华为-GPRS基本原理教学文案.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。华为-GPRS基本原理-目录第1章GPRS概述1-11.1GPRS的产生1-11.2GPRS的发展1-11.3CSD与GPRS的比较1-21.3.1电路交换的通信方式1-21.3.2分组交换的通信方式1-21.3.3GPRS与HSCSD业务的比较1-31.4GPRS业务发展分析1-51.4.1GPRS业务发展的有利因素1-51.4.2制约GPRS业务应用的不利因素1-6第2章GPRS基本功能和业务2-12.1GPRS业务种类2-1第3章GPRS基本体系结构和传输机制3-13.1GPRS接入点3-13.2

2、网络互通3-13.3逻辑体系结构3-13.3.1主要网络实体3-23.3.2主要的网络接口3-53.4高层功能3-73.4.1网络接入控制功能3-73.4.2分组路由和转发功能3-83.4.3移动性管理功能3-103.4.4逻辑链路管理功能3-113.4.5无线资源管理功能3-113.4.6网络管理功能3-123.5功能分配3-123.6GPRS数据传输平面3-143.7GPRS信令平面3-153.7.1MS与SGSN间信令平面3-153.7.2SGSN与HLR间信令平面3-163.7.3SGSN与MSC/VLR间信令平面3-163.7.4SGSN与EIR间信令平面3-173.7.5SGSN与

3、SMS-GMSC、SMS-IWMSC间信令平面3-173.7.6GPRS支持节点间信令平面3-173.7.7GGSN与HLR间信令平面3-18第4章移动性管理4-14.1移动性管理状态4-14.1.1IDLE状态4-14.1.2STANDBY状态4-14.1.3READY状态4-24.2MM状态功能4-34.2.1MM状态迁移4-34.2.2就绪定时器功能4-44.2.3周期性路由区更新定时器功能4-54.2.4MS可及定时器功能4-54.3SGSN与MSC/VLR的交互4-64.3.1SGSN-MSC/VLR关联的管理4-64.3.2联合RA/LA更新4-74.3.3CS寻呼协调及网络操作模

4、式4-74.4MM规程4-94.4.1GPRS附着功能4-94.4.2GPRS分离规程4-114.4.3清除功能4-134.5安全性功能4-134.5.1用户鉴权4-144.5.2用户识别码保密4-144.5.3用户数据和GMM/SM信令保密4-154.5.4用户身份检查4-164.6位置管理功能4-164.6.1小区更新规程4-174.6.2路由区更新规程4-174.6.3联合RA/LA更新规程4-194.6.4周期性路由区更新和位置区更新4-224.7用户数据管理功能4-224.7.1添加用户数据规程4-224.7.2删除用户数据规程4-234.8MS类标处理功能4-23第5章无线资源管理

5、功能5-15.1无线资源管理5-15.2GPRS下行链路传输的寻呼5-15.3小区选择和小区重选5-25.4非连续接收5-2第6章分组路由与传输功能6-16.1PDP状态和状态转换6-16.2会话管理规程6-26.2.1静态地址与动态地址6-26.2.2PDP上下文的激活规程6-36.2.3PDP上下文的修改6-46.2.4PDP上下文的去激活6-56.3业务流程举例6-76.3.1MS发起分组数据业务6-76.3.2网络发起分组数据业务6-8第7章用户数据传输7-17.1传输模式7-17.1.1GTP传输模式7-17.1.2LLC传输模式7-17.1.3RLC传输模式7-17.2LLC功能7

6、-17.2.1寻址7-17.2.2服务7-27.2.3功能7-27.3SNDCP功能7-27.4PPP功能7-47.5Gb接口7-47.5.1物理层7-47.5.2FR子层7-47.5.3NS子层7-57.5.4BSSGP层7-57.6Abis接口7-87.6.1结构A7-97.6.2结构B7-97.6.3结构C7-10第8章信息存储8-18.1HLR8-18.2SGSN8-28.3GGSN8-48.4MS8-58.5MSC/VLR8-7第9章编号方案9-19.1IMSI9-19.2P-TMSI9-29.3NSAPI/TLLI9-29.3.1NSAPI9-29.3.2临时逻辑链路标识（TLLI

7、）9-39.4PDP地址和类型9-39.5TID9-39.6路由区识别码9-49.7小区标识9-49.8GSN地址9-49.9接入点名字9-5第10章GPRS系统的运营10-110.1计费信息10-110.2计费功能10-110.2.1分组型业务计费方式和电路型业务计费方式的区别10-110.2.2计费处理流程和话单传送接口10-210.2.3话单类型10-210.3网络服务质量（QoS）10-310.3.1优先级别10-310.3.2延时级别10-310.3.3可靠性级别10-310.3.4峰值吞吐量级别10-410.3.5平均吞吐量级别10-510.4消息过滤功能10-610.5兼容性问题

8、10-6第11章与GSM其它业务的交互11-111.1与点对点短消息业务关系11-111.2与电路交换业务的关系11-1第12章IP相关的基础知识12-112.1NAT和PROXY12-112.2FIREWALL12-112.3GRE12-312.4DNS12-312.5RADIUS12-412.6VPN12-412.6.1VPN基本概念12-412.6.2VPN的基本技术12-412.6.3VPN的类型与应用方式12-612.6.4三层隧道协议12-712.6.5VPN的优点12-7附录A缩略语A-1-第1章 GPRS概述1.1 GPRS的产生GPRS（GeneralPacketRadioS

9、ervice，通用分组无线业务）是在现有的GSM移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS通过在GSM数字移动通信网络中引入分组交换功能实体，以支持采用分组方式进行的数据传输。GPRS系统可以看作是对原有的GSM电路交换系统进行的业务扩充，以满足用户利用移动终端接入Internet或其它分组数据网络的需求。以GSM、CDMA为主的数字蜂窝移动通信和以Internet为主的分组数据通信是目前信息领域增长最为迅猛的两大产业，正呈现出相互融合的趋势。GPRS可以看作是移动通信和分组数据通信融合的第一步。移动通信在目前的话音业务继续保持发展的同时，对IP和高速数据业务的支持已经成为第

10、二代移动通信系统演进的方向，而且也将成为第三代移动通信系统的主要业务特征。GPRS包含丰富的数据业务，如：PTP（PointToPoint，点对点）数据业务，PTM-M（PointToMultipoint，点对多点）广播数据业务、PTM-G（PointToMultipointGroup，点对多点群呼）数据业务、IP-M广播业务。这些业务已具有了一定的调度功能，再加上GSMphaseII+中定义的话音广播及话音组呼业务，GPRS已经能够完成一些调度功能。GPRS主要的应用领域可以是：E-mail电子邮件、WWW浏览、WAP业务、电子商务、信息查询、远程监控等。1.2 GPRS的发展GSM-GPR

11、S通过在原GSM网络基础上增加一系列功能实体来实现对分组数据的传输，新增功能实体和软件升级后的原GSM功能实体组成GSM-GPRS网络，作为独立的网络实体完成GPRS数据业务，原GSM网络则完成电路业务。GPRS网络与GSM原网络通过一系列的接口协议共同完成对移动台的移动性管理功能。GPRS新增如下功能实体：服务GPRS支持节点（SGSN），网关GPRS支持节点（GGSN），点对多点数据服务中心等。同时，对原有的一系列功能实体进行软件升级。GPRS大规模地采用了数据通信技术，包括帧中继、TCP/IP、X.25、X.75，同时在GPRS网络中使用了路由器、接入网服务器、防火墙等产品。GPRS最早

12、在1993年提出，1997年完成了第一阶段的协议，到目前为止GPRS协议还在不断更新，2000年初推出SMG#30。GPRS协议除包含新制定的协议外，还对原有的一些协议进行了较多的修改。1.3 CSD与GPRS的比较以下是对GSM电路交换型数据业务与GPRS分组交换型数据业务的技术特征所作的对比说明。1.3.1 电路交换的通信方式在电路交换的通信方式中，在发送数据之前，首先需要通过一系列的信令过程，为特定的信息传输过程（如通话）分配信道，并在信息的发送方、信息所经过的中间节点、信息的接收方之间建立连接，然后传送数据，数据传输过程结束以后再释放信道资源，断开连接。图1-1 Error! No b

13、ookmark name given.是基于电路方式的话音通信过程示意图。基于电路方式的通信过程电路交换的通信方式一般适用于需要恒定带宽、对时延比较敏感的业务，如话音业务目前一般都采用电路交换的通信方式。1.3.2 分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标识指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据包头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送方和接收方和信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用

14、户共享使用。由于数据业务在绝大多数情况下都表现出一种突发性的业务特点，对信道带宽的需求变化较大，因此采用分组方式进行数据传送将能够更好地利用信道资源。例如一个进行WWW浏览的用户，大部分时间处于浏览状态，而真正用于数据传送的时间只占很小比例。这种情况下若采用固定占用信道的方式，将会造成较大的资源浪费。图1-2 Error! No bookmark name given.是基于分组的通信过程示意图。分组通信示意图在GPRS系统中采用的就是分组通信技术，用户在数据通信过程并不固定占用无线信道，因此信道资源能够被更合理地利用。在GSM移动通信的发展路标中，GPRS是移动业务和分组业务相结合的第一步，

15、也是采用GSM技术体制的第二代移动通信技术向第三代移动通信技术发展的重要里程碑。1.3.3 GPRS与HSCSD业务的比较HSCSD（HighSpeedCircuitSwitchingData，高速电路交换数据）业务是基于电路交换的点到点数据传输业务，可提供实时的高速数据传输。HSCSD和GPRS一样，都是GSM网络在PhaseII以后引入的增强型数据业务，两者的最大区别在于：HSCSD基于电路交换方式（CSD），而GPRS基于分组交换方式（Packet）。这一区别决定了两者有着完全不同的适用范围：HSCSD适合持续长时间的大数据量传输如文件传输、视频会议以及实时性业务等，而GPRS适合更加广

16、泛的突发性的数据访问，如互联网浏览、电子商务、收发电子邮件以及其它非实时性业务等。如Error! No bookmark name given.所示。表1-1 HSCSD与GPRS的比较比较项目HSCSDGPRS提供的业务适合于实时性强的应用，例如会议电视适用于突发性的数据业务，小数据量的频繁传送，偶然出现的大数据量业务，如网页浏览等业务质量和性能数据业务的建链时间长，大于20秒数据业务的建链时间短，小于3秒数据速率414.4kbit/s=57.6kbit/s69.6kbit/s=57.6kbit/s421.4kbit/s（CS-4）=85.6kbit/s613.4kbit/s（CS-2）=8

17、0.4kbit/s无线资源管理一个用户可分配多个信道，用户接入后即占用了分配的业务信道，无线资源的利用率较差可动态分配资源，一个用户可分配多个时隙，一个时隙也可由多个用户共享，用户可一直与网络连接，但仅当传送数据时才占用无线信道资源网络设施的改造初期投资少，对于TRAU、IWF等速率适配设备需要硬件升级，不需要增加新的网络单元，其他部分主要是软件升级初期投资大，需增加SGSN、GGSN网络设施，BSC需增加硬件设备，BTS、HLR、MSC等需软件升级计费连接的时间，占用的信道数等数据量，连接时间和QoS等网络规划基于原有电路业务的模型，无线传输部分和网络易于规划设计在无线传输方面缺乏经验，数据

18、业务量增加后，网络规划困难HSCSD业务是将多个全速业务信道复用在一起，以提高无线接口数据传输速率的一种方式。由于目前MSC的交换矩阵为64kbit/s，为了避免对MSC进行大的改动，限定入交换速率小于64kbit/s。这样，GSM网络在引入HSCSD之后，可支持的用户数据速率将达到38.4kbit/s（4时隙，9.6kbit/s信道编码）、57.6kbit/s（4时隙，14.4kbit/s信道编码）或57.6kbit/s（6时隙，9.6kbit/s信道编码）。HSCSD适合提供实时性强的业务如会议电视，而GPRS则适合于突发性的业务，业务应用范围较广。HSCSD作为电路型数据业务在无线接口上

19、虽然也有无线资源的协商和调整（非透明业务），但对于一个连接来说，无论是否有实时数据的传送，至少需要保持一个时隙的无线连接。当数据业务量增加时，需增设新的基站或大量的无线信道。而对于GPRS业务来说，用户只有需要发送信息时才申请无线资源，其他时间MS保持PDP上下文激活状态，而不需要任何无线资源。在上行链路上网络需要对MS进行争抢判决，多个MS可共享一个时隙的无线资源，且随着USF（UplinkStateFlag）的变化，上行资源的复用可以改变，在下行信道上采用排队机制，多个MS可共享多时隙的下行资源，以TFI（TemporaryFlowIdentity）进行区分。虽然在网络建设上GPRS比HS

20、CSD需要更大的改动，但对于无线资源的利用来说却是占用最小的爱而兰负荷，在最大程度上减少了BTS的投资，即使在不增加频率资源和小区的情况下也可以提供业务。运营者可以根据业务负荷和实际需要在话音业务和数据业务之间动态分配无线信道。尤其是由于电路型呼叫的建立、结束和阻塞使得空闲信道表现为“空闲”和“突发”时，可被GPRS业务所利用，而HSCSD业务无法使用。HSCSD除了一些数据速率适配所必须的硬件更换之外几乎不需要对硬件设备进行改动，GPRS则需要增加SGSN和GGSN两个网络实体，HLR等GSM网络设备需要软件升级。但从发展的眼光开看，GPRS的网络结构为第三代移动通信网络的建设打下了良好的基

21、础。第一阶段的第三代核心网络将主要采用GPRS网络。1.4 GPRS业务发展分析1.4.1 GPRS业务发展的有利因素GPRS不仅仅是移动通信网络向3G演进的第一步，而且还是最重要的一步。它将IP技术引入GSM网络，通过在GSM网络上叠加一个基于IP的GPRS核心网，运营商能够从电路交换转化为分组交换，迈出了走向以IP为中心的未来世界的第一步。GPRS具有以下优点：1. 充分利用现有网络GPRS能够充分利用现有的GSM网络，这使得运营商可以一举在全球范围推出此项业务。另外，GPRS不仅仅是基于GSM设计的，在北美和南美使用的IS-136TDMA标准同样支持GPRS。2. Internet实现G

22、PRS通过允许现存的Internet和新的GPRS网络互通首次完全实现了移动Internet功能。目前任何一种在固定Internet上的业务FTP、WebBrowse、聊天室、E-mail等利用GPRS同样能在移动网络上实现。3. 网络频谱效率高分组交换意味着仅当用户正在发送或接收数据时GPRS无线资源才被使用。与将一个无线信道指定给一个移动数据用户相比，它可以同时在几个用户之间共享。这种无线资源的有效使用意味着大量的GPRS用户可以共享相同的带宽而且由同一个单元提供服务。GPRS可以使网络运营商以一种动态的和灵活的方式最大可能地利用网络资源。4. 网络成本不断降低GPRS的成本将随着市场的扩

23、大而迅速下降，并且GPRS可以以高于目前modem的速率为用户提供数据传输服务，无线数据传输从而有能力与固定网络数据传输在成本和传输速率方面展开竞争。5. 资费合理用户只需按数据通信量付费即可，而无需像电路交换方式那样对整个链路占用期间付费。按照发送和接收的数据量来收费可使用户的使用费用大大降低。1.4.2 制约GPRS业务应用的不利因素1. 对所有用户来说小区容量有限GPRS会影响一个网络现有的小区容量。对于不同的用途只有有限的无线资源可供使用。然而，GPRS对信道采取动态管理，并且通过在GPRS信道上提供SMS（ShortMessageService，短消息业务）来减少高峰时所需的信令信道

24、数。因此，需要SMS作为补充承载业务，可以通过使用不同的无线资源来实现。2. 在实际应用中速率比理论值要低得多要达到GPRS传输速率的理论最大值171.2kbit/s是有条件的，那就是要求只有一个用户占用所有8个时隙并且没有防错保护。一个网络运营商把所有8个时隙全给一个用户使用是不太可能的，因此用户使用带宽也将受到限制。因此，除非引入GSM演进的EDGE（EnhancedDataRatesfortheGSMEvolution，GSM演进的增强数据速率）和UMTS（UniversalMobileTelecommunicationSystem），否则对于单个移动用户说较高速的数据速率是不可能实现的

25、。3. 次最佳（次优化）调制GPRS基于一种GMSK（高斯滤波最小频移键控）调制技术，相比之下EDGE基于一种新机制，该机制使得在空中接口获得更高的数据传输速率。因此，网络运营商需要在某个阶段采用EDGE技术实现向3G的演进。4. 转接时延GPRS分组向不同方向发送数据，最终到达相同的目的地。这样数据在通过无线链路传输过程中可能发生一个或几个分组数据包丢失或发生错误。针对无线分组技术这一固有特性，引入了数据完整性和重发策略，由此也产生了潜在的转接时延。第2章 GPRS基本功能和业务2.1 GPRS业务种类在PLMN中，GPRS使得用户能够在端到端分组传输模式下发送和接收数据。在GPRS中定义了

26、两类承载业务：点对点（PTP）和点对多点（PTM）。以GPRS承载业务支持的标准网络协议为基础，GPRS网络营运商可以为用户提供多种电信业务。GPRS提供的应用业务具有以下特点：l 适用于不连续的非周期性（突发）数据的传送，突发出现的时间间隔远大于突发数据的平均传输时延；l 适用于小于500字节小数据量事务处理业务，允许每分钟出现几次，可以频繁传送；l 适用于几千字节大数据量事务处理业务，允许每小时出现几次，可以频繁传送。上述GPRS应用业务特点表明：GPRS非常适合突发的数据应用业务，能高效利用信道资源，但对大数据量应用业务，GPRS网络要加以限制。主要原因如下：1. 数据业务量较小。GPR

27、S网络依附于原有的GSM网络。目前，GSM网络主要提供话音业务，电话用户密度高，业务量大，信道利用率已经较高。而大数据量应用业务在传送时需要占用较多信道资源，但在一个小区内不可能有更多的信道用于GPRS业务。当采用静态分配业务信道方式时，初期一个小区一般考虑分配一个频道（载波）的几个信道（时隙）用于分组数据业务。2. 无线信道的数据速率较低。采用GPRS推荐的CS-1和CS-2信道编码方案时，数据速率仅为9.05kbit/s和13.4kbit/s（包括RLC块字头）。但能够实现小区的100%和90%覆盖时，满足同频道干扰C/I21），仅适合能满足较高的C/I值的特殊地区使用。多时隙信道一般用于

28、Web浏览业务（数据库查询）和FTP文件传送业务等。由于多时隙信道数量有限，因此GPRS网络要对大数据量应用业务加以限制，允许每小时出现几次。当GPRS业务和GSM业务共享信道，并采用动态分配信道方式时，话音业务有较高的优先级。可利用任何一个信道的两次通话间隙传送GPRS分组数据，如果某个信道用于GPRS业务，一个分组数据信道（PDCH）可以实现多个GPRS用户共享（即多个逻辑信道可以复用到一个物理信道），因此GPRS特别适用突发数据的应用，大大地提高了信道利用率。第3章 GPRS基本体系结构和传输机制3.1 GPRS接入点图3-1 GPRSPLMN的各接入点如Error! No bookma

29、rk name given.所示。GPRS接入点与参考点GPRSPLMN用户接入点：Um接口和R参考点。GPRSPLMN网间接入点：Gp接口。GPRSPLMN到外部固定网络的接入点：Gi参考点。3.2 网络互通通过Gi接口，GPRSPLMN支持与外部数据网络PSPDN或IP网络的互通。3.3 逻辑体系结构图3-2 GPRS网络引入了分组交换和分组传输概念，使GSM网络对数据业务的支持从网络体系上得到了加强。Error! No bookmark name given.和Error! No bookmark name given.从不同的角度上给出了GPRS网络的组成示意。GPRS网络其实是叠加在

30、现有的GSM网络上的另一网络，GPRS网络在原有的GSM网络的基础上增加了SGSN（服务GPRS支持节点）、GGSN（网关GPRS支持节点）等功能实体。GPRS共用现有GSM网络的BSS系统，但要对软硬件进行相应的更新；同时GPRS和GSM网络各实体的接口必须作相应的界定；另外，移动台则要求提供对GPRS业务的支持。GPRS支持通过GGSN实现和PSPDN的互联，接口协议可以是X.75或者是X.25，同时GPRS还支持和IP网络的直接互联。GPRS网络结构GPRS网络组成3.3.1 主要网络实体1. GPRSMS(1) 终端设备TE（TeminalEquipment，终端设备）是终端用户操作和

31、使用的计算机终端设备，在GPRS系统中用于发送和接收终端用户的分组数据。TE可以是独立的桌面计算机，也可以将TE的功能集成到手持的移动终端设备上，同MT（MobileTerminal）合二为一。从某种程度上说，GPRS网络所提供的所有功能都是为了在TE和外部数据网络之间建立起分组数据传送的通路。(2) 移动终端MT（MobileTerminal，移动终端）一方面同TE通信，另一方面通过空中接口同BTS通信，并可以建立到SGSN的逻辑链路。GPRS的MT必须配置GPRS功能软件，以支持GPRS系统业务。在数据通信过程中，从TE的观点来看，MT的作用就相当于将TE连接到GPRS系统的Modem。M

32、T和TE的功能可以集成在同一个物理设备中。(3) 移动台MS（MobileStation，移动台）可以看作是MT和TE功能的集成实体，物理上可以是一个实体，也可以是两个实体（TE+MT）。MS有三种类型：l A类GPRSMS：能同时连接到GSM和GPRS网络，能在两个网络中同时激活，同时侦听两个系统的信息，并能同时启用，同时提供GPRS业务和GSM电路交换业务，包括短消息业务。A类移动台用户能在两种业务上同时发起和/或接收呼叫，自动进行分组数据业务和电路业务之间的切换。l B类GPRSMS：能同时连接到GSM网络和GPRS网络，可用于GPRS分组业务和GSM电路交换业务，但两者不能同时工作，即

33、在某一时刻，它或者使用电路交换业务，或者使用分组交换业务。B类移动台也能自动进行业务切换。l C类GPRSMS：在某一时刻只能连接到GSM网络或GPRS网络。如果它能够支持分组交换和电路交换两种业务，只能人工进行业务切换，不能同时进行两种操作。2. PCU（PacketControlUnit，分组控制单元）PCU是在BSS侧增加的一个处理单元，主要完成BSS侧的分组业务处理和分组无线信道资源的管理，目前PCU一般在BSC和SGSN之间实现。3. SGSN（ServiceGPRSSupportNode，服务GPRS支持节点）SGSN是GPRS网络的一个基本组成网元，是为了提供GPRS业务而在GS

34、M网络中引进的一个新的网元设备。其主要的作用就是为本SGSN服务区域的MS转发输入/输出的IP分组，其地位类似于GSM电路网中的VMSC。SGSN提供以下功能：l 本SGSN区域内的分组数据包的路由与转发功能，为本SGSN区域内的所有GPRS用户提供服务。l 加密与鉴权功能l 会话管理功能l 移动性管理功能l 逻辑链路管理功能l 同GPRSBSS、GGSN、HLR、MSC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC的接口功能l 话单产生和输出功能，主要收集用户对无线资源的使用情况此外，SGSN中还集成了类似于GSM网络中VLR的功能，当用户处于GPRSAttach（GPRS附着）状态时，SGSN中存

35、储了同分组相关的用户信息和位置信息。同VLR相似，SGSN中的大部分用户信息在位置更新过程中从HLR获取。4. GGSN（GatewayGPRSSupportNode，关口GPRS支持节点）GGSN也是为了在GSM网络中提供GPRS业务功能而引入的一个新的网元功能实体，提供数据包在GPRS网和外部数据网之间的路由和封装。用户选择哪一个GGSN作为网关，是在PDP上下文激活过程中根据用户的签约信息以及用户请求的APN（AccessPointName，接入点名）来确定的。GGSN主要提供以下功能：l 同外部数据IP分组网络（IP、X.25）的接口功能，GGSN需要提供MS接入外部分组网络的关口功能

36、，从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻址GPRS网络中所有用户IP地址的路由器，需要同外部网络交换路由信息；l GPRS会话管理，完成MS同外部网的通信建立过程；l 将移动用户的分组数据发往正确的SGSN；l 话单的产生和输出功能，主要体现用户对外部网络的使用情况。5. CG（ChargingGateway，计费网关）CG主要完成对各SGSN/GGSN产生的话单的收集、合并、预处理工作，并完成同计费中心之间的通信接口。CG是GPRS网络中新增加的设备。GPRS用户一次上网过程的话单会从多个网元实体中产生，而且每一个网元设备中都会产生多张话单。引入CG是为了在话单送往计费中心之前对话单进行合

37、并与预处理，以减少计费中心的负担；同时SGSN、GGSN这样的网元设备也不需要实现同计费中心的接口功能。6. RADIUS服务器在非透明接入的时候，需要对用户的身份进行认证，相关的认证、授权信息就存储在RADIUS服务器（RemoteAuthenticationDialInUserServiceServer，远程接入鉴权与认证服务器）上。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。7. DNS（DomainNameSystem，域名服务器）GPRS网络中存在两种域名服务器：一种是GGSN同外部网之间的DNS，主要功能是对外部网的域名进行解析，其作用完全等同于固定Internet网络上的普通DNS；

38、另一种是GPRS骨干网上的DNS，其作用主要有两点：l 在PDP上下文激活过程中根据确定的APN（AccessPointName，接入点名）解析出GGSN的IP地址；l 在SGSN间的路由区更新过程中，根据旧的路由区号码，解析出老的SGSN的IP地址。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。8. BG（BorderGateway，边缘网关）BG实际上就是一个路由器，主要完成分属不同GPRS网络的SGSN、GGSN之间的路由功能，以及安全性管理功能。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。3.3.2 主要的网络接口1. Um接口Um接口是GPRSMS与GPRS网络间的接口，通过MS完成与GPRS

39、网络的通信，完成分组数据传送、移动性管理、会话管理、无线资源管理等多方面的功能。2. Gb接口Gb接口是SGSN和BSS间接口（在华为的GPRS系统中，Gb接口是SGSN和PCU之间的接口），通过该接口SGSN完成同BSS系统、MS之间的通信，以完成分组数据传送、移动性管理、会话管理方面的功能。该接口是GPRS组网的必选接口。在目前的GPRS标准协议中，指定Gb接口采用帧中继作为底层的传输协议，SGSN同BSS之间可以采用帧中继网进行通信，也可以采用点到点的帧中继连接进行通信。3. Gi接口Gi接口是GPRS与外部分组数据网之间的接口。GPRS通过Gi接口和各种公众分组网如Internet或I

40、SDN网实现互联，在Gi接口上需要进行协议的封装/解封装、地址转换（如私有网IP地址转换为公有网IP地址）、用户接入时的鉴权和认证等操作。4. Gn接口Gn接口是GRPS支持节点间接口，即同一个PLMN内部SGSN间、SGSN和GGSN间接口，该接口采用在TCP/UDP协议之上承载GTP（GPRS隧道协议）的方式进行通信。5. Gs接口Gs接口是SGSN与MSC/VLR之间接口，Gs接口采用No.7信令上承载BSSAP+协议。SGSN通过Gs接口和MSC配合完成对MS的移动性管理功能，包括联合的Attach/Detach、联合的路由区/位置区更新等操作。SGSN还将接收从MSC来的电路型寻呼信

41、息，并通过PCU下发到MS。如果不提供Gs接口，则无法进行寻呼协调，不利于提高系统接通率和无线资源利用率；并且无法进行联合位置区/路由区更新，不利于减轻系统信令负荷。6. Gr接口Gr接口是SGSN与HLR之间的接口，Gr接口采用7号信令上承载MAP+协议的方式。SGSN通过Gr接口从HLR取得关于MS的数据，HLR保存GPRS用户数据和路由信息。当发生SGSN间的路由区更新时，SGSN将更新HLR中相应的位置信息；当HLR中数据有变动时，也将通知SGSN，SGSN会进行相关的处理。7. Gd接口Gd接口是SGSN与SMS-GMSC、SMS-IWMSC之间的接口。通过该接口，SGSN能接收短消

42、息，并将它转发给MS、SGSN和SMS_GMSC、SMS_IWMSC。短消息中心之间通过Gd接口配合完成在GPRS上的短消息业务。如果不提供Gd接口，当C类手机附着在GPRS网络上时，它将无法收发短消息。另外，随着短消息业务量的增大，如果提供Gd接口，则可减少短消息业务对SDCCH的占有，从而减少对电路话音业务的冲击。8. Gp接口Gp接口是GPRS网络间接口，是不同PLMN网的SGSN之间采用的接口，在通信协议上与Gn接口相同，但是增加了边缘网关（BG，BorderGateway）和防火墙，通过BG来提供边缘网关路由协议，以完成归属于不同PLMN的GPRS支持节点之间的通信。9. Gc接口G

43、c接口是GGSN与HLR之间的接口，当网络侧主动发起对手机的业务请求时，由GGSN用IMSI向HLR请求用户当前SGSN地址信息。由于移动数据业务中很少会有网络侧主动向手机发起业务请求的情况，因此Gc接口目前作用不大。在Gc接口不存在的情况下，GGSN也可以通过与其在同一PLMN中有SS7相关接口的SGSN，经过GTP-to-MAP协议转换来实现该GGSN与HLR的信令信息交互。10. Gf接口Gf接口是SGSN与EIR之间的接口。3.4 高层功能GPRS网络的高层功能包括以下几个方面：l 网络接入控制功能l 分组路由和转发功能l 移动性管理功能l 逻辑链路管理功能l 无线资源管理功能l 网络

44、管理功能3.4.1 网络接入控制功能网络接入控制功能控制MS对网络的接入，使MS能使用网络的相关资源完成数据的接收和发送。对于GPRS而言，用户可以从移动终端或固定网络侧（包括Internet和X.25）发起业务。对于特定PLMN运营商，可以限制某些特定用户接入网络或者向特定用户提供特定的业务。GPRS网络接入功能包括以下内容：1. 注册功能此功能是指将用户的移动ID和用户的PDP上下文、在PLMN中的位置联系以及对外部分组数据网络的接入点联系起来。这种联系可以作为静态形式存贮在HLR中，或者根据需要动态分配。2. 鉴权功能此功能是指向用户授予使用某种特定网络服务的权利和对特定用户的申请进行鉴

45、权。鉴权的实现和移动性管理联系在一起。3. 许可控制功能此功能是指根据用户所申请的QoS所需要的无线资源，决定是否分配无线资源。许可控制功能的实现和无线资源管理功能联系在一起，用于估计小区对无线资源的需求。4. 消息屏蔽功能此功能是指通过包过滤功能将未被授权的和多余的消息滤除。在GPRS的第一阶段，支持网络控制的和预约的消息屏蔽功能，在第二阶段，将支持用户控制的消息屏蔽功能。5. 分组终端适配功能此功能是指将发往终端设备的分组数据包或终端设备发往网络的分组数据包适配成适合于在GPRS网络传输的格式。6. 计费数据收集功能此功能是指根据用户预约和业务量进行计费数据收集，并能将收集到的计费数据通过Ga接口发往计费网关处理。3.4.2 分组路由和转发功能分组路由和转发功能完成对分组数据的寻址和发送工作，保证分组数据按最优路径送往目的地。分组路由功能和转发功能主要包括：l 转发功能（中继功能）l 路由功能l 地址转换和映射功能l 封装功能l 隧道功能l 压缩功能l 加密功能l DNS功能1. 转发（中继）功能转发功能是指将数据包从一个节点送到路由中的下一个节点的功能。在GPRS中，转