第5章通用分组无线业务GPRS.ppt

1、2020/7/31，1，移动通信技术，第5章通用组无线服务GPRS，2020/7/31，2，5.1 GPRS概述5.2 GPRS网络，第5章通用组无线服务GPRS，2020/5.1.1 GPRS生成背景1 IP移动数据服务的开发是各运营商的战略发展方向GSM向第三代移动通信系统的发展3G的主要特征：具有宽带数据通信和多媒体通信功能，提供快速分组交换功能。2020/7/31，4，到GSM网络WCDMA的无缝切换问题，电路交换方法不能满足大容量数据的传输要求，需要中等技术。GPRS程序可充分利用现有GSM资源，并无缝过渡到3G。5.1 GPRS概述，2020/7/31，5，5.1.2数据更换技术交

2、换方式的特性：面向连接(包括呼叫设置过程)和无连接。1电路交换电路交换方式又分为空分更换方式和分时更换方式。电路交换是指在两个电脑或终端徐璐通信之前预先建立物理链路，在通信过程中从头到尾使用牙齿链路传输数据信息，并防止其他电脑或终端同时共享链路。通信结束后删除牙齿物理链路。可见电路交换属于字典分配的电路资源。其原理如图所示。(1)电路交换过程电路构建阶段资料传输阶段电路消除阶段图说明了电路交换利用数据通信过程。5.1 GPRS概述，2020/7/31，6，图电路交换示意图，图电路交换进程图表，2020/7/31，7，(2)电路交换机功能连接导向：呼叫设置、消息传递和断开连接实时信息传输，减少传

3、输延迟(请参阅数字节目控制电话交换采用同步分时更换通信信道，独占使用率低。使用串行传输方法可能会导致所有故障的中断问题。信息“透明”传输(存储渡边杏箱、分析渡边杏箱、处理渡边杏箱)、信息传输没有控制机制、可靠性下降(透明传输)、严重的调用损失。网络互连困难：速度、协议和代码不同的终端互操作性困难。5.1 GPRS概述，2020/7/31，8，2分组交换分组交换原理分组交换基本原则是存储转发方式。把报纸分成较短、固定格式的“分组”(或包)进行交换和传送。换句话说，节点交换机使用“分组”单元的存储转发机制在终端之间进行信息交换。如图所示。分组的分组由组标题和用户数据部分组成，如图所示。组标头包含发

4、送和接收地址以及一些控制信息，长度为310字节。用户数据部分的长度通常为128字节，不超过最大值256字节。5.1 GPRS概述，2020/7/31，9，5.1 GPRS概述，图分组开关操作原理图，描述分组交换方法为STDM。2020/7/31，10，将数据信息分成多个数据段，添加组标头以“存储-传递”方式发送，到达接收端，然后将段组合还原为原始数据信息。图组配置，5.1 GPRS概述，2020/7/31，11，5.1.3 GPRS概念通用包无线电服务(GPRS)是通用组无线业务的缩写。GPRS。GPRS是从2G发展到3G的重要阶段，可以由GSM支持。GPRS系统与传统GSM语音系统最根本的区

5、别在于，GPRS是分组交换系统，而传统GSM系统是电路交换系统。，5.1GPRS概述，2020/7/31，12，GPRS系统基于分组交换技术，对基于GSM的移动组数据服务GPRS手机的传输数据量计费，而不是发送时间。小区内的多个用户可以共享一个无线通道，同时进行通信。如果用户需要传输的数据杨怡很多，而且通道还空闲，则可以同时使用同一托架的多个插槽通信，以满足数据业务的突然需求。在5.1GPRS概述、2020/7/31，13，1GPRS支持期间，高速资料传输最大速度理论最大值为21.48=171.2kbit/s。但是，需要同时提供给同一用户的载波频率的8个插槽，不能使用任何形式的纠错措施，需要对

6、现有GSM网络进行重大更改。无GSM网络更改，只能使用14.4kbit/s8=115.2kbit/s的最大理论速度5.1 GPRS的波特率为14.43.2kbit/s的GSM牙齿预留通道数GPRS的实际速度为14 . 43 . 2 kbit/s，上下不对称，5 .17101780 MHz下游935960MHz 18051880 MHz通道间隔：200KHz频率多路复用：43路载波通道数：8(插槽)每个通道的数据速率(对应于4茄子编码方案)CS-1: 9.05 KBIT/S CS电源控制点到点PTP业务可以不连接，也可以面向连接。有点多点PTM业务；根据语音服务和无线资源孔刘流量、时间或QoS灵

7、活计费。2020/7/31，16，5.2.1 GPRS的网络结构GPRS网络基于现有GSM网络。GPRS网络参考模型如图5.1所示。GPRS支持节点(GSN)是GPRS网络中最重要的网络节点。GSN具有移动路由管理功能，可实现多种类型的数据网络和GPRS寄存器连接。GSN可以完成移动台和各种数据网络之间的资料传输和格式转换。GSN可以是独立设备(类似于路由器)，也可以与GSM中的MSC集成。GSN有两种茄子类型：服务GSN(服务GSN，SGSN)和网关GSN(网关GSN，GGSN)。5.2 GPRS网络，2020/7/31，17，5.2 GPRS网络，图5.1 GPRS网络参考模型，2020/

8、7/31，18，需要在现有GSM网络(例如网关GPRS)中添加一些节点GGSN)，以及服务GPRS支持节点GPRS附加主要设备PCU、SGSN、GGSN。1服务GPRS支持节点(SGSN)对移动终端执行身份验证和移动性管理。主要职责是记录移动台的当前位置信息，并完成移动台(MS)和GGSN之间分组的资料传输和接收。集成开单网关、边缘网关(徐璐负责其他GPRS网络之间的互连)和防火墙功能。5.2 GPRS网络，2020/7/31，19，2网关GPRS支持节点(GGSN) GPRS网络和外部数据网络连接节点，主要是网关角色，一个路由器。ISDN、PSPDN、LAN等多种数据网络连接。3组控制单元(

9、PCU)是用于对数据分组的通道管理和通道访问控制。4 GSM网络端需要新节点、介面和一些设备软件升级。BTS:当前使用的CS-1和CS-2仅需要软件升级。BSC:需要添加新的数据包数据处理单元PCU模块。5.2 GPRS网络、2020/7/31，20、MSC/VLR MSC和SGsN的GS接口需要MSC软件升级，否则无需对MSC进行改造。MSC可以与SGSN/GGSN一起安装，并且可以逐步用GPRS核心网络取代MSC功能。HLR:需要支持GPRS的软件升级用户数据和路由信息，以及与SGSN的Gr接口。OMC:需要为新网络设备添加网络管理的功能计费系统：升级计费系统使用数据流量计费终端：支持GP

10、RS的终端，而不是按时计费终端。5.2 GPRS网络，2020/7/31，21，5.2.2 GPRS介面1 GPRS基本介面(1)Gi介面GGSN和外部数据网络之间的介面。与常规路由器一样，GGSN使用传统传输方法接收双层数据帧，然后执行帧处理以获取IP数据包。分析IP包的目标地址，并将本地分组数据协议内容(PDP上下文)中显示的手机地址之一发送到Gn接口的软件模块，以进一步处理。5.2 GPRS网络，2020/7/31，22，(2)Gn介面GGSN和SGSN之间的接口最先处理数据包的GTP(GPRSTunnelingProtocol)协议，从GGSN到SN的优点：便于移动手机对托管IP包透明

11、。Gi和Gn两个网络之间外网和电信企业网络之间没有路由，只有包关系，安全得到保证。5.2 GPRS网络，2020/7/31，23，5.2 GPRS网络，GPRS介面图表，2020/7/31，24，(3)Gb介面SGSN和BSS之间介面子网相关融合协议目的。提高GPRS的可扩展性，以后只需更改SNDCP即可适应新的三层协议，如IPv6。SNDCP还负责数据压缩和分段以节省航空介面带宽，以适应子LLC的MTU(MaximumTransmissionUnit，最大传输单元)。LogicalLinkControl(LLC)协议负责将数据从SGSN传输到手机。服务目标有三种茄子类型：SNDCP数据包(即

12、用户数据)、用户信号和短消息。服务类型有两种：面向连接和连接渡边杏，用户可以根据QoS要求进行选择。5.2 GPRS网络，2020/7/31，25，基站子系统GPRS协议(BSSGP)是服务GPRS支持节点(SGSN)和BSN的主要提供在BSS和SGSN之间传输用户数据所需的无线相关数据、QoS和选择信息。在BSS中，用作LLC帧和RLC/MAC块之间的接口。SGSN在RLC/MAC派生的信息和LLC帧之间形成接口。(4)Um介面空中接口的射频部分与GSM相同，但是逻辑信道中添加了分组数据信道，提供了支持多时隙传输方式(最多8个时隙)的多种编码。5.2 GPRS网络，2020/7/31，26，

13、5其他GS: SGSN和MSC/VLR之间的介面gr: SGSN和HLR之间的介面GD:通过GD接口连接徐璐其他GSM网络(徐璐其他PLNM)，5.2 GPRUm接口的通信协议包括五层物理层：物理层、Mdium Access Control(MAC)层、逻辑链路控制(LLC)层和subnetwork dependata(sndc)GSM空中接口的载波带宽为200kHz，一个载波频率分为8个物理信道。如果所有8个物理通道都分配为传输GPRS数据，则远视数据速率最高可达200kbit/s。考虑到前向错误朱正廷代码的开销，最终数据速率可能达到164kbit左右。，2020/7/31，28，5.2 G

14、PRS网络，2020/7/31，29，无线链路控制(RLC)/介质访问控制(MAC)层无线链路控制(RLC)功能多个物理信道组成的移动台(mobile link control，MAC)逻辑链路控制(LLC)层LLC是基于高速数据链路法规(HDLC)的无线链路协议，可提供高可靠性的加密逻辑链路。LLC层在上级SNDC层的SNDC数据单元中形成LLC地址，帧字段，从而生成整个LLC帧。LLC启用多点寻址和数据帧重新传输控制。5.2 GPRS网络，2020/7/31，30，子网相关融合协议(SNDC)将网络级别属性映射到基本网络属性。主要作用是确定传输数据的分组、打包、TCP/IP地址和加密方法。在SNDC层，移动台(MS)和SGSN之间传输的数据以一个或多个SNDC数据包为单位进行分段。SNDC数据包单元生成后放置在LLC帧中。5.2 GPRS网络，2020/7/31，31，2020/7，31，网络协议GPRS主干GPRS支持节点(GSN)的用户数据和信函使用GPRS隧道协议(GTP)进行隧道处理。GTP是