第四章GSM-GPRS到WCDMA的发展及技术应用优秀PPT.ppt

第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用一一 GSM4.1 GSM 概述概述GSM：Global System of Mobile communication全球移动通信系统，是当全球移动通信系统，是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过过200个国家和地区超过个国家和地区超过10亿人正在运用亿人正在运用GSM电话。电话。GSM被看作是其次代被看作是其次代(2G)移动移动通信系统。通信系统。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.1.1开发数字移动通信的目的接受多信道共用和频率复用技术，频率利用率高；系统功能完善，具有越区切换、漫游等功能，与市话网互连，可以直拨市话、长话、国际长途，计费功能齐全，用户运用便利。第一代移动通信系统主要接受模拟技术和频分多址（FDMA)技术。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用第一代移动通信系统的缺点：制式混杂，不能实现国际漫游不能供应综合业务数字网（ISDN）业务模拟系统设备价格高手机体积大，电池充电后有效工作时间短用户容量受到限制，系统扩容困难统保密性差、平安性差第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.1.2 GSM 泛欧数字移动通信系统依据目标提出了两项主要设计语音和信令都接受数字信号传输，数字语音的传输速率降低到 16kbit/s 或更低；不再接受模拟系统运用的 12.5kHz25kHz 标准带宽，接受时分多址接入方式。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用其次代移动通信系统的主要参数。频段：935MHz960MHz（基站发，移动台收）；890MHz915MHz（移动台发，基站收）；频带宽度：25MHz；通信方式：全双工；载频间隔：200kHz；信道安排：每载频 8 时隙；全速信道 8 个，半速信道 16 个（TDMA）；信道总速率：270.8kbit/s；。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用调制方式：GMSK(高斯滤波最小频移键控)；语音编码：输出速率为 13kbit/s；数据速率：9.6kbit/s；跳频速率：217 跳/秒；每时隙信道速率：33.8kbit/s用户也将能在整个服务区域，在 GSM 系统覆盖的全部国家之间实现全自动的漫游。除了国际漫游，GSM 标准还供应了一些新的用户业务，如高速数据通信、传真和短消息业务等。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用GSM 系统的优点：频谱利用率更高，进一步提高了系统容量。GSM 供应了一种公共标准，便于实现全自动国际漫游，在 GSM 系统覆盖到的地区均可供应服务。能供应新型非话业务。用户信息传输时保密性好，不易被窃听；用户入网资料平安性好，无非法并机现象，数字加密好用技术已成熟，用户入网信息存在 SIM 卡中，而 SIM 卡很难仿造。数字无线传输技术抗衰落性能较强，传输质量高、语音质量好。可降低成本费用，减小设备体积，电池有效运用时间较长。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2 GSM 系统组成及网络结构4.2.1系统组成GSM 系统：网络子系统（NSS）（或交换子系统 SS）、基站子系统（BSS）、操作维护子系统（OSS）和移动台子系统（MS）。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用1.网络子系统（NSS）移动业务交换中心（MSC）MSC 是网络的核心，完成系统的电话交换功能。归属用户位置寄存器（HLR）HLR 是 GSM 系统的中心数据库，存储着该 HLR 管理的全部移动用户的相关数据。存储着用户信息和位置信息。访问用户位置寄存器（VLR）VLR 是服务于其限制区域内移动用户的，存储着进入其限制区域内已登记的移动用户的相关信息，为已登记的移动用户供应建立呼叫接续的必要条件。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用鉴权中心（AUC）AUC 存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统，并保证通过无线接口的移动用户信息的平安。移动设备识别寄存器（EIR）EIR 存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），通过检查白名单、灰名单和黑名单判 别准许运用、出现故障需监视的、失窃不准运用的移动设备的 IMEI，以防止非法运用偷窃的、有故障的或未经许可的移动设备。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用2.基站子系统（BSS）BSS 是 GSM 系统中与无线蜂窝方面关系最干脆的基本组成部分，它通过无线接口干脆与移动台相接，负责无线收发和无线资源管理。BSC 是 BSS 的限制部分，起着 BSS 的交换设备的作用，即各种接口的管理、无线资源和无线参数的管理。BTS 属于 BSS 的无线部分，是由 BSC 限制并服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC 与无线信道间的转接，实现 BTS 与移动台间的无线传输及相关的限制功能。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用3.操作维护子系统（OSS）OSS 需完成很多任务，包括移动用户管理、移动设备管理及网络操作和维护等。GSM 网络中每个部件都有机内状态监视和报告功能，OMC 对其反馈结果进行分析，诊断并自动解决问题，如将业务切换至备份设备，针对故障状况实行适当维护措施。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.移动台（MS）移动台是公用 GSM 移动通信网中用户运用的设备，也是用户能够干脆接触的整个 GSM系统中的惟一设备。移动台的类型不仅包括手机，还包括车载台和便携台。移动台另外一个重要的组成部分是用户识别模块 SIM，它是一张“智能卡”，包含全部与用户有关的信息和某些无线接口的信息，其中也包括鉴权和加密信息。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.2网络结构1.无线覆盖区域结构GSM 网络无线覆盖依据其接续、覆盖方式，分成多重结构。小区：一个基站或基站的一部分（扇形天线）所覆盖的区域。基站区域：一个基站的全部小区所覆盖的区域。位置区：MS 可随意移动的区域。MSC 区：由一个或若干个位置区组成。PLMN 服务区：若干个 MSC 区组成。GSM 服务区：MS 可获得服务的区域，由若干个公用移动电话网组成。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用2.GSM 移动业务本地网的网络结构规模较小的移动本地网GWp 为 PSTN 侧的接口局；GWm 为 PLMN 侧的接口局；TS 为长途局；Tm为汇接局。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用中等规模的移动本地网对于有中等规模的移动本地网的地区，应考虑设置一对独立的 GWm 并兼作 GMSC。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用大规模的移动本地网第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用3.GSM 话路网的网络结构第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.3 GSM数字信号的处理1.语音编码语音编码就是心愿编码，用于将模拟信号变成数字信号以便在信道中传输。2.信道编码信道编码在发端增加的冗余码元，用于在接收端对传输中出现的差错进行纠错。3.交织编码交织编码的目的是在解码比特流中降低传输突发差错。4.数字信号调制无线信道是模拟信道，为使数字信号能有效地在无线信道中传输，GSM系统接受GMSK数字调制技术，这是一种特殊的FSK调制方式。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.4 GSM中的频率利用频率是无线通信的重要资源，如何合理运用频率，提高频率利用率是每一个无线通信系统的运营商和其主管部门应慎重考虑的问题。频率复用技术是指同意载波的无线信道用于覆盖相隔确定距离的不同区域，相当于频率资源获得再生。频率复用的结果是系统内部必定会产生同频率干扰，因此必需接受抗干扰措施，使频率干扰限制在系统允许的范围内。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.5 GSM的系统业务4.5.1基本业务包括：电话业务、短消息业务、传真和数据通信业务等。1电话业务2紧急呼叫业务 3短消息业务 4语音信箱业务5传真和数据通信业务 第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.5.2 GSM 的补充业务 1号码识别补充业务类 号码识别补充业务类如下。主叫号码识别显示：向被叫方供应主叫方的 ISDN 号码。主叫号码识别限制：限制将主叫方的 ISDN 号码供应应被叫。被连号码识别显示：将被连方的 ISDN 号码供应应主叫方。被连号码识别限制：限制将被连方的 ISDN 号码供应应主叫方。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用2呼叫供应类补充业务 呼叫供应类补充业务如下。无条件呼叫转移：被服务的用户可以使网络将呼叫他的全部入局呼叫连接到另一号码。遇忙呼叫转移：当遇到被叫移动用户忙时，将入局呼叫接到另一个号码。无应答呼叫转移：当遇到被叫移动用户无应答时，将入局呼叫接到另一号码。不行及呼叫转移：当移动用户未登记、没有 SIM 卡、无线链路堵塞或移动用户离开无线覆盖区域，无法找到时，网络可将入局呼叫接到另一号码。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用3呼叫限制类补充业务 呼叫限制类补充业务如下。闭锁全部出呼叫：不允许有呼出。闭锁全部国际出呼叫：阻挡移动用户进行全部出局国际呼叫，仅可与当地的 PLMN或 PSTN建立出局呼叫，不管此 PLMN是否为归属的 PLMN。闭锁除归属 PLMN国家外全部国际出呼叫：仅可与当地的 PLMN或PSTN用户，及归属 PLMN国家的 PLMN或 PSTN用户建立出局呼叫。闭锁全部入呼叫：该用户无法接收任何入局呼叫。当漫游出归属 PLMN国家后，闭锁入呼叫：当用户漫游出归属 PLMN国家后，闭锁全部入局呼叫。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4呼叫完成类补充业务 呼叫完成类补充业务如下。呼叫等待：可以通知处于忙状态的被叫移动用户有来话时呼叫等待；然后，由被叫选择接受还是拒绝这一等待中的呼叫。呼叫保持：允许移动用户在现有呼叫连接上短暂中断通话，让对方听录音通知，而在随后须要时，重新复原通话。至忙用户的呼叫完成：主叫移动用户遇被叫用户忙时，可在被叫空闲时获得通知，如主叫用户接受回叫，网络可自动向被叫发起呼叫。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用5多方通信类补充业务 多方通话：允许一个用户和多个用户同时通话，并且这些用户间也能相互通话。也可以依据须要，短暂将与其他方的通话置于保持状态而只与某一方单独通话，任何一方可以独立退出多方通话。6集团类补充业务 移动虚拟网 VPN：一些用户构成用户群，群内用户相互通信可接受短号码，用另一种方式计费；与群外用户通信，则按常规方式拨号和计费。7计费类补充业务 计费通知：该业务可以将呼叫的计费信息实时地通知应付费的移动用户。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.6 GSM系统的平安措施 GSM 运用卡机分别的业务供应方式，用户的入网信息存在 SIM 卡，而 GSM 是一个开放的系统，为了保证系统数据和用户信息的平安性，系统设置了很多平安措施。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.6.1用户识别模块（SIM 卡）1SIM 卡的功能 存储数据。SIM 卡中存有用户身份认证所需的信息。执行平安操作。SIM 卡可进行用户入网的鉴权、用户信息的加密、TMSI 的更新，用户 PIN 码的操作和管理。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用2SIM 卡的结构 SIM 卡在激活方式时，完成与移动终端间的信息传输。在休闲方式时，SIM卡将保留全部相关数据，并支持内部全休眠、指令休眠和时钟休眠等三种休眠方式。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用3SIM 卡的运用在 GSM 系统中，移动终端出厂后不能干脆运用，用户必需在网络经营部门注册得到一张 SIM 卡，它是持卡用户在运营商的代表。用户无需拆开手机即可装卸 SIM 卡。SIM 卡的运用有确定年限，物理寿命取决于用户的插拔次数，约在 1万次左右。SIM 卡都有防水、耐磨、抗静电、接触牢靠等特点。每次呼叫结束或移动终端正常关闭时，全部的临时数据都会从移动终端传送到 SIM 卡中，以后开、关移动终端又都要进行 PIN校验。通信过程中，从移动终端中取出 SIM 卡会终止当时的通信，而且还可能破坏用户数据。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.平安措施 数字移动电话系统为了爱护用户和网络运营者的合法性，实行了以下平安措施：接入网络要求对用户进行鉴权；无线传输要对信息进行加密；通信过程中对 IMSI 保密；SIM卡的 PIN 操作；对移动设备进行设备识别，以保证系统中运用的设备不是盗用的或非法的设备。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用鉴权 第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用加密过程第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用用户识别码的保密 第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.SIM 卡的平安SIM 卡的平安用 PIN 码和 PUK 码保证。另外，用户的入网信息全部存在 SIM 卡中，而SIM 卡很难仿造，可确保用户侧的信息平安。5.移动台的识别移动台的识别是为了确保系统中运用的移动设备都是合法的设备。在移动台申请接入时，需向系统发送 IMEI，MSC/VLR 将 IMEI发送给 EIR，EIR 将收到的 IMEI在三个清单（白名单、黑名单、灰名单）中比对，并将结果送给 MSC/VLR，以确定是否允许入网。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2 GPRS(通用分组无线业务)GPRS作为其次代移动通信向第三代过渡的技术，被称为其次代半（或称 2.5 代）技术，这是一种基于 GSM 的移动分组数据业务，面对用户供应移动分组的 IP 或者 X.25 连接。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.1 GPRS产生的背景1.IP技术已成为发展方向电路交换、报文交换和分组交换是通信网上三大交换技术。其中分组交换方式是数据通信的志向选择。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用电路交换：在发端和收端之间建立电路连接，并保持到通信结束的一种交换方式。优点：由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延特别小。通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。双方通信时按发送依次传送数据，不存在失序问题。电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。电路交换的交换设备（交换机等）及限制均较简洁。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用缺点缺点:电路交换的平均连接建立时间对计算机电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说太长。通信来说太长。电路交换连接建立后，物理通路被通信电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户运用，因而信道利用低。其他用户运用，因而信道利用低。电路交换时，数据直达，不同类型、不电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错限制。信，也难以在通信过程中进行差错限制。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用报文交换：通过接收，必要时存储并接着传送报文交换：通过接收，必要时存储并接着传送消息来对其进行路由选择的一种交换方式。消息来对其进行路由选择的一种交换方式。优点：优点：报文交换不须要为通信双方预先建立一条专报文交换不须要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。可随时发送报文。通信双方不是固定占有一条通信线路，而是通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。通路，因而大大提高了通信线路的利用率。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用缺点：缺点：时延大，报文交换的实时性差，不适合传送实时延大，报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。时或交互式业务的数据。报文交换只适用于数字信号。报文交换只适用于数字信号。由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，削减结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转削减结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用分组交换:分组交换仍接受存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去。优点：加速了数据在网络中的传输。简化了存储管理。削减了出错机率和重发数据量。由于分组短小，更适用于接受优先级策略，便于刚好传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换明显更为合适些。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用缺点：缺点：尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必需具有存在存储转发时延，而且其结点交换机必需具有更强的处理实力。更强的处理实力。分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量增大，确定程度上降低了通信效率，增加了处量增大，确定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使限制困难，时延增加。理的时间，使限制困难，时延增加。当分组交换接受数据报服务时，可能出现失序、当分组交换接受数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用2.移动数据市场的形成 最早，在模拟移动通信网中，几乎不具备数据传输实力；在其次代数字移动通信系统中，低速数据业务作为附加业务存在，GSM 数据传输速率仅为 9.6kbit/s；随着 Internet 的发展，人们对高速移动数据业务的需求日益增加，移动与数据的结合成为移动通信的发展趋势。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用3.GSM 向第三代移动通信系统的演进现在，GSM 系统仍在发展中，但 GSM 的数据业务已不能满足人们的需求，进而希望在第三代移动通信中，通过便携式计算机或移动手机也能进行数据通信和接入 Internet，这就形成了当前移动通信网发展的新趋势。第三代移动通信的主要特征是具有宽带数据通信和多媒体通信实力，能供应快速分组交换实力。接受 GPRS 方案，既能充分利用原有的 GSM 资源，又能平滑过渡到第三代网络。因此，GPRS是 GSM 演进的最主要的方案。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.2 GPRS的特点 GPRS 接受分组交换技术，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，且安排方式特别敏捷。支持中、高速率数据传输，最高速率理论值可达 21.4kbit/s 8=171.2kbit/s。GPRS 网络接入速度快，供应了与现有数据网间的无缝连接。可以和IP网和X.25网连接。数据速率的提高使GPRS所能供应的业务从原来单一的文本传输，扩展到了多媒体业务，还能无线上网。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用GPRS具有与 GSM 一样的平安功能。GPRS可以实现基于数据流量、业务类型及服务质量等级（QoS）的计费功能。GPRS的核心网络层接受 IP技术，底层可运用多种传输技术，很便利地实现与高速发展的 IP 网无缝连接。GPRS有“恒久在线”的特点，即用户可随时与网络保持联系。将现有 GSM 网络升级至分组交换的 GPRS 网络，须要在网络中做些改动。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.3 GPRS的局限性牢靠性差。小区总容量有限。实际传输速率和理论值间存在较大的间距。支持GPRS MT的终端得不到保证。GPRS运用的调制方式还有待改进。传输时延。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.3 GPRS系统结构 1.基于GSM的GPRS网络结构基站收发信台基站限制器分组限制单元移动业务交换中心公共交换电话网络 归属用户寄存器业务支持节点网关支持节点第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用（1）与 GSM 相比，GPRS新增的主要设备。SGSN（GPRS业务支持节点）：主要功能是对移动终端进行鉴权和移动性管理，记录移动台的当前位置信息，建立移动终端到 GGSN 的传输通道，接收从 BSS 送来的移动台的分组数据，通过 GPRS骨干网传送给 GGSN，或者将分组发送到同一服务区内的移动台。SGSN还可集成计费网关、边缘网关（负责实现不同 GPRS网络之间的互连）和防火墙的功能。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用 GGSN（GPRS网关支持节点）：是连接 GPRS网络与外部数据网络的节点，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，PSPDN 和 LAN等。对于外部数据网络来说，它就是一个路由器，负责存储已经激活的 GPRS 用户的路由信息。GGSN 接收移动台发送来的数据，进行协议转换，转发至相应的外部网络，或接收来自外部数据网络的数据，通过隧道技术，传送给相应 SGSN。另外 GGSN 还可具有地址安排、计费、防火墙功能。PCU（分组限制单元）：用于分组数据的信道管理和信道接入限制。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用（2）为了升级至 GPRS，GSM 中须要进行改造的设备 BTS：对于目前运用的 CS-1 和 CS-2，只需软件升支持新的逻辑信道和编码方式即可。BSC：须要增加新的分组数据处理单元 PCU 模块。（PCU 可作为 BSC 的一个单元，也可以是一台单独的设备）。HLR：须要软件升级支持 GPRS的用户数据和路由信息以及与 SGSN 的 Gr 接口。MSC/VLR：假如须要实现 MSC 与 SGSN 的 Gs 接口，则须要对 MSC 做软件升级，否则无需对 MSC 进行改造。另外 MSC 可以与 SGSN/GGSN 安装在一起，并逐步用 GPRS核心网取代 MSC 的功能。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用 OMC：须要增加对新的网络单元进行网络管理的功能。计费系统：由于 GPRS 接受了与电路交换业务完全不同的计费信息，接受按数据流量而不是按时长计费，因此需升级计费系统。终端：因为 GPRS和 GSM 接受不同的数据类型，所以须要接受支持 GPRS的终端。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用2GPRS骨干网络 公共陆地移动网络 边界网关域名系统计费网关公用数据网 第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用GPRS 骨干网中，几个比较重要的元素如下。边界网关BG：主要作用是确保不同运营商之间的GPRS网络的通信平安。域名系统 DNS：主要用于 IP 网络，供应逻辑域名和 IP 地址之间的映射。计费网关CG：收集来自 SGSN 和 GGSN 的计费信息，并将计费信息送往运营商的计费系统。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.4 无线接口终端设备移动终端业务支持节点公共陆地移动网络设备标识寄存器 归属位置寄存器 公用数据网 存储和转发服务 移动业务交换中心第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.5 GPRS的技术及参数GPRS的主要技术参数如下工作频段：890MHz915 MHz；1 710MHz1 780 MHz；935MHz960 MHz；1 805MHz1 880 MHz；频道间隔：200kHz；频率复用：43 方式；每载波信道数：8（时隙）；第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用每信道数据率：CS-1 9.05kbit/s CS-2 13.4kbit/s CS-3 15.6kbit/s CS-4 21.4kbit/s（对应四种编码方案）单终端多信道实力：同一载波下的 1 个8 个时隙；调制方式：GMSK（高斯滤波最小频移键控）；信道占用方式：按需安排；第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4.2.5 GPRS系统的功能及实现 1.网络接入限制功能网络接入就是用户连接到电信网中以运用由这个网络所供应的服务或者设施的途径。注册功能；身份鉴别和授权功能；允许接入限制功能；消息过滤功能；分组终端适配功能；计费数据采集功能；第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用2.分组路由选择和传输功能 路由选择是指分组数据通信网中的网络节点转发数据包的过程，包括以下几个步骤：确定目前哪些路径可达；依据不同要求（如路径最短，或时延最短），选择一条最佳路径；将数据包的格式适配为适合底层传输协议传输的格式；通过选定的路径将数据包传送到其他系统或网络。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用（1）GPRS的路由管理第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用GPRS 的路由管理是指 GPRS 网络如何进行寻址和建立数据传送路由。GPRS 的路由管理表现在以下三个方面：移动台发送数据的路由建立；移动台接收数据的路由建立；移动台处于漫游时数据路由的建立。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用（2）分组路由选择和传输功能的子功能 转发功能：将收到的数据包传送给传输路径中的下一跳节点。路由选择功能：路由器分析 IP 数据包头部的目的地址之后，确定该数据包下一跳节点的 IP地址。地址翻译和映射功能：当须要在不同类型的网络之间进行数据传输时，通过地址翻译可以将一个外部网络协议地址转换成一个内部网络地址，以便在 PLMN 之间选择路由来发送分组，地址翻译通常在网关（用于互连两种不同类型的网络）中进行。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用1.封装功能：当协议数据包传送给下一层协议时，将原来的 PDU当作用户数据，路由信息（地址）或限制信息（如校验和）作为信息头，封装成新的 PDU后向下层协议传输。2.隧道功能：隧道传送是指在节点之间，透亮传送已封好的数据包。3.压缩功能：因为 GPRS 系统中无线资源特别有限，在保证不损害信息完整性的前提下对其进行压缩，将大大提高传输效率以及对无线资源的利用率。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用 加密功能：用于加密 SGSN 和 GPRS 移动台间传送的用户用户数据和信令，爱护用户数据的平安性、PLMN不受入侵。域名服务器功能：域名服务器用于将逻辑主机名翻译成 GSN IP 地址。GPRS系统中的每个 GSN都有一个逻辑主机名，对应一个内部的 GSN IP 地址。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用3移动性管理功能（1）移动性管理状态的定义与 GPRS 用户相关的移动性管理定义了空闲（Idle）：当移动台还未开机或没有进行 GPRS 连接（Attach）时，处于空闲状态。等待（Standby）：移动台已完成 GPRS 连接，但没有传输数据时，处于等待状态就绪（Ready）：当移动台正在进行数据传输时，处于就绪状态；。三种不同的状态，每一种状态都规定了确定的功能级别和信息。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用（2）状态转移 第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用GPRS状态转移包括五种状况：从空闲状态转移到就绪状态；从等待状态转移到空闲状态；从等待状态转移到就绪状态；从就绪状态转移到等待状态；从就绪状态转移到空闲状态。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用（3）移动性管理流程 移动管理流程包括：业务接入功能业务断开功能清除功能平安功能位置管理功能。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用4逻辑链路管理功能 逻辑链路管理功能包括协调 MS与 PLMN之间的链路状态信息，同时监管这个逻辑链路上的数据传输活动，其子功能包括：逻辑链路建立功能：当 MS接入 GPRS服务时，逻辑链路就建立起来了；逻辑链路维护功能：监控逻辑链路的状态，并限制链路状态的变更；逻辑链路释放功能：用于释放逻辑链路建立时所占用的资源。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用5无线资源管理功能 无线资源管理功能参与无线通信路径的安排和维护。GSM 无线资源可由电路交换业务和分组交换业务共享。Um管理功能：用来管理在每一小区中所用的物理信道组，并确定安排给 GPRS所运用的无线资源的数量。小区选择功能：运用户选择最佳的小区建立通信连接，还可用于检测和避开候选小区内的呼叫堵塞。路径管理功能：用于管理 BSS 与 SGSN 节点之间的分组数据通信路径。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用6网络管理功能网络管理功能用于实现 GPRS 网络中的各种运营和维护功能，与 GSM 中功能相同。7会话管理 GPRS 会话管理是指 GPRS 移动台和外部数据网间的连接限制管理。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用PDP 上下文有两种状态：激活 ACTIVE 和去激活INACTIVE。PDP 上下文状态转换关系图如右第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用8用户数据的传输 移动管理上下文建立后，就可在 MS 与外部数据网络间传送数据了，其过程如图 4-15所示。第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用第四章GSM,GPRS到WCDMA的发展及技术应用