GSM位置更新將HLR內關於手機的VLR資訊更新並將oldVLR內關於手機的資料註銷。步驟:NewVLR分配一個新的TMSI給手機並回應LocationUpdateAccept給newSGSN將TMSI傳給newSGSN。跨SGSN位置區域更新程序()*跨SGSN位置區域更新程序()步驟:SGSN建立手機的PDPContext和MMContext並傳送一個RoutingAreaUpdateAccept訊息給手機並把新的TMSI傳給手機。步驟:手機回應RoutingAreaUpdateComplete給newSGSN包含NPDU號碼表示手機目前收到的NPDU。步驟:NewSGSN送出TMSIReallocationComplete訊息給新的VLR確認手機已收到新的TMSI。SectionGPRS手機連網與取消GPRS連網服務程序ProceduresofGPRSAttachandDetach)*SectionGPRS手機連網與取消GPRS連網服務程序ProceduresofGPRSAttachandDetach)圖‑GPRS連網服務的流程*圖‑GPRS連網服務的流程(oldPTMSI,oldSGSN)(oldPTMSI)(oldPTMSI)(newPTMSI)UmGbGnGPRS連網服務的流程()*GPRS連網服務的流程()假設手機從上次脫離服務後到現在已經移動到新的SGSN範圍。步驟手機送出AttachRequest訊息到SGSN。包含IMSI或PTMSI、登錄服務的方式。步驟NewSGSN不認得PTMSI。因此newSGSN送出IdentificationRequest給oldSGSN詢問手機的IMSI。步驟OldSGSN透過IdentificationResponse訊息將IMSI回傳給新的SGSN。GPRS連網服務的流程()*GPRS連網服務的流程()步驟如果網路內沒有關於手機的MMContext便必須進行手機與網路之間的驗證。步驟手機進行位置的更新(RA或LAUpdate)。NewSGSN記錄目前手機所在的位置並且送出UpdateLocationRequest訊息給HLR告知目前手機所在的位置。步驟NewSGSN送出AttachAccept訊息通知手機已成功登錄網路。如果SGSN重新指定新的PTMSI給手機的話在此一併傳給手機。步驟手機回應newSGSNAttachComplete訊息。三種取消連網服務的流程的時機*三種取消連網服務的流程的時機手機啟動取消服務(MSInitiatedDetach)當用戶主動登出GPRS網路或是手機在一定的時間內無法連接上網路時便會GPRSdetach。網路啟動取消服務(NetworkInitiatedDetach)如果GPRS網路一段時間內無法與手機聯繫或是在無線電介面上遇到無法回復的錯誤時網路主動啟動GPRSdetach。HLR啟動取消服務(HLRInitiatedDetach)如果電信業者如果有一些措施或策略限制使用者連上GPRS網路系統可以由HLR下令SGSN主動要求手機登出。圖‑取消GPRS連網服務的流程*圖‑取消GPRS連網服務的流程UmGbGnGrDGr:inGSMMAPinGMMlayerinGTPlayerGs:inBSSAPTlayerinGMMlayerGPRS取消連網服務的流程()*GPRS取消連網服務的流程()HLR啟動取消GPRS連網服務為範例步驟HLR送出CancelLocation訊息給SGSN要求刪除手機相關資料。步驟SGSN通知手機取消GPRS連網的服務(DetachRequest)。步驟及SGSN送出DeletePDPContextRequest訊息要求GGSN將關於該手機的PDPcontext刪除。GGSN刪除手機資料後回送DeletePDPContextResponse成功的訊息。GPRS取消連網服務的流程()*GPRS取消連網服務的流程()步驟SGSN送出GPRSDetachIndication訊息給VLR。以後網路端要對該手機傳呼或是做位置更新動作時將不會透過此SGSN。步驟SGSN告訴手機接受了取消GPRS連網服務(DetachAccept)的訊息。步驟SGSN刪除手機的MMcontext與PDPcontext送出CancelLocationAck訊息給HLR。SectionGPRS數據資料協定GPRSPDPContextProcedures*SectionGPRS數據資料協定GPRSPDPContextProceduresPDPContext相關的程序*PDPContext相關的程序PDPContextActivation手機啟動(MSInitiated)網路端啟動(NetworkInitiated)當GGSN收到一個PDPPDU時GGSN會檢查封包內的PDP位址對應之PDPContext是否已建立如果尚未建立PDPContextGGSN會啟動建立PDPContext程序然後再把封包傳給手機。PDPContextModificationPDPContextDeactivationSGSNinitiatedMSinitiatedGGSNinitiated圖‑GPRS手機啟動PDPcontext程序*圖‑GPRS手機啟動PDPcontext程序inGMM(APN,QoS)Gn:inGTPlayer(IPaddress)(IPaddress,negotiatedQoS)GPRS手機啟動PDPContext程序()*GPRS手機啟動PDPContext程序()步驟手機送出一個ActivatePDPContextRequest訊息給SGSN內含PDPtype,PDPaddress,APN,QoSprofile步驟SGSN依據手機要求與網路的能力調整手機提出的服務品質要求並決定手機的數據資料應該繞送至哪一個GGSN。GPRS手機啟動PDPContext程序()*GPRS手機啟動PDPContext程序()步驟GGSN根據SGSN傳過來的服務品質參數、目前網路負載、電信業者的政策和GGSN本身的能力決定是否提供服務及服務品質與使用者權限。如果GGSN經過評估通過手機提出的請求則GGSN也建立一個關於手機的PDPContext。若手機要求一個動態的IP位址GGSN也動態分配給手機一個IP位址。GGSN回傳給SGSN一個CreatePDPContextResponse的訊息訊息內容包括手機分配到的IP位址、GGSN同意的服務品質等。GPRS手機啟動PDPContext程序()*GPRS手機啟動PDPContext程序()步驟SGSN將GGSN位址和手機的動態IP位址儲存在自己的PDPContext中。SGSN送出ActivatePDPContextAccept訊息給手機告知PDPContext已開啟。若手機能接受網路提供的服務品質便可以開始收送數據資料。如果手機對網路所提供的服務品質不滿意則手機可以啟動DeactivatePDPContext程序然後手機可以嘗試透過其他的APN與外部網路相連。啟始修改PDPContext程序*啟始修改PDPContext程序手機、GGSN或SGSN都能主動啟始修改程序修改PDPcontext的內容。主要會被修改的PDPcontext參數有:手機與GPRS網路協調後的服務品質(negotiatedQoS)、無線電優先次序(radiopriority)、PDP位址、訊務流量樣版(TrafficFlowTemplateTFT)等。圖是SGSN啟始的PDPcontext修改的程序(SGSNInitiatedPDPContextModificationProcedure)的範例。圖‑SGSN啟始修改PDPContext程序*圖‑SGSN啟始修改PDPContext程序圖‑手機啟始撤銷PDPContext程序*圖‑手機啟始撤銷PDPContext程序SectionGPRS計費GPRSBilling*SectionGPRS計費GPRSBillingGPRS計費架構()*GPRS計費架構()在GPRS系統中SGSN收集每一個手機使用無線電資源的收費資訊。GGSN則收集手機收送外界網路封包使用的網路資源計費資訊。SGSN與GGSN收集到的計費資料會轉成通話記錄(CallDetailedRecordCDR)。計費閘道功能(ChargingGatewayFunctionCGF)將由SGSN和GGSN送來的計費資訊加以收集整理後傳到業者的計費系統(BillingSystemBS)。GPRS計費架構()*GPRS計費架構()在下列三種時機會產生相對的CDR:定時在一天中的某時刻產生CDR通話結束時產生CDR手機跨SGSN移動時產生的CDR(InterSGSNRoutingArea

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