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GSM数字移动通信系统的介绍(ppt 83页)

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GSM数字移动通信系统介绍

目录
第一部分 移动通信系统的概述 第二部分 GSM系统结构与接口 第三部分 GSM系统业务流程 第四部分 短消息业务介绍 第五部分 无线应用协议WAP 第六部分 通用分组无线业务GPRS

第一部分 移动通信系统的概述
一、移动通信的发展与现状 二、 GSM移动通信系统主要性能简介

一、移动通信的发展与现状
?第一阶段:从上世纪20年代至40年代早期,短波无线通信。 ?第二阶段:从40年代中期至60年代初期,移动无线通信开 始问世。 ?第三阶段:从60年代中期至70年代中期,大区制移动电话。 ?第四阶段:从70年代中期至80年代中期,是移动通信蓬勃 发展时期。1978年底,美国贝尔实验室研制成功先进的移动 电话系统(AMPS),建成了蜂窝状移动通信网。 ?第五阶段:从80年代中期开始,欧洲推出GSM体系,美国 和日本也制定了各自的数字移动通信体制。

移动通信迅速发展的原因
?市场驱动
--中国大陆:移动电话用户1999年超过4000万用户,移动电 话业务量占整个电信业务量的50%。据信息产业部副部长 娄勤俭说,到六月底,中国内地移动电话用户将达到1.16 亿户,比去年年底净增3000多万户。
--全球移动电话用户到2000年已达到5亿。目前,全球约每 10人拥有一部手机,而未来五年内,每五人就拥有一部手 机。

移动通信迅速发展的原因(续)
?技术发展 --微电子技术长足发展,如DSP、VLSI、天线技术 --形成移动通信新体制,蜂窝网。 --微处理技术及计算机技术 ?政府调节 --颁布有利于移动通信发展的政策 --分配或拍卖频段

移动通信系统的演进

1G

2G

2G+

3G

AMPS GSM900 GSM

WCDMA

TACS DCS1800

-HSCSD CDMA2000

NMT450 PCS1900

-GPRS TD-SCDMA

NMT900 PDC

-EDGE

IS95A-CDMA IS95B-CDMA

80S

90S

2001

各类主要蜂窝系统概况

频率

多址方 式

使用的国家或地区

模拟 蜂窝 系统

AMPS TACS

上行 825-845 下行 870-890 上行 890-915 下行 935-960

FDMA FDMA

美国、澳大利亚、加拿 大等 中国、英国、香港、阿 联酋等

GMS

上行 890-915 下行 935-960

TDMA

中国、欧洲各国

数字 蜂窝

D -A M PS (IS-54)

上行 824-849 下行 869-894

TDMA

美国

系统

PDC

上行 940-956
( 1447-1501)
下行 810-826
( 1429-1453)

TDMA

日本

二、 GSM系统主要性能简介
1、发射频率:上行890-915MHz 下行935-960MHz
2、多址方式:TDMA 3、双工方式:FDD 4、双工间隔:45MHz 5、载波频道间隔:200KHz,共124*怠
6、语音编码:规则脉冲激励长期预测编码 (RPE-LPC),语音编码速率13kbps。

GSM系统主要性能简介(续)
7、信道编码:采用循环冗余码、1/2卷积码及交织 编码。
8、跳频速率:217跳/秒 9、调制方式:高斯滤波最小移频键控(GMSK),
调制速率270.833kbps。 10、时隙和TDMA帧:物理信道/时隙,时隙周期
577us,8时隙/帧。 9、小区结构:在农村地区可采用宏小区,小区半
径可达35km;城市地区小区半径一般为10-20km; 市中心等业务密集地区可采用微小区,半径 0.5km。

第二部分 GSM系统结构与接口
一、GSM系统结构 二、GSM系统的各类接口 三、GSM系统的控制与管理 四、GSM系统的接续和移动管理过程

一、GSM系统结构

BTS

BTS

BSC

MS BTS

EIR

MSC

AUC

PDN PSTN ISDN

HLR

BTS

VLR

MS ?? ?? ?¨

BTS

BSC

BTS ?ù ?? × ? ?? ??

OMC MSC
?? ?? ?? ? × ? ?? ??

?? ?? ??

GSM系统设备

1、移动台MS 2、基站子系统BSS
基站控制台BSC 基站收发信台BTS 4、操作维护子系统OMC OMC-B OMC-S

3、网络交换子系统 移动交换中心MSC 归属位置寄存器HLR 访问位置寄存器VLR 设备标志寄存器EIR 认证中心AUC

移动台语音处理的过程

?? ?? ?? ?? A/D

13kbit/

s

?? ?? ± à

?? ?? ± à

??

??

?? ??

TDMA?? ?? ??

?÷??

?? ??

?? ??

D/A

?? ?? ?? ??

?? ?? ?? ??

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?? ?? · ? ??

?? ?÷

基站子系统BSS
?基站系统是在小区内建立无线电覆盖的设备,负责管理无 线资源,建立移动台与网络之间的无线信道,传送网络的 各种信令及用户信息等。
?一个基站系统BSS包含一个基站控制器BSC以及一个或多个 基站收发信台BTS。一个BTS在一个小区内建立无线电覆 盖,故一个基站系统的覆盖区域包含若干个小区。
?基站系统包含两类逻辑信道: 业务信道:全速率信道和半速率信道 控制信道:广播信道、公共控制信道、
专用控制信道

基站子系统的功能
无线信道管理 *信道配置管理 * 独立专用控制信道和业务信道管理 *广播控制信道和公共控制信道管理 *随机接入 *信道编码解码 *定时超前 *无线资源指示 *寻呼 *越区切换

网络交换子系统
MSC:作为交换设备,具有完成呼叫接续与控制的功能;作 为移动交换中心,具有无线资源管理和移动特性管理等功 能。
GMSC:信关MSC,提供所有入网呼叫的查询和转接能力。 HLR:用于移动用户管理的数据库。包含的用户信息分为两
类:一类是有关用户参数的信息,另一类是有关用户当前 位置的信息。
VLR:存储用户位置信息的动态数据库。 EIR:存储有关移动台设备参数的数据库。 AUC:存储有关移动用户的身份以及产生相应认证参数的功
能实体。

操作维护分系统
1、OMC-S对交换分系统的操作维护 操作功能:系统控制、移动用户管理、服务
管理、业务管理、计费、路由和网络管理。 维护功能:移动用户线维护、局间中继线维
护、系统软硬件维护。 2、OMC-R对基站分系统的操作维护 包括:人机接口管理、保密管理、配置管理、
运行管理、出错管理

二、GSM系统中的各类接口

Sm MS

Um Abis A

BSS

MSC

G

B

VLR

VLR

D C

HLR

E

F

EIR MSC

1、Um 无线接口
?规定信道结构和接入能力 ?定义MS-BS通信协议 ?完成呼叫控制处理 ?实现移动性、安全管理 ?完成功率控制等业务功能

信道的帧结构

01 2

1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047

1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)

012

0

1

48 49 50

24

25

1(26帧)复帧=26TDMA帧

0 1 23

24 25

1(51帧)复帧=51TDMA帧

012

48 49 50

1TDMA帧=8时隙
01 2 34 5 67

GSM逻辑信道类型
业务信道TCH: ? 全速率TCH 全速率语音信道 全速率9600bps数据信道 全速率4800bps数据信道 全速率2400bps数据信道 ? 半速率TCH 半速率语音信道 半速率4800bps数据信道 半速率2400bps数据信道

GSM逻辑信道类型(续)
控制信道:广播信道、公共控制信道、专用控制信道 广播控制信道(BCH)
频率校正信道(FCCH):移动台频率校正 同步信道(SCH):移动台的帧同步和基站识别 广播控制信道(BCCH):发送一般消息 公共控制信道(CCCH) 寻呼信道(PCH):基站寻呼移动台 随机接入信道(RACH):移动台随机接入网络 准予接入信道(AGCH):给成功的接续分配专用控制信道 专用控制信道(DCCH) 独立专用控制信道(SDCCH):传送移动台与基站连接及分配信道的信 令 快速辅助控制信道(FACCH):传送功率控制、测量数据等特定信息 慢速辅助控制信道(SACCH):所携带信令与FACCH相同,但速率较慢。

时隙和突发
时隙:为576.9us的时间片,含156.25bit。 突发序列:在一个时隙中,被发送的无线载波所携带
的信息比特串。 根据功能不同,共有4种突发形式:
普通突发序列:携带业务信道和除FCCH、SCH、
RACH外的控制信道信息。 频率校正突发序列:用于移动台频率同步。 同步突发序列:用于移动台定时同步。 接入突发序列:用于移动台随机接入。

突发脉冲序列

1?? ?? ?¨?? · ? ?? ?? ?ò ??

3 ?? ?? ± ? ?? 58

?? ?·?ò ?? 26

2?? ?? ?? ?? ?? ?? · ? ?? ?? ?ò ??

3

?? ?¨± ? ?? 142

?? ?? ± ? ?? 58

± ? ?¤?±?? 3 8.25
± ? ?¤?±?? 3 8.25

3 ?? ?? ± ? ?? 39

?? ?·?ò ?? 64

4?? ?? ?? ?? · ? ?? ?? ?ò ??

3 ?? ?·?ò ?? 41

?? ?? ± ? ?? 36 3

?? ?? ± ? ?? 39

± ? ?¤?±?? 3 8.25

± ? ?¤?±?? 68.25

无线资源分配
小区配置:将无线频率信道的一个子集分配给某特定的小区 使用。
移动配置:将小区配置的无线频率信道中的若干个动态分配 给某个移动用户。
时隙的分配:在上下行链路上成对进行。在BTS一侧,上行 TDMA帧比相应下行 TDMA帧固定延迟3个时隙。在移动 台一侧也存在相应的延迟。
慢跳频:每个移动台在每个TDMA帧的发送时隙改变一次频 率。

2、A接口功能
*地面信道功能 -地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理:无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理:随机接入、寻呼消息 -专用信道管理:链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配

A接口功能(续)
*资源指示:BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能:对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息:空中链路、业务流量测试,MS报告,BSS接收
和预处理,传送给MSC处理。 *切换:小区内、小区间、外部切换 *移动管理:由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制:由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性:用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
用户鉴权

三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游

1、GSM识别码

1、移动用户号码MSISDN:CC+NDC+SN

CC:国家码,中国86 NDC:国内目标码 SN:用户码

2、移动用户识别码IMSI:MCC+MNC+MSIN

MCC: 移动国家号,中国460

MNC:移动网号,中移动00,联通01

MSIN:移动用户识别号

3、移动设备识别码IMEI:TAC+FAC+SNR+SP

TAC: 型号批准编码 FAC:装配厂家编号

SNR:序号编码

SP:备用

GSM识别码(续)
4、移动台漫游号码 MSRN=CC+NSC+SN 用于一次呼叫的路由选择。 CC=国家号 NDC=国内目的地号码(用于识别MSC/VLR) SN=用户号,对应于用户的IMSI号码
5、临时移动用户识别码(TMSI) 用于保护IMSI码,该号只在本MSC区域有效,其结构可
由各电信部门选择,长度不超过4个字节。

GSM识别码(续)
6、位置区识别码LA =MCC+MNC+LAC MCC=移动国家号,识别一个国家 MNC=移动网号,识别国内的GSM网 LAC=位置区号码,识别一个GSM网中的位置区
7、小区全球识别码CGI =MCC+MNC+LAC+CI 用于识别一个位置区内的小区。
8、基站识别码(BSIC =NCC+BCC )(6bit) NCC=国家色码,用于识别GSM移动网(3bit) BCC=基站色码,用于识别基站(3bit)

2、位置区划分
1、MSC/VLR业务区: MSC/VLR所覆盖的服务区域,凡在该区的移动台均在该
区的拜访位置寄存器(VLR)登记。 2、位置区(LA)
广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。利用位 置区识别码(LAI),系统能够区别不同的位置区。 3、小区(CELL)
一个位置区划分为若干个小区,它是一个BTS的无线覆盖 区域。一个小区具有一个全球识别码(CGI)的。同时,利用 基站识别码BSIC),移动台本身能区分使用同样的*档母鞲 小区。

MSC业务区

LA1 LA2

MSC

VLR

LA4

LA3

cell
cell 1 cell
2 cell 3
cell 4 cell 5 cell 6 7

GSM 服务区 PLMN 服务区 MSC\VLR 服务区 位置区 小区

3、位置登记/删除
移动台的几种状态: 1、移动台关机
系统启动IMSI分离进程,再有关的VLR和HLR中设置标志 。MS不能应答寻呼消息,网络不能达到MS。同时它也不能 通知网络其所处的位置区的变化。IMSI“分离”状态。 2、移动台开机,空闲状态
系统可以成功地寻呼MS,IMSI“附着”状态。 3、移动台忙
网络分配给MS一个业务信道传送话音或数据,当MS移动 时它必须有能力进行定位和切换。

*首次入网位置登记
由于MS第一次被使用,所以MSC/VLR没有此MS的 任何信息,若MS发现当前的LA码与原来的不同,MS 接入系统要求登记,MSC/VLR登记该MS的位置信息 并将该请求往HLR记录,MSC/VLR对该MS作“附着” 标记,这时这个MS被激活。

*正常位置更新

1.
2.
3. 4.

BSC
2.

BTS

3.

4.

MSC VLR

HLR

正常位置更新过程
1、MS在新的小区内读到其BCCH上的信息,找到该小区的LAC, 该LAC与MS内所存的LAC进行比较,当两者不一致时,需进 行位置更新。
2、MS通过RACH向系统发出接入申请,通过申请到的SDCCH建 立与网络的联系。
3、MS经SDCCH向系统发出位置更新请示。 4、新的LAC与旧的LAC属于同一MSC/VLR时,位置更新在该
MSC内完成,MSC需在VLR中对该MS的位置信息进行修改。 5、位置更新被系统认可,MS、RBS被通知释放所占用的信令信
道。

*周期性位置登记
当MS向网络发送“IMSI分离”消息时,无线链路质量 差,系统有可能不能正确译出信息,由于没有证实 消息发送给MS,之后MS也没有再发分离信号,因此系统仍 认为MS处于附着状态,为解决这一问题,系统采取了强制 登记措施,要求MS每过一定周期要登记一次。
若系统没有接收到某MS的周期性登记信息。它所处 的VLR就以“分离”在此MS上做标记,定程序称“隐分离 ”。

不同MSC/VLR区间漫游时的位置更新过程:
小区1

BSC

MSC VLR

5 位置删除

1 位置更新请求
4 位置更新证实

6 位置删除接受
小区2
3 请求位置更新接受

HLR

BSC

MSC VLR 2 位置更新请求

位置删除

当移动台进入

一个新的VLR区域 ?°?? ?? ?±

?°?? ?? ?±

并进行位置登记

VLR

HLR

VLR

后,HLR应向前 一个VLR发送取消

?ü ?? ?? ??

?? ?? ?? ??

位置消息来删除

?? ?? ?? ?? ?? ??

该VLR中有关数据。

4、用户管理
*用户注册 发放用户识别卡SIM和在网络端的数据库中为该
用户建立相应的档案,即在HLR和AUC中为用户开 户头,分配IMSI。 *SIM卡
--SIM卡生产厂商存入的系统原始数据 --网络运营商注入的参数:IMSI、鉴权密钥Ki、A3
算法、A8算法

5、鉴权与加密
下列情况需先经过鉴权 --移动台呼出及呼入。 --移动台位置登记、位置更新。 --移动台补充业务的登记、使用、删除。

AUC

数据库

IMSI和鉴权

IMSI1

Ki

IMSI2

Ki

Kc SRES RAND

HLR

产生随机 数
RAND

加密算法
A8
鉴权算法

结果
Kc
结果
SRES

A3

RAND

鉴权过程

HLR RAND SRES Kc
IMSI RAND SRES Kc RAND SRES Kc
临时存储所有归属 用户的三参数组

MSC/VLR MS

存储所有拜访用户 的三参数组(每用
户1~7个) RANDSRES Kc
SRES =? SRES 否
不能接入 允许接入



存储所有有关的 用户信息(包括
Ki和IMSI)

1(接入请求)

2(RAND)

RAND Ki

3(SRES)

算法A3

SRES

6、呼叫处理过程

8 8
MS 9 LA1
LA2

7

BSS

6

1MSISDN

7 MSC/VLR

GMSC

PSTN

BSS

MSRN

10

5MSRN 4MSRN 3IMSI
2MSISDN

BSS

HLR

MS 3、寻呼请求 4、信道请求
8、直接分配 9、寻呼响应 10、AUC请求

BTS 2、寻呼命令 5、信道要求 6、信道激活 7、信道激活证实 9、寻呼响应
10、AUC请求

BSC

MSC

1、寻呼

9、寻呼响应(GCI、IMSI) 10、AUC请求

11、鉴权响应 12、加密模式命令 13、加密模式完成
14、建立

11、鉴权响应 12、加密模式命令 13、加密模式完成
14、建立

11、鉴权响应 12、加密模式命令 13、加密模式完成 14、建立

MS 15、呼叫证实
19、分配命令

BTS 15、呼叫证实
17、信道激活

BSC

MSC

15、呼叫证实

16、分配请求

18、信道激活证实 19、分配命令

20、分配完成

20、分配完成

20、分配完成

摘机

22、回铃

21、SDCCH释放命令 21、SDCCH释放证实
23、连接证实

7、越区切换
越区切换:当移动台在通话期间从一个小区移动到另一个小 区时,要进行无线信道的转换而不中断正在进行的通话。 在呼叫过程中,移动台不断测量它所在小区的基站及相邻 小区基站发射无线信号的射频和信号质量,并周期的将测 量结果报告给BSS并送给MSC。
切换类型包括: ? 同一BSC内小区间的切换 ? 同一MSC内不同BSC小区间切换 ? 不同MSC/VLR间小区切换

同一BSC内区间的切换 1、命令新BTS激活新的TCH
2、向MS发新的信道信息

3、MS调谐后发RACH

4、基站收到后在FACCH上发动态信息 5、MS收到后发切换完成

BTS1
2

6、释放原TCH

6

2

3

4

BTS2

BSC

1

5 5

1、发新小区基站号 2、查出新的BSC并发请求 3、激活新的TCH

4
老FACCH

5
RACH

新FACCH

6

7

4、发送新频道、信道信息 5、用RACH发切换接入 6、发功率控制等级等信息 7、收到信息后发切换完成信息 8-9、释放原信道 TCH



4

BSC
1

4

9

7

8

3 激活新的TCH

7

2

4

7

8


BSC

MSC

同一MSC内不同BSC小区间切换

不同MSC/VLR间小区切换

GSM PLMN PSTN



10

7

BSC

1

7

6

MSC A

10

8

2

5

9

10

4

3 MSC B

5 10

6



BSC

1、发送切换请求信息 2、发送切换协助请求信息 3、分配切换号,发送切换请求信息 4、要求激活新TCH,送给BSC 5、将切换号、TCH信息送回

6、 MSCA与MSCB建立局间中继路由 7、经FACCH发送有关切换的信息 8、经RACH发切换接入 9、发送功率控制等信息 10、发送切换完成信息,MSCA将掌握 总的呼叫控制直至呼叫结束

7、计费
对话音计费: 各节点MSC将用户的详细通话记录通过送
到计费网关,由计费网关进行详细通话记录 统计并送到计费中心根据费率进行结算。

四、短消息业务介绍 1、短消息业务原理及流程 2、移动梦网介绍

1、短消息业务原理
短消息业务分类: --移动台接收/发送点对点短消息
短消息的传递总是在移动台和某个短消息 中心之间进行。接收短消息的短消息关口 站称为SMS-GMSC,发短消息的短消息关 口站称为SMS-IWMSC。 --小区广播型短消息: 如交通流量状况、气象状况

短消息业务流程

2、移动梦网-掌中的超市
移动梦网: 中国移动与众多SP合作,向移动客户提供数据应用服务,
包括:WAP、短消息、移动游戏、信息点播、掌上理财、旅 行服务、移动办公、移动银行、移动电子商务等等各种各样 的业务。 移动梦网现状:
目前与中国移动进行合作的SP已*500家,包括新浪、搜 狐、网易、263等一些知名的门户网站,也包括一些有很强 创新性和特色的网站,如腾讯QQ,灵通网及168WAP等。 使用移动梦网业务的方法:
到相关的网站定制 用手机直接点播 通过手机浏览器获取

第五部分 无线应用协议WAP
1、WAP的原理 2、WAP应用

WAP的定义
WAP--Wireless Application Protocol WAP是一种向移动终端提供互联网应用和 先进增值服务的全球性开放标准 ? 面向移动终端 ?提供数据服务 ?是个开放的标准

为什么需要WAP
? 无线信道的带宽窄、稳定性差,TCP/IP的性能将 受严重影响
? 移动终端的处理能力和内存有限,难以处理现有 的因特网协议族
? 移动终端的显示和输入方式与计算机不同,现有 因特网应用服务不能被移动终端使用
? 结论:在现有条件下,需要为移动终端制定新的 协议

WAP的设计原则
? 基于现有因特网
--对现有的因特网标准进行简化 --尽量利用现有的因特网资源
? 独立于无线网络
--能在各种无线承载网络上使用
? 独立于无线设备
--能运行在从手机到PDA等移动终端上
? 保证交互操作
--遵循WAP标准,不同厂家的设备就可以互操作

WAP提供的业务
?信息服务
--新闻、天气、体育、交通、股票行情
?消息服务
--Email、语音信箱、短消息、传真
?电子商务
--在线定票、股票交易、手机银行

无线承载信道
?短消息SMS --GSM、CDMA
?电路交换数据 --GSM、IS-136、CDMA
?分组交换数据 --GPRS、IS-136、CDMA

WAP系统的结构

无线网 WML

WAP网关

WML 因特网

WAP服务器

HTML

WWW服务器

WAP终端

WAP over GSM SMS实例

Web服务器

因特网

路由器

防 IP 火 墙

WAP 代理

SMS-C

MSC

BSS

移动终端

其它 服务器

传真 网关

数据库 服务器

WAP 应用 服务器

第六部分 通用分组无线业务GPRS
1、GPRS的原理 2、GPRS的实现

1、GPRS的原理
GPRS:General Packet Radio Service GPRS是一种基于GSM的移动分组数据承载业
务,在移动用户和远程数据网之间提供数 据连接。 ?基于GSM ?分组交换模式 ?用于承载数据业务

发展GPRS的原因
?移动通信网上数据业务量增加 ?GSM缺乏高速的数据承载业务
SMS:基于信令信道 CSD:独占信道,数据率只有9.6kbps

GPRS的特点
?采用分组交换技术 ?提供较高得数据速率 ?可实现非对称链路 ?一次连接永远在线 ?同时支持话音和数据 ?提供了与IP网络的互通功能

分组的统计复用

用户A

用户B

用户C

时隙 1 2 3 4 5 6 7 8

用户A

用户B

用户C

多个用户共用一个时隙
一个用户使用多个时 隙最多占用8个时隙

时隙 1 2 3 4 5 6 7 8

四种编码方案

编码方案 码率(约为 速率(kb/s) 8时隙速率(kb/s)

CS - 1

1:) 2

9.05

72.4

CS - 2

2:3

13.4

107.2

CS - 3

3:4

15.6

124.8

CS - 4

1:1

21.4

171.2

? 编码方式级别越高,速率越高,前向纠错能力越弱
? CS-4的码率将*1:1,几乎没有冗余信息,也就没有纠错能 力

GPRS的速率
? 使用CS-4,GPRS可提供高达171.2Kbps的传输速 率,这只是理论上和理想条件下的值
? 由于基站传输、无线干扰等因素,*期可用的编 码方案是CS-1和CS-2
? 目前GPRS可提供的最大理论速率为: 13.4*8=107.2Kbps
? 2下行:最大26.8Kbps ? 4下行:最大53.6Kbps

GPRS提供的业务
?Internet业务 Web浏览、Email、FTP
?VPN业务 与企业内部网互通
?信息点播 ?移动商务、移动银行

GPRS的组成

Um MS

PCU BSS

Gb SGSN
GPRS骨干 Gi
GGSN

数据网

MS:Mobile Station 移动终端 PCU:Packet Control Unit 分组控制单元 SGSN:Serving GPRS Supporting Node GPRS业务支持节点 GGSN:Gateway GPRS Supporting Node GPRS网关支持节点

支持GPRS的移动终端
? 三种GPRS移动终端 A类:GPRS分组业务和话音业务可同时进行 B类:可提供分组业务和话音业务,但不能同时 工作 C类:只用于分组业务
? 移动终端的能力 -3个下行1个上行:Motorola -4个下行1个上行:Ericsson的R520

分组控制单元PCU
?负责处理无线信道的数据业务 ?无线数据信道的管理和分配 ?用户数据的压缩、加密和转发 ?向GPRS网络屏蔽使用的无线技术

SGSN—GPRS业务支持节点
?SGSN通过幀中继与BSS直接相连 ?是GPRS骨干网的重要组成部分 ?是移动终端与GPRS网络之间的接口 ?具有以下功能
-记录移动终端的当前位置信息
-在移动终端和GGSN之间转发移动分组数据 -对数据进行压缩 -实现鉴权和加密

GGSN—GPRS网关支持节点
? GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网与其它GGSN和SGSN相连 ? 是连接GPRS网和外部数据网的网关 ? 通过一个GGSN,GPRS可以连接到多个外部数据网上 ? 功能
内部:维护GPRS骨干网 外部:连接多个数据网 对分组数据进行协议转换

GPRS骨干网的特点
? 由SGSN和GGSN组成的GPRS骨干网是一个纯粹的IP网 ? GPRS骨干网可以使用与因特网相同的方法构建,或在现
有IP网上通过VPN来构建 ? GPRS骨干网中,所有数据通过隧道传送,隧道协议GTP ? 使用隧道的好处
移动台的移动对IP透明,只需改变隧道的配置 来自网外的IP报文不在骨干网内路由,增加了系统隐蔽性和报文的
保密性 隧道可以封装任意数据,实现与多种数据网互通

2、GPRS的实现
? GPRS可以叠加在现有的GSM网上,GSM的无线资源可以 在话音和GPRS数据之间共享
? 叠加部署所需的工作 --对BSS进行软件(和硬件)升级,增加PCU功能; 或 独立设置PCU --构建GPRS全IP骨干网 --对GSM网相关实体进行升级 --将GPRS与外部数据网互联

GPRS网络的逻辑结构

SMSC

E

C

MSC/VLR

Gd D HLR

A

Um

Gb

Gc

Gn

Gi

MS

BSS

SGSN

GGSN

Internet

SGSN

Gn

Gp

GGSN Other PLMN

Gi

Intranet

GPRS实现的实例

PCU BTS BSC

SGSN

GPRS 主干
IP网络

防火墙 GGSN

因特网

MSC/ VLR

7#信令 HLR

GSM网 GPRS网




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