移动通信课件 第8章

由于GSM系统仅能满足话音和低、中速数据业务的需求不支持高速的多媒体业务移动系统必须发展演进因此演进第八章GPRS1、什么是GPRS2、GPRS的优点3、GPRS的业务4、GPRS的结构与功能5、GPRS的无线接口6、系统安全7、系统移动性管理8、GPRS的问题GPRS：是一种基于分组交换传输数据的高效率方式，面向用户提供移动

分组的IP或X.25连接。GPRS：采用GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、调制标准、跳频规则、

TDMA幀结构。1、什么是GPRS2、GPRS的优点

多个用户可同时使用同一信道，大大提高了信道利用率GPRS计费按流量计算GPRS手机上网可浏览普通的Internet网页有“永远在线”的特点

在GSM网中引入分组交换能力，提高了传输速率提供真正的无线Internet和其他分组网的接入。……………3、GPRS的业务点到点(PTP)数据业务点到多点(PTM)数据业务PTP无连接业务PTP连接业务PTM组播业务PTM群呼业务IP组播业务用户终端业务、补充业务、短消息业务、匿名接入……3、GPRS的业务优先级延迟等级业务等级分类GPRS业务质量（QoS）:可靠性等级平均吞吐量等级峰值吞吐量等级4、GPRS的结构与功能PCUPCU=Packet

Control

UnitGRAGsGfGrGcSMS-GMSCSMS-IWMSCGdSGSNGn其他GPRS网络或其他PLMNGpGbGnIternetX.25ATMCCUCCU=ChannelCodecUnit(可选项)CS3、CS4时需P272GGSN：主要功能1、网络接入控制功能2、路由选择和转发功能3、存储、修改、删除用户数据4、配合SGSN实现MM功能SGSN：主要功能1、鉴权2、许可控制3、计费信息收集4、存储转发、协议转换5、会话管理6、压缩分组数据、加密7、用户数据管理8、移动性管理(支持附着、位置更新、安全保密、寻呼、

清除等功能、支持各种定时器)9、具有建立、维护和释放SGSN和MS之间逻辑链路的功能10、路径管理功能Packet

Control

Unit(PCU)：PCU的功能主要是使BSS具备提供分组数据的功能，并控制无线接口，使多个用户可使用相同的无线资源。HLR/AUC：HLR中存有GPRS用户数据和路由信息，因而可进行数据和位置管理。AUC提供鉴权。MSC/VLR：除了存储IMSI还需存储MS的SGSN的编号其功能1、GPRS的关联功能。2、电路交换(CS)业务寻呼。3、非GPRS提示功能。4、用户信息请求。5、移动信息指示。信道类型数据结构信道编码映射尾比特截短编码BCS预编码数据比特20ms编码比特20ms20ms信道编码流程5、GPRS的无线接口5、GPRS的无线接口分组物理信道：PDCH分组逻辑信道业务PDTCH一、信道类型控制PBCCHPCCCHPDCCHPRACHPPCHPAGCHPNCH(通知信道)PACCH(随路控制信道)PTCCH(定时提前量控制信道)65432187D8D6D5D4D3D2D1D7D8D6D5D4D3D2D1D7260bit260信道编码信道编码话音编码话音编码6543218721…87…8×57=456bit话音20ms20ms57bitGSM系统的编码流程尾比特信息比特571训练序列261信息比特573尾比特3保护期8.25156.25bit=0.577msGPRS不同于GSM语音A/D语音编码信道编码交织加密调制突发串104kbit/s13kbit/s22.8kbit/s270.833kbit/s33.8kbit/s13bit8k26bit20ms456bit20ms156.25bit内信道外信道GSM与GPRS的无线接口GPRS信道编码交织加密调制突发串270.833kbit/s456bit20msGPRS数据GSM系统GPRS系统数据比特数据结构22.8kbit/s33.8kbit/s156.25bit使用GPRS与GSM三个不同处BCSUSFTPCRLC标头RLC数据二、数据结构每个无线块由4个突发脉冲组成BCSUSFTPCRLC/MAC控制消息

数据比特T：数据块类型指示PC：功率控制信息位RLC：无线链路数据与控制MAC：媒质接入控制原始比特（一个无线块中的未编码数据）时隙USF：上行链路状态标志三、信道编码尾比特截短编码BCS预编码数据比特编码比特BCS：分组校验比特预编码：对USF添加码位数据传输速率的提高是以承担更大误码风险为代价的20ms编码方案CS1CS2CS3CS4编码比特456456456456数据比特181268312428数据速率kb/s9.0513.415.621.4BCS40161616USF36612尾比特4440卷积速率半速半速半速无原始比特228294338456截短无132220无20msGPRS定义了四种编码方案(对应四种数据比特)：四：映射B5B0B1B2XTB3B4B11B6B7B8XTB9B1001270127012TDMA帧52TDMA复帧B5PBCCHPAGCHB2XXPBCCHPAGCHB11PBCCHPAGCHB8XXPAGCHB10B5PRACHB2XXB4B11B7B8XXB10B5PDTCHB1B2XTB3B4B11B6B7B8XTPACCHB10B5B0B1B2XTB3B4B11B6B7B8XTB9B10PDCH控制信道的映射业务信道的映射上行上行下行下行尾比特信息比特571训练序列261信息比特573尾比特3保护期8.25尾比特3固定比特尾比特3保护期8.25142尾比特3加密比特39训练序列64尾比特3保护期8.25加密比特39156.25bit=0.577msNBFBSB尾比特8训练序列41加密比特36保护期68.25AB尾比特3尾比特固定比特571训练序列261固定比特573尾比特3保护期8.25DBB5B0B1B2XTB3B4B11B6B7B8XTB9B10BCSUSFTPCRLC标头RLC数据尾比特截短编码BCS预编码数据比特编码比特20ms20ms456位数据比特5、GPRS的无线接口五、多时隙配置GPRS即可多个用户同时使用同一信道(PDCH)，又可使一个用户使用同频的多个时隙(最大8个时隙)，且还可和GSM同享同一个TDMA幀。5、GPRS的无线接口六、网络的三种运行模式模式3：GPRSGPRSPCCCHGSMCCCHmsmsGSM根据网络对电路业务和GPRS业务的寻呼方式及其配合关系，可将网络运行划分为三种模式（以GPRS已附着为前提）：模式2：GSMCCCH监视模式1：GPRSPCCCHGPRSGSMms监视网络侧：寻呼6、GPRS系统安全加密定义了一种特殊的加密算法GEA鉴权与GSM的方法相同SIM卡KiA8数据KcRANDGEA参数＋BSS加密位系统安全SIMAUCBTSGEAGEAGPRS7、系统移动性管理一、路由区RA：由一个或多个小区组成，RA≤LA位置区，是位置区的子集，一个RA只能由一个SGSN

提供服务，用符号RAI标识。RAI=MCC+LAC+RAC对ms的管理GPRS网：电路业务分组业务GSM按位置区管理GPRS按路由区管理二、移动性管理状态：GPRS定义了三种状态空闲状态就绪状态守候状态空闲状态：ms已开机，但未附着到GPRS移动性管理(MM)

上，此时只能接收PTM-M(组播)的传输。就绪状态：SGSN对ms的MM管理是在蜂窝(cell)层次上。

ms处在分组传输接、发或刚刚结束状态。设有结束定时(44s),一旦到时就守候状态守候状态：ms已执行GPRS附着过程，和SGSN建立了MM

连接，SGSN对ms的管理仅在路由区层次上。设有守候定时(58min),一旦到时就空闲状态。系统移动性管理三、三种状态的相互转换：A：守候定时器超时或HLR位置删除空闲状态就绪状态守候状态AEDCBC：PDU传输E：GPRS分离或HLR位置删除D：结束定时器超时或强迫进入守候或异常RLC事件B：GPRS附着系统移动性管理四、GPRS位置区域管理：即ms位置移动的管理(位置更新)

。②ms处在守候状态：此时位置信息是在路由区。①ms处在就绪状态：此时位置信息是小区(cell)。③ms在切换到就绪状态时，它的位置信息更新一次。当ms在路由区内：由一个小区到另一小区位置更新当ms在一个SGSN内：由一个路由区到另一路由区当ms在两个SGSN间：由一个路由区到另一路由区位置更新特点：执行小区位置更新无需寻呼过程。特点：执行路由区位置更新需寻呼过程。8、GPRS的问题

终端不支持无线终止功能，因此将要对收到的“垃圾”信息也要付费。…………存在传输时延现有的调制方式不理想需改进(8PSK)

实际传输速率比理论值低。GPRS不能创造资源，只能是更有效地使用资源因而频谱资源仍然紧张。GSMBSSGPRS骨干网GSMNSSInternetPSTN/ISDNEGPRSECSDmsEDGE的系统结构

8PSK课堂练习：2、GPRS对MS如何进行鉴权与加密？3、什么是EDGE？在演进中扮演什么角色？1、GPRS与GSM的关系3、什么是EDGE？在演进中扮演什么角色？1、GPRS与GSM的关系GPRS(通用分组无线业务)是一种基于分组交换传输数据的高效率方式，面向用户提供移动分组的IP或X.25连接。GSM采用电路交换，主要提供话音服务。

GPRS采用GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、调制标准、跳频规则、TDMA幀结构。GPRS系统只是在GSM系统上增加GGSN、SGSN、PCU等少量功能实体并对原有的软件进行一些改造和升级。GPRS是对GSM系统的补充和升级而不是取代EDGE是在演进的EGPRS和ECSD系统上采用8PSK的调制方式，以实现更高的传输速率的技术。它是GSM系统通往3G的桥梁

2、GPRS对MS如何进行鉴权与加密？SIMAUCBTSGEAGEAGPRS尾比特信息比特571训练序列261信息比特573尾比特3保护期8.25尾比特3固定比特尾比特3保护期8.25142尾比特3加密比特39训练序列64尾比特3保护期8.25加密比特39常规突发序列NBTCH,BCCH，PCH，AGCH，DCCH

频率校正突发序列FB——FCCH(C0:TS0)同步突发序列SB——SCH(C0:TS0)尾比特8训练序列41加密比特36保护期68.25接人突发序列AB——RACH(C0:TS0)

尾比特36、突发脉冲的格式尾比特固定比特571训练序列261固定比特573尾比特3保护期8.25空闲突发序列DB——I(…),CCCH(C0:TS0):当无呼叫时

(C0:TS0)(

)(C0:TS2～7,C1,C2,…)1、什么是GPRSGPRS的结构与功能GPRS的编号计划：1、P-TMSI

2、NSAPI3、TLLI

4、PDP5、TID6、RAI7、GSN8、APN9、TFI