GPRS-EGPRS技术交流上海贝尔

GPRS/EGPRS技术交流

2|PresentationTitle|Month2006Agenda1. GPRS简介2. EGPRS简介3. 坏小区处理3|PresentationTitle|Month20061GPRS简介GPRS简介1.1概述GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分组无线业务的简称GPRS是GSMPhase2.1标准实现的内容之一能提供比现有GSM网络9.6kbit/s更高的数据率如何构建GRPS系统: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系统原理图系统原理图GPRS简介GPRS简介1.1.2MS的类别ClassA：可同时进行GSM和GPRS的业务ClassB：不可同时进行GSM和GPRS的业务，但在一个业务进行时，可挂起去进行另一个业务ClassC：只能执行一个业务〔GSM或GPRS〕GPRS简介1.2GPRS的主要特点GPRS采用分组交换技术，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GPRS无线信道，且分配方式十分灵活：每个TDMA帧可分配1到8个无线接口时隙。时隙能为活动用户所共享，且上行链路和下行链路的分配是独立的；支持中、高速率数据传输，可提供9.05---171.2kbit/s的数据传输速率(每用户)；GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接；GPRS支持基于标准数据通信协议的应用可以，和IP网、X.25网互联互通；GPRS的设计使得它既能支持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据的传输；在GSMPLMN中，GPRS引入两个新的网络节点；GPRS简介1.3GPRS的主要特点〔续〕小区选择可由一个MS自动进行，或者基站系统指示MS选择某一特定的小区。MS在重选择另一个小区或小区组(即一个路由区RA)时会通知网络；为访问GPRS业务，MS会首先执行GPRS接入过程，以将它的存在告知网络；为收发GPRS数据，MS会激活它所想用的分组数据地址；用户数据在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开展的IP网无缝连接。MS和外部数据网络之间透明地传输，它使用的方法是封装和隧道技术：数据包用特定的GPRS协议信息打包并在MS和GGSN之间传输；GPRS可以实现基于数据流量、业务类型及效劳质量等级(QoS)的计费功能，计费方式更加合理，用户使用更加方便；GPRS简介1.4GPRS的编号方案1.4.1分组临时移动用户识别码〔P-TMSI〕 P-TMSI的作用：SGSN提供给GPRS用户分组临时移动用户识别码的目的是为了支持用户平安保密业务，而且SGSN必须把P-TMSI和用户的IMSI联系起来。一个具有电路型和分组型结合的网络，MS被分配了两个身份：TMSI和P-TMSI。

如何区分P-TMSI和TMSI： 在MSC和SGSN都覆盖的区域内，SGSN分配的P-TMSI最高两比特为“11”，MSC分配的TMSI最高两比特为“00”、“01”、“10”。 32个比特全为1的TMSI留给SIM卡，用于表示无效的TMSI。

GPRS简介1.4.2网络层业务接入点标识〔NSAPI〕MS移动台请求激活PDP上下文时，移动台选择未被使用的NSAPI；NSAPI在MS中用于标识分组数据协议的接入点，即用户接入哪种网络业务〔如X.25或IP〕；在SGSN和GGSN之间，NSAPI作为TID的组成局部用于标识与一个PDP地址相对应的PDP上下文。〔TID：TunnelID〕一对NSAPI/TLLI，在一个RA路由区中可以明确选路。

GPRS简介1.4.3临时逻辑链路标识〔TLLI〕TLLI与IMSI是一对一的关系，只有MS和SGSN才知道，它在MS和SGSN之间唯一的标识逻辑链路。如果MM上下文中，不知道TLLI属于哪个路由区，那么TLLI就与RAI一起使用；TLLI由移动台或者SGSN直接或者在P-TMSI的根底上生成。如果网络分配了一个新的P-TMSI，那么TLLI也随之而更新；TLLI有4种生成方式：本地TLLI：由移动台从SGSN分配的P-TMSI生成，只在和这个P-TMSI相关的路由区内有效；异地TLLI：根据分配在另一个RA路由区的P-TMSI生成；随机TLLI：由移动台随机生成，用在该MS没有一个有效的P-TMSI，或者MS启动了一个匿名方式时；辅助TLLI：由SGSN直接生成，用于SGSN和MS明确的标识一个匿名访问的MM和PDP上下文；

GPRS简介1.4.4PDP地址PDP地址的作用是用于外局部组数据网络识别MS的PDP上下文是使用的地址GPRS用户的网络层地址，可以有一个或是多个，这由该用户所涉及的外部网络来决定；地址类型：IPv4地址、IPv6地址、X.121地址等GPRS简介1.4.5隧道标识〔TID〕TID由IMSI和NSAPI组成，存在于GTP字头中，用于在GPRS骨干网的GSN之间〔SGSN和GGSN之间，或新的SGSN和原SGSN之间〕唯一地标识一个PDP上下文，以利用隧道传输机制转发用户数据。当有PDP上下文激活时，TID被转发到GGSN，并且用于GGSN和SGSN之间的用户数据传输，来识别SGSN和GGSN内移动台的PDP上下文。移动台发生越SGSN的路由区更新时，TID也可以用来将N-PDU从旧的SGSN传送到新的SGSN。GPRS简介1.4.6路由区标识〔RAI〕MS在GSM电路业务状态下是按位置区〔LA〕来进行位置管理的，而在GPRS分组业务状态下是按路由区〔RA〕来进行位置管理的。每个路由区有一个路由区标识〔RAI〕，RAI=LAI+RAC，它将作为系统信息进行播送，如以下图所示：MCCMNCLACRAC路由区标识RAI3位数字最大16比特最大16比特2位数字RAI的组成GPRS简介1.4.7接入点名〔APN〕组成：APN网络标识：定义GGSN可以连接的外部网络，由网络运营商分配给ISP或者公司，相当于其域名的一个标志；APN运营商标识：定义了GGSN所在的PLMNGPRS骨干网，用于标识归属网络。格式：APN网络标识格式；至少包含一个标签，最大长度为63个8位位组。由GPRSPLMN分配，并保证其唯一性。APN网络运营商标识格式；包括3个标签，第一个标签为“运营商名”，第二个标签为“运营商群组”，第三个标签为“gprs”。例如：mnc<MNC>.mcc<MCC>.gprs，<MNC>和<MCC>为IMSI中相应的组成局部通配符APN：在HPLMN运营者允许用户接入指定PDP类型的任意网站时，HLR中可以包含该用户的通配符APN，“*”。GPRS简介1.4.8临时流量识别〔TFI〕 为了在RLC层上实现有选择的ARQ协议，需要对每个临时块流〔TBF〕定义一个临时流识别〔TFI〕。该参数用于同一小区中同一时隙LLC帧传送序列，用以取代RLC/MAC层中的MS识别。1.4.9上行状态标记〔USF〕 USF用于在PDCH上允许多个MS复用无线块〔通常为4个连续的突发脉冲〕。USF有3个比特可以表示8种状态，它可以用于上行链路的复用；即8个MS可依据USF实现在上行的信道上同一时隙内的复用；网络通过改变USF值动态地调整分配给某个MS的上行无线资源。GPRS简介1.5

GPRS逻辑体系结构

在右表给出了GPRS体系结构中的接口及参考点。除了这些接口和参考点之外，GPRS还新增加了分组控制单元(PCU,PacketControlUnit)和Gb接口单元(GBIU,GbInterfaceUnit)。其中PCU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。接口或参考点说明R非ISDN终端与移动终端之间的参考点GbSGSN与BSS之间的接口GcGGSN与HLR之间的接口GdSMS-GMSC之间的接口，SMS-IWMSC与SGSN之间的接口GiGPRS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GrSGSN与HLR之间的接口GsSGSN与MSC/VLR之间的接口GfSGSN与EIR之间的接口UmMS与GPRS固定网部分之间的无线接口GPRS简介1.6GPRS网络的主要实体1.GPRS支持节点(GSN)

2.GPRS骨干网

3.本地位置存放器(HLR)

4.GPRS移动台

5.移动交换中心(MSC)和拜访位置存放器(VLR)

6.分组数据网络(PDN)

GPRS简介支持节点(GSN)GPRS的支持节点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，主要包括：移动路由管理功能；数据传送和格式转换GSN的两种类型：SGSN和GGSNSGSN----SGSN是为移动终端(MS)提供业务的节点(即Gb接口由SGSN支持)。在激活GPRS业务时，SGSN建立起一个移动性管理环境，包含关于这个移动终端(MS)的移动性和平安性方面的信息。SGSN的主要作用就是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和SGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GPRS简介支持节点(GSN)〔续〕GGSN----GGSN通过配置一个PDP地址被分组数据网接入。它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，即SGSN。GGSN可以经Gc接口从HLR查询该移动用户当前的地址信息。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN和LAN等。另外，GGSN也又被称作GPRS路由器。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。GPRS简介1.6.2GPRS骨干网GPRS中有内部PLMN骨干网和外部PLMN骨干网两种内部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。

GPRS简介1.6.2GPRS骨干网〔续〕当GPRS本身也作为一个ISP时，还应配置ISP接入系统的相关设备，这些设备与目前固定网中使用到的根本相同。具体包括：接入效劳器〔AS〕域名效劳器〔DNS〕动态主机配置协议〔DHCP〕RADIUS效劳器GPRS简介1.6.2GPRS骨干网〔续〕1.6.2.1接入效劳器用于支持多种用户接入方式，包括Modem、DDN专线、X.25，甚至于ADSL、帧中继等；当用户登录时，负责接收用户名和口令，并送至RADIUS效劳器进行认证，假设认证成功，那么由DHCP效劳器动态分配给用户一个IP地址〔DHCP效劳器是逻辑上的效劳器功能，可以是独立的一台设备，也可以只是配置在接入效劳器上〕。1.6.2.2域名效劳器用于SGSN、GGSN对APN进行解析。域名效劳器用于提供32比特的IP地址和符号名称之间转换的机制，如。当本地DNS找不到有关数据时，可以访问上一级DNS查询〔目前全世界共有8个顶级DNS〕GPRS简介1.6.2GPRS骨干网〔续〕1.6.2.3动态主机配置协议DHCP效劳器用于向DHCP用户提供自动的IP地址消息；IP地址不是永久分配给用户的，而是动态地分配给用户；DHCP效劳器分配IP时，定义了一个租用时间，当该定时器超时时，用户必须重新租用。1.6.2.4RADIUS效劳器RADIUS协议用于IP网的用户认证、计费协议。当认证成功后，RADIUS效劳器负责开始计费；可以通过将RADIUS效劳器分级的方式，实现用户的漫游认证。一级RADIUS可以通过上级的RADIUS效劳器，找到漫游用户所属的RADIUS效劳器进行认证。GPRS简介1.6.3本地位置存放器(HLR) GRPS用户数据管理：HLR保存了GPRS用户的永久性信息，并能根据要求向SGSN提供有关的用户数据；HLR能根据需要对数据进行更新，并通知相应的SGSN。GPRS用户位置信息的管理：HLR保存了GPRS用户的位置信息，并根据需要更新、删除位置信息，并通知相应的SGSN；HLR能根据位置信息为网络侧发起的GPRS或短消息业务提供GPRS路由消息；HLR收到SGSN发来的去除MS请求后，能给该MS设置“GPRSMS去除”标记。用户鉴权：HLR能够向AUC请求鉴权三元组消息，并根据SGSN请求向它提供鉴权参数；每次能够提供3~5组鉴权三元组。错误恢复功能：HLR重启后，应通知受影响的用户当前所在的SGSN。GPRS简介1.6.4GPRS移动台GPRSMS能以三个运行模式中的一个进行操作，其操作模式的选定由MS所申请的效劳所决定：A类(Class-A)操作模式：MS申请有GPRS和其他GSM效劳，而且MS能同时运行GPRS和其他GSM效劳。B类(Class-B)操作模式：一个MS可同时监测GPRS和其他GSM业务的控制信道，但同一时刻只能运行一种业务。C类(Class-C)操作模式：MS只能应用于GPRS效劳。

GPRS简介1.6.5MSC/VLR移动交换中心/拜访位置存放器 GPRS关联功能：MSC/VLR能接收SGSN发出的IMSI附着请求，并建立GPRS关联；MSC/VLR能接收SGSN发出的位置更新请求，并更新GPRS关联；MSC/VLR能接收SGSN发出的IMSI别离请求，并可以解除GPRS关联。电路交换〔CS〕业务寻呼：非GPRS提示功能：用户信息请求：移动信息指示：GPRS简介1.6.6分组数据网络(PDN)

PDN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。GPRS简介1.7移动性管理(MM)功能

与GPRS用户相关的移动性管理定义了空闲(Idle)、等待(Standby)、就绪(Ready)三种不同的移动性管理状态，每一种状态都描述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。"Idle"AttachmenttonetworkDetachment超时分组的Tx或RxDetachment或超时"Ready""Stand-by"GPRS简介1.8移动性管理状态的定义(1)空闲状态

在GPRS空闲状态中，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。因此在这个状态下不能进行与用户有关的移动性管理过程。(2)等待状态 在等待状态下，用户可进行GPRS移动性管理。在MS和SGSN中的MM环境已经创立了用户的IMSI，此时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。但在这个状态下，不能进行PTP数据收发和PTM-G数据的发送。(3)就绪状态

在就绪状态下，SGSNMM环境会对在相应的等待状态下的MM环境进行扩充，它扩充了在小区级的用户位置信息。在就绪状态下，MS可以收发PTPPDU。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小区的BSS。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。不管某一无线资源是否已分配给了用户，即使没有数据传送，MM环境也总保持就绪状态。31|PresentationTitle|Month20062EGPRS简介EGPRS简介什么是EDGE? EDGE的全称为EnhancedDatarateforGSMEvolutionEDGE、EGPRS的区别 3GPPstandardrelease99:EDGE=ECSD+EGPRSEDGE技术的特点 引入新的调制方式－8PSK〔8相相移键控〕 引入新的编码方式－MCS编码方式〔ModulationandCodingScheme〕 引入LA链路自适应功能 引入IR递增冗余重传机制EGPRS简介GMSKEGPRS简介8PSKdBt(147bits)542.8µsPN0-20不同于GMSK方式的恒定调制功率包络，8PSK调制功率包络是变化的MCS-9MCS-8MCS-7MCS-6MCS-5MCS-4MCS-3MCS-2MCS-11020304050600DatarateperTS(kbit/s)Eb/No(dB)510152025UrbanareaPedestrianNoiselimitedenvironmentNoincrementalredundancy$2$Linkadaptation原理：基于RLC实施基于实际的传播环境〔平均的噪声、干扰等〕选择最好的调制编码方式EGPRS简介MeasureMeasureMeasureFiltering*Decision**BTSPCURadioblock(MCS_A)NewMCScommanded(MCS_B)Radioblock(MCS_B)Radioblock(MCS_A)Radioblock(MCS_A)EGPRS简介由BTS测量上行数据，并进行Mean_BEP，CV_BEP的计算MeasureMeasureMeasureDecisionBTSPCUMeasurementrequestCQIreportingMeasureRadioblock(MCS_A)Measure上报对下行数据进行测量计算的Mean_BEP，CV_BEP结果，由网络进行相应的判决调整Radioblock(MCS_A)Radioblock(MCS_A)Radioblock(MCS_A)Radioblock(MCS_B)FilteringEGPRS简介标准定义每种MCS有2－3种不同的打孔方式(PS1,PS2,PS3)打孔方式的特性相同的性能(BER,BLER)Dataencodedwith1/3mothercodeP1P2P3EGPRS简介每次发生重传时改变打孔方式在接收侧合并屡次传送的数据〔优化传送性能但需较高的存储空间〕(n+1)(n+2)I(N)P1I(N+1)P1I(N+2)P1I(N)P2P1P1P1P2P1P1P1P1P1P1I(N+2)P2NACK(N)ACK(N;N+1)NACK(N+2)CombComb(n)(n+2)(n+2)(n+2)(n+2)(n+3)(n+4)(n+1)(n+1)(n+1)(n+1)(n+1)(n+1)(n+2)(n+2)(n+2)(n)(n)(n)(n)(n)(n)(n)P2P1P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3EGPRS简介EGPRS简介容量计算由于EDGE支持高速的数据传输，因此在空中接口，ABIS，G-ATER上必然会需要更多的资源。在B8中引入了TRXCLASS的概念以满足EDGE中需要的硬件资源。EGPRS简介不同类型的TRX在ABIS上所需的资源如下：载频类型TRANSMISSIONPOOLABIS上业务信道占用的时隙相当于一般情况下的载频数TYPE121TYPE2242TYPE3463TYPE4684TYPE58105EGPRS简介举例一个3载频配置的小区其中一个是CLASS3的载频，两个是CLASS1的载频。如图：在ABIS上TRX1,TRX2是CLASS1的载频，分别在ABIS上占用2个时隙，这两个时隙我们一般称为BASETIMESLOT,在这两个时隙上即可承载CS业务也可以承载PS业务。TRX3是CLASS3的载频，在ABIS上除了有2个BASETIMESLOT外，另外还占用了4个时隙，我们把它成为EXTRATIMESLOT,该时隙上只能承载PS业务EGPRS简介EDGE无线接口上的特性MCS(调制及编码方式〕系统提供9种MCS,其调制方式及每个时隙上支持的理论数据传输速率如图：EVOLIUM™BSS设备在下行方向支持MCS1至MCS9EVOLIUM™BSS设备在上行方向支持MCS1至MCS4标准上定义了两类EDGE的CLASS1：只在下行方向支持8PSK调制方式CLASS2：在上下行方向都支持8PSK调制方式EVOLIUM™BSS设备支持所有的2类EGPRS简介开通EGPRS的条件软件版本B8硬件条件如下载频支持EGPRSTRAG,TRAGE,TAGH,TAGHETRAD,TRADE,TADH,TADHE如下微蜂窝支持EGPRSM5M(M4M不支持EGPRS)如下SUM支持SECONDABISSUMA(SUMP不支持SECONDABIS)EGPRS简介EGPRS相关的参数MAX_EGPRS_MCS 允许最高的编码方式EN_EGPRS EGPRS的开关EN_IR Incrementalredundancy功能的开关TBF_DL_Init_MCS 当下行TBF建立时开始采用的MCSTBF_UP_INIT_MCS 当上行TBF建立时开始采用的MCSTPM 载频的优先级别，在0至7中取值，数值越高，CS业务占用的级别越高，值为0使表示CS占用的级别最低，但是能用于PS业务，即假设要开通CS3/CS4必须把相关载频的TPM设置为0EGPRS简介开通EDGE的过程:设置TRX的TRANSMISSIONPOOLTYPE根据所要使用的MCS，配置适宜的TRXCLASS右键点击基站，选中MODIFYBTSCHARACTERISTICS,在相应的TRANSMISSIONPOOLTYPE中填入载频数等待上述过程结束对涉及小区作RE-SYNCHRONIZEGPRS创立PRC修改小区无线参数，开通EDGE设置PDCH信道数〔方法同开通GPRS一样〕MIN_PDCHMAX_PDCH_HIGH_LOADMAX_PDCH设置能够使用的TRX的TPM=0〔方法同开通GPRS一样〕把EN_EGPRS参数设置为ENABLE设置MAX_EGPRS_MCS检查/激活PRC后开通EDGE47|PresentationTitle|Month20063坏小区处理GPRS坏小区处理3.1GPRSMisalign处理当小区级出现GPRSMisalign时，对该小区进行Re-SynchronizeGPRS当BTS级出现GPRSMisalign时，对该BSC进行Re-SynchronizeGPRSGPRS坏小区处理3.2GPRSDisable处理小区级出现GPRSDisable:查看该小区硬件，是否有载频被锁、告警等原因；对该小区进行Re-InitializeGPRS；删创该小区的GPRS功能；Reset对应的GPU；删创小区BSC下较多小区出现GPRSDisable:查看这些小区，首先判定是否有规律〔即是否为同一块GPU导致〕，如不是，那么按