通用分組無線業務GPRS概述GPRS的業務GPRS的網絡結構及其功能描述GPRS的移動性管理和會話管理GPRS的空中接口GPRS概述GSM低速：9.6kbit/s或14.4kbit/s只能為每個用戶分配一個信道高速電路數據（HSCSD）提供與有線網64kbit/s相比的高速數據不適于突發性強的數據傳輸GPRS按需動態占用資源：只在有數據傳輸時才分配無線資源頻譜利用率較高數據傳輸速率最高可達到171.2kbit/s適合各種突發性強的數據傳輸按傳輸的數據量和計時兩者結合的計費方式GPRS的業務

GPRS網絡業務

GPRS的業務質量用戶終端業務

GPRS網絡業務點對點業務

GPRS網絡在業務請求者和業務接收者之間提供的分組傳送業務點對多點業務可根據某業務請求者請求，把信息傳送給多個或一組用戶PTM業務請求者定義用戶組成員國際移動組識別（IMGI）識別組成員業務請求者可定義所傳信息的地理區域，地理區域可以是一個或幾個，即所有成員可能分布在不同的地理區域內點對點業務類型特點業務對象面向無連接的網絡業務PTP-CLNS數據報型業務用戶之間的信息傳遞沒有端到端的呼叫建立過程；分組的傳送沒有邏輯連接和交付確認保證突發非交互式應用業務，如基于IP的網絡應用面向連接的網絡業務PTP-CONS虛電路型業務為兩用戶間傳送多路數據分組建立邏輯電路；要求有建立連接、數據傳送和連接釋放的過程。面向連接的網絡協議CONP支持的業務，即X.25協議支持的業務主要為移動用戶用戶終端業務基于PTP的用戶終端業務信息點播業務-Internet瀏覽業務（WWW）；各種類型的信息查詢業務，如娛樂類（影視、餐館等）、商業類（股票等）、交通類（路況、時刻表等）、新聞類、天氣預報等

E-mail業務會話業務-在兩個用戶的實時終端到實時終端之間提供雙向信息交換

遠程操作業務-如：電子銀行、電子商務、遠程監控定位業務等。

基于PTM的用戶終端業務點對多點應用業務點對多點單向廣播業務-例如：新聞廣播、天氣預報、本地廣告、旅游信息等。

集團內部點對多點雙向數據量事務處理業務五種可協商的QoS的基本屬性（圖6-52）QoS組合每一種屬性都有多個級別的值可供選用不同級別屬性值的組合構成了對要求不同的QoS的各種應用的支持QoS定義文件（Profile）

與每一個包數據協議PDP（PacketDataProtocol）關聯相聯系被當作一個單一的參數，具有多個數據傳遞屬性Profile協商過程中QoS屬性的定義移動臺可為每一個QoS屬性申請一個值，包括存儲在HLR中用戶開戶的缺省值網絡也為每一個屬性協商一個等級，能夠與有效的GPRS資源相一致，以便提供適當的資源支持已經協商的

QoS定義文件GPRS的業務質量QoS可靠性等級平均吞吐量等級峰值吞吐量等級延遲等級優先級業務等級分類圖6－53業務等級的分類GPRS的網絡結構

及其功能描述GPRS網絡是在GSM網基礎上發展的移動數據分組網GPRS的基本功能

在移動終端和標準數據通信網的路由器之間傳遞分組業務GPRS的網絡結構GPRS協議棧GPRS信令平面

組成作用無線接入在移動臺和基站子系統（BSS）之間傳遞數據核心網在基站子系統和標準數據網邊緣路由器之間中繼傳遞數據新增功能（相對于GSM）SGSN及其對外接口GGSN及其對外接口其它功能實體和網絡接口GPRS網絡結構及其接口GPRS新增功能

SGSN—GPRS業務支持節點GGSN—GPRS網關支持節點PTMSC—點對多點業務中心等基站軟件更新新的GPRS移動臺新的移動性管理（MM）程序原有GSM網絡子系統的軟件更新和新的MAP(mobileapplicationpart)信令及GPRS信令MSC/VLRBSCRAbisAPSTNHLR/AUCSMS-GMSCSS7SS7SS7GGSN防火墻防火墻GiGi數據網X.25數據網（Internet)其它PLMN網GrGdBTSUm防火墻GcGsEIRGfSGSNGbPTMSCBGGnGpGnGPRSbackbone(IPbased)圖6－54GPRS網絡結構及其接口SGSNSGSNGnGnGGSNGnBSSBSSGbGb歸屬PLMN其它PLMNIP網絡外部IP網絡（或X.25網絡）GiGpBSSBSSGbGbIP(Backbone)SGSN及其對外接口在一個歸屬PLMN內，可以有多個SGSN:SGSN功能類似GSM中的MSC/VLR對移動臺進行鑒權、移動性管理和路由選擇建立移動臺GGSN的傳輸通道接收基站子系統透明傳來的數據進行協議轉換后經過

GPRS的IP骨干網傳給

GGSN（或SGSN）或反向進行計費和業務統計SGSN的對外接口圖6－55SGSN及對外部的接口SGSN的對外接口接口連接SGSN與功能GbBSS傳輸信令和話務信息。流量控制，支持移動性管理和會話功能，支持MS經BSS到SGSN間分組數據的傳輸Gn同PLMNSGSN或GGSN支持用戶數據和有關信令的傳輸，支持移動性管理Gp異PLMN與Gn接口功能相似，還提供邊緣網關BG、防火墻及不同PLMN間互聯功能GsMSC/VLR支持SGSN和MSC/VLR之間的配合工作：SGSN向MSC/VLR發送MS的位置信息或接收來自MSC/VLR的尋呼信息。GrHLR支持SGSN接入HLR并獲得用戶管理數據和位置信息GfEIR支持SGSN與EIR交換數據，認證MS的IMEI信息GdSMS-GMSC提高SMS的使用效率GGSN及其對外接口GGSN功能GPRS網對外部數據網絡的網關或路由器，提供GPRS和外部分組數據網的互聯。接收移動臺發送的數據，選擇到相應的外部網絡或接收外部網絡的數據，根據其地址選擇GPRS網內的傳輸通道，傳輸給相應的SGSN。地址分配和計費等GGSN的對外接口接口連接GGSN與功能Gn見上頁GpGi外部分組數據網與外部分組數據網互聯（IP、X.25等）GcGGSN與HLR獲得MS的位置信息，從而實現網絡發起的數據業務其它功能實體和網絡接口為了支持分組數據的新協議必須升級軟件，增加新的協議功能以Um接口為例邏輯信道增加了分組數據信道（PDCH）采用4種新的信道編碼方式

CS-1（9.05kbit/s）、CS-2（13.4kbit/s）、

CS-3（15.6kbit/s）、CS-4（21.4kbit/s）。支持多時隙的傳輸方式（最多可達8個時隙）GPRS骨干網（IPBackbone）將（S/G）GSNs等互聯起來的IP專用網或分組數據網，也可做為專用線路。PLMN內部骨干網專用IP網（只用于GPRS數據和GPRS信令）。通過Gp接口，采用邊緣網關（BG）和多個PLMN互連骨干網連接起來。多個PLMN骨干網通過漫游協議進行選擇，該協議包括BG安全功能。多個PLMN骨干網互連可以通過分組數據網，也可以用一條專用線路。GPRS的移動臺分類A類GPRS手機、B類GPRS手機和C類GPRS手機

GPRS的移動臺移動臺類型同時連接GSM和GPRS系統同時提供GPRS和GSM業務自動進行業務切換A類YYYB類YNYC類YNNGPRS協議棧RLC/MAC&.LLCSNDCPGn接口&.Gb接口的協議層圖6－56GPRS協議棧GSMRFMACRLCLLCSNDCPIPTCPUDP應用GSMRFL1bisMACNSRLCBSSGPRelayL1bisL1NSL2UDP/TCPBSSGPLLCSNDCPGTPRelayIPL1L2IPUDP/TCPGTPIPIPL2L1L1L2IPTCPUDP應用MSUmBSSGbSGSNGnGGSNGi主機互聯網GPRS其它在空中接口協議棧中，應用層數據需通過網絡層到物理層的各層進行相應的數據變換處理，變換成比特流在物理信道上傳輸。各層的數據變換簡述如下?網絡層(如IP/X.25)將網絡層分組數據(N－PDU)傳送到SNDCP層；?SNDCP層將N－PDU處理成段送至LLC層；?LLC層將上層的段作為信息數據，加上幀頭(FH)和幀校驗序列(FCS)形成幀，再送至下層；?RLC/MAC層將幀分段，加上塊頭(BH)和塊校驗序列(BCS)形成RLC塊，再送至物理層；?物理層有兩個子層：PLL(物理鏈路子層)和RFL(物理射頻子層)。PLL對RLC塊進行信道編碼形成無線塊(RadioBlock)，映射成突發(Burst)，加在物理信道(時隙)上，再由RFL調制到射頻載波上發送。RLC/MAC&.LLC協議層功能RLC/MAC無線鏈路控制/媒體接入層無線鏈路控制功能：提供與無線解決方案有關的可靠的鏈路；媒體接入控制功能：控制無線信道的接入信令過程（請求和允許）以及將LLC（鏈路控制）幀映射為GSM的物理信道。LLC邏輯鏈路控制層在MS與SGSN之間提供安全可靠的邏輯鏈路；獨立于低層無線接口協議，以便允許引入其它GPRS無線解決方案，對NSS只作最少改動。RLC/MAC&.LLCNormalTDMABurstNormalTDMABurstNormalTDMABurstNormalTDMABurstBHInformationFieldBCSBHInformationFieldBCSBHInformationFieldBCSFHInformationFieldFCSLLCFrameRLCBlockLLCLayerRLC/MACLayerPhysicalLayer圖6－57LLCPDU到RLC數據塊的分解SNDCP將若干分組數據協議合路壓縮和解壓縮用戶數據或協議控制信息，以提高信道的利用率將網絡協議單元（N-PDU）分解成邏輯鏈路控制協議數據單元（LL-PDU），或將LL-PDU組裝成N-PDU子網匯聚協議SNDCP:SubnetworkDependentConvergenceProtocol的功能分組數據協議分組數據協議分組數據協議N-PDUSN-PDUSNDCPLLCNSAPINetworkServiceAccessPointIdentifier

SAPI圖6－58不同分組數據協議的合路Gn&.Gb接口的協議層協議層功能Gb接口NS網絡業務層傳輸BSSGP協議數據單元BSSGP基站系統GPRS協議層在BSS和SGSN之間傳輸與路由及QoS相關的信息Gn接口L1、L2基于OSI第一、二層協議為GPRS骨干網傳輸IP數據IP：GPRS骨干網協議用戶數據和控制信令的路由選擇TCP/UDP傳送GPRS骨干網內部的GTP分組數據單元。TCP適用需要可靠數據鏈路的協議（如X.25）UDP適用傳輸不需要可靠數據的鏈路（如IP）GTP隧道協議在GPRS骨干網內部支持點間傳輸用戶數據和信令。所有的點對點、采用PDP的分組數據單元都通過此協議進行封裝打包，見圖6－59

GTP協議頭封裝到用戶數據圖6－59GTP協議頭封裝到用戶數據GPRSBackboneIPHeaderUDPHeaderGTPHeaderUserDataPayload(T-PDU)(userIPDatagram)UDPHeaderGTPHeaderUserDataPayload(T-PDU)(userIPDatagram)UserDataPayload(T-PDU)(userIPDatagram)GTPHeaderGTPLayerUDPLayerBackboneIPLayer用戶IP數據GPRS信令平面MS與SGSN間SGSN與HLR間SGSN與MSC/VLR間SGSN與EIR間SGSN與SMS-GMSC或SMS-IWMSC間GSN與GSN間GGSN與HLR間MS與SGSN間的

信令平面移動性管理和會話管理協議GMM/SM支持移動性管理功能GMM/SMGMM/SMLLCLLCRLCRLCBSSGPMACMAC網絡業務GSMRFGSMRFL1bisRelayBSSGP網絡業務L1bisMSUmBSSGbSGSN圖6－60MS與SGSN之間的信令平面SGSN與HLR間的

信令平面移動應用部分（MAP）協議支持與HLR的信令交換L1L1MTP2MTP2MTP3MTP3SCCPSCCPTCAPTCAPMAPMAPSGSNHLRGr圖6－61SGSN與HLR之間的信令平面SGSN與MSC/VLR間的

信令平面BSSAP+支持SGSN與MSC/VLR之間的信令SGSNGsMSC/VLRL1L1MTP2MTP2MTP3MTP3SCCPSCCPBSSAP+BSSAP+圖6－62SGSN與MSC/VLR之間的信令平面SGSN與EIR間的

信令平面MAP協議支持SGSN與EIR間的信令L1L1MTP2MTP2MTP3MTP3SCCPSCCPTCAPTCAPMAPMAPSGSNEIRGf圖6－63SGSN與EIR之間的信令平面SGSN與SMS-GMSC

或SMS-IWMSC間的信令平面圖6－64SGSN與SMS-GMSC之間或SGSN與SMS-IWMSC之間的信令平面L1L1MTP2MTP2MTP3MTP3SCCPSCCPTCAPTCAPMAPMAPSGSNSMS-MSCGdGSN與GSN間的

信令平面圖6－65GSN與GSN間的信令平面GSNGnGSNL1L1L2L2IPIPUDPUDPGTPGTPGGSN與HLR間的

信令平面GGSN與HLR間的信令通道可選如果在GGSN內安裝了7號信令，則可在GGSN與HLR間使用MAP協議。如下圖。如果在GGSN內沒有安裝7號信令，在PLMN內，安裝了7號信令接口的任何GSN均可用作GTP至MAP間的協議轉換器，允許GGSN與HLR之間信令交換。L1L1MTP2MTP2MTP3MTP3SCCPSCCPTCAPTCAPMAPMAPGGSNHIRGc圖6－66GGSN與HLR采用MAP的信令平面GPRS的移動性管理和會話管理GPRS手機的注冊

首次使用手機必須注冊到PLMN網上，并將位置更新信息存儲到SGSN中GPRS不同網絡單元的用戶信息（見下頁表）注冊過程連接到GPRS網絡（GPRS附著）

手機開機后，向網絡發送附著消息。SGSN從HLR收集用戶數據，對用戶進行鑒權，然后與GPRS手機附著。連接到IP網絡（PDP關聯）手機與網絡附著后，向網絡請求一個IP地址，網絡為移動臺分配IP地址，使其成為外部IP網絡的一部分。靜態IP地址：分配用戶固定的IP地址。或者動態IP地址：每次會話都分配用戶一個新的IP地址管理過程功能移動性管理（GMM）GPRS用戶的移動性，如將用戶當前位置通知網絡等會話管理（SM）支持移動用戶對PDP關聯的處理，也就是說GPRS移動臺連接到外部數據網絡的處理過程GPRS不同網絡單元的

用戶信息信息類型信息元素存儲位置認證IMSITMSIIPaddressSIM，HLR，VLR，SGSN，GGSNVLR，SGSNMS，SGSN，GGSN存儲位置VLR-addressLocationAreaServingSGSNRoutingAreaHLRSGSNHLR,VLRSGSN業務Basicservices，Supplementaryservices，

Circuitswitchedbearerservices，GPRSserviceinformationBasicservices，Supplementaryservices，CSbearerservicesGPRSserviceinformationHLRVLRSGSN鑒權數據Ki，algorithmsTripletsSIM，ACVLR，SGSN路由區移動性管理狀態GPRS附著和去附著GPRS的位置區域管理GPRS的移動性管理路由區RA規定路由區由一個或多個小區組成，最大的路由區為一個GSM網定義的位置區LA。一個路由區不能跨越多個位置區。一個路由區只能由一個SGSN提供服務。目的更有效的尋呼GPRS用戶標識路由區識別RAI結構

RAI=MCC+LAC+RAC確定者運營商作用

RAI作為系統信息進行廣播，移動臺監視RAI，以確定是否穿越了路由區邊界。如果確實穿越了邊界，移動臺將啟動路由區域更新過程。MCC為移動國家號碼LAC為位置區代碼RAC為路由區代碼移動性管理狀態三種移動性管理狀態在一定條件要進行狀態轉化狀態移動臺功能SGSN存儲的位置信息與移動性管理建立關聯收發數據激活/清除PDP移動關聯進行PTP數據收發空閑NNNN無守候Y僅收YN路由區RA就緒YYYY小區cell空閑狀態守候狀態就緒狀態附著

去附著守候狀態定時器到時（58分）GPRS就緒狀態定時器到時（44秒）數據包發送/接收圖6－67狀態轉換關系GPRS附著和去附著GPRS附著

GPRS手機建立與GPRS網絡的連接，MS請求接入，并發起與SGSN的連接，在移動臺和SGSN間建立MM移動關聯。GPRS去附著

GPRS手機結束與GPRS網絡的連接，MS將從就緒狀態變為空閑狀態，結束與SGSN建立的MM移動關聯的連接。GPRS的位置區域管理GPRS的位置區域管理就是移動臺位置移動的管理。位置更新過程的分類條件小區位置更新（CellUpdate）就緒狀態的MS在路由區內從一個小區移到另一個小區時路由區位置更新（RoutingAreaUpdate）SGSN內MS從一個路由區移到另一個路由區時SGSN間SGSN間的RA/LA聯合更新(CombinedInterSGSNRA/LAUpdate)SGSN與MSC/VLR建立關聯之后GPRS的會話管理GPRS的會話管理是指GPRS移動臺連接到外部數據網絡的處理過程功能支持用戶終端對PDP(PacketDataProtocol)

移動關聯的處理PDP移動關聯是指GPRS系統提供一組將移動臺與一個PDP地址（通常是IP地址）相關聯和釋放相關聯的功能。方式移動臺附著到網絡后，應激活所有需要與外部網絡進行數據傳輸的地址，當數據傳輸結束后，再解除這些地址。移動臺狀態守候或就緒