下载

1下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 GPRS原理

GPRS原理.ppt

GPRS原理

土匪也是人
2012-02-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《GPRS原理ppt》,可适用于IT/计算机领域

GPRS原理专题基本内容基本内容GPRS系统概述GPRS网络结构GPRS接口协议GPRS无线接口GPRS编号计划GPRS系统的移动性管理和通信管理什么是GPRS?什么是GPRS?GPRS:GeneralPacketRadioService通用分组无线业务:为用户提供端到端的基于分组交换和传输技术的移动数据业务能充分利用网络资源特别适合于长时间、小流量的突发数据业务GPRS=移动+IP是GSM的无线接入技术和Internet分组交换技术的结合平滑升级以最小改动、最小代价在GSM网络上提供基于无线ISDN的通用分组无线网。无线数据传输无线数据传输多时隙绑定最多个时隙四种编码方式:CS(kbs),CS(kbs),CS(kbs),CS(kbs)接入速度快建链时间短多用户共享信道信道利用率高GPRS终端可以长时间保持与网络的连接实现“时时在线”可按流量计费使用成本低。GPRS业务应用GPRS业务应用公司Email文件和数据共享公司电话号码簿工作手册招聘信息员工公告销售和客户支持多媒体式的员工培训公司政策和新闻目录和价格清单产品目录竞争信息定购状态和跟踪GPRS业务应用GPRS业务应用自动售票机车辆跟踪诊断动态交通管理巡警调度银行信息服务订购状态和跟踪告警监控系统固定和移动销售点远程测量如公路交通测量、天气预报工业现场测量如远程仪表阅读调度操作如出租车管理、现场服务管理基本内容基本内容GPRS系统概述GPRS网络结构GPRS接口协议GPRS无线接口GPRS编号计划GPRS系统的移动性管理和通信管理GPRS网络逻辑结构GPRS网络逻辑结构GPRS的网络部件之MSGPRS的网络部件之MSGPRS网络中的MS可以看作是移动终端MT(如无线接入卡)和终端设备TE(如笔记本电脑)合二为一的集成实体它有三种类型:A类可同时进行分组交换业务和电路交换业务B类可同时附着在GPRS网络和GSM网络上但不能同时进行电路交换和分组交换业务。C类不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上它只能通过人工方式进行网络更换无法同时支持两种业务。终端的多时隙能力终端的多时隙能力Type~级~级Type~级GPRS的网络部件之GSNGPRS的网络部件之GSNGSN是GPRS网络中两个最重要的网络部件可以独立设立也可以与GSM中的MSC集成在一起。GSN分为SGSN和GGSN两种。SGSN:服务GPRS支持节点。其作用是记录移动台的当前位置信息提供移动性管理和路由选择等服务并在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN:网关GPRS支持节点。主要起网关作用它可以和多种不同的数据网络连接如ISDN、PSPDN和LAN等。GGSN也称为GPRS路由器。它可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCPIP或X网络。GPRS的网络部件之PCUGPRS的网络部件之PCUPCU:分组控制单元。PCU位于BSS用于处理数据业务并将数据业务从GSM话音业务中分离出来。PCU增加了分组功能可控制无线链路并允许多用户占用同一无线资源。主要功能包括:大部分分组无线资源管理功能分组呼叫控制功能分组数据传输对Gb接口和Gp接口的支持。GPRS的网络部件之BG和CGGPRS的网络部件之BG和CGBG:边界网关。BG用于PLMN间GGSN骨干网的互联主要完成分属不同GPRS网络的SGSN、GGSN之间的路由功能以及安全性管理功能此外还可以根据运营商之间的漫游协定增加相关功能。CG:计费网关。主要完成从各GSN的话单收集、合并和与处理工作并用作GPRS与计费中心之间的通信接口。在GSM原有网络中并没有这样一个实体GPRS用户每一次上网过程的话单会从多个网元实体中产生而且每一个网元设备中都会产生多张话单。引入CG的目的就是在话单送往计费中心之前对话单进行合并和预处理以减少计费中心的负担同时GSN这样的网元设备也不需要实现同计费中心的接口功能。GPRS的网络部件之DNSGPRS的网络部件之DNSDNS:域名服务器。GPRS网络中存在两种DNS具体介绍如下:GGSN同外部网之间的DNS主要功能是对外部网的域名进行解析其作用完全等同于因特网上的普通DNSGPRS骨干网上DNS其作用主要有两点:在PDP上下文激活过程中根据确定的APN(接入点名)解析出GGSN的IP地址在SGSN间的路由区更新过程中根据原路由区号码解析出原SGSN的IP地址。GPRS的网络部件RADIUSGPRS的网络部件RADIUSRADIUS:远程接入鉴权与认证服务器。该服务器的作用是当GPRS用户在进行非透明接入时需要对用户的身份进行认证网络需要在RADIUS上对用户的身份进行认证和授权RADIUS服务器上存储有用户的认证和授权。GPRS的网络接口GbGPRS的网络接口Gb在GSM网络引入GPRS相关实体时增加了网络节点间的接口通过对这些接口的定义可以确保不同厂家的设备实现互联。GPRS各主要接口说明如下:Gb接口:BSS与SGSN间的接口。通过该接口SGSN完成同BSS系统、MS之间的通信。从而完成分组数据传送、移动性管理、会话管理等方面的功能并提供流控功能。Gb接口采用帧中继作为底层的传输协议。GPRS的网络接口之Gc、GdGPRS的网络接口之Gc、GdGc接口:GGSN与HLR间的接口。主要用于网络侧主动发起对MS的业务请求时由GGSN用IMSI向HLR请求用户当前SGSN地址信息。在目前的移动数据业务中网络侧主动向MS发起业务请求的情况很少。Gd接口:SGSN与SMSGMSC、SMSIWMSC之间的接口。SGSN和SMSGMSC、SMSIWMSC、短消息中心之间通过Gd接口配合完成在GPRS上的短消息业务。通过该接口SGSN能接收短消息并将它转发给MS。如果不提供Gd接口当GPRS的C类手机附着在GPRS网上时将无法接收短消息。GPRS的网络接口之Gf、Gn、GpGPRS的网络接口之Gf、Gn、GpGf接口是SGSN与EIR之间的接口。该接口视EIR设备的启用而启用如果没有EIR设备则该接也没有启用的必要。Gn接口是同一个PLMN的两个GSN间的接口即PLMN内部SGSN间、SGSN和GGSN间的接口。该接口采用在TCPIP协议之上承载GTP(GPRS隧道协议)的方式进行通信完成分组数据传送及移动性管理。Gp接口是GPRS网间接口是属于不同PLMN的GSN之间采用的接口在通信协议上与Gn相同但增加了BG和防火墙。通过BG来提供边界网关路由协议以完成归属于不同PLMN的两个GSN之间的通信。GPRS的网络接口之Gr、GsGPRS的网络接口之Gr、GsGr接口是SGSN与HLR之间的接口。Gr接口采用号信令上承载BSSAP协议的方式。SGSN通过Gr接口从HLR取得关于MS的数据HLR保存有GPRS用户数据和路由信息。当发生SGSN间的路由区更新时SGSN将会更新HLR中相应的位置信息当HLR中数据有变动时也将通知SGSNSGSN会进行相关的处理。Gs接口是SGSN与MSCVLR之间的接口。Gs接口采用号信令承载的BSSAP协议。SGSN通过Gs接口与MSC配合完成对MS的移动性管理功能包括联合的AttachDetach、联合的路由区位置区更新等操作。SGSN还可以通过此接口接收从MSC来的电路型寻呼信息并通过PCU下发到MS。GPRS的网络接口之Um、Gi、RGPRS的网络接口之Um、Gi、RUm接口:MS与GPRS网络侧接口通过该接口完成MS与网络侧的通信完成分组数据传送、移动性管理、会话管理、无线资源管理等方面的功能。Gi参考点:GGSN与外部数据网络间的接口。通过该接口GPRS与外部网络连接。由于GPRS可以支持各种各样的数据接口故Gi接口只是一个参考点而不是一个标准接口。R参考点:R参考点是TE与MT之间的接口。通过R参考点可以将设备终端与移动终端相连用户可以通过在设备上的操作来完成分组数据业务。基本内容基本内容GPRS系统概述GPRS网络结构GPRS接口协议GPRS无线接口GPRS编号计划GPRS系统的移动性管理和通信管理GPRS协议平台GPRS协议平台传输协议平台之GTP协议传输协议平台之GTP协议GPRS接口协议栈包括个逻辑层面:信令平面和传输平面。GPRS网络的数据和信令基于同一传输平面在数据传输所经过的几个接口传输层(LLC)以下的协议结构对于数据和信令是相同的。传输平面用于对用户数据提供透明传输机制并对传输的数据实行流量控制、差错检测、纠错和恢复等。传输平面协议栈有以下协议组成:GTP:GPRS隧道协议。用于GPRS骨干网中的GSN之间数据和信令的隧道传输GTP协议应用于Gn和Gp两个接口。传输协议平台之UDPTCP、IP协议传输协议平台之UDPTCP、IP协议UDPTCP:传输层协议。建立端到端连接的可靠链路TCP具有信息保护和流量控制功能确保数据传输的准确性TCP是面向连接的协议。UDP不提供错误恢复能力也不关心是否已正确接收了报文只充当数据报的发送者和接收者。IP:网络层协议。用于GPRS骨干网中用户数据和控制信令的路由选择。目前均采用IPv进而将发展为IPv。传输协议平台之L、L、NS协议传输协议平台之L、L、NS协议L:数据链路层协议。可采用一般以太网协议。L:物理层。NS:即网络业务为数据链路层协议。其主要功能为NSPDU的传输、网络拥塞指示和NS层状态指示。NS层由NS子网和NS控制组成。NS子网目前采用帧中继方式。NS控制部分的功能为NSPDU的传输、负荷分担和NSVC(网络业务虚电路标识)管理。NSVC为帧中继的PVC(永久虚电路)由NSVCI(网络业务虚电路标识)在SGSN中唯一标识。NSVCI在Gb接口是端到端的标识。传输协议平台之BSSGP协议传输协议平台之BSSGP协议BSSGP:BSSGPRS协议。包含了网络层和一部分传输层功能在BSS与SGSN之间提供一条无连接的链路进行非确认的数据传输主要用于解释路由信息和服务质量信息处理从SGSN到BSS的寻呼请求等。BSSGP实体采用BVC(BSSGP虚电路)来传输BSSGPPDU。BVC有一组NSVC组成由BVCI(BSSGP虚电路标识)和NSEI(网络业务实体标识)一起在SGSN中唯一标识。在BSSGP层由BVCI来标识一个小区。传输协议平台之LLC协议传输协议平台之LLC协议LLC:逻辑链路控制协议。该协议是基于HDLC的无线链路协议提供MS与SGSN之间端到端加密的可靠无差错的逻辑链路。LLC层可实现点对多点的寻址和数据重发并支持多种QoS时延等级。LLC在SNDCP数据单元基础上增加LLC地址及帧字段生成完整的LLC帧。LLC层针对上层的不同用户设置了不同的业务接入点SAP。每个SAP有一个业务点接入点标识SAPI来识别。SAPI由bit组成位于LLC帧的地址域的低位目前使用了种。如SAPI=为GPRS移动性和会话管理业务如SAPI=为短消息业务等等。传输协议平台之SNDCP、MAC协议传输协议平台之SNDCP、MAC协议SNDCP:子网相关汇聚协议。该协议执行用户数据的分段、压缩等功能。GPRS支持多种网络层协议能以透明的方式处理PDU传送的信息使新的网络层协议的引入不改变任何底层的GPRS协议。MAC:媒体接入协议。该协议属于链路层协议。主要作用是定义空中接口的GPRS逻辑信道并协调这些信道为不同的MS所共享或协调同一MS使用不同的时隙的物理信道。为此MAC要完成上、下行链路的有效复用上行链路接入期间的争抢判决等。同时该层还负责将LLCPDU映射到物理信道上。MAC模式有种:固定分配、动态分配和扩展动态分配。传输协议平台之RLC协议传输协议平台之RLC协议RLC:无线链路控制层。该层属于链路层和网络层协议。其主要功能是提供对无线链路的控制功能。RLC层主要负责LLCPDU的拆分和组装。运用滑动窗口机制RLC层采用确认或非确认模式来保证MS与BSS之间的数据传输。基本内容基本内容GPRS系统概述GPRS网络结构GPRS接口协议GPRS无线接口GPRS编号计划GPRS系统的移动性管理和通信管理无线接口的信道类型无线接口的信道类型无线分组逻辑信道无线分组逻辑信道PBCCH分组广播控制信道。用于广播分组数据的特定系统信息同时它还广播已经在BCCH上广播的用于电路交换业务的参数。GPRSAttach的MS只监听PBCCH不监听BCCH。如果小区配有PBCCH则在BCCH中有相应的提示如果未配置PBCCH则由原来的BCCH广播分组分组操作的信息。PNCH分组通知信道用于通知移动台PTMM的呼叫。如果未分配PCCCH分组交换操作的信息会在CCCH上传送。如果分配了PCCCH也可以传送电路型信息。无线分组逻辑信道无线分组逻辑信道PACCH分组随路控制信道。用于传送包括功率控制、资源分配及测量等信息。一个PACCH可以对应一个移动台所属的一个或几个PDTCH。PTCCHU上行分组时间提前量控制信道用于传送随即接入脉冲以便BSS侧估计进行分组业务的MS的时间提前量。PTCCHD下行分组时间提前量控制信道用于为多个MS传送时间提前量更新信息。一个PTCCHD对应多个PTCCHU。无线分组逻辑信道无线分组逻辑信道PDTCH分组数据业务信道。用于传送分组模式下的用户数据速率为~kbit在多时隙工作时一个移动台可并行使用多个PDTCH用于一个分组的传送PDTCH信道为单向业务信道。分组逻辑信道组合分组逻辑信道组合分组逻辑信道是分配给GPRS使用的物理信道这一分配可以是永久性的也可以是暂时性的以便GPRS与GSM之间能进行动态重组。GPRS逻辑信道按以下种方式组合到物理信道:PBCCHPCCCHPDTCHPACCHPTCCHPCCCHPDTCHPACCHPTCCHPDTCHPACCHPTCCH。分组逻辑信道的配置分组逻辑信道的配置当小区内需要配置PBCCH时采用第种组合信道。一个小区只能有一个这种信道组合。对业务量大的小区可再配置一个或多个第种类型的信道组合。在小区中只有存在第种组合信道后才可以存在第种类型的信道组合。第种信道组合主要用于传送上下分组数据一个小区可以根据业务量配置一条或多条。第种信道组合还可用于固定PDCH和动态PDCH。固定PDCH专用于GPRS分组数据传送不能被电路强占而动态PDCH则可根据业务需求在TCH和PDCH之间动态转换。无线信道结构无线信道结构GPRS分组信道采用帧复帧结构它可以看做个复帧的组合。每个分组信道共个复帧每个组成一个无线块一个无线信道共分为个无线块和个空闲帧。分组逻辑信道的映射规则分组逻辑信道的映射规则GPRS无线接口上的各个逻辑信道以一定的规则映射到物理信道的帧复帧的各个无线块上其映射方式如下:PBCCH:可以映射到B、B、B和B等无线块上具体个数根据其广播信道繁忙程度确定。PCCCH:影射方式如下:①、当没有固定分配PCCCH时PCCCH可以映射到复帧的一个或几个物理线信道中并与PBCCH一起占用帧的整个物理信道②、在复帧结构中PCCCH映射到一个或几个物理信道中PCCCH、PBCCH和PDTCH一起共享同一个物理信道。③、PAGCH、PPCH可映射到除PBCCH之外的任意下行无线块中。PRCH是PBCCH、PAGCH、PPCH等信道占用无线块时的上行帧。分组逻辑信道的映射规则(续)分组逻辑信道的映射规则(续)PDTCH:一个PDTCH可以映射到一个物理信道一个移动台最多可在同一载频中分配个PDTCH。PDTCH可映射到所有无线块上。PACCH:一个PACCH可以映射到一个物理信道上的所有无线块上。PACCH以块为单位动态分配但PACCH与PDTCH之间保持相对固定的关系。如果一个移动台指配了一个PDTCH其相应的PACCH应处于同一物理信道。PTCCH:每个复帧的第、上行帧都是一个PTCCH上行信道两个相邻复帧的第、下行帧组成一个PTCCH下行信道。信道编码信道编码GPRS系统为在空中接口可靠的传送携带有RLC数据的无线数据块定义了CS~CS共种编码方式。不同的编码方式对空中接口传输质量要求不同。速率越高要求CI也高。编码过程如下图所示:CS~CS编码方案CS~CS编码方案其中数据速率是以每ms的净负荷来计算的。如CS的净负荷是每ms编为bit每秒位个bit数据块因此其速率为kbit无线块数据结构无线块数据结构无线块由MAC头、RLC数据块或RLCMAC控制数据块和块校验序列BCS等三部分构成。MAC头有上行链路状态标志USF、数据块类型指示T和功率控制信息位PC构成。RLC数据块由RLC头和RLC数据构成。RLCMAC控制数据块包含RLCMAC信令信息部分具体结构如图所示:无线资源(RR)管理无线资源(RR)管理RR管理的目的是建立、维护和释放RR连接。这一连接用于支持MS和网络侧之间的点到点的通信。RR管理分为:无线信道管理小区选择和重选方式功率控制和定时提前量。无线信道管理无线信道管理支持GPRS的小区可分配一个或多个物理信道用以传送GPRS业务同时PDTCH和TCH可以动态按需分配。为此要求系统具备以下功能:负荷监视:监视小区中PDTCH的业务量以确定PDTCH的数量是否增减动态分配PDTCH:小区中未分配的信道可分配给PDTCH以提高GPRS整体的业务质量。在有高优先级业务申请使用时可释放出占用的PCTCH。小区选择和重选方式小区选择和重选方式GPRS移动台采用与电路型业务相同的小区选择方式。但重选机制有三种方式:NC:移动台自动进行小区重选不送测量报告NC:移动台自动进行小区重选送测量报告NC:网络侧控制小区重选移动台送测量报告。当移动台进行小区重选时若小区未配PBCCH则使用C算法若配有PBCCH则可由运营商决定使用C或C算法进行小区选择。功率控制功率控制由于在分组数据业务中没有连续的双向连接因此其功率控制算法比电路型业务要复杂得多。对于上行链路以动态执行灵活的功率控制算法可实施开环功率控制、闭环功率控制或质量功率控制。下行链路功率控制在基站收发信机执行因此在规范中无需指定实际的算法但要求移动台能够传送信道质量的报告。在点到多点业务中无功率控制。时间提前量时间提前量同GSM一样GPRS中的初始时间提前量TA值根据接入突发脉冲计算得到。不同的是使用GPRS业务的移动台不会连续发送信息因此需引入“TA连续更新”这一过程。其更新步骤为:移动台利用分配的PACCH信道的空闲时隙发送突发接入脉冲在随后的TA消息中接收TA指示消息如这一消息错误移动台需连续监听三帧的TA信息。基本内容基本内容GPRS系统概述GPRS网络结构GPRS接口协议GPRS无线接口GPRS编号计划GPRS系统的移动性管理和通信管理GPRS编号计划GPRS编号计划GPRS涉及的地址、编号以及一些相关的标识在各实体中的分布如下图所示:在GPRS骨干网中每个SGSN都有一个用于骨干网内通信的内部IP地址和一个用于和MSCVLR、HLR、EIR等通信的SS编号。对无线侧来讲使用的地址主要有PDP地址、NSAPI和TLLI等。GPRS的IMSI、PTMSI和NSAPIGPRS的IMSI、PTMSI和NSAPIIMSI:与GSM相同。PTMSI:与TMSI同样为比特编码为了区别TMSIPTMSI的最高两位比特是TMSI的最高两位比特为、、。NSAPI:网络接入点标识。用于指示分组数据协议应用层接入SNDCP(子网汇聚协议)的地址。GPRS的TLLIGPRS的TLLITLLI:临时逻辑链路标示。其作用是在MS刚刚接入GPRS网络时SGSN尚未给MS分配PTMSI之前MS与SGSN之间交互信令时的标识。TLLI在一个路由区内唯一的标识MS和SGSN间的一条逻辑链路。TLLI有比特编码组成。GPRS的RAIGPRS的RAIRAI为路由区识别码。路由区由运营者定义包含一个或多个小区可等同于一个位置区或是一个位置区的子集。一个路由区由一个SGSN控制:RAI=MCCMNCLACRAC其中RAC最大bitCGI=LAI{RAC}CI(如果小区支持GPRSCGI将包含RAC否则将不包含)基本内容基本内容GPRS系统概述GPRS网络结构GPRS接口协议GPRS无线接口GPRS编号计划GPRS系统的移动性管理和通信管理MS的移动性管理状态MS的移动性管理状态MM的三种不同的状态是:空闲状态(IDLE)。在此状态下MS和SGSN的MM上下文中不包含该用户的有效位置及路由信息MS只能接收PTMM业务信息而不能接收PTP和PTMG业务。待命状态(STANDBY)。该用户已附着到GPRS网络MS和SGSN建立了MM上下文它可以收发PTMM、接收PTMG业务但不能收发PTP业务也不能发送PTMG业务。就绪状态(READY)在此状态下SGSN中对应的该MS的MM上下文中增加了MS所驻留小区的位置信息MS可以收发PTPPDU网络侧发起PS寻呼对其它业务的寻呼可以通过SGSN实现。移动性管理状态迁移模型移动性管理状态迁移模型移动性管理移动性管理GPRS的移动性管理主要包括GPRS附着分离、小区路由区(RA)更新、联合的路由区位置区更新和寻呼等。由于分组数据层层封装的特性移动管理流程中除寻呼信令外其它流程流程信令在BSS中都是作为数据传送的也就是说BSS中只涉及到移动性管理中的寻呼功能。BSS在收到SGSN发来的寻呼包后从中得出所需的信息然后在空中接口发送寻呼消息。GPRS附着过程GPRS附着过程路由区更新路由区更新当移动台从基站广播的系统消息中发现接收到的CI、RAI与存储的CI、RAI不同时则要发生位置更新请求即路由区RA更新。RA更新分为SGSN内部的RA更新和SGSN之间的RA更新两种而后者是最复杂的RA更新过程。GPRS路由区更新过程GPRS路由区更新过程内容回顾GPRS的系统结构GPRS的网络构成GPRS网络协议GPRS无线接口GPRS移动性管理

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/60

GPRS原理

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利