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优惠价:￥2799元第十三章 GPRS技术1一、电路模式数据服务 ?GSM中的数据服务：－SMS (160 个字符的短消息)－传真服务：9.6 kb/s－使用电路模式传输数据，－使用透明模式的速率：14.4 kb/s－使用非透明模式的速率：9.6 kb/s在一次会话过程中，BSS中的物理资源 被独占。而且，速率非常低，成本高。2?HSCSD (High Speed Circuit Switched Da
ta)高速电路交换数据业务，是基于电路交换的点 到点的数据传输业务，可提供实时的高速数据 传输，主要特点是在一个TDMA帧中分配多个 时隙给同一个移动台，还可以采用上下行链路 非对称配置。可能的配置有：－4×14.4 = 57.6 kb/s－6×9.6 = 57.6 kb/s以上速率均受当前MSC交换矩阵的速率64 kb/s的限制。 3缺点：数据传输时，建立链接的时间比较长， 大于20s；一个移动台分配多个物理信道，接 入后即独占了该话务信道，无线资源的利用率 较差。优点：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，其他部分是软件升级。 提供的业务：适合于实时性强的应用，如电视 会议。4?ECSD (Enhanced Circuit Switched Data)增 强 型 电 路 交 换 数 据 业 务 ， 应 用 于 EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evaluation)中。 使用了8PSK的调制技术，在一个物理信道上可 以有43.2kb/s (最大值)。5二、GPRS GPRS (General Packet Radio Service)，通用分 组无线服务，使用带移动性管理的分组交换模 式，以及无线接入技术。6GSM MS2GMSCGSM BTS GSM BSCPSTNBasic data 9.6 Kbit/sGPRS Core GPRS Backbone IP NetworkSGSNGGSNInternetWCDMA MSWCDMA BSWCDMA RNCGPRS 13.4-&107.2 kbit/s2.5G 3G图１３-１ GPRS网络架构位于接入区 GSM接入系统 移动互联网平台接入服务器MSCInternetGPRS 核心WAP 网关互联网BSCSGSNGGSN公司内部网IntranetDNSBG运营商网络图１３-２GPRS在移动互联网系统中的位置?GPRS和GSM的不同之处 GPRS利用了大部分GSM系统中的接入功能， 但是在无线资源的分配方式上有所不同。 －使用分组模式接入到网络； －在BSS子系统中增加了一些设备； －可以直接接入到其他的数据网络(X.25, IP)。9?GPRS的应用－直接通过移动台接入数据网(i-mode, WAP…)－使用GPRS移动台作为外置modem10HTTP, POP, …RS232、USB接口、蓝牙等TCP/IP PPP RS232 RS232 PPP GPRS接往 GPRS网络图１３－１GPRS的应用?GPRS提供的服务１.PDP context PDP: Packet Data Protocol 要使用GPRS服务的移动台，必须先和网络 (SGSN, GGSN)建立一个会话，这个过程将 使用GPRS的一些必要参数。 在 移 动 台 和 GPRS 支 持 节 点 间 支 持 一 特 定 PDP地址的参数集，被称为PDP context。12?PDP context包括：－PDP type: 使用的数据网类型 －PDP Address: 分配给移动台的地址(动态 或者静态) －QoS-profile (参数)－接向外部数据网的接出点地址(GGSN的 地址)13?PDP context的状态－INACTIVE：INACTIVE状态表现为移动用户的有 些PDP Address的数据服务没有激活。PDP context没 有与相关PDP Address有关的、用来处理PDP PDUs 的路由或映射信息。此时不会发生数据传输。在 INACTIVE状态，即使用户已经处于GPRS MM状态， 用户的地理位置的变化不会引起PDP context的更新。－ACTIVE：在ACTIVE状态，移动台中的、SGSN 中 的 、 GGSN 中 的 ， 对 应 于 正 在 使 用 中 的 PDP Address的PDP context被激活。PDP context中这一特 定PDP Address传送PDP PDUs的路由和映射信息。 只有当移动用户处于STANDBY和READY状态时， PDP context才可以处于ACTIVE状态。14INACTIVEActivate PDP-contextDeactivate PDP-context 或MM state变为IdleACTIVE15２.QoS的指标－优先级：反映了会话的优先等级，仅仅使 用在不正常的情况下(如网络发生了阻塞)， 分为high priority (1), normal priority (2), low priority (3)。 －吞吐量 －平均值 －峰值 －可靠性 －时延16AT CommandIdentity of PDP context&d2 ;+cgdcont=1, &IP&, &apn&, &0.0.0.0&,0,0; +cgqreq=1,2,1,3,7,31PDP 类型APN 名字 申请的 IP地址 数据压缩 没有激活 首部文件压 缩没有激活 指令AT的内容QoS参数 ?时延 (1), ?优先级 (2), ?可靠性 (3) , ?吞吐量蜂值 (7), ?吞吐量平均值 (31)图１３－３３.提高速率的技术－开发可以在每个TDMA帧中用数个时隙接 收/发送数据的终端 －减少对用户数据的保护 －使用能获得更高频谱利用率的调制技术18?GPRS网络结构１.GPRS手机GPRS移动台分三种：－Class A：移动台既可以使用GPRS服务， 又可以使用GSM服务，并且移动台同一 时刻支持两种服务。 －Class B：移动台可以使用GPRS服务， 也可以使用GSM服务，但是每次只能使 用其中一种服务。 －Class C：移动台只能使用GSM服务或 者GPRS服务。 19MSCClass A: 同时进行SGSN图１３－４GPRS的Class A移动台20MSCClass B: 同时监听SGSN图１３－５GPRS的Class B移动台21MSCClass B:但不能同时进行SGSN图１３－６GPRS的Class B移动台22MSCClass C: 既不能同时监 听，也不能同时进行SGSN图１３－７GPRS的Class C移动台23２.新增的网络接入设备－PCU (Packet Controller Unit)：分组控制单元，通 常位在BSC中(或BTS、SGSN中)。负责GPRS的空 中 接 口 资 源 共 享 (RLC/MAC 层 ) 、 分 段 并 重 组 RLC/MAC块、通过ARQ机制保证空中接口数据发 送的可靠性(在PDCH信道上)、无线信道管理功能 (功率控制、阻塞控制、广播控制信息等)。 作用等同于GSM中的TRAU。 －CCU (Channel Codec Unit)：信道编码器单元， 在BTS中，负责交织编码和纠正错码；无线信道测 量功能(接收信号的电平、接收信号质量电平以及 和时间提前值测量的有关信息)。24图１３－８PCU25Um BTS CCU PCU CCU Abis BTS BSC site PCU CCU BSC siteGb GSN siteAGSN siteCCUBBTS CCUBSC siteGSN site PCUCCCUGb Key: Circuit-switching function (16 or 64 kbit/s) Packet-switching function图１３－９PCU位置[摘自3GPP TS 03.60 Figure 50]３.新增的核心网络实体? SGSN (Serving GPRS Support Node) ， GPRS服务支持节点，是管理出现在某一给 定区域的移动台的路由器。负责在GGSN和 不同的BSS间转发数据分组；移动性管理； GPRS 会 话管理 ；加密 ；计费 ；数据 压缩 (V.42bis) ；TCP/IP首部压缩(RFC1144)。27VLRHLRSGSNHLRVLRHLR(a)路由管理 PLMN(b) GPRS移动性管理?ξ $?SGSNGGSN分组数据网计费网关 (c)计费(本网资源) 图１３－１０ SGSN的任务和功能28PDP Context Context PDP SGSNPDP Context GGSN分组数据网图１３－１１SGSN的会话管理29?GGSN (Gateway GPRS Support Node)，GPRS 网关支持节点，是连接GPRS网络和外部数据 网络的的路由器，负责将来自外部数据网络的 分组送往和目的节点相连的SGSN；计费(针对 外网资源)。30分组数据网 分组数据网 分组数据网SGSN SGSN SGSN(b)分组数据转发PLMNGGSNGGSN分组数据网(a)数据网和PLMN的接口PLMNSGSNGGSN分组数据网? ?ξ $计费网关 (c)计费 图１３－１２ GGSN的任务和功能31－GGSN种类GPRS可以为用户提供不同层次和种类的服务。GGSN可 以和内部/外部的鉴权服务器、分配IP地址的服务器相连。?GGSN Type A(透明接入GGSN)运营商有自己的DHCP/RADIUS服务器和DNS服务器， 并且可以为处于PDP context activation状态下的移动用户 提供IP地址。?GGSN Type B(非透明接入GGSN)GGSN为外部的ISP的鉴权和IP地址分配提供中继。?GGSN Type C(共同的GGSN)处于同一Intranet中的多个用户通过GGSN接入到PLMN 中。 32属于PLMN DNSDHCP RADIUSInternetInternet/IntranetDNSDHCP RADIUSA GGSN BGGSNISP-FunctionPLMNC GGSNIntranet of Volume CustomerDHCP RADIUS属于同一ISPDNS图１３－１３不同类型的GGSN33４. 网络接口在GPRS的网络部分定义了大量的信令接口。34BTS Um R BSCMSCSMSC EIR HLR/AuC ISDN/PSTN NetworkGb (SGSN) (LIG) Gn (BG)Inter PLMNGs GrSS7 NetworkGfGd External IP network(CG)IP Backbone Gn (DNS) (GGSN)Billing SystemFirewallGiSGSN- Serving GPRS Support Node GGSN-Gateway GPRS Support NodeBG- Border GatewayCG-Charge Gateway DNS-Domain Name System LIG-Legal Interception Gateway图１３－１４GPRS网络结构及接口SGSN- Serving GPRS Support Node GGSN-Gateway GPRS Support Node BG- Border Gateway CG-Charge Gateway DNS-Domain Name System LIG-Legal Interception GatewayMSCEIR VLRHLR/AuCGfBTS Um BSCGsSGS N GbGrGcRGn GGSN GaGiPacket Data Network (IP/PPP/X.25)GdGnCGGpGaForeign PLMN BG BGGp SMSC-G-MSC SMS-IW-MSC SGS N图１３－１５GPRS网络结构及接口?信令接口GrGr接口是在SGSN和HLR之间。 －Gr接口涉及位置区更新 －下载鉴权三要素 －连接移动终端 操作是通过MAP协议完成的。37MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 GrMAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1SGSN图１３－１６HLRSGSN和HLR的接口 [摘自3GPP TS 03.60 Figure 6]MAP协议支持和HLR间的信令交换。 TCAP, SCCP, MTP3, MTP2等协议和在GSM网络中作用一样。?信令接口GsGs接口是在MSC和SGSN之间的。 －Gs接口被用来联合的GSM/GPRS paging寻呼－联合的路由区及位置区更新(Combined RA/LA update)－已接入GPRS的手机执行GSM接入 －已接入GSM的手机执行GPRS接入－退出GPRS (GPRS Detach)和退出GSM (IMSI Detach)－移动性管理信息(MM information) －MS信息查询(MS information required) －特定移动台信息告示(Non-GPRS Alert) 操作是通过BSSAP+协议完成的。39BSSAP+ SCCP MTP3 MTP2 L1 GsBSSAP+ SCCP MTP3 MTP2 L1SGSN图１３－１０MSC/VLRSGSN和MSC/VLR的接口 [摘自3GPP TS 03.60 Figure 7]?信令平面接口GfGf接口是在SGSN和EIR之间。 －通过Gf接口可以验证移动终端的身份代 码。 操作是通过MAP协议完成的。41MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 GfMAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1SGSN图１３－１１EIRSGSN和EIR的接口 [摘自3GPP TS 03.60 Figure 8]?信令平面接口Gc接口Gc是在GGSN和HLR之间的。 －被用来从GGSN激活一个PDP context。实 际上，是使GGSN从HLR处获得移动终端的 位置信息。操作是通过MAP协议完成的。43MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 GcMAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1GGSN图１３－１２HLRGGSN和HLR的接口 [摘自3GPP TS 03.60 Figure 11]?信令平面接口Gd接口Gd是在SGSN和SMS-GMSC/SMS-IWMSC 之间的。－保证GPRS移动台处于GPRS状态能及时 收到短信操作是通过MAP协议完成的。45MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1 GdMAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1SGSN图１３－１３SMS-MSCSGSN和SMS-MSC/SMS-IWMSC的接口 [摘自3GPP TS 03.60 Figure 9]?信令平面接口GnGn接口是在GSN (GPRS Support Node)之间的。 －保证分组在GSN间的发送 －以及管理移动性：如果一个移动终端更 换了SGSN，GTP (GPRS Tunnelling Protocol) 能够将数据引导到新的SGSN。 在GPRS骨干网中，GTP协议将用户数据和信 令消息置入到SGSN和GGSN间的隧道，以及 SGSN间的隧道中传输。47GTP UDP IP L2 L1 GnGTP UDP IP L2 L1GSN图１３－１４GSNGSN间的接口 [摘自3GPP TS 03.60 Figure 10]TID (Tunnel IDentifier)被GSN间的GTP协议用来 确定一个PDP context。TID是由IMSI和NSAPI (Network layer Service Access Point Identifier)组 成。GGSN处的PDP context 主要是确认移动台的公 共IP地址。 SGSN处定义的公共IP地址是和SGSN分配给移 动台的专用IP地址配合一起使用的。49@src=10.0.0.1@dest=137.194.192.1@src=201.12.12.3@dest=137.194.192.1专用的源地址公用的源地址@src=137.194.192.1@dest=10.0.0.1@src=137.194.192.1@dest=201.12.12.3GGSNNAT (Network Address Translation)：网络地址翻译，内部IP地址与外部网络IP地址的转换。 外部网络的透明接入和非透明接入: －如果用户的IP地址是运营商分配的公共地址(动态或静态)，则GGSN不参与用户的验证和鉴权过程，用户 可以通过GGSN透明地接入到GPRS内部网络或互联网络，这种方式称为透明方式。 －非透明方式主要是用户通过GPRS网络接入到企业网络或ISP的情形。用户MS的IP地址是由企业网络或ISP 分配的专用地址(动态或静态)，用户访问该企业网络或ISP时，GGSN需要企业网络或ISP中的专用服务器对该 用户进行鉴权或验证。图１３－１５GGSN的NAT功能GTP协议的信令功能允许： －为一个PDP context建立一条隧道； －在PDP context释放后，去除这条隧道； －在移动台意外改变了SGSN时转移隧道。51?信令平面和传输平面共有的层－LLC (Logical Link Control)：保证移动台 和SGSN之间的数据交换。LLC层负责GPRS 的专门的加密。 －RLC (Radio Link Control)：为移动台和 BSS间提供了一条链路。MAC层管理接入无 线信道，并将LLC帧映射到GSM的物理信道 上。只在移动台有数据要传输时，分配资源 给移动台。52?移动性管理１.PLMN内和PLMN间的漫游前提：－不同PLMN网络间漫游，需要双方的约 定－SGSN和HLR一起参与GPRS移动性管 理 －SGSN使用SS7/MAP和HLR联系53SS7网络H-PLMNSS7 HLRV-PLMNSGSNSGSN图１３－１６GPRS漫游54?移动性管理１.移动台的状态 ?Idle (GPRS) 状态 －移动用户没有开机或者没有执行 GPRS Attach－没有PDP-context被激活，移动台没 有数据传输发生。55?READY 状态－移动台成功地发送了LLC帧或者执行了 GPRS-Attach －SGSN在收到了移动台的LLC帧或GPRSAttach随即进入Ready状态－计时器T3314启动－计时器计时结束后，移动台和SGSN进入 Standby状态56?STANDBY 状态如果移动台不是在分组转发转台时，下行链路 上有数据发送给移动台，移动台必须可以收到 来自PCH或PPCH信道上的广播。57IdleGPRS-Attach GPRS-Detach Implicit Detach LLC-Frame Reception LLC-Frame Reception GPRS-AttachIdleGPRS-Detach Implicit Detach LLC-Frame Transfer LLC-Frame TransferReady-Timer ExpireReadyReady-Timer ExpireReadyStandbyStandbySGSN图１３－１７Mobile StationSGSN和移动台中的GMM 状态58２ . 共 同 移 动 性 管 理 CMM (Common Mobility Management)CMM只为SGSN和MSC间的接口Gs所支持，根 据Gs的设置与否，网络操作模式NOM (Network Operation Mode)可分为：－NOM I：移动台只能够监听一条paging信道(PCH 或PPCH)。在数据传输过程中，移动台通过分配的 分组数据信道接收paging信息，并不需要另一条单 独的paging信道。 －NOM II：移动台在数据传输过程能够继续监听 PCH信道 －NOM III：移动台能够同时监听PCH和PPCH信道59支持CMM的Gs接口BTS将指出网络处于NOM I图１３－１８GPRS网络概况60３.GPRS中新的识别符和参数?Routing Area和Null Routing Area GPRS中，每个Routing Area是一个Location Area的一部分。 Null Routing Area：在这种LA中，所有蜂窝 小区都不支持GPRS服务。61Routing Area 2 Routing Area 1Null Routing Area Location Area=Routing Area 1+Routing Area 2+Null Routing Area图１３－１８ GPRS中的LA62?RAIRAI (Routing Area Identity)，用来识别被称为路 由区域RA的一组蜂窝小区。一个RA只和一个SGSN相连，并且通常被包括 在GSM的一个地理位置中。RAI = LAI + RAC (Routing Area Code)。RAC被 编码成8 bits。 CI (Cell Identity)，允许识别当前蜂窝小区。63LAIMCCMNCLACRACRAI图１３－１９RAI和LAI64４.GPRS中新的识别符和参数?P-TMSI P-TMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)，是GPRS网络以加密方式分配给移 动台的临时身份代码，由SGSN分配给用户。 在联合了电路和分组两种模式的网络中，移 动台可以被分配两个身份代码： －TMSI：取值从十六进制的0到BFFF。－ P-TMSI ： 取 值 从 十 六 进 制 的 C000 到 FFFE。65可以使用一个签名辅助P-TMSI，签名是用加密 模式和P-TMSI一起(也可能迟一点)传送给移动 台的。 当移动台发生地理位置变化时，它必须在请求 更新地理位置的消息中附加上签名。 在paging消息和移动台申请接入时，P-TMSI是 以明文发送的，签名则总是以加密方式发送的。6632 bit SGSN=&P-TMSI 1 10 0VLR=&TMSI 0 11 0图１３－２０P-TMSI和TMSI67?TLLITLLI (Temporary Link Layer Identity)，是用来标识移动 台和SGSN间逻辑链路的代码，被编码成4个字节。TLLI分为－Local TLLI：和P-TMSI的值相同，仅仅在相关的P-TMSI被 使用的RA中、或者在没有新的P-TMSI可用时进入新的RA完 成RA更新后、或者在周期性的RA更新时使用；－Foreign TLLI：来源于在另外一个RA中分配的P-TMSI，在GPRS Attachment和RA非周期性的RA更新时使用；－Random TLLI：当移动台没有P-TMSI可用或者移动台想发起匿名PDP context激活时使用；－Auxiliary TLLI：在SGSN收到移动台发起的匿名PDP context 激活请求时分配的。68GPRS MS X.121 address SAP NSAPI-1 TLLI NSAPI-2 IP address SAP SGSN GGSN associated with: IP address Gi IP GGSN associated with: X.121 address Gi X.25 / X.75图１３－１７TLLI的应用 [摘自3GPP TS 03.60 Figure 52]RangeC000~CFFE 8000~BFFF 7800~7FFF 7000~77FFUtilizationLocal TLLI≡P-TMSI Foreign TLLI Random TLLI Auxiliary TLLI0000~6FFFreserve表１３－５TLLI range?NSAPINSAPI (Network layer Service Access Point Identifier)，和TLLI一起用在网络层的路由功能 中。 在移动台中，用来标识PDP-SAP。在SGSN和 GGSN中，用来标识有PDP地址的PDP context。 NSAPI被编码成4bits，在SNDCP分组中传输。 移动台分配的NSAPI的值介于5和15之间(含)。71?APNAPN (Access Point Name)，是一个逻辑名字， 用来标识移动用户想连接的外部数据网。 一般和标志性的设备(GGSN/SGSN)有关，通过 这个设备可以找到出口节点的地址。72APN (Max. 100 octets)Network Identifier Max. 63 octetsOperator Identifier73５.GPRS Attach移动台关机后，由于SGSN的改变、或以前的 SGSN清除了移动台的所有信息等原因，移动 台再次开机将触发GPRS Attach流程。 分 为 ： GPRS Attach 和 Combined GPRS/IMSI Attach74新以前的 SGSN只发生在新的SGSN 识别不了移动台时SGSNHLRT3310=15 sT3370=6 s发生在以前的SGSN不可接入或它也 识别不了移动台时，用来提取IMSI只发生在鉴权 和/或加密时ATT_REQ [Attach Type (combined/not-combined) (m), CKSN (m), P-TMSI (m)/IMSI (m), former RAI (m), …] IDENT_REQ [Identity type (IMSI/IMEI/IMEISV/TMSI/P-TMSI), Force to standby (m)] IDENT_RES [mobile identity (m)]图１３－２２GPRS Attach (1)75新 SGSN T3360=6 s以前的 SGSN只发生在鉴权和/或加密时HLRT3310若进行加密的话，发送IOV-I和/或IOV-UI给移动台 移动台返回空的LLC-XID帧，确认LLC-XID的接收 只发生在 检查IMEI时T3370=6 s EIRAUTH_CIPH_REQ [Ciphering Algorithm (m), IMEISV-requested? (m), RAND, GPRS-CKSN…] AUTH_CIPH_RES [SRES, IMEISV…]图１３－２２GPRS Attach (２)76新以前的 SGSN HLRSGSN只发生在SGSN改变时T3310T3350=6 s只发生在ATT_ACC包含新的TMSI和/或PTMSI，并且Force to Standby没有设置时。ATT_ACC [Attach Result (m), Force to Standby (m), RAI (m), P-TMSI, TMSI,…]图１３－２２GPRS Attach (３)77SGSN T3310=15 sHLRMSCVLR只发生在鉴权和/或加密时T3360=6 s只用于电路交 换时的LA更新T6-1=10~90 sT6-2?40 s (5~60 s)图１３－２２GPRS/IMSI Attach (１)78SGSN T3310=15 sT3350=6 sHLRMSCVLRT6-2?40 s只发生在分配了新的TMSI时只发生在ATT_ACC中包含新的TMSI和/或 P-TMSI，并且Force to Standby没有设置时图１３－２２GPRS/IMSI Attach (２)79６.GPRS DetachDetach功能使得移动台可以通知网络 ，要发起一个 detach操作： －IMSI detach －GPRS detach －联合的GPRS/IMSI detach (只能够由移动台发起) 有明显的和不明显的之分： －明显的detach：网络或移动台发出了detach请求 －不明显的detach：在移动台可达到(reachable)的 计时器超时或由于无可挽救的无线资源事故引起的 逻辑链路断开后，网络将自行激活一个不明显的 detach80SGSN T3321=15 sGGSNMSC只发生有PDP Content时VLRT9=4 s (1~30s)只发生在NOM I下移动 台发起IMSI Detach或 IMSI/GPRS Detach时 DET_REQ [Detach Type (m)] BSSAP+IMSI_DETACH_IND [IMSI (m), SGSN number (m),…] BSSAP+IMSI_DETACH_ACK [IMSI (m)]图１３－２２GPRS Detach (1)81SGSN只发生在NOM I下移动台 发起GPRS Detach时， VLR将负责CS paging。GGSNMSCVLRT8=4 s (1~30s)只发生在不是由于移 动台关机的Detach时HLRDetachment和Purge MS之间的时间长 短由运营商调整 BSSAP+GPRS_DETACH_IND [IMSI (m), SGSN number (m), Detach Type,…] BSSAP+GPRS_DETACH_ACK [IMSI (m)] DET_ACC [Force to Standby]图１３－２２GPRS Detach (２)82SGSNGGSNMSC只发生有PDP Content时VLR只发生在NOM I下 SGSN发起GPRS Detach时。这时VLR 将负责CS paging。DET_REQQ [Detach Type (m), Force to Standby (m0, GMM cause (o)] BSSAP+GPRS_DETACH_IND [IMSI (m), SGSN number (m), Detach Type (m),…]图１３－２２GPRS Detach (３)83SGSN T3322GGSNHLRDetachment和Purge MS 之间的时间长短由运营 商调整图１３－２２GPRS Detach (４)84SGSNGGSNHLRT3322=6 s只发生有PDP Content时图１３－２２GPRS Detach (５)85SGSNGGSNMSCVLRT3322只发生在NOM I下移动台在HLR发起 GPRS Detach后还要保留IMSI-Attach 时。这时VLR将负责CS paging。HLR图１３－２２GPRS Detach (６)86旧 BTS T3314 数据传输 新 BTS PCU 新的或 同一个 PCU SGSNT3314重新 开始计时 恢复数据传输 数据传输图１３－２２蜂窝小区更新流程87７.结合的RA/LA更新发生在NOM I和移动台Class A或B，移动台已 经处于IMSI/GPRS Attach状态下的蜂窝小区重 选过程。新的服务小区属于另一个RA。88SGSN T3330=15 sHLRMSCVLR只发生在鉴权和/或加密时T3360=6 s只用于电路交 换时的LA更新T6-1=10~90 s只发生在分配了新的TMSI时T6-2?40 s (5~60 s)只发生在RA_UPD_ACC 中包含新的TMSI和/或 P-TMSI，并且Force to Standby没有设置时RA_UPD_REQ [Update Type (m), GPRS-CKSN (m), former RAI (m), …]图１３－２２同一SGSN下的RA/LA更新89旧 SGSN新 SGSN GGSN只发生在分组 转发模式下SGSN_CT_REQ [RAI (m), Flow Label Signaling (m), IMSI (c), …] SGSN_CT_RSP [Cause (m), IMSI (c), MM context ?, PDP context (c), …] SGSN_CT_ACK [Cause (m), …]图１３－２２不同SGSN下的RA更新(分组传输模式下)(１)90旧 SGSN新 SGSN GGSNHLR仅发生在分组 转发模式下UPD_PDP_CT_REQ [Qos profile (m), SGSN address for signaling (m), SGSN address for user traffic (m), …] UPD_PDP_CT_RSP [Cause (m), Charging ID (c), GGSN address for user traffic (c), Charging Gateway Address (c), …]图１３－２２不同SGSN下的RA更新(分组传输模式下)(２)91旧 SGSN只发生在加密时新 SGSN GGSNGTP: Data PacketGTP: Data PacketRA_UPD_ACC [Force to Standby (m), Update Result (m), RAI (m), P-TMSI signature (o), …]图１３－２２不同SGSN下的RA更新(分组传输模式下)(３)92?会话管理１. 相关参数－QoS Profile －PDP-Type －PDP-Address－APN (略)－Protocol Configuration Options (略) －NSAPI (略) －LLC-SAPI (略) －Radio Priority (略)93Radio Priority QoS Profile LLC-SAPIPDP Type会话管 理参数NSAPIPDP Address APN图１３－２３Protocol Configuration Options会话管理相关参数94?QoS-Profile进行用户数据传输前，移动台和网络要就可用 的QoS进行协商，由一系列可分别调整的不同 参数组成。95Gi接口和R 接口上的最 大传输时延 上下行链路上 PDU的优先权Delay Class提供给一次事 务(PDP context) 的平均吞吐量Service Precedence PriorityQoS Profile一次PDP context期 间传输的用户数据 受保护的等级Mean Throughput Rate提供给一次事 务(PDP context) 的吞吐量峰值Reliability ClassPeak Throughput Rate图１３－２４QoS-Profile的参数96等级128 octets SDU平均时延 95%的时延1024 octets SDU平均时 延｀ &2s &15 s &75 s 95%的时延 &7s & 75 s & 375 s1 2 3&0.5 s &5s & 50 s& 1.5 s &25 s &250 s4未定义GPRS时延指的是在传输数据时网络应该遵守的时延。表１３－２GPRS时延的等级97吞吐量平均值的等级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 31每小时的吞吐量平均值(以字节计) 100 (~0.22 bit/s) 200 (~0.44 bit/s) 500 (~1.11 bit/s) 1 000 (~2.2 bit/s) 2 000 (~4.4 bit/s) 5 000 (~11.1 bit/s) 10 000 (~22 bit/s) 20 000 (~44 bit/s) 50 000 (~111 bit/s) 100 000 (~0.22 kbit/s) 200 000 (~0.44 kbit/s) 500 000 (~1.11 kbit/s) 1 000 000 (~2.2 kbit/s) 2 000 000 (~4.4 kbit/s) 5 000 000 (~11.1 kbit/s) 10 000 000 (~22 kbit/s) 20 000 000 (~44 kbit/s) 50 000 000 (~111 kbit/s) Best effort吞吐量平均值的等级表１３－３吞吐量峰值等级每秒吞吐量峰值(以字节数计)12 3Up to 1 000 (8 kbit/s)Up to 2 000 (16 kbit/s) Up to 4 000 (32 kbit/s)45 6 7 8 9Up to 8 000 (64 kbit/s)Up to 16 000 (128 kbit/s) Up to 32 000 (256 kbit/s) Up to 64 000 (512 kbit/s) Up to 128 000 (1024 kbit/s) Up to 256 000 (2048 kbit/s)表１３－４吞吐量峰值等级表99Reliability Class1 2 3 4 5GTP mode确认 不确认 不确认 不确认 不确认LLC Frame mode确认 确认 不确认 不确认 不确认LLC Data Protection有 有 有 有 无RLC Block Mode确认 确认 确认 不确认 不确认适用的业务类型非实时业务，对错误敏感、 不允许数据丢失的应用 非实时业务，对错误敏感、 允许偶尔的数据丢失的应用 非实时业务，对错误敏感、 允许数据丢失的应用 实时业务，对错误敏感、允 许数据丢失的应用 实时业务，对错误不敏感、 允许数据丢失的应用表１３－５可靠性等级100Quality of Service
-----011 --100--00-----IE Length Reliability class Delay class Spare 3 Unack.GTP&LLC,ACK.RLC, Prot.data Delay class 4 (best effort) 0-----011----0--0111------11111Precedence classSpare Peak throughput Mean throughputLow priority0 Up to 64000 octet/s best effort图１３－２５发给移动台的ACT_PDP_CT_REQ消息的QoS101?PDP-Type －IP: Internet Protocol －PPP: Point to Point Protocol － IHOSS: Internet Hosted Octet Stream Service －X.25－SMS: Short Message Service102?PDP AddressHPLMN 运 营 商 决 定 能 否 使 用 动 态 HPLMN 或 VPLMN PDP Address。每个IMSI，都允许有数个PDP Addresses。 使用动态寻址时，是GGSN负责分配和释放动 态PDP地址的。静 态 寻 址 仅 仅 适 用 于 Network-Requested PDP context时。103２.会话管理流程－PDP-Context Activation：移动台和GGSN 以及SGSN的握手过程，也就是移动台和网 络为之后的GPRS服务就PDP参数和选项进 行协商的过程。－PDP-Context Deactivation－PDP-Context Modification：为现有的PDPcontext修改QoS-profile，只能由SGSN发起 在已激活的PDP-context发生SGSN间路由区 域更新之后。104SGSNGGSNHLRGMM: GPRS-Attachment MAP: Insert Subscriber DataPDP-context Activation ProcedureUser Data TransferPDN新SGSNPDP-context Modification ProcedureUser Data Transfer PDP-context Deactivation Procedure图会话管理流程105?移动台发起的PDP-context Activation流程106SGSNPDP-context DefinitionGGSNRADIUS若TE要求特殊 的QoS profilePPP/LCP: Link Discussion 鉴权 PPP/CHAP/PAP AuthenticationAT+CGDCONT [CID (m), PDP_type (m), APN (o), d_comp [o], h_comp (o), …] AT+CGOREQ [CID(m), precedence (o), delay (o), peak (o), mean (o),…] ATD [*(GPRS Service Code=99)(*called address)(*Layer 2 protocol)(*PDP-context identifier)#]107SGSNGGSNRADIUS 仅用于鉴权T3380=30 s广播DHCP DHCP DHCPDHCPIPCP CONFIGURE REQUEST [IP@ (o), IP-compression-protocol (o), …] ACT_PDP_CT_REQ [XA 41, NSAPI (m), Suggested LLC-SAPI (m), Requested PDP@ (m), …] CT_PDP_CT_REQ [Qos-profile (m0, Recovery (o), …] 108SGSNT3380GGSNDHCPInternet/Intranet提供IP@IP数据包的交换109?移动台发起的PDP-Context Deactivation流程110SGSNGGSNDHCPT3390=8 s111?SGSN发起的PDP-Context Deactivation流程112SGSNGGSNDHCPT3395=8 s113?GGSN发起的PDP-Context Deactivation流程114SGSNGGSNDHCPT3395=8 s115?安全功能－防止不允许的GPRS服务 －提供移动用户身份代码的保密性(临时的 身份代码和加密处理) －提供用户数据的保密性(加密处理)116１.对用户的鉴权GPRS的鉴权过程会形成移动用户鉴权、或选 择加密算法、或加密开始的同步，或者以上的 全部的操作。 鉴权三要素是储存在SGSN中。117SGSNBSS 若SGSN没有鉴 权三要素可用HLRAUTH_INFO [IMSI (m), …] AUTH_INFO ACK [Authentication Triplets] AUTH & CIPH REQUEST [RAND (m), CKSN (m), Ciphering Algorithm (m), …] AUTH & CIPH RESPONSE [SRES (m), …]118２.移动用户代码的保密使用TLLI (Temporary Logical Link Identity ) 验 证一个GPRS用户。TLLI和IMSI间的对应关系 只有移动台和SGSN了解。TLLI是来自于SGSN 分配的P-TMSI中的。 当移动台在READY状态时，SGSN可以在任何 时候重新分配P-TMSI。 这个重新分配过程可 以用P-TMSI Reallocation procedure完成，也可 以包含在Attach procedure 或者Routeing Area Update procedure中。119３.用户数据和GMM/SM信令的保密?加密的范围 GMM/SM (GPRS Mobility Management and Session Management) GPRS中的加密范围从SGSN一直到移动台。加密完成在LLC层。120SGSNBTS+BSCGPRS加密范围GSM加密范围121?GPRS网络中用户数据的交换 相关实体：－移动台和SGSN之间：SNDCP层、LLC层、 RLC/MAC层和物理层；－SGSN和GGSN之间：GTP、TCP/UDP和IP。122１.封装SNDCP实体和RLC/MAC实体能够将一个太大 的 SDU 分 段 成 数 个 PDU 。 一 个 RLC/MAC 的 PDU根据使用的不同编码方案，可能有4种不 同的尺寸，但是发送总是在4个突发构成的数 据块上。123网络层(IP, X.25, …) NSAPIHeader首部压缩Datas数据压缩 DatasSNDCP层 分段HeaderHeaderDatasHeaderDatasSAPI(QoS) LLC层Header ≤1520 octets (可协商的) CRCSAPI=1RLC/MAC层HeaderDatasCRCHeaderDatasCRC物理层信道编码 CS-1,… CS-4CRC1 block图１３－２９SGSN和移动台 间不同层的封装 例如：语音 编码的偷换 位都是0。偷换位 (stealing bits)指出了所用的编码方案２.SNDCP层SNDCP (Sub-Network Dependent Convergence Protocol)，允许将不同PDP网络的数个PDU复 用到同一条LLC链路。 SNDCP首部包括：－使用的网络接入点(NSAPI)；－指出 一个 SNDCP PDU 后是否 还有同 一 PDP PDU的的SNDCP PDU的标记符； －和压缩首部和数据的算法有关的参考信 息。125３.LLC层LLC层提供了移动台和SGSN之间的数据链路服 务。三种工作模式：－无确认的被保护模式，FCS (Frame Check Sequence)保护整个帧，但是在出现丢帧和错 帧时不重发； －无确认的没有保护模式，FCS仅仅保护帧 首； －确认的、出现丢帧和错帧时重发模式。126Address Field (1 byte) Control Field (variable length, max 36 bytes) Information Field (variable length) Frame Check Sequence Field (3 bytes)876X5X4321PD C/RSAPIPD: Protocol Discriminator C/R: Command/Response SAPI: Service Access Point Identifier SAPI = 1, signaling SAPI = 7, short message SAPI = 3, 5, 9, 11, user data图１３－３０LLC帧的格式以及地址域的格式Command UI I + RR I + ACK I+S I + RNR I + SACK RR ACKResponse I + RR I + ACK I + RNR I + SACK RR ACKDescription Unacknowledged Information捎带确认以及监督的信息确认收到的信息 确认收到的信息和等待下一个信息SRNRSACK SABMRNRSACK UA流量控制选择性确认 连接请求 无编号确认 断开连接请求DISCUDMFRMR XID XID LLC帧的种类断开状态帧拒绝帧 标识符交换表１３－６发送方frame I N(S) = 0frame RR N(R) = 1 frame I N(S) = 1 frame I N(S) = 2 frame ACK N(R) = 1 frame I N(S) = 1 frame I N(S) = 3 frame RR N(S) = 4图１３－３０ ACK帧的应用接收方收到了2号帧， 等待1号帧４.GPRS用户接收数据假设：移动台的PDP context已经激活，PDP网 络是IP网，移动台有固定IP地址…130MSBTS(IMSI, NSAPI)是用 来识别PDP context。去除封装SGSN'@SGSNHeader IMSI, NSAPIMS'@Datas封装 GGSN 移动用户的归属GPRS网 MS'@ DatasIP网图１３－３１移动用户接收数据移动用户的归属GPRS网数据网(X.25, IP, …)连接不同运营商的骨干网 BG: Border Gateways移动用户访问的GPRS网图１３－３２漫游时移动用户接收数据５.GPRS用户发送数据移 动 台 通 过 一 个 NSAPI, 一 个 给 定 的 TLLI 向 SGSN发送数据。133移动用户的归属GPRS网数据网(X.25, IP, …)连接不同运营商的骨干网移动用户访问的GPRS网图１３－３３漫游时移动用户发送数据?空中接口上的传输空中接口上的传输是以有4个正常突发组成的 PDU为单位的。不同的编码方法使得可以传送 不同大小的SDU和提高用户数据的传输速率 (如果接收到的信号质量可以的话)。135１.物理信道PDCH (Packet Data Channel)GPRS中，复帧中逻辑信道的分配是动态的； 在GSM中，是静态的。GPRS的空中接口上 ,每个TDMA帧的一个时隙 构成一个物理信道。物理信道被定义成不同的 逻辑信道。与GSM系统不同的是：在GPRS系统中，一个 物理信道既可以定义为一个逻辑信道，也可以 定义为一个逻辑信道的一部分，即一个逻辑信 道可以由一个或几个物理信道构成。136Duration of 52 frames TDMA = 240 msB0 0 4 B1 8 B2 T B3 B4 B5 13 17 21 i B6 B7 B8 26 30 34 B10 B11 i T B9 39 43 47 51B0 0 4B1 8B2T B3 B4 B5 13 17 21iB6 B7 B8 26 30 34B10 B11 i T B9 39 43 47 51T: PTCCHi: idle ( search frames, for BSIC measurements of the 6 strongest adjacent cells)一个GPRS复帧由52个连续的帧中同一时隙组成。它被分成12个块(radio block)，每个块4个时隙。可以传输12个PDU。图１３－３４PDCH信道上的52帧的复帧２.逻辑信道一条PDCH信道可以用来传送用户数据块，也 可以用来传送和RLC层有关的控制数据。138PDCHPDTCH PTTCH/D PBCCHPCCCHPACCH唯一的双向PDCH信道PTTCH/UPRACHPAGCHPNCHPPCHDownlink only Uplink only图１３－３５GPRS中的PDCH信道139?PTCH (Packet Traffic Channel) －PDTCH (Packet Data Traffic Channel)信 道：用来传输移动用户数据的信道。 － PACCH (Packet Associated Control Channel)信道：用来传达和某个特给定移 动台相关的信令信息(确认、功率控制)； 向移动台指出将要分配给它的PDTCH信 道。140ARFCN 1 TS 0 TS 1 TS 2ARFCN 2 TS 0ARFCN 3 PDCH PDCH TS 2PDCH TS 2TS 3 TS 4PDCHPDCH PDCH TS 6PDCHOKPDCH PDCH TS 6PDCHPDCH TS 7TS 7PDCH图１３－３６PDTCH信道141?PTCCH (Packet Channel)信道：TimingAdvanceControl－PTCCH/U：由16个子信道构成，移动台 (处于分组传输模式)用来传输内含TA=0的随 机接入突发给基站；基站可以根据接入突发 的到达时间来估算每个移动台的距离 －PTCCH/D：为开始时间提前量更新操作 (Continuous Timing Advance Update Procedure) 的移动台传输新的时间提前量的值。142Octet 10Octet 2???????? 0Octet 16TA-Value for TAI=15Octet 17 ????????Octet 23TA-Value for TA-Value for 0 TAI=0 TAI=117 bit TAI: Timing Advance Index184 bit图１３－３７Timing Advance message143?PBCCH (Packet Broadcast Control Channel)信 道： －每个小区只能有一条PBCCH；－不同于GSM，PBCCH可以在任何时隙和 任何ARFCH；－是可选的； －用来传送系统信息(手机一直监听)；144?PCCCH (Packet Common Control Channel) －PNCH (Packet Notification Channel)信道： 只存在于下行链路，用来通知移动台PTM事 务(Point-to- Multipoint transaction)的到来 －PPCH (Packet Paging Channel)信道：系统 对移动台的寻呼； －PRACH (Packet Random Access Channel)信 道：移动台用来发起接入请求； －PAGCH (Packet Access Grant Channel)信道： 用来分配专用资源(PDTCH)；145BS_PBCCH_BLKS=20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11BS_PBCCH_BLKS_RES=3 －&可用于Paging的块 －&不可用于Paging的块 BS_PBCCH_BLKS: (B0)=1, (B0+B6)=2, (B0+B3+B6)=3, (B0+B3+B6+B9)=4图１３－３８PBCCH可能出现的位置146在GPRS中，系统信息的传送、随机接入机制 等 可 以 使 用 GSM 的 逻 辑 信 道 ： BCCH, PCH, RACH, AGCH。147类别 PCCCH名称 PRACHPPCH PAGCH PNCH方向 上行下行 下行 下行 下行 下行和上行 下行和上行功能 随机接入寻呼广播 允许接入 多播 广播 数据 随路控制PBCCH PTCHPBCCH PDTCH PACCH表１３－８GPRS中的逻辑信道PCUPCUPhase 1Phase 11个或 数个冲突解决办 法：ExplicitPhase 2冲突解决办 法：ImplicitOne-Phase Access ProcedureTwo-Phase Access Procedure149３.资源分配?GPRS和GSM空中信道共享150TRX 1CCCH TSTSTSTSTSTSTSCircuit Switched Territory Packet Switched TerritoryTRX 2TSTSTSTSTSTSTSTSDedicated GPRS Capacitymoves dynamically图１３－GPRS和GSM空中信道共享?资源的动态分配 －不同的USF (Uplink State Flag)分配给共享 相同信道的移动台 －移动台检测下行链路上的USF－若给特定移动台的USF出现在(B-1)块中， 移动台可以在随后的块中发送数据152TSL0 TSL1 TSL2 TSL3 TSL4 TSL5 TSL6 TSL7 B+3 block B+2 block B+1 block B block B-1 block , USF for specific MS is foundUSF图１３－资源的动态分配?资源的扩展动态分配－多时隙移动台从分配到的PDCH信道的最 低TSL开始监测USF－若移动台在一条PDCH信道上检测到USF 的话，它就在同一PDCH信道和所有更高的 PDCH信道上随后的一个或者四个块开始发 送数据154TSL0 TSL1 TSL2 TSL3 TSL4 TSL5 TSL6 TSL7 B+3 block B+2 block B+1 block B block B-1 block of TSL5, USF for specific MS is foundUSF图１３－资源的扩展动态分配?静态分配 应用了Bit-map机制，没有使用USF。 －时隙分配 －开始帧 －块分配156?GPRS信道分配原则－上下行链路分开－从相同的TRX分配时隙－最大化吞吐量(分配给移动台的时隙数量 尽量和移动台的多时隙等级)157TSL07 6 5 4123456TCH3 2 1TFI3 TFI2 TFI2 TFI2 TFI1 TFI3 TFI1 TFI3 TFI1图１３－GPRS信道分配示意图?GPRS信道压缩由于蜂窝小区语音业务忙，使小区空闲信道小 于门限值(当GPRS边界处于默认时，CSW扩张 可强制压缩GPRS边界)159CSW TRX Guard TSLGPRSCSW TRXGPRSGuard TSL４.编码四种不同的编码方案，CS-1, CS-2, CS-3, CS-4。除了PRACH (Packet Random Access Channel )信 道 和PTCCH/U (Packet Timing Advance Control Channel on Uplink )信道，其余所有的GPRS分 组 控 制 信 道 一 般 使 用 CS-1。 对 于 PRACH (Packet Random Access Channel )信道，定义了 两种编码方案。 GPRS移动台都必须支持这四种编码方案(CS-1 to CS-4)。而作为一个支持GPRS的网络则一定 要支持CS-1。161184 bits MAC Header 8 bits 3 bits RLC C Data / Control blockUSF只存在于下行链路USF5 bits176 bits / (22 octets) Fire code 40 bits Tail 0000184 Data bitsBEC bits 228 bits 1/2 Rate convolutional coderInterleaved according to SACCH 456 Coded bits (4 bursts / 1 Radio block)图１３－３６CS-1编码过程162271 / 315 bits MAC Header 8 bits 3 bits USF只存在于下行链路 Pre-coding 6 bits USF 268 / 312 Data bits USF 5 bits RLC C Data block256 / 304 bits (32 / 38 octets) 7 / 37 Spare bits (CS-2) 3 Spare bits (CS-3)16 bits Parity bitsTail 0000294 / 338 bits 1/2 Rate convolutional coder588 /676 Coded bitsPuncturing required Interleaved according to SACCH456 Coded bits (4 bursts / 1 Radio block) 图１３－３６ CS-２和CS-３编码过程163打孔(Puncturing)：仅仅适用于数据块的传输。 发送方：并非简单地删除卷积编码器的输出比 特，而是删除发送方和接收方事先约定位置上 的数据。因此，打孔不会产生错码。 接收方：必须可以从剩下的数据中找回被删除 的比特，但是在插入这些比特时可能会增加产 生错码的概率。所以，打孔只能在良好的无线环境下使用。164431 bits MAC Header 8 bits 3 bits USF只存在于下行链路 USF 5 bits RLC C Data block 7 Spare bits (CS-4)416 bits (52 octets)7Pre-coding 12 bits USFInterleaved according to SACCH16 bits 428 Data bits 456 Coded bits (4 bursts / 1 Radio block)Parity bits图１３－３７CS-４编码过程1651 0TSC1 0 0TSCTSC10TSC0CS-1-& CS-2-& CS-3-& CS-4-&图１３－３８ 偷换标记和编码方案的关系166schemeCode rateUSFPrecoded USFRadio BCS block Block excl. Check USF and SequeBCS nce 181 40TailCoded bitsPunctured bitsData rate kbpsCS-11/2 ≈2/3 ≈3/433445609.05CS-23626816458813213.4CS-33631216467622015.6CS-4131242816-456-21.4表１３－７GPRS编码方案的编码参数 [摘自3GPP TS 03.64 Table 3]４.空中接口Um见图１３－３６。168ysical 自物理 比特流 调制。 样也可 形解调 理链路SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol )协议 主要功能有：多路复用多个PDP；压缩/解压用户数据； 压缩/解压协议控制信息；将N-PDU分段成数个LLC-PDU， 并将LLC-PDU组合成N-PDU。 物 理 链 路 层 ( Physical Link layer) 为 移 动 台 和 SNDCP SNDCP 网络间的物理信道上的 信息传输提供服务。包 Scope of LLC LLC 括：将数据单元成帧、 (Note) 数据编码、发现和纠正 物理介质传输差错。物 RLC RLC 理链路层使用物理射频 Scope of 层的服务。 MAC MACPhys. Link Phys. RF Phys. Link Phys. RFGSM 03.60RLC/MA LLC 层 在 的SGSN 可靠的逻 使 用 U RLC/MAGSM 03.64Note: In the network the LLC is split between BSS and SGSN.MSUmNetwork图１３－３６GPRS的Um接口 [摘自3GPP TS 03.64 Figure 3d]数据链路 RLC/MAC 空中接口 提供服务 出错块的 制追溯纠错 层的功能 的移动台 RLC/MAC５.无线块结构用于数据传输和控制消息的无线块结构是不同 的。170Radio Block MAC header RLC header RLC data BCSRadio Block MAC header RLC/MAC Control Message BCS图１３－３７(a) 用于数据传输的无线块结构 (b) 用于控制消息的无线块结构 [摘自3GPP TS 03.64 Figure 4, Figure 6]三、EDGE技术?概述EDGE (Enhanced Data rates for the GSM Evolution)，被ITU视为第三代移动通信系统 之一(IMT-SC)，使用分组模式传输数据的最 高速率可达384kbit/s。EDGE通过改变调制方式，在现有GSM和 GPRS网络基础上，通过使用200kHz的GSM 载波达到提高数据传输速率的目的。172EDGE 技 术 可 以 被 引 入 到 GSM/GPRS 和 IS136(D-AMPS的分组模式)的网络中。 对 于 美 国 没 有 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 许可证的运营商来 说，EDGE技术可以提供很好的多媒体服务。 由于EDGE是再次利用现有的频谱资源，所以 也可以作为一种低成本的投入，为已经拥有 GPRS网络和UMTS许可证的运营商降低多媒 体服务的成本。173GSM HSCSDGPRSIS-136ECSDEDGE ClassicEDGE Compact图１３－３８EDGE不同标准的集中?HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) EDGE中用来传输数据，使用多时隙的电路交 换模式。 见本章第3, 4张讲义。175?EGPRSEGPRS (Enhanced General Packet Radio Service), 是GPRS的改进，主要是在空中接口发生了变 化。 EGPRS使用了全新的调制方案和编码方案。9 MCS (Modulation and Coding Scheme)被用来提 高分组数据的传输速率，提供了从8.8kbit/s到 59.2kbit/s的速率(如果使用8个时隙进行接收的 话，速率可达473.6 kbit/s左右)。176Modulation and Coding Schemes MCS-9 MCS-8 MCS-7 MCS-6 MCS-5 MCS-4 MCS-3 MCS-2 MCS-1Modulation 8-PSK 8-PSK 8-PSK 8-PSK 8-PSK GMSK GMSK GMSK GMSKMaximum throughout (kbps) 59.2 54.4 44.8 29.6 22.4 17.6 14.8 11.2 8.8表１３－８与MCS相关的吞吐量EGPRS在现有的频谱中，提供了最有效的3G服 务。运营商仅仅需要将现有的GSM/GPRS无线 设备升级。网络中硬件的变化局限于在每个蜂 窝小区中增加EDGE的TRX而已。178EDGE 提供给终端用户平均的数据传输速率 80-130 Kbps，并且 可以上升到 473 Kbps, 可以提供3~4倍与GPRS的数据吞吐量。理论上最佳的 数据传输速率?CDMA 1xRTT153 Kbps30-60 Kbps473 KbpsEDGEGPRS数据传输 平均速率115 Kbps30-40 Kbps80-130 Kbps图１３－３９GPRS/CDMA1xRTT/EDGE速率比较小结：了解GPRS系统中的物理信道和逻辑信道，熟 悉核心网络部分接口的作用和EDGE的相关知 识，掌握移动性管理各个状态具备的功能、安 全功能的实现。180