第5章 GPRS系统 第1节 GPRS简介 第2节 GPRS的网络结构 第3节 GPRS传输平台和信令平台* 第4节 GPRS的高级功能 13:32:28

第1节 GPRS简介 5.1.1 GPRS概述 5.1.2 GPRS的主要特点 5.1.3 GPRS的业务 5.1.4 GPRS的具体应用 13:32:28

GSM数据业务综述 GSM承载业务 HSCSD GPRS EDGE 13:32:28

GPRS General Packet Radio Service通用分组无线业 务 首次采用分组交换技术，提高信道的利用率， 有效利用无线资源，降低通信成本 采用新的信道编码技术, 一个时隙的传输速率 由9.6Kbps提高到14.4Kbps 使用1到8个时隙传输一路数据,数据速率最高可 达115.2kbps 13:32:28

EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution增强 数据速率改进，又称作EGPRS 使用高效调制方式：8-PSK调制和GMSK，使 每时隙的传输速率高达48kbps ，频谱效率可 达0.5bit/s/Hz/基站 允许集中使用最多8个时隙传输一路数据，传 输速率可达384kbps 可使GSM提供多媒体业务，承载会议电视业务 13:32:28

5.1.1 GPRS概述 GPRS采用与GSM相同的频段（900、1800和 1900MHz ）、频带宽度、突发结构、无线调制标 准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。 在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系 统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作 软件升级。 GSM移动台（MS）：要具有GPRS功能。 13:32:28

5.1.1 GPRS概述 构成GPRS系统的方法是： 在GSM系统中引入3个主要组件 对GSM的相关部件进行软件升级 GPRS服务支持结点（SGSN） GPRS网关支持结点（GGSN） 分组控制单元（PCU） 对GSM的相关部件进行软件升级 GPRS服务支持结点（SGSN， Serving GPRS Supporting Node） GPRS网关支持结点（GGSN， Gateway GPRS Support Node） 分组控制单元（PCU） 13:32:28

GPRS系统原理图 13:32:28

5.1.2 GPRS的主要特点 采用分组交换技术，高效传输数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用 采用与GSM不同的信道编码方案，定义了CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四种编码方案。 支持四种不同的QoS级别 13:32:28

5.1.2 GPRS的主要特点 GPRS的网络层采用IP技术，底层可使用多种传输技术，方便地实现与IP网无缝连接 使用封装和隧道技术实现用户数据在MS和外部数据网络之间的透明传输，缩减了GPRS PLMN对外部数据协议解释的需求，且易于在将来引入新的互通协议。 数据传输高效、可靠：用户数据能够压缩，并有重传协议保护。 13:32:28

5.1.2 GPRS的主要特点 网络接入速度快，并能在0.5 ~1秒之内恢复数据的重新传输。 GPRS的安全功能：密码设置程序的算法、密钥和标准与GSM中的一样，但密码算法专为分组数据传输所优化。身份认证和加密功能由SGSN来执行。 计费方式更加合理：GPRS可以实现基于数据流量、业务类型及服务质量等级（QoS）的计费功能，一般以数据传输量为依据。 13:32:28

GPRS的技术优势 资源利用率高，用户费用相对较低 传输速率高 接入时间短：少于1秒 支持IP协议和X.25协议 13:32:28

GPRS存在的问题 GPRS会发生包丢失现象 实际速率比理论值低 分组交换连接比电路交换连接要差一些 有限的无线资源可供使用，话音和GPRS业务相互干扰 实际速率比理论值低 终端不支持无线终止功能 ：未经授权的内容也会发送给终端用户，而用户要为这些垃圾内容付费 调制方式不是最优：GPRS基于GMSK，不如EDGE基于一种新的调制方法8PSK支持更高的速率 存在转接时延 13:32:28

5.1.3 GPRS的业务 GPRS是一组新的GSM承载业务，是以分组模式在PLMN和与外部网络互通的内部网上传输。 用户终端业务 附加业务 13:32:28

承载业务 支持在用户与网络接入点之间的数据传输的性能，提供两种承载业务： 点对点业务（PTP））包括两种： PTP无连接型网络业务（PTP-CLNS） PTP面向连接型网络业务（PTP-CONS） 点对多点业务（PTM） 包括有三种： 点对多点广播（PTM-M）业务：某一地区的所有用户 点对多点群呼（PTM-G）业务：某一区域的特定用户 IP多点传播（IP-M）业务：定义为IP协议序列一部分 13:32:28

用户终端业务 GPRS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 用户终端业务可以分为： 基于PTP的用户终端业务：会话，报文传送，检索，遥信 基于PTM的用户终端业务：分配，调度，会议，预定发送，地区选路 13:32:28

附加业务 简称 名称 CLIP 主叫线路识别表示 CW 呼叫等待 CLIR 主叫线路识别限制 HOLD 呼叫保持 CoLP 连接线路识别表示 MPTY 多用户业务 CoLR 连接线路识别限制 CUG 封闭式的用户群 CFU 无条件呼叫转移 AoCI 资费信息通知 CFB 移动用户遇忙呼叫转移 BAOC 禁止所有呼叫 CFNRy 无应答呼叫转移 BOIC 禁止国际呼出 CFNRc 无法到达的移动用户呼叫转移 BAIC 禁止所有呼入 13:32:28

5.1.4 GPRS的具体应用 信息业务：如股票价格、新闻、天气预报、航班信息、娱乐、交通信息等等 交谈 ：允许移动用户参与到现有的因特网聊天组中 网页浏览 文件共享及协同性工作 分派工作 企业E-mail 因特网E-mail 交通工具定位 静态图像 声频：如音乐 远程局域网接入 文件传送 13:32:28

5.1.5 GPRS标准和业务的发展* GPRS的标准制订工作 GPRS的发展动向 我国GPRS标准化工作的进展概况 13:32:28

GPRS的标准制订工作 1993年就提出了在GSM网上开通GPRS业务 1997年GPRS的标准化工作取得重大进展，10月份ETSI发布了GSM02.60 GPRS Phase1业务描述。 1999年底完成GPRS Phase2的工作。 GPRS的标准分3个阶段，分别制订了18个新的标准并对几十个现有标准进行修订，以实现GPRS 13:32:28

GPRS的标准的3个阶段 阶段1 02.60业务描述 阶段2 03.60 系统描述和网络结构 03.64 无线接口描述 03.61 点对多点-广播业务 03.62 点对多点-群呼 阶段3 04.60 RLC/MAC协议 04.61 PTM-M业务 04.62 PTM-G业务 04.64 LLC04.65SNDCP 07.60 用户互通 08.14 Gb层1 08.16 Gb层网络业务 08.18 BSSGP、Gb接口 09.16 Gb层2 09.18 Gb层3 09.60 Gn&Gp接口 09.61 外部网路互通 13:32:28

GPRS的发展过程 GPRS是GSM向3G迈进的一个重要步骤，根 据ETSI对GPRS发展的建议，GPRS从试验 到投入商用后，分为两个发展阶段： 向用户提供电子邮件、因特网浏览等数据业务 EDGE的GPRS，简称E-GPRS。 全世界有近百个运营商开通了GPRS商用系 统、试商用系统或实验系统 13:32:28

我国GPRS的进展概况 我国从1996年开始跟踪研究GPRS的相关标准，着重组织开展了一系列GPRS相关标准研究工作。 2000年4月，完成"900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网GPRS隧道协议（GTP）规范" 1998年开始，我国运营者开始酝酿在国内兴建GPRS的试验网络工作 2000年内和2001年上半年，已颁布900/1800MHz TDMA蜂窝移动通信网通用分组无线业务相关的系列标准。 13:32:28

我国GPRS的进展概况 2000年12月21日，中国移动通信集团公司在京宣布：正式启动称为"移动梦网" 的GPRS网络建设 2002年5月17日正式商用 13:32:28

第2节 GPRS的网络结构 5.2.1 GPRS网络总体结构 5.2.2 GPRS逻辑体系结构 5.2.3 GPRS网络的主要实体 13:32:28

5.2.1 GPRS网络总体结构 GPRS系统结构图 13:32:28

GPRS的工作机制 GPRS网络是在现有GSM网络中增加 GGSN 和 SGSN来实现以分组方式下发送和接收数据的 GPRS分组从基站发送到SGSN SGSN与 GGSN进行通信 GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到 目的网络，如因特网或X.25网络 来自因特网标识有移动台地址的IP包，由 GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动 台上 13:32:28

GPRS的工作机制 GPRS支持与基于IP的网络互通，当在TCP连接中使用数据报时，GPRS提供TCP/IP报头的压缩功能 具有GPRS业务功能的移动终端MT，具有GSM和GPRS业务运营商提供的地址 移动终端通过GSM网络提供的寻址方案和运营商的具体网间互通协议实现全球网间通信 分组公共数据网的终端利用数据网识别码向GPRS终端直接发送数据 13:32:28

GPRS总体结构 及接入接口和参考点（图） 13:32:28

GPRS总体结构 及接入接口和参考点 对于一个支持GPRS 的公共陆地移动网络（PLMN），当它运行GPRS业务时可能涉及到任何其他网络，这时就产生了网络互通的需求。 GGSN到外部分组网络通过Gi参考点连通 GPRS网络之间通过Gp接口连通 13:32:28

GPRS总体结构 及接入接口和参考点 从MS端到GPRS网络有两个接入点: Um接口用于无线通信接入，移动终端MT（例如手机）通过Um接口接入GPRS PLMN R参考点用于信息的产生或接收，是MT和TE（如笔记本电脑）之间的参考点 MS可以由TE和MT两部分组成，它们通过R参考点组成一个整体，也可单独由一个移动终端（MT）组成。 13:32:28

5.2.2 GPRS逻辑体系结构 GPRS通过在GSM网络结构中增添SGSN和GGSN两个新的网络节点来实现。 增加了这两个网络节点，需要命名一系列新的接口 13:32:28

GPRS逻辑体系结构图 Um Gb 13:32:28

GPRS体系结构中的接口及参考点 接口或参考点 说明 R 非ISDN终端与移动终端之间的参考点 Gb SGSN与BSS之间的接口 Gc GGSN与HLR之间的接口 Gd SMS-GMSC之间的接口，SMS-IWMSC与SGSN之间的接口 Gi GPRS与外部分组数据之间的参考点 Gn 同一GSM网络中两个GSN之间的接口 Gp 不同GSM网络中两个GSN之间的接口 Gr SGSN与HLR之间的接口 Gs SGSN与MSC/VLR之间的接口 Gf SGSN与EIR之间的接口 Um MS与GPRS固定网部分之间的无线接口 13:32:28

GPRS体系结构中的接口及参考点 还新增加了两个控制单元： PCU（Packet Control Unit，分组控制单元）：使BSS提供数据功能、控制无线接口、使多个用户使用相同的无线资源 GBIU（GB Interface Unit， Gb接口单元）：提供从BSS到SGSN的标准接口。可以和PCU合并在同一个物理实体中。

对GSM网络的影响 引入两个GPRS支持节点和新的接口及单元， 会对GSM网络设备产生以下的影响： HLR现有软件需更新，以支持Gc、Gr接口 MSC现有软件需更新，以支持Gs接口 在BSC中引入PCU，并且软件需要升级 BTS配合BCF进行相应的软件升级

5.2.3 GPRS网络的主要实体 GPRS网络主要实体包括： GPRS支持节点（GSN） GPRS骨干网 本地位置寄存器HLR 短消息业务网关移动交换中心（SMS-GMSC）和短消息业务互通移动交换中心（SMS-IWMSC） GPRS移动台 移动交换中心（MSC）/拜访位置寄存器（VLR） 分组数据网络（PDN）等

GPRS支持节点（GSN） 是GPRS网络中最重要的网络节点，包含了支持GPRS所需的功能 可以完成移动台和各种数据网络之间的数据传送和格式转换 是一种类似于路由器的独立设备，也与GSM中的MSC集成在一起 在一个GSM网络中允许存在多个GSN GSN有两种类型：SGSN和GGSN

SGSN 是GSM网络结构中为移动终端（MS）提供业务的节点（即Gb接口由SGSN支持） 与MSC处于网络体系的同一层，跟踪单个MS的存储单元，实现安全功能和接入控制。 SGSN可以通过任意Gs接口向MSC/VLR发送定位信息，并可以经Gs接口接收来自MSC/VLR的寻呼请求 通过帧中继与基站系统的BTS相连，是GSM网络结构与移动台之间的接口。

SGSN 在激活GPRS业务时，SGSN建立起一个移动性管理（MM）环境，包含关于这个移动终端（MS）的移动性和安全性方面的信息 主要作用： 记录移动台的当前位置信息 完成与移动台之间的移动分组数据的发送和接收

GGSN 主要是起网关作用，连接GSM网络和外部分组交换网（如因特网和局域网） 。也被称作GPRS路由器。 GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以和多种不同的数据网络连接（如ISDN和LAN等），把分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。 通过配置一个PDP地址被分组数据网接入

GGSN 可以经Gc接口从HLR查询移动用户当前的地址信息 存储属于这个节点的GPRS业务用户的路由信息，并根据该信息将PDU利用隧道技术发送到MS的当前的业务接入点SGSN

SGSN和GGSN SGSN和GGSN利用GPRS隧道协议（GTP）对IP或X.25分组进行封装，实现二者之间的数据传输。 它们都应有IP路由功能，并能与IP路由器相连 当SGSN与GGSN位于不同的PLMN时，通过Gp接口互联

GPRS骨干网 GPRS骨干网有两种 内部PLMN骨干网是指位于同一个PLMN上的并与多个GSN互联的IP网 外部PLMN骨干网是指位于不同的PLMN上的并与GSN和内部PLMN骨干网互联的IP网 PLMN：Public Land Mobile Network公共陆地移动网络 13:32:28

内部、外部PLMN骨干网（图） 13:32:28

GPRS骨干网 两个内部PIMN骨干网使用边界网关（BG，Border Gateways）和一个外部PLMN骨干网并经Gp接口相连的 外部PLMN骨干网的选择取决于包含有BG安全功能的漫游协定 BG不在GPRS的规范之列 外部PLMN可以是一个分组数据网 IP专网是采用一定访问控制机制以达到所需安全级别的IP网。 13:32:28

GPRS网络骨干网的组成（图） 13:32:28

GPRS骨干网 一个内部PLMN骨干网都是一个IP专网，且仅用于传送GPRS数据和GPRS信令 在GPRS骨干网内部，各GSN实体之间通过Gn接口相连，它们之间的信令和数据传输都是在同一传输平台中进行的，所利用的传输平台可以在ATM、以太网、DDN、ISDN、帧中继等现有传输网中选择 13:32:28

本地位置寄存器HLR 在HLR中有GPRS用户数据和路由信息 从SGSN经Gn接口或GGSN经Gc接口均都可访问HLR 对于漫游的MS来说，HLR可能位于另一个不同的PLMN中，而不是当前的PLMN中 13:32:28

短消息业务网关移动交换中心（SMS-GMSC） 和短消息业务互通移动交换中心（SMS-IWMSC） SMS-GMSC和SMS-IWMSC经Gd接口连接到SGSN上，这样就能让GPRS MS通过GPRS无线信道收发短消息（SM） 13:32:28

GPRS移动台 GPRS定义了3类MS： GPRS MS能以A类、B类、C类三个运行模式中的一个进行操作 A类：可同时运行GPRS和其他GSM业务 B类：可在GPRS和其他GSM业务之间切换，某一时刻只能运行一种业务 C类：只能运行GPRS业务 GPRS MS能以A类、B类、C类三个运行模式中的一个进行操作 其操作模式的选定由MS所申请的服务所决定 13:32:28

移动交换中心（MSC） /拜访位置寄存器（VLR） 在需要GPRS网络与其他GSM业务进行配合时选用Gs接口 利用GPRS网络实现电路交换业务的寻呼 GPRS网络与GSM网络联合进行位置更新 GPRS网络的SGSN节点接收MSC/VLR发来的寻呼请求等。 MSC/VLR存储MS（此MS同时接入GPRS业务和GSM电路业务）的IMSI以及MS相连接的SGSN号码 13:32:28

分组数据网络（PDN） PDN是提供分组数据业务的外部网络 移动终端通过GPRS接入不同的PDN时，采用不同的分组数据协议地址 13:32:28

第3节 GPRS传输平台 和信令平台* 5.3.1 传输平台 5.3.2 信令平台 13:32:28

5.3.1 传输平台 传输平台由一个分层协议结构组成，如下页图所示 用于用户信息传输以及与此相关的信息传输 中的过程控制（例如：流量控制、检错、纠错和错误恢复等） 传输平台通过底层无线接口和网络子系统（NSS）平台连接，这种独立性是通过保留Gb接口来实现的。 13:32:28

传输平台（图） 6 4 1 5 2 6 9 7 3 8 10 13:32:28

传输平台说明1 ——GPRS隧道协议（GTP） GTP是GPRS骨干网中GSN节点之间的互联协议，它是为Gn接口和 Gp接口定义的协议 GPRS骨干网中GSN间的用户数据和信令利用GTP进行隧道传输 所有的点对点PDP协议数据单元（PDU）将由GTP协议进行封装 在GSM09.60中对GTP作了规范 13:32:28

传输平台说明2——UDP/TCP 在GPRS骨干网中需要一个可靠的数据链路（如X.25）进行GTP PDU的传输时，所用的传输协议是TCP协仪 如果不要求一个可靠的数据链路（如IP），就使用UDP协议来承载GTP PDU TCP提供流量控制功能和防止GTP PDU丢失或破坏的功能 UDP提供防护GTP PDU受到破坏的功能 13:32:28

传输平台说明3——IP 这是GPRS骨干网络协议，用以用户数据和控制信令的选路 GPRS骨干网最初是建立在IPv4协议基础上的，随着IPv6的广泛使用，GPRS会最终采用IPv6协议。 13:32:28

传输平台说明4 ——子网相关融合协议（SNDCP） 这个传输功能将网络级特性映射到底层网络特性中去 主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定TCP/IP地址和加密方式 在SNDC层，移动台和SGSN之间传送的数据被分割为一个或多个SNDC数据包单元。SNDC数据包单元生成后被放置到LLC帧内 SNDCP在GSM04.65中有说明 13:32:28

传输平台说明5 ——逻辑链路控制（LLC） 是一种基于高速数据链路规程HDLC的无线链路协议，能够提供高可靠的加密逻辑链路 负责从高层SNDC层的SNDC数据单元上形成LLC地址、帧字段，从而生成完整的LLC帧 可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制 独立于底层无线接口协议，这是为了在引入其他可选择的GPRS无线解决方案时，对网络子系统NSS的改动程度最小 GSM04.64对LLC进行了规范 13:32:28

传输平台说明6 ——中继转发（Relay） 在BSS中，这项功能中继转发Um和Gb接口间的LLC PDU 在SGSN中，这项功能是转发Gb和Gn接口间的PDP PDU 13:32:28

传输平台说明7 ——GPRS基站系统协议（BSSGP） 这层用来传输在BSS和SGSN之间与选路服务质量有关的信息 BSSGP没有纠错功能 GSM08.18对BSSGP进行了规范 13:32:28

传输平台说明8——网络服务（NS） 这层传输BSSGP PDU NS以BSS和SGSN之间的帧中继连接为基础，而且有多跳功能，并能横贯有帧中继交换节点的网络 GSM08.16 对NS进行了规范 13:32:28

传输平台说明9——无线链路控制（RLC）/介质访问控制（MAC） 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动台共享 将LLC帧映射到GSM物理信道中去 GSM04.60对RLC/MAC进行了规范 13:32:28

传输平台说明10——GSM RF Um接口的物理层为射频接口部分 GSM空中接口的载频带宽为200kHz，一个载频分为8个物理信道 如果8个物理信道都分配为传送GPRS数据，则原始数据速率接近200kbit/s。考虑前向纠错码的开销，最终的数据速率可达164kbit/s左右。 13:32:28

5.3.2 信令平台 信令平台描述了信令传输的层次结构，由一些用于控制和支持传输平台功能的协议组成 信令平台按其应用可以分为7个种类 13:32:28

信令平台1——MS-SGSN（图） 13:32:28

信令平台1——MS-SGSN 前页图中的GMM/SM是指GPRS移动性管理和会话管理 移动性管理包括GPRS服务连接、GPRS服务断开、安全、路由区更新、定位更新、PDP环境激活、PDP环境去活等。详见5.4.3 移动性管理（MM）功能 13:32:28

信令平台2——SGSN-HLR 图中，MAP表示移动应用部分（MAP， Mobile Application Part） 13:32:28

信令平台3——SGSN-MSC/VLR 图中BSSAP+表示基站系统应用部分（BSSAP， Base Station System Application+），是BSSAP过程的一个子集，支持SGSN与MSC/VLR之间的信令传送 13:32:28

信令平台4——SGSN-EIR 图示的信令平台表示移动应用部分（MAP）支持SGSN与EIR间的信令传送。 13:32:28

信令平台5——SGSN-SMS-GMSC或SMS-IWMSC 图示的信令平台表示移动应用部分（MAP）支持SGSN与SMS-GMSC或SMS-IWMSC之间的信令传送。 13:32:28

信令平台6——GSN-GSN 用户数据报协议（UDP）用来传输两个GPRS支持节点（GSN）之间的信令信息。 13:32:28

信令平台7——GGSN-HLR 当任选信令路径时，允许一个GGSN与一个HLR交换信令信息。通常有两种可供选择的信令路径实现方法： 基于MAP的GGSN-HLR信令 基于GTP和MAP的GGSN-HLR信令 13:32:28

基于MAP的GGSN-HLR信令 如果在GGSN上安装有SS7接口，则在GGSN和HLR之间就可以使用MAP协议。 13:32:28

基于GTP和MAP的GGSN-HLR信令 如果在GGSN上没有安装SS7接口，与GGSN在同一PLMN中的任一具备SS7接口的GSN都能用作一个GTP到MAP协议的转换器，以便在GPRS骨干网中，在GGSN和有协议转换功能的GSN之间通过隧道传输信令信息 下页图中的互联（Interworking）功能提供GTP和MAP间的互联，以进行GGSN-HLR间的信令传输 13:32:28

基于GTP和MAP的 GGSN-HLR信令（图） 13:32:28

第4节 GPRS的高级功能 5.4.1 网络访问控制功能 5.4.2 分组选路和传输功能 5.4.3 移动性管理（MM）功能 5.4.4 逻辑链路管理功能 5.4.5 无线资源管理功能 5.4.6 网络管理功能 13:32:28

5.4.1 网络访问控制功能 网络访问就是用户连接到电信网中以使用由这个网络所提供的服务或者设施的途径 访问协议是一组己定义了的过程，它能让用户使用到电信网络提供的服务或设施 13:32:28

网络访问控制功能说明表（一） 功能 功能说明 注册 通过注册功能，用户的移动ID和用户在PLMN范围内的分组数据协议及其地址联系起来，还与连到外部PDP网的用户访问点联系在一起。这种联系可以是静态的，即存储在一个HLR中，还可以是动态的，即分布于每一个所必需的基站。 身份 认证 和授权 该功能进行服务请求者的身份认证和识别，并验证服务请求类型以确保某个用户使用某特定网络服务的权限。 13:32:28

网络访问控制功能说明表（二） 功能 功能说明 许可证 控制 许可证控制的目的是为了计算需要那些网络资源以提供所要求的服务质量，并判断这些资源是否可用，然后预定这些资源。许可证控制与无线资源管理功能相辅相成，以估计每一个蜂窝对无线资源的需求程度。 消息 筛选 用于滤除未授权或不请自来的消息，这可通过分组过滤功能来实现。 13:32:28

网络访问控制功能说明表（三） 功能 功能说明 分组终端适配功能 该功能使从终端设备接收或向终端设备发送的数据分组经过适配，以适合于在GPRS网络中传输。 计费数据收集功能 收集有关按用户计费和按流量计费的必要数据。 13:32:28

5.4.2 分组选路和传输功能 路由是一个有序的节点列表，用于在PLMN内或PLMN之间传递信息 每一个路由均由源节点、零个或多个中继节点和目的节点所组成 路由选择是指根据一定规则，判断或选择在PLMN之内或之间传输消息所用路由的过程 13:32:28

分组选路和传输功能 主要项目功能说明表（一） 中继功能 是指一个节点接收来自第二个节点的信息，然后以一定路由把它转发到第三个节点。 路由 选择 该功能决定要发送到目的地址的消息应经哪一个网络节点转发，以及决定使用哪一个底层服务来到达GPRS支持节点。且选择传输路径的下一跳GSN之间的数据传输可以通过具备内部选路功能的外部数据网进行。 13:32:28

分组选路和传输功能 主要项目功能说明表（二） 地址转换和 映射功能 地址转换就是将一个地址转换成另一个不同类型的地址，可以将一个外部网络协议地址转换成一个内部网络地址，以便在PLMN之间选择路由来发送分组。地址映射用于将一个网络地址映射成同类型的另一个网络地址已进行路由选择，并在PLMN之间或之内中继转发消息。 封包功能 封包是指将地址和控制信息加入到一个数据单元中，用以在PLMN之间或其内部为分组选择路由。 解包是指将分组中地址和控制信息删除，还原出原始数据单元。 13:32:28

分组选路和传输功能 主要项目功能说明表（三） 隧道传输功能 是指将封包的数据单元在PLMN内部从封包点到解包点的传输。隧道是一个双向的点对点路径。 压缩 以传输尽可能小的外部 PDP PDU来优化无线信道容量的利用。 加密 对要在无线信道中传输的用户数据和信令加密，并保护PLMN不受入侵。 域名 服务器功能 用来把GSN逻辑域名解析成GSN地址。解析PLMN中位于GPRS骨干网的GSN和其他GPRS节点的任何名字。 13:32:28

5.4.3 移动性管理（MM）功能 移动性管理功能用于跟踪在本地PLMN或其他PLMN中MS的当前位置 在GPRS网络中的移动性管理涉及到新增的网络节点和接口以及参考点，与GSM网中的有很大的不同。 移动性管理状态的定义 状态转移和功能 移动性管理（MM）流程 13:32:28

移动性管理状态的定义 与GPRS用户相关的移动性管理定义了三种不同的移动性管理状态 每一种状态都描述了一定的功能性级别和分配的信息 空闲（Idle） 等待（Standby） 就绪（Ready） 每一种状态都描述了一定的功能性级别和分配的信息 这些由MS和SGSN所拥有的信息集合称作移动性管理环境 13:32:28

空闲（Idle）状态 用户没有激活GPRS移动性管理 MS和SGSN环境中没有存储与这个用户相关的有效的位置信息或路由信息 不能进行与用户有关的移动性管理过程 由MS完成PLMN选择、GPRS选择和重选择过程 MS除了只能收到PTM-M的信息外，移动用户不能进行PTP数据的接收或发送，也不能进行PTM-G数据的传输，对用户的寻呼等功能也是不可用的 MS通过执行GPRS激活过程在MS和SGSN中建立MM环境 13:32:28

等待（Standby）状态 用户可进行GPRS移动性管理 在MS和SGSN中的MM环境已经创建了用户的IMSI MS可以接收PTM-M和PTM-G数据，也可以接收对PTP或PTM-G数据传输所进行的寻呼，以及经由SGSN发送的CS寻呼 不能进行PTP数据收发和PTM-G数据的发送。 13:32:28

等待（Standby）状态 MS执行GPRS路由区（RA）选择、GPRS蜂窝选择和本地重选功能 当MS进入一个新的路由区时MS会执行移动性管理过程来通知SGSN 在同一路由区中改变蜂窝时就不需通知SGSN 即在等待状态下SGSN MM环境中的位置信息仅包含MS的GPRS路由区标识（GPRS RAI） 13:32:28

等待（Standby）状态 MS可启动PDP环境的激活或去活。一个PDP环境将会在数据发送或接收前被激活 如果PDP环境己被激活，SGSN可在MM等待状态下接收移动终端的PTP或PTM-G分组，并且SGSN会在这个MS所处的路由区中发送一个寻呼请求。当MS响应了这个寻呼，MS中的MM状态就会转变到就绪（Ready）状态。在SGSN中，如果它收到了MS对寻呼的回应信息，其MM状态也会转变到就绪状态。 当数据或信令从MS处发送时，MS的MM状态会改变到就绪状态。 当SGSN收到MS发来的数据和信令时，其MM状态也会改变到就绪状态。 MS可以运行GPRS断开（Detach）过程进入空闲状态 13:32:28

就绪（Ready）状态 SGSN MM环境会对在相应的等待状态下的MM环境进行扩充，它扩充了在蜂窝级的用户位置信息 MS执行移动性管理过程向网络提供实际所选择的蜂窝，GPRS的蜂窝选择和重选由MS在本地完成，或可以选择由网络控制来完成 在就绪状态下，MS可以收发PTP PDU。 在此状态下，网络启动对MS的GPRS业务寻呼，但对其他业务的寻呼由SGSN来完成。 SGSN传送下行链路数据到当前负责用户蜂窝的BSS。 13:32:28

就绪（Ready）状态 在就绪状态下，MS能收到PTM-M和PTM-G数据，而且MS还可以激活或去活PDP环境 MS可以启动一个GPRS业务断开过程，来实现从就绪状态向空闲状态的转移。 13:32:28

状态转移和功能 一个状态向另一个状态的转移，主要依据的是当前状态（空闲、等待或就绪）和当前所发生的事件（例如接入GPRS业务），下页图描述了各种状态的变化。 13:32:28

移动性管理状态模型图 13:32:28

状态转移和功能 从空闲状态转移到就绪状态 MS请求接入GPRS业务，开始建立一个到SGSN的逻辑链路，在MS和SGSN中分别建立了MM环境。 从等待状态转移到空闲状态 等待状态计时器超时，在MS和SGSN中的MM环境和PDP环境均返回到空闲状态即非激活状态。在SGSN中的MM和PDP环境可能被删除，而GGSN PDP环境将一定被删除。 位置取消时，SGSN收到一个来自HLR的MAP位置取消消息，它的MM和PDP环境会被删除。 13:32:28

状态转移和功能 从等待状态转移到就绪状态 PDU发送时，为了响应一个呼叫，MS会向SGSN发送一个LLC PDU。PDU接收时，SGSN接收来自MS的LLC PDU。 从就绪状态转移到等待状态 就绪状态计时器超时，MS和SGSN中的MM环境均返回到等待状态。 强制返回等待状态：在就绪状态计时器超时之前，MS或SGSN可能会发出一个返回到等待状态的信号，然后其MM环境会立即返回到等待状态。 当RLC条件异常是， SGSN的MM环境也会返回到等待状态。 13:32:28

状态转移和功能 从就绪状态转移到空闲状态 GPRS业务断开（Detach）时，MS请求SGSN中的MM环境返回到空闲状态，以及SGSN中的PDP环境返回到非激活状态。 位置取消时，SGSN收到一个来自HLR的MAP定位取消消息，它的MM和PDP环境会被删除。 对于匿名访问的情况，使用了一个简化了的MM状态模型，它只由空闲状态和就绪状态所组成。MS和网络会单独处理匿名访问移动性管理（AA MM）状态机制，并且它可与基于IMSI的MM状态机制共存。在同一MS和SGSN中，多个AA MML状态机制可以同时共存。 13:32:28

移动性管理（MM）流程 GPRS的MM流程将使用LLC和RLC/MAC协议，经Um接口来传输信息。MM流程将为底层提供信息，使得MM消息在Um接口可靠传输。 MM流程将MAP接口用于SGSN和VLR之间（Gr）以及SGSN和EIR之间（Gf），并且还将BSSAP+接口用于SGSN和MSC/VLR之间（Gs）。 用户数据一般在MM信令过程期间传输。 为减少丢失数据的重传，在业务接入、身份认证和路由区更新过程中，不应传输用户数据。 13:32:28

移动性管理（MM）流程 移动管理流程包括： 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 位置管理过程 13:32:28

5.4.4 逻辑链路管理功能 MS通过无线接口参与和维护某个MS与PLMN之间的通信通道 逻辑链路管理功能详见下页表 13:32:28

逻辑链路管理功能表 功能 逻辑链路管理功能 逻辑链路建立功能 当MS接入GPRS服务时，逻辑链路就建立起来了 逻辑链路维护功能 监控逻辑链路的状态，并控制链路状态的改变 逻辑链路释放功能 用于释放逻辑链路建立时所占用的资源 13:32:28

5.4.5 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和维护 GSM无线资源能被电路模式（语音和数据）服务和GPRS服务之间所共享 无线资源管理功能说明参见下页表。 详细信息请参考GSM03.64 13:32:28

无线资源管理功能表（一） 功能 功能说明 Um管理 用来管理在每一蜂窝中所用的物理信道组，并决定分配给GPRS所使用的无线资源的数量。 蜂窝选择功能 该功能使得用户在同PLMN建立通信路径时能选择最佳的蜂窝。 路径 管理 用于管理BSS与SGSN节点之间的分组数据通信路径。可根据数据流量动态建立和释放这些路径，又可根据每一蜂窝中的最大期望载荷静态地建立和释放这些路径。 13:32:28

无线资源管理功能表（二） 功能 功能说明 Um-tranx功能 提供通过在MS和BSS之间的无线接口，进行分组数据传输的性能，包括以下几个方面： 提供无线信道上的介质访问控制 提供在普通物理无线信道中的分组多路传送功能 提供MS内的分组识别 提供错误诊断和纠正功能 提供流量控制功能 13:32:28

5.4.6 网络管理功能 提供相应的机制，支持与GPRS相关的操作和维护（O＆M）功能。 13:32:28

第5节 GPRS的主要接口 5.5.1 无线接口Um 5.5.2 Gb接口 5.5.3 Abis接口 13:32:28

5.5.1 无线接口Um 无线接口Um是移动台（MS）与基站（BTS）之间的连接接口（参见5.2.2 GPRS逻辑体系结构图） GPRS中接口标准遵循GSM系统的标准，一个TDMA帧分为8个时隙，每个时隙发送的信息称为一个"突发脉冲串"（Burst），每个TDMA帧的一个时隙构成一个物理信道 在GPRS系统中，一个物理信道既可以定义为一个逻辑信道，也可以定义为一个逻辑信道的一部分，即一个逻辑信道可以由一个或几个物理信道构成。 MS与BTS之间需要传送大量的用户数据和控制信令，不同种类的信息由不同的逻辑信道传送，逻辑信道映射到物理信道上。 13:32:28

1. 分组数据链路逻辑信道 GPRS系统定义了为分组数据而优化的逻辑信道 分组公共控制信道（PCCCH，Packet Common Control Channel） 分组广播控制信道（PBCCH， Packet Broadcast Control Channel） 分组业务信道（PTCH， Pachet Traffic Channel） 13:32:28

分组公共控制信道PCCCH 它包括如下一组传输公共控制信令的逻辑信道 分组随机接入信道（PRACH， Packet Randem Access Channel）： 只存在于上行链路，MS用来发起上行传输数据和信令信息。分组接入突发和扩展分组接入突发使用该信道。 分组寻呼信道（PPCH， Packet Paging Channe1）： 只存在于下行链路。在下行数据传输之前用于寻呼MS。可以用来寻呼电路交换业务。 分组接入许可信道（PAGCH，Packet Access Grant Channel）： 只存在于下行链路。在发送分组之前，网络在分组传输建立阶段向MS发送资源分配信息。 分组通知信道（PNCH，Packet Notification Channel）： 只存在于下行链路。当发送点到多点-组播（PTM-M）分组之前，网络使用该信道向MS发送通知信息。 13:32:28

分组广播控制信道PBCCH 只存在于下行链路，广播分组数据特有的系统信息 13:32:28

分组业务信道PTCH 分组数据业务信道（PDTCH，Pachet Data Traffic Channe1） 用于传输分组数据。 在PTM-M方式，该信道在某个时间只能属于一个MS或者一组MS。 在多时隙操作方式时，一个MS可以使用多个PDTCH并行地传输单个分组。 所有的数据分组信道都是单向的，对于移动发起的传输就是上行链路（PDTCH/U），对于移动终止分组传输就是下行链路（PDTCH/D）。 分组相关控制信道（PACCH， Packet Associate Control Channel）： 它携带与特定MS有关的信令信息。这些信令信息包括确认、功率控制等内容。 它还携带资源分配和重分配消息，包括分配的PDTCH的容量和将要分配的PACCH的容量。 当PACCH与PDTCH共享时，就是共享时已经分配给MS的资源。另外，当一个MS正在进行分组传输时，可以使用PACCH进行电路交换业务的传输。 13:32:29

GPRS逻辑信道表 组别 名称 方向 功能 PCCCH PRACH 上行 随机接入 PPCH 下行 寻呼 PAGCH 允许接入 PNCH 多播 PBCCH 广播 PTCH PDTCH 下行和上行 数据 PACCH 随路控制 13:32:29

2. 无线接口Um协议栈 MS与网络之间的通信涉及以下几个层次： 物理射频（RF）层 物理链路层 无线链路控制/媒体接入控制（RLC/MAC）层 逻辑链路控制（LLC）层 子网相关融合协议（SNDCP）层 13:32:29

物理射频（RF）层* 执行物理波形的调制和解调功能 物理RF层由GSM05系列标准定义，包括： 把物理链路层收到的比特序列调制成波形 把接收的波形解调成物理链路层所需要的比特序列 物理RF层由GSM05系列标准定义，包括： 载波频率的特点和GSM信道结构 发送波形的调制方式和GSM信道的数据速 发射机和接收机的特性及其要求。 13:32:29

物理链路层* 运行在物理RF层之上，使用物理RF层提供的服务，在MS和网络之间提供物理链路。 提供在物理信道上进行信息传输的服务，包括数据单元成帧、数据编码、检测和纠正物理介质上传输错误。 目标是通过GSM的无线接口传输信息，包括RLC/MAC层的信息。 支持多个MS共享一个物理信道。 13:32:29

无线块结构* 13:32:29

物理链路层的控制功能* 同步过程，包括决定和调整MS定时提前的方法； 无线链路信号质量的监视和评估过程； 小区选择和重选的过程； 发射机的功率控制过程；电池功率管理过程 ！在GPRS中不使用网络控制的越区切换，而是由MS执行小区的重新选择 13:32:29

无线链路控制/媒体接入控制（RLC/MAC）层 使用物理链路层提供的服务，向上层（LLC）提供通过GPRS无线接口传输信息的服务。 MAC层定义了多个MS共享传输媒体的过程（共享媒体由几个物理信道组成），提供了对多个MS的竞争仲裁过程、冲突避免、检测和恢复方法。 MAC层还允许单个的MS并行地使用几个物理信道。 RLC功能定义了选择性重传未成功发送的RLC数据块的过程。 RLC/MAC功能提供了非确认和确认两种操作模式。 13:32:29

子网相关融合协议（SNDCP）层 在MS和SGSN中，位于网络层之下，逻辑链路控制层（LLC）之上。 支持多种网络层，这些网络层分组数据协议共享同一个SNDCP，从而使来自不同数据源的多元数据都能通过LLC层。 SNDC实现下列功能： 将接收自网络层的SNDC原语映射到要传递到LLC层的LLC原语，反之亦然。 采用多路技术，将来自一个或多个NSAPI的N-PDUs复用到一个LLC SAPI上。 对冗余控制信息和用户数据的压缩。 分段和重组。 13:32:29

5.5.2 Gb接口 连接BSS和SGSN，以进行信令信息和用户数据的交换（参见5.2.2 GPRS逻辑体系结构图） 能使多用户复用同一物理资源。资源在用户活动时（当数据发送或接收时）分配给用户，而在活动结束时会马上被收回并重新分配。 GPRS信令和用户数据在同一个传输平台上发送，不要求为信令分配专用的物理资源。 每用户的接入速率可以无限制的改变，从零数据到最大可能的链路速率（例如，El干线可用的比特率为1984kbit/s）。 13:32:29

5.5.3 Abis接口 当GPRS MAC层和RLC层的功能置于远离BTS的位置上时，应用Abis接口。如下页图所示。 当应用Abis接口时，信道编码器单元（CCU）和远端GPRS分组控制单元（PCU）之间的的带内信令传输要求使用PCU帧。 PCU帧为320bit（20ms）的固定长度的帧。 13:32:29

Abis接口与远端PCU位置关系图 13:32:29

Abis接口 如图，在结构B和C中，分组控制单元PCU被认为是远端PCU。 远端PCU看作是BSC的一部分，BSC和PCU之间的信令传输通过使用BSC内部信令执行。 。 不管远端PCU是置于BSC端（图B）还是置于GSN端（图C），Abis接口都是一样的。 在B中，PCU作为到BSC的连接单元，在C中，BSC对16kbit/s信道来说是透明的。 13:32:29

Abis接口 PCU负责实现下列GPRS MAC和RLC层的功能： 把LLC层PDU分块成RLC块，用以下行链路传输； PDCH时序安排功能，用以上行链路和下行链路的数据传输； PDCH上行链路ARQ功能，包括RLC块ACK/NAK； PDCH下行链路ARQ功能，包括对RLC块的缓冲和重组； 信道访问控制功能，例如访问请求和授权； 无线信道管理功能，例如功率控制、拥塞控制、广播控制消息等。 13:32:29

Abis接口 信道编码器单元（CCU）的功能包括： BSS负责无线资源的分配和回收，在PCU和CCU之间每隔20毫秒发送一个PCU帧。 信道编码功能，包括FEC和插入； 无线信道测度功能，包括接收质量水平、接收信号水平以及与时间提前测度相关的信息。 BSS负责无线资源的分配和回收，在PCU和CCU之间每隔20毫秒发送一个PCU帧。 13:32:29

第6节 GPRS计费管理 5.6.1 计费管理 5.6.2 计费信息 5.6.3 计费网关 13:32:29

5.6.1 计费管理 分组交换服务的计费原理与电路交换服务的计费原理是不同的，分组交换服务是基于流量计费而电路交换服务是基于时间计费，因此，GPRS的计费管理有别于GSM的计费管理 GPRS引入新的计费网关CG和计费中心BC，结合SGSN和GGSN组件，构成一个计费系统。如下页图所示 13:32:29

GPRS的计费系统图 13:32:29

计费管理 GPRS的基本计费单元称为CDR（Call Detail Record） 一个CDR含有一个PDP通话（一个PDP上下文）期间收集的计费数据的参数。 若通话持续时间超过指定的时间或者流量计数器已计满，则产生计费信息的部分输出（部分CDR）。 一个部分CDR收集的计费参数短于一个PDP通话周期期间的计费参数。 13:32:29

计费管理 GPRS计费是基于流量（IP负荷 ，SMS数量）以及通话时长。 每个PDP占用一定的计费时长。 计费时长随着话务周期、Qos、PDP去活以及O&M参数（如PDP上下文超时、PDP上下文CDR门限值等）的不同而改变。 13:32:29

计费管理 SGSN和GGSN使用计费识别符收集计费数据CDR 收集到的CDR形成计费数据文件，计费数据文件又组合成计费记录输出CRO（Chzrge Record Output） CRO通过计费网关CG以FTP协议传送到外部计费中心 计费中心得到CRO后，进行一系列的存储、处理，完成计费过程。 13:32:29

5.6.2 计费信息 GPRS网络中的计费信息是由给MS提供服务的SGSN和GGSN从每一个MS中搜集。 这两个GSN都收集有关GPRS网络资源使用的计费信息 点对点计费信息是为GPRS用户搜集的。 13:32:29

SGSN收集的计费信息 无线接口的使用：计费信息应描述按照QoS和用户协议分类的在MO和MT方向传输的数据量； 分组数据协议地址的使用：计费信息应描述MS使用了分组数据协议地址的时间长短； GPRS一般资源的使用：计费信息应描述其他GPRS相关资源的使用和MS的GPRS网络活动（如移动性管理）； MS的定位：本地公共陆地移动网络（HPLMN）、拜访地公共陆地移动网络（VPLMN）以及可选的更高精确度的定位信息。 13:32:29

GGSN收集的计费信息 目的端和源端：计费信息应能以GPRS运营商定义的精确程度来描述目的端和源地址； 外部数据网络的使用：计费信息应能描述流入和流出自外部数据网络的数据量； 分组数据协议地址的使用：计费信息应能描述MS使用PDP地址的时间长短； MS的定位：HPLMN、VPLMN以及可选的更高精确度的定位信息。 13:32:29

5.6.3 计费网关 计费网关简化了计费系统中对GPRS计费的处理，保障在移动网中方便地引入GPRS业务。 在GPRS标准规范中，计费网关的功能性（CGF）既可以作为单独的中心网络单元来实现，也可以分布于各个GSN中。 GPRS计费网关（BGw）增强了GSM系统中计费系统的功能，提供了在GPRS标准中规范的所有高级功能。 13:32:29

计费网关搜集的CDR类型 S-CDR：与对无线网络的使用有关，从SGSN中得到 G-CDR：与对外部数据网络的使用有关，从GGSN中得到 M-CDR：与移动性管理活动有关，从SGSN中得到 与在GPRS中使用短消息业务相关的CDR类型 13:32:29

第7节 GPRS组网 5.7.1 GPRS系统的无线网络结构 5.7.2 GPRS系统的组网 5.7.3 GPRS无线网组网 13:32:29

5.7.1 GPRS系统的 无线网络结构 一个GPRS蜂窝网络由以下主要区域组成： GPRS服务区（SA） 公共陆地移动网（PLMN） SGSN服务区 SGSN路由区（RA） 位置更新区（LA） BSC控制区 基站小区 13:32:29

GPRS无线网络结构图 13:32:29

GPRS服务区（SA） MS能获得GPRS服务的地理区域，也就是在一个GPRS网络内MS能够发送和接收数据的区域。 可以由一个或多个PLMN组成。 13:32:29

公共陆地移动网（PLMN） 公共陆地移动网（PLMN）是由一个网络运营商提供的GPRS服务区域 一个PLMN可以由一个或多个SGSN路由区域组成。 13:32:29

SGSN服务区 SGSN服务区是一个SGSN提供的网络服务区域，也就是终端的登记区域。 一个SGSN服务区可以包含一个或多个BSC控制区。 一个SGSN服务区并不需要与一个MSC/VLR服务区相同。 13:32:29

SGSN路由区（RA） RA是位置更新区的一个子集，在SGSN 路由区内，MS移动时不需要更新SGSN 路由区的路由范围可以从一个城市的一部分到整个省份，甚至一个小国家 一个RA可以由一个或多个小区组成 13:32:29

位置更新区（LA） LA是MS移动时不需要更新VLR的区域 一个LA可以包含一个或多个基站小区（Cell）。 LA不同于VLR区域，也不同于MSC区域。 13:32:29

BSC控制区 BSC控制区是一个BSC控制的一个或多个小区组成无线覆盖区域 BSC控制区的边界与LA区域的区界不需要一致。 13:32:29

基站小区 是GPRS服务区中最小的地理单元，也是一个移动蜂窝网络的基本单元 由一个BTS覆盖 有两种类型的基站小区： 全向小区 方向小区 13:32:29

5.7.2 GPRS系统的组网 由于GPRS的组件（SGSN、GGSN、PCU等）与原GSM组件之间的连接具有较大的灵活性，使得GPRS系统的组网也具有较大的灵活性 SGSN可与多个MSC连接，一个SGSN服务区可包含多个MSC/VLR服务区 SGSN和GGSN可以分开配置，也可以合一配置。分开配置时，一个GGSN可以与多个SGSN连接；合一配置时，SGSN与GGSN之间的通信协议可进行较大的简化和改进，提高系统的处理效率 13:32:29

GPRS系统的组网 PCU可以作为独立设备，与多个MSC连接，也可以和其中一个BSC放置在一起 GGSN可以配置Gc接口，也可以不配置Gc接口。不配置Gc接口时，通过SGSN连接HLR/GR 在物理接口上，Gb接口提供E1接口，SGSN和BSC的连接采用点到点方式连接，或连接FR网 Gn/Gp/Gi接口采用PPP over SDH、PPP over E1、FR over E1、ATM、LAN等多种接口 13:32:29

GPRS的组网结构图 13:32:29

5.7.3 GPRS无线网组网 GPRS无线组网有以下原则： 充分利用现有GSM系统的设备资源，保护GSM的投资 与GSM共用频率资源 利用现有的基站实现无线覆盖，不单独增加GPRS基站。 无线组网需要对BTS、BSC、MSC/VLR、HLR等组件进行软件升级，并需增加PCU组件。 13:32:29

5.7.4 GPRS骨干网组网* GPRS骨干网将成为未来业务和网络的通用平台，GPRS组网的关键就是建设好GPRS骨干网，且GPRS骨干网的建设对于平滑过渡到3G具有重大意义 对GPRS骨干网组网有以下建议： 1. 全国移动GPRS骨干网可以分阶段建设 2. 省移动GPRS骨干网的组网 13:32:29

全国移动GPRS骨干网 可以分阶段建设 首先组建省内GPRS骨干网或中心城市组建市GPRS骨干网 13:32:29

省移动GPRS骨干网的组网 在主要城市组建本地的GPRS骨干网 中心城市的GPRS网络之间通过DDN或光纤连接 小城市的GSN结点通过DDN直接连接中心城市的GPRS骨干网 GPRS的骨干网的联网也非常灵活，其传输层可采用ATM、FR、LAN、DDN和ISDN等 GPRS的内部和外部骨干网如下页图所示 13:32:29

GPRS内部骨干网和外部骨干网图 13:32:29

第8节 GPRS系统规划* GPRS系统是在原有的GSM网络的基础上建立起来，因此GPRS的系统规划和GSM网络有着密切的关系 13:32:29

第8节 GPRS系统规划 GPRS系统采用分组交换技术取代电路交换技术，增加了SGSN和GGSN等网络结点，使得在GPRS系统规划时除了要考虑GSM网络规划外，还要考虑GPRS独有的因素： SGSN和GGSN的合理设置 IP地址规划 无线网络规划 分组数据用户容量的测算 对GSM网络话音的影响等。 13:32:29

第8节 GPRS系统规划 5.8.1 GPRS系统容量的规划 5.8.2 SGSN的规划 5.8.3 GGSN的规划 5.8.4 PCU的规划 5.8.5 IP地址的规划 5.8.6 网络建设需考虑的问题 13:32:29

5.8.1 GPRS系统容量的规划 GPRS系统是通过有效利用GSM网络中暂时没占用的话音信道来实现分组数据的传输。方式有两种： 利用专用的PDCH，这些PDCH仅用于GPRS，不再承载GSM话音信号，对GSM的容量减少有着直接的影响； 动态的PDCH，只在有需要时临时分配空闲的话音时隙用于GPRS的数据传输。 13:32:29

GPRS系统容量的规划 GPRS系统的容量，与数据用户类型、时延、速率、系统带宽有关。 在分组数据业务中，用户使用并不是时时刻刻在占用信道。例如因特网浏览，用户点击一个站点，因特网以一定的速率下载数据至用户浏览器，下载完毕后用户可以看到完整的页面并需要花一定的阅读，在此段时间内，本地与因特网之间几乎不存在其他的数据交换，共享信道将分配给另外用户使用。 13:32:29

GPRS系统容量的规划 占系统的总带宽可以取平均带宽，设用户下载数据时间为t1，下载速率为v，用户阅读时间为t2，则平均带宽为：vA = （v * t1）/（t1+t2） 在一个实际的系统中，用户应用的种类不同，各种应用的用户所占的比率也不一样的 用用户模型可以计算出总的等效速率带宽 ，再根据系统总带宽数据率，粗略估算出系统能支持的用户。 13:32:29

各种应用的用户数据模型表 项目 速率（kb/s） 使用次数/忙时 使用时长（s） 等效带宽（kb/s） 浏览 33.6 1 600 5.6 Email 14. 4 120 0.5 FTP 56 9.3 移动大户室 10 60 0.2 POS 30 0.1 13:32:29

5.8.2 SGSN的规划 在GPRS系统规划中，可根据组网结构和SGSN的性能指标，来确定SGSN的数量。 SGSN通过PCU单元与BSC相连，根据SGSN与BSS相连的不同情况，可以将SGSN组网划分为以下三种结构，三种结构均假设采用点对点连接。 13:32:29

SGSN组网的第一种结构（图） 同一MSC内的所有BSS连到同一SGSN，不同的MSC的BSC连到各自独立的SGSN。 13:32:29

SGSN组网的第二种结构（图） 与同一个SGSN连接的BSC可以归属于不同的MSC。 这种结构比较适合大城市，MSC配置较多，要求SGSN的容量较大；若容量较小，只能用于GPRS业务需求较少但又要实现业务覆盖的地区。 13:32:29

SGSN组网的第三种结构（图） 在同一个MSC内设置多个SGSN。 这种情况适用于GPRS业务需求量很大的地区，为满足分组用户的需求，甚至可能单个BSC连到独立的一个SGSN节点上。 13:32:29

SGSN的规划 在GPRS建网初期，为节省投资及降低网络节点的风险，对于数据业务较少的地区，可以采用第二种方式，即只在BSS系统中增加PCU单元并提供传输电路，连到一个公共的SGSN即可为用户提供服务。 待用户数业务量增加后，再进行扩容——减少接入一个SGSN的BSC数量，并增加SGSN的数量。 在网络建设过程中，如果SGSN数量不多，建议BSC和SGSN之间采用点到点的方式连接，等到SGSN增加到一定数量后采用帧中继方式连接，使系统的可靠性和效率更高，组网更加灵活。 不同PLMN网之间，如果SGSN需要连接，需增加BG边界网关来实现，两个BG之间采用Gp接口。 13:32:29

典型的SGSN的性能指标 Nokia系统： Erisson系统： 数据处理能力48Mb/s，容量步进12Mb/s； 用户容量120，000，容量步进30，000； 96条SS7信令处理能力； 1024×64kb/s帧中继连接； 240Mbit GTP缓存； 240Mbit BSSGP缓存 Erisson系统： SGSN25：同时连接最大用户数2.5万，流量24Mb/s； SGSN100：同时连接最大用户数为10万，流量为120Mb/s。 13:32:29

5.8.3 GGSN的规划 GGSN提供与SGSN的接口、与外部PDN/外部PLMN的接口、路由选择与转发、流量管理、移动性管理和接入服务器等功能。 从外部IP网来看，GGSN是一个拥有GPRS网络所有用户的IP地址信息的主机，并提供到达正确SGSN的路由和协议转换的功能。 GGSN根据所连接的网络不同分为两种情况： 与另一个PLMN网连接 与PDN连接 两种方式所采用的接口均为Gi接口。在建网初期主要是与PDN连接，也可以与SGSN合设为混合的GSN节点。 13:32:29

GGSN非透明接入方式图 13:32:29

典型的GGSN性能 Nokia系统： Erisson系统： 提供80Mb/s的数据处理能力； 50，000条PDP分组记录。 GGSN25：同时连接最大用户数为2.5万，流量为24Mb/s。 GGSN100：同时连接最大用户数为10万，流量为120Mb/s。 13:32:29

5.8.4 PCU的规划 PCU单元在BSC与SGSN两个节点之间提供基于帧中继的Gb接口，速率为2Mb/s。 PCU在GPRS中的配置方式主要有两种，如图所示

PCU的规划 （a）配置 把PCU放在BSC一侧，物理上和BSC共址 （b）配置 把PCU放置在GSN一侧，物理上和GSN同址。 可以实现多个BSC共用同一个PCU， 各BSC到PCU之间的传输费用增加 只适用于BSC容量较小的系统，而且PCU要求有较大的容量和处理能力。

典型的PCU处理能力 Nokia系统： 一个PCU板可连接64个小区、共256个时隙信道； 带宽为2Mb/s

5.8.5 IP地址的规划 IP地址是GPRS网络的重要资源，用于网络设备和用户的标识 良好的地址规划对于网络的发展和维护非常重要。 在GPRS骨干网中，在网络层使用IP协议，每个SGSN和GGSN都有一个内部IP地址，用于骨干网内的通信。 每一个GPRS终端在与外部数据网连接时，如IP网，则需要相应的IP地址 良好的地址规划对于网络的发展和维护非常重要。 GPRS网络的IP地址可分为两种情况： 内部GPRS骨干网的地址 与Internet相连所需要的地址

内部GPRS骨干网的地址 用于SGSN、GGSN、BG、DNS、DHCP、CG、网管设备、所用的所有路由器设备以及WAP网关等设备 可以采用RFCl597文件中规定的保留地址。 10.0.0.0 ~10.255.255.255（1个A类地址）; 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 （16个相连的B类地址）; 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255（256个相连的C类地址） 13:32:29

与Internet相连所需要的地址 这类地址为公用IP地址。 若运营商把GPRS网络只作为承载网络与Internet相连，则公用IP由IAP提供； 若运营商同时作为ISP提供服务，则需要向CNNICC申请公用的IP地址 internet接入服务商（Internet Access Provider，IAP ） 13:32:29

公用IP地址分配原则 所分配的地址尽量一次满足需要，使地址尽量连续以减少路由表的规模。 网络设备（路由器和GGSN）必须支持无类别域间路由技术（CIDR，Class Inter Domain Routing）和可变子网掩码（VLSM， Variable Length Subnet Mask）技术，对网络主机数少于127的一般采用子网地址进行分配，并根据应用系统实际的主机数量确定子网掩码

5.8.6 网络建设需考虑的问题 跳频问题 数据对话音的影响 用户速率和QoS控制 移动IP话音 13:32:29

跳频问题 GPRS系统，由于和话音相比，其交织深度小，冗余比特较少，特别是CS3和CS4两种编码方式，跳频增益不如电路型业务，甚至会出现负的增益，因此在GPRS系统建网初期可根据电路型业务和分组业务的重叠状况来决定是否采用跳频技术 13:32:29

数据对话音的影响 在GSM网络中，若系统仅传插话音，系统会采取一些新技术，如不连续发射等，尽量让系统的总体信号电平降低，从而使系统干扰下降。 对于GPRS系统来说，原来的"空闲"信道不再空闲，而且因为在这些信道中传输的是数据，不像话音有激活与静音之分。信道会时时刻刻被占用，这样的结果就会导致干扰比纯话音业务时大，从而相应影响了原来纯话音业务的网络质量和容量。 13:32:29

用户速率和QoS控制 GPRS系统共有四种编码方式，不同的编码方式有不同的速率，同时对系统也有不同的载干比要求。 13:32:29

移动IP话音 由于GPRS系统能提供中、高速分组数据传输能力，利用GPRS网络实现移动话音IP化（即移动IP电话）是可行的。GPRS在一定程度上实现了移动IP业务，但话音业务和数据业务是分开交换的。 GPRS系统采用动态信道分配方式，只有传送分组数据时（说话时）才占用信道，不传送分组数据时（不说话时）则释放信道给其他用户。 移动话音IP化后，无线信道利用率比电路交换型电话的信道利用率大大提高，整个移动电话网的容量也将大大提高，能有效地解决无线资源日趋紧张的状况。 13:32:29

移动IP话音 实现移动话音IP化后，如何保证移动IP电话的话音质量是首先需要解决的问题。高话音质量所依赖的三点要素是：带宽、延时和抖动。 在GPRS网络的空中接口上，分配给用户的带宽是可变的，当GPRS与GSM共存一网时，如何有效协调GSM与GPRS的带宽是一个重要的问题。 GPRS的带宽有保证时，话音分组在空中接口的延时和延时抖动都可以减少。 另外，在GPRS上实现移动话音IP化，对GSM网络会造成什么样的影响，还需要进一步试验。  13:32:29

课后作业 GPRS的含义？主要优势和问题各是什么？ GPRS定义了哪3类MS，其选定由什么决定？ GPRS在GSM PLMN中引入了哪些新的网络节点？新增了什么控制单元？ 对比GSM与GPRS的计费 13:32:29