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M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第1页，共84页目录1概述41.1移动数据业务的主要领域41.2GPRS的发展44.1HSCSD与GPRS业务的比较41.3GPRS与HSCSD业务的比较52GPRS基本原理72.1电路交换与分组交换72.1.1电路交换的通信方式72.1.2分组交换的通信方式72.2GPRS网络结构82.3GPRS数据传输平面102.4GPRS信令平台112.4.1MS与SGSN间信令平台112.4.1SGSN与HLR间信令平台122.4.2SGSN与MSC/VLR间信令平台122.4.3SGSN与EIR间信令平台122.4.4SGSN与SMS_GMSC、SMS_IWMSC132.4.5GPRS支持节点间133.2.2地址、编号与标识133GPRS基本功能和业务163.1GPRS业务种类163.2GPRS基本功能173.2.1网络接入控制功能173.2.2分组路由和转发功能183.2.3移动性管理功能193.2.4安全性功能213.2.5逻辑链路管理功能223.2.6无线资源管理功能223.2.7网络管理功能234IP相关的基础知识255Gb相关知识266GPRS的一些基本概念276.1手机种类276.2网络模式276.3移动性管理工作状态和工作状态转换276.4PDP（PacketDataProtocol）状态和工作状态转换296.4.1非激活（INACTIVE）状态296.4.2激活（ACTIVE）状态29M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第2页，共84页6.5附着306.6会话管理306.7路由区识别（RAI）316.8TID316.9网络层服务接入点标志（NSAPI）316.10临时逻辑链路标志（TLLI）316.10.1LocalTLLI316.10.2ForeignTLLI326.10.3RandomTLLI326.10.4AuxiliaryTLLI326.11APN326.12PDP地址和类型326.13GSN地址326.14MM上下文和PDP上下文326.14.1MM上下文326.14.2PDP上下文336.15网络服务质量（QOS）337与GSM系统的关系347.1SGSN和MSC/VLR之间的互作用347.2与GSM点对点短消息业务关系348GPRS业务流程368.1移动性管理的流程368.1.1接入控制与安全性368.1.2附着378.1.3分离398.1.4清除418.1.5位置管理418.1.6用户管理448.1.7类别标志处理448.2会话管理448.2.1PDP上下文448.2.2PDP上下文的激活458.2.3PDP上下文的修改478.2.4PDP上下文的去激活488.3业务流程498.3.1MS发起分组数据业务508.3.2网络发起分组数据业务519华为GSN介绍539.1华为GSN概述539.2华为GSN系统特点549.3华为GPRS向3G过渡方案5510GPRS组网介绍5610.1GPRS网与IP网互联56M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第3页，共84页10.2路由接续与网络建设5710.3路由接续5810.3.1MS-PDN的路由接续方式5810.3.2MS-MS的路由接续方式5910.4网络建设6010.4.1号码分配6010.4.2骨干网的建设6010.4.3组网的考虑6211计费6511.1分组型业务计费方式和电路型业务计费方式的区别6511.2计费基本功能6511.3华为GSN的计费功能6611.4华为CG的计费功能6611.5话单类型6611.6话单传送接口67M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第4页，共84页1概述1.1移动数据业务的主要领域GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分组无线业务）是在现有的GSM移动通信系统基础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的功能实体，以完成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电路交换系统的基础上进行的业务扩充，以支持移动用户利用分组数据移动终端接入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点对点数据业务，PTM－M点对多点广播数据业务、PTM－G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GSM－phase2+中定义的话音广播及话音组呼业务，GPRS已能完成一些调度功能。GPRS主要的应用领域可以是：E-mail电子邮件、浏览、WAP业务、电子商务、信息查询、远程监控等等。1.2GPRS的发展GSM－GPRS通过在原GSM网络基础上增加一系列的功能实体来完成分组数据功能，新增功能实体组成GSM－GPRS网络，作为独立的网络实体对GSM数据进行旁路，完成GPRS业务，原GSM网络则完成话音功能，尽量减少了对GSM网络的改动。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管理功能。GPRS新增了如下功能实体：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，及一系列原有功能实体的软件功能的增M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第5页，共84页强。GPRS大规模的借鉴及使用了数据通信技术及产品，包括帧中继、TCP/IP、X.25、X.75、路由器、接入网服务器、防火墙等。GPRS最早在1993年提出，1997年出台了第一阶段的协议，到目前为止GPRS协议还在不断更新，2000年初推出SMG#30，匿名接入功能在新的协议中不再体现。GPRS协议除包含新出台的协议外，还对原有的一些协议进行了较多的修改。1.3GPRS与HSCSD业务的比较表1-1HSCSD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，例如会议电视应用更加广泛，适用于突发性的数据业务，小数据量的频繁传送，偶然的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4*14.4kb/s=57.6kb/s6*9.6kb/s=57.6kb/s（受限于64kb/s的交换矩阵）CS-2最大速率为107.2kb/s(受限于16kb/s的TRAU子速率)CS-4最大速率为171kb/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该业务信道，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，一个时隙也可多个MS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、SMC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型业务的模在无线方面缺乏经验，数据M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第6页，共84页型，无线和网络易于规划设计业务量增加后，网络规划困难HSCSD（HighSpeedCircuitSwitchingData）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64kb/s，为了避免对MSC进行大的改动，限定入交换速率小于64kb/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38.4kb/s（4时隙），57.6kb/s（4时隙，14.4kb/s信道编码）或57.6kb/s（6时隙－透明数据业务）。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随保持PDP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的变化，上行资源的复用可以改变，在下行信道上采用排队的机制，多个MS可共享多时隙的下行资源，以TAF进行区分。虽然在网络建设上GPRS相对HSCSD对于网络的改动更大，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“空隙”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，HLRM900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第7页，共84页等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础。第一阶段的第三代核心网络将主要采用GPRS网络。M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第8页，共84页1GPRS基本原理1.1电路交换与分组交换首先对GSM电路交换型数据业务与GPRS分组型数据业务的技术特征做一下对比说明。1.1.1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起连接，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2-1是一个基于电路方式的话音通信过程示意图。图2-1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。1.1.1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（其中的地址标志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，数据的发送和接收方同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。例如一个进行浏览的用户，大部分时间处于M900/M1800通用分组无线业务GPRS系统培训材料2020-07-09版权所有，侵权必究第9页，共84页浏览状态，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2-2是基于分组的通信过程示意图。图2-2分组通信示意图在GPR