GPRS与EDGE基础知识.ppt
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1、伍求礼 第一章 GPRS定义及特点1、定义:GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,它是一种叠加在GSM网络上,用于分组交换传输数据的高效率方式。2、GSM中的数据速率的解决方案:一个时隙电路交换CS-1(9.6kb/s)一个时隙电路交换CS-2(14.4kb/s)HSCSD(38.464kb/s)GPRS(160kb/s)EDGE(473.6kb/s)GSM数据速率图9.6kb/s14.4kb/sHSCSDGPRS(TODAY)(38.457.6kb/s)100kb/s更高的带宽10090807060504030201003、爱立信GSM
2、中数据业务的发展策略:GSM9.6kb/sGSM+HSCSD,GPRS160kb/sGSM+EDGEGSM核心结构GSMWCDMA多媒体的系统384kb/s2Mb/s4、GPRS特点与效益GPRS的特点端到端的分组交换与现有电路交换业务互配灵活的计费方式(数据流量,时间,业务类型)总是在线,总是连接重新利用现有的无线网络GSM低的投资成本 快速灵活的实现GPRS给用户带来的效益快速接入更高的速度全球接入总是连接,总是在线经济高效性方便性GPRS给运营者带来的效益高效的无线应用低的投资成本新的分组数据业务新的商业机会第二章 GPRS系统概览 GPRS是什么?GPRS系统结构 GPRS怎样工作?G
3、PRS是什么?n通用分组无线业务nGPRS是一种端到端的GSM业务n再次利用现有的基础结构n与现有电路交换业务互配n基于标准化的开放接口GPRS的系统结构?n爱立信的GSM系统结构nGPRS系统结构wMSnTE、MTwBSSnBTSnBSC(PCU)wMSSnMSCnVLRnHLRnSGSNnGGSN爱立信的GSM结构AUCHLREIRILRGMSCIWUMSC/VLRBSSBSCRBSOSSSMS-GMSCSMS-IWMSCSSMSGPRS系统结构BTSBSCMSC/VLRGGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCHLRSGSN骨干网IPX.25网络IP网络AAMAPGbGsGrGnGnGd
4、GcGi(X.25)Gi(IP)(MAP)MSMS:TE和MT的综合-TE终端设备(便携式计算机,PDA,遥测设备)-MT移动终端(卡式电话,移动电话)IP网络X.25网络终端的三种类型:A类终端:能同时并且独立处理电路交换业务和分组交换业务。B类终端:可接入CS和PS。但在同一时刻只能处理一种业务。但可在两种业务之间自动转换。C类终端:只支持一种业务,分组业务或电路连接。MS端到端分组通信1、GPRSA类手机。A类手机具有同时提供GPRS和电路交换承载业务的能力。即在同一时间内既进行一般的GSM话音业务又可以接收GPRS数据包。GPRS业务推出后,用户将可以戴着基于蓝牙技术的集成式麦克风耳机
5、,使用具有A类特性的PDA(如商务通、Palm、WinCE等),边打电话边在网上冲浪;2、GPRS类手机。如果MS能同时侦听两个系统的寻呼信息(如:通过GPRS寻呼信道),MS可以同时附着在GSM系统和GPRS系统,但是在某一时刻它只能要么使用电路交换业务,要么使用分组交换业务;3、GPRSC类手机:MS要么附着在GSM网络,要么附着在GPRS网络。它只能通过人工的方式进行切换,没有办法同时进行两种操作。BSS-BTSBTSBSCMSC/VLRGGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCHLR骨干网IPX.25网络IP网络AAMAPGbGsGrGnGnGdGcGi(X.25)Gi(IP)(MAP
6、)MSSGSNBTS中必须包含GPRS的特殊软件(即进行软件升级)支持新的信道编码计划收发无线接口的分组数据时隙和信道分配仍使用现有的A-bis接口BTS几点说明:物理信道分配:BTSBSCC1C2C3C4C5C6PDCHTCH公共资源池01234567PDCH:用于GPRS系统中传送分组数据的信道;TCH:GSM的电路交换业务信道。PDCH的分配:专用PDCH:仅用于GPRS,由操作者命令分配和释放,可保证一个小区内总有GPRS资源;按需PDCH:作为一个临时的动态的GPRS源,根据GPRS业务需求分配和释放;BSS具有负荷监视功能:-在CS业务繁忙的小区,按需PDCH可被输入的CS呼叫优先
7、占用;-当GPRS用户数太多,以至于该小区现有的PDCH数不够是时,若有空闲信道,则分配新的按需PDCH。几点说明:1、PDCH在一套最大为八个时隙的设备里被分配。这样一个设备叫做PSET,它可包括专用PDCH和按需PDCH。2、一个PSET的所有信道处于相同的频率或若开跳频,每次跳频需在相同的频率。3、一个MS仅能从一个PSET分配PDCH,目前最多为一个MS分配四个时隙。PDCHsTBFTBFLIMITPDCHsTBFMS1MS1MS1MS1MS4MS3MS3MS3MS2MS2MS2MS3MS5MS5MS5PSET1PSET2GPRS中的逻辑信道逻辑信道:PCCCH(分组公共控制信道)(分
8、组公共控制信道)PRACH:分组随机接入信道(上行链路)PPCH:分组寻呼信道(下行链路)PAGCH:分组接入允许信道(下行链路)PTCCH:分组定时提前控制信道(上/下行链路)PNCH:分组通知信道(下行链路)BCH(广播信道)广播信道)PBCCH:分组广播控制信道(下行链路)PTCH(分组业务信道)分组业务信道)PDTCH:分组数据业务信道(上/下行链路)PACCH:分组相关控制信道(上/下行链路)LogicalchannelsinGSMLogicalChannelsinGPRSLogicalChannelsPBCCHPacketBroadcastControlChannelPCCCHPa
9、cketCommonControlChannelPPCHPacketPagingChannelDLPacketRandomAccessChannelULPRACHPAGCHPacketAccessGrantChannelDLPNCHPacketNotificationChannelDLPACCHPacketAssociatedControlChannelUL/DLPTCCH/UPacketTimingadvanceControlChannelULPTCCH/DPacketTimingadvanceControlChannelDLPDCCHPacketDedicatedControlChanne
10、lTrafficPacketTrafficChannelPDTCHPacketDataTrafficChannelUL/DL-BSCBSCMSC/VLRGGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCHLRSGSN骨干网IPX.25网络IP网络AMAPGbGsGrGnGnGdGcGi(X.25)Gi(IP)(MAP)MSBSC几点说明:BSC中必须含有GPRS的硬件(PCU)和软件进行GPRS移动性管理增加Gb-帧中继接口负责分配各小区的PDCH控制GPRS寻呼广播GPRS信息BSC中的PCU每个BSC中只有一个PCU;PCU在BSC中负责GPRS分组数据无线资源管理;PCU由中央软件和含有区域处理
11、器RPP的硬件设备构成;RPP的功能是在Gb和Abis接口之间分配PCU帧;当PCU有一个以上的RPP时,RPP使用以太网总线进行相互间的通信.一个PCU可管理64个RPP4096个PDCH512个小区一个RPP可管理512个小区150个PDCH,64个EPDCH一个Gb接口BSC中的PCU每个BSC中只有一个PCU;PCU在BSC中负责GPRS分组数据无线资源管理;PCU由中央软件和含有区域处理器RPP的硬件设备构成;RPP的功能是在Gb和Abis接口之间分配PCU帧;当PCU有一个以上的RPP时,RPP使用以太网总线进行相互间的通信一个PCU可管理一个PCU可管理16个RPP4096个PD
12、CH(实际上,1750)512个小区一个RPP可管理512个小区256个PDCH(180,实际上),64个EPDCH一个Gb接口一个来自SGSN的分组和一个电话呼叫到两个独立的MSRPP1RPP2ETCTRHTRAUETCETCMSC/VLRSGSN分组交换子速率交换PSCSCELL110CELL1120PCU+=1TS1TS03164KB/S01564KB/S131CELL11LLCAGb031去MS2的分组CELL11BSCMS2MS1上图说明:发往MS2的分组数据包与发往MS1的电话呼叫使用相同的硬件(GS,ABIS,分组交换,子速率交换以及RBS)。发往MS1的呼叫从MSC/VLR送到
13、BSC的ETC进行线路码型变换,再送往TRAU进行速率适配。即将A接口的64KB/S转换为16KB/S。从SGSN发往MS2的分组先进入BSC的ETC进行线路码型变换,再送往PCU中的RPP1,因为RPP1没有管理MS2当前所在的小区cell11,该小区是由RPP2控制的,所以到达RPP1的信息包再通过背板上的以太网到达RPP2。CS呼叫的话音帧和GPRS的无线块在子速率交换被复用到一起并传送到cell11的RBS。GPRS传输平台1、GTP(GPRS隧道协议)在GPRS骨干网内的GSN之间传输用户数据和信令。GTP压缩所有PTP(点到点)PDP(分组数据协议)PDU(分组数据单元)。2、TC
14、P(传输控制协议)在GPRS骨干网中承载X.25协议PDU;UDP(用户数据报协议)承载IP协议的PDP;3、IP是GPRS骨干网协议,用于选择用户数据和信令的路由。4、SNDCP(子网汇聚协议)在网络层之下,LLC(逻辑链路层)之上,功能如下:-将从一个或几个应用中来的数据包复用进一个逻辑链路。-压缩冗余用户协议信息和用户数据,包括:TCP/IP头压缩和V.42bis数据压缩。-分段和重组,压缩子功能的输出被分段为LLC分组数据单元(LLCPDU)5、LLC协议在MS和它的SGSN之间提供一条可靠逻辑链路。LLC提供必要服务以在MS和SGSN之间保持一条加密数据链路。LLC层支持:-在确认或
15、不确认模式,MS和SGSN之间传送PDU的进程;-检查和恢复被LLC丢失或打断的LLCPDU进程;-在MS和SGSN之间的控制和加密过程;6、中继功能(RELAY)根据它位于BSS还是SGSN而不同。若位于BSS中,它在Um和Gb接口之间传送LLCPDU;若位于SGSN,它在Gb和GN之间传送PDPPDU。7、GRRS基站协议(BSSGP)检查BSS和SGSN之间的相关路由,QOS。8、网络服务(NS)传输BSSGPPDU。9、RLC/MAC(无线链路控制/媒体接入控制协议,含2个功能。-RLC功能提供一个无线解决方案的可靠链路;-MAC功能控制无线信息的接入信令(请求和允许),以及将LLC帧
16、映射到GSM物理信道。10、GSM无线频率(GSMRF)TS组成TDMA帧。GPRS信令平台图中的GMM/SM是指GPRS移动性管理和会话管理,支持移动性管理,如GPRS附着、GPRS去附着、安全、路由区更新、定位更新、PDP上下文激活、PDP上下文去激活等。PCU(RLC/MAC)(Layer 2)BTSMSAirSGSN(LLC layer)(Layer 2)GPRSPDU“PacketDataUnit”Structure(In a downlink transfer)NormalBurst114InfobitsCoding(CS-1:160Infobits+Header+Coding)=
17、456BitsNormalBurst114InfobitsNormalBurst114InfobitsNormalBurst114InfobitsRadioBlock(4x114Bits=456)BitsLL-PDU(1600Bytes)RLC/MACBlock(Control block)HeaderRL-PDU(MAC+RLC)HeaderRL-PDU(MAC+RLC)无线块LLC-PDUHdrRL-PDUHdrRL-PDUHdrRL-PDUNormalBurstNormalBurstNormalBurstNormalBurstRLC/MACRADIOBLOCKLLC层(SGSN)RLC/
18、MAC层(PCU)PL层(BTS)来自SGSN的LLC帧,在下行链路传输中被BSC中的PCU分成更小的RLC/MAC块,然后进行信道编码映射到BTS物理层的无线块,在一个时隙里每个无线块以4个连续突发串方式发送。信道编码来自SGSN的LLC帧,在下行链路传输中被BSC中的PCU分成更小的RLC/MAC块,然后进行信道编码映射到BTS物理层的无线块,在一个时隙里每个无线块以4个连续突发串方式发送。几点说明:1、来自或发往一个确定的包传输被称为TBF(临时块流),与电路交换呼叫建立相同的是需为包传输分配一个上、下行链路的TBF。2、每个TBF由一个网络分配的临时流标志(TFI)表明地址。当分配了一
19、个TBF,MS被告知它将使用哪个时隙及它的TFI地址。3、多个MS可共享一个时隙,每个下行链路业务块的头含有TFI(临时流标志),表明该无线块属于哪个MS。还有上行链路状态(忙、闲)标志(USF),其中之一可在下一时刻以四突发串方式发送上行链路无线块。4、每个下行链路业务块的头都有净荷类型(业务/信令),TFI(标识属于哪个MS)、USF(上行链路状态标识),BSN(块序列号)PayloadtypeRRBPS/PUSF87654321PayloadtypeSpareR87654321PayloadtypeRRBPS/PUSF87654321PayloadtypeCountdownvalueSI
20、RTFITIBSNE87654321TFIEBIBSNEDownlinkcontrolblockUplinkcontrolblockDownlinktrafficlblockUplinktrafficblockRLC/MAC块结构GPRS移动性管理状态:有三种GPRS移动性管理状态,如下。SGSN知道处于STANDBY或READY状态的所有MS的状态。IDLE状态:MS开机但未激活GPRS。即对GPRS来说,MS是不可见的。STANDBY状态MS已经激活GPRS,并且每次当它改变路由区时,它会发送路由区更新信息给SGSN。READY状态分组传输正在进行或刚刚结束。一个包传输结束后,MS可多长时
21、间保留在READY态,由一个定时器决定。该时间由SGSN决定,数值可从0无穷(即永远不返回STANDBY状态)。在READY状态,不必发送寻呼信息给MS,SGSN发送LLC帧给PCU,PCU立即发送一个指配给MS,因为位置信息是已知的。IDLEREADYSTANDBYIDLEREADYSTANDBYGPRSATTACHGPRSATTACHGPRSDETACHMS移动性管理状态模型SGSN移动性管理状态模型移动性管理状态模型READY计时器满或强制转入STANDBY态或RLC异常发送LLCPDU接收LLCPDUREADY计时器满或强制转入STANDBY态GPRSDETTACH或位置注销STAND
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