1、重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四移动通信系统移动通信系统第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统 GPRS重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四GPRS（General Packet Radio Service，通，通用分组无线业务）用分组无线业务）n主要内容：主要内容：1.1.概述概述 2.2.网络结构网络结构 3.3.空中接口空中接口 4.4.GSM升级到升级到GPRSGPRS第九章第九章 GSM数字移动通信系统数
2、字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四1.1 GSM的演进的演进第一代第一代模拟网模拟网第三代系统第三代系统提供高速多媒体业务提供高速多媒体业务2Mbps 2Mbps 业务功能业务功能时间时间1989 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 话音业务话音业务电路数据业务电路数据业务 9.6 9.6 kbpskbps第二代第二代GSMGSM系统系统智能网业务智能网业务GPRSGPRS115 kbps115 kbps基于基于I
3、PIP的分组数据业的分组数据业务务2.52.5代代电路交换：面向连接，独电路交换：面向连接，独占线路、效率低占线路、效率低分组交换：虚连接、分组交换：虚连接、共用线路、数据分共用线路、数据分组、效率高组、效率高GPRSGPRS采用先进的无线分组技术采用先进的无线分组技术,将将无线通信与因特网紧密结合，跨入无线通信与因特网紧密结合，跨入无线互联网的崭新时代。无线互联网的崭新时代。第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四1.2 GPRS GPRS GPRS GPRS G
4、PRS是在现有是在现有GSMGSM系统上发展出来的一种新的承载业系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为务，目的是为GSMGSM用户提供用户提供分组形式的数据业务分组形式的数据业务 GPRSGPRS采用与采用与GSMGSM同样的无线调制标准、频带、突发结同样的无线调制标准、频带、突发结构、跳频规则和帧结构构、跳频规则和帧结构 现有基站子系统现有基站子系统(BSS)(BSS)可提供全面的可提供全面的GPRSGPRS覆盖覆盖 GPRSGPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据据,从而提供了一种高效、低成本的从而提供了一种高效、低成本的无线分组数
5、据业务无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输输，也适用于偶尔的大数据量传输 第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四 1.1.概述概述 2.2.网络结构网络结构 3.3.空中接口空中接口 4.4.GSM升级到升级到GPRSGPRS第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity20
6、22年年12月月15日星期四日星期四2.1 网络结构网络结构 GPRS GPRS是基于现有是基于现有GSMGSM网络来实现的。网络设备包括网络来实现的。网络设备包括 交换设备：如交换设备：如GPRSGPRS网关支持节点网关支持节点GGSNGGSN(Gate GPRS(Gate GPRS Supporting Node)Supporting Node)和和GPRSGPRS业务支持节点业务支持节点SGSNSGSN(Serving GPRS(Serving GPRS Support Node)Support Node)，以及其他一些功能实体，以及其他一些功能实体(域名服务器域名服务器DNSDNS、计
7、、计费网关费网关CGCG和边界网关和边界网关BG)BG)GPRS GPRS基站子系统附加设备：主要包括引入基站子系统附加设备：主要包括引入GPRSGPRS业务后在基站业务后在基站子系统子系统BSSBSS或基站收发信机或基站收发信机BTSBTS中中新增加新增加的硬件单元的硬件单元(PCU)(PCU)其它设备：如本地位置寄存器其它设备：如本地位置寄存器HLRHLR、访问位置寄存器、访问位置寄存器VLRVLR、移、移动交换中心动交换中心MSCMSC、SMSSMS、GMSCGMSC等等GSMGSM系统原有设备被系统原有设备被升级升级以支持以支持相应的与相应的与GPRSGPRS有关的功能有关的功能 要实
8、现要实现GPRSGPRS网络，网络，移动台移动台也必须是也必须是GPRSGPRS移动台或移动台或GPRSGPRS、GSMGSM双模移动台双模移动台 第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四MS BSS SGSN GGSN 数据网数据网 MSC/VLR GMSC（IP 网关交换机）网关交换机）HLR EIR SGSN GGSN Um Gb Gn Gi Gp Gs Gr Gc（相当于（相当于MSC/VLR）网关网关GPRSGPRS支持节点支持节点:外部数据网外部数据网与
9、与GPRSGPRS核心网之间的网关节点核心网之间的网关节点服务服务GPRSGPRS支持节点：支持节点：GPRSGPRS骨干骨干网与无线接入网之间的接口网与无线接入网之间的接口SGSN功能：功能：1.在移动台和在移动台和GGSN之间完之间完成移动分组数据的发送和接收成移动分组数据的发送和接收 2.对移动台的加密、认证、移动性对移动台的加密、认证、移动性管理和逻辑链路管理管理和逻辑链路管理 3.提供到提供到HLR等数据库的连接。支等数据库的连接。支持计费数据收集和话务管理持计费数据收集和话务管理GGSN功能：功能：1.将来自外部网络的分组数据将来自外部网络的分组数据连到相应的连到相应的SGSN 2
10、.将来自将来自MS的分组数据进行协议转的分组数据进行协议转换，连到相应的外部网络换，连到相应的外部网络 3.提供到外部提供到外部IP网络的接口网络的接口第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四2.2 GPRS的网络特性的网络特性 分组交换分组交换 分组交换把数据分成若干小数据包通过不同的路由以存储转发的接分组交换把数据分成若干小数据包通过不同的路由以存储转发的接力方式传送到目的端而组装成完整的数据力方式传送到目的端而组装成完整的数据 频谱效率频谱效率 电路交换通信需
11、建立端到端连接，在通信中独占信道，每条电路交换通信需建立端到端连接，在通信中独占信道，每条GSMGSM信信道只能提供道只能提供9.6k9.6k或或14.4kbps14.4kbps传输速率。传输速率。GPRSGPRS可灵活运用信道，用户可可灵活运用信道，用户可占有多个信道，同一信道又可由几个用户共享，从而提高了无线资源占有多个信道，同一信道又可由几个用户共享，从而提高了无线资源利用率。在理论上可将利用率。在理论上可将8 8个时隙组合在一起提供个时隙组合在一起提供171.2kb/s171.2kb/s带宽，从带宽，从14.4k-171k14.4k-171k，足足比以前超出了，足足比以前超出了1010
12、倍的传输速度倍的传输速度 Internet Internet 识别识别 GPRSGPRS通过允许现存的通过允许现存的InternetInternet和新的和新的GPRSGPRS网络的互通完全实现了移网络的互通完全实现了移动动InternetInternet功能。用户通过网关功能。用户通过网关GGSNGGSN连接到互联网，连接到互联网，GGSNGGSN还提供相应还提供相应的动态地址分配、路由、名称解析、安全和计费等互联网功能。的动态地址分配、路由、名称解析、安全和计费等互联网功能。第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUni
13、versity2022年年12月月15日星期四日星期四2.3 GPRS网络数据包的发送和接收网络数据包的发送和接收 电脑通过串行方式接到电脑通过串行方式接到GPRS蜂窝电话上，蜂窝电话上，GPRS蜂窝电话与蜂窝电话与GSM基站通信。基站通信。与电路交换或数据呼叫不同，与电路交换或数据呼叫不同，GPRS分组是从基站分组是从基站发送到发送到SGSN节点而不是通过移动交换中心节点而不是通过移动交换中心MSC连接连接到语音网络上。到语音网络上。SGSN与网关支持节点与网关支持节点GGSN进行通信，进行通信，GGSN对对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络
14、，如Internet或或X.25网络，来自网络，来自Internet、标识有移动、标识有移动台地址的台地址的IP包，由包，由GGSN接收，再转发到接收，再转发到SGSN，继，继而传送到移动台上。而传送到移动台上。第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四2.4 GPRS的特点的特点 GPRS GPRS提供了无缝直接的提供了无缝直接的InternetInternet连接连接 GPRSGPRS支持支持x.25x.25协议和协议和IPIP协议协议 对于对于GSMGSM现有电
15、路交换数据现有电路交换数据(CSD)(CSD)和短消息业务和短消息业务(SMS)(SMS)来说，来说，GPRSGPRS是一种补充而不是替代是一种补充而不是替代 GPRSGPRS可以根据用户需要灵活地动态分配无线资可以根据用户需要灵活地动态分配无线资源，从而实现多用户共享，提高频率利用率源，从而实现多用户共享，提高频率利用率 GPRSGPRS计费也将由传统的按时方式改为根据用户计费也将由传统的按时方式改为根据用户数据的传输量来计费数据的传输量来计费 第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月
16、月15日星期四日星期四2.5 GPRS的优势的优势 永远在线：永远在线：只要激活只要激活GPRS应用后，将永远保持在线，应用后，将永远保持在线，不存在掉线问题；类似于一种无线专线网络。不存在掉线问题；类似于一种无线专线网络。按量计费：按量计费：虽然可以保持永远在线，但不必担心费用问虽然可以保持永远在线，但不必担心费用问题；因为只有产生通信流量时才计费。她是一种面向使用题；因为只有产生通信流量时才计费。她是一种面向使用的计费，计费方式更加科学合理。的计费，计费方式更加科学合理。快速登录：快速登录：全新的分组服务，无需以往长时间的拨号建全新的分组服务，无需以往长时间的拨号建立连接过程。立连接过程。
17、自如切换：自如切换：话音和数据业务可以切换使用，电话上网两话音和数据业务可以切换使用，电话上网两不误。不误。高速传输：高速传输：GPRS最高理论传输速度为最高理论传输速度为171.2kbps，目，目前使用前使用GPRS可以支持可以支持40Kbps左右的传输速率。左右的传输速率。第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四 1.1.概述概述 2.2.网络结构网络结构 3.3.空中接口空中接口 4.4.GSM升级到升级到GPRSGPRS第九章第九章 GSM数字移动通信系统数
18、字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四3.1 基本特征基本特征 射频等参数与射频等参数与GSMGSM相同相同 TDMATDMA方式与方式与GSMGSM一样一样 可允许时隙合并传输，联合工作。最多可允许时隙合并传输，联合工作。最多可许可可许可8 8个时隙联合工作。最高速率可达个时隙联合工作。最高速率可达21.421.48=171.2kbps8=171.2kbps。对对GSMGSM向下兼容向下兼容第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing University
19、University2022年年12月月15日星期四日星期四3.2 逻辑信道逻辑信道 控制信道控制信道 分组广播控制信道（分组广播控制信道（PBCCHPBCCH）：下行信道，）：下行信道，用于广播分组数据的特定系统信息用于广播分组数据的特定系统信息 分组公共控制信道（分组公共控制信道（PCCCHPCCCH）分组专用控制信道（分组专用控制信道（PDCCHPDCCH）分组数据业务信道（分组数据业务信道（PDTCHPDTCH）：分组交换模：分组交换模式下承载用户数据的信道式下承载用户数据的信道第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing Universit
20、yUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四分组公共控制信道分组公共控制信道 分组随机接入信道（分组随机接入信道（PRACHPRACH）：上行信道，）：上行信道，移动台发送随机接入信息，请求分配一个或多移动台发送随机接入信息，请求分配一个或多个个PDTCHPDTCH 分组寻呼信道（分组寻呼信道（PPCHPPCH）：下行信道，用于寻）：下行信道，用于寻呼移动台，可支持不连续接收呼移动台，可支持不连续接收 分组接入准许信道（分组接入准许信道（PAGCHPAGCH）：下行信道，）：下行信道，用于向移动台分配一个或多个用于向移动台分配一个或多个PDTCHPDTCH 分组通知信道（分组
21、通知信道（PNCHPNCH）：下行信道，用于通）：下行信道，用于通知移动台的呼叫知移动台的呼叫第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四3.2 逻辑信道逻辑信道 控制信道控制信道 分组广播控制信道（分组广播控制信道（PBCCHPBCCH）：下行信道，）：下行信道，用于广播分组数据的特定系统信息用于广播分组数据的特定系统信息 分组公共控制信道（分组公共控制信道（PCCCHPCCCH）分组专用控制信道（分组专用控制信道（PDCCHPDCCH）分组数据业务信道（分组数据业务
22、信道（PDTCHPDTCH）：分组交换模：分组交换模式下承载用户数据的信道式下承载用户数据的信道第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四分组专用控制信道分组专用控制信道 分组随路控制信道（分组随路控制信道（PACCHPACCH）：双向信道，）：双向信道，用于传送功率控制，资源分配与再分配及测量用于传送功率控制，资源分配与再分配及测量等信息等信息 上行分组定时控制信道上行分组定时控制信道（PTCCH/UPTCCH/U）下行分组定时控制信道下行分组定时控制信道（PTCC
23、H/DPTCCH/D）第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四3.3 四种编码速率四种编码速率 能力集能力集编码编码数据数据CS-1CS-11/21/29.05kbps9.05kbpsCS-2CS-22/32/313.4kbps13.4kbpsCS-3CS-33/43/415.6kbps15.6kbpsCS-4CS-41 121.4kbps21.4kbps 四种编码速率（单时隙）四种编码速率（单时隙）第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大
24、学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四 1.1.概述概述 2.2.网络结构网络结构 3.3.空中接口空中接口 4.4.GSM升级到升级到GPRSGPRS第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四4 GSM升级到升级到GPRSGPRS是基于现有是基于现有GSM网络来实现的网络来实现的 增加新设备，增加新设备，SGSNSGSN可以是新的（如路由器可以是新的（如路由器一样的设备，也可与一样的设备，也可与MSC
25、MSC做在一起）做在一起）对于对于C1C1、C2C2编码，编码，BTSBTS不用改硬件，只需不用改硬件，只需软件升级，软件升级，C3C3、C4C4需改硬件（编码方式要需改硬件（编码方式要变），但目前各厂家还不支持变），但目前各厂家还不支持C3C3、C4C4（意味（意味着目前最高速率为着目前最高速率为8 813.4=107.2kbps13.4=107.2kbps）第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四4 GSM升级到升级到GPRS BSC BSC需要增加处理分组数据
26、及无线分组信需要增加处理分组数据及无线分组信道管理的模块道管理的模块PCUPCU（Packet Control UnitPacket Control Unit）用于处理数据业务量，并将数据业务量从用于处理数据业务量，并将数据业务量从GSMGSM话音业务量中分离出来。话音业务量中分离出来。增加了分组功能，可控制无线链路，并允许增加了分组功能，可控制无线链路，并允许许多用户占用同一无线资源。许多用户占用同一无线资源。第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四4 GSM升级
27、到升级到GPRS 如果需要如果需要MSCMSC与与SGSNSGSN直接接口，则需对直接接口，则需对MSCMSC软件升软件升级（利用级（利用GPRSGPRS信道进行电路型业务寻呼，发送短消信道进行电路型业务寻呼，发送短消息），如不直接相连，则不用改造息），如不直接相连，则不用改造 HLRHLR需支持需支持GPRSGPRS的用户数据和路由信息，因此需软的用户数据和路由信息，因此需软件升级件升级 OMCOMC需要增加对新的网络单元进行管理的功能需要增加对新的网络单元进行管理的功能 GPRSGPRS与与GSMGSM可共用物理信道，也可单独用一载频。可共用物理信道，也可单独用一载频。需改造或新建需改造或
28、新建GPRSGPRS计费系统计费系统第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四4 GSM升级到升级到GPRS 移动台需采用支持移动台需采用支持GPRSGPRS的终端，包括三类：的终端，包括三类：A A类：类：GPRSGPRS和和GSMGSM电路型业务可同时工作。电路型业务可同时工作。B B类：支持类：支持GPRSGPRS和和GSMGSM电路型业务，但不能同时工作。电路型业务，但不能同时工作。C C类：类：只支持只支持GPRSGPRS业务或手工选择业务或手工选择GPRSGPRS与与GSMGSM电路型业务。电路型业务。终端的主要改进：多时隙接收和发射能力、新的空终端的主要改进：多时隙接收和发射能力、新的空中接口（信道编码等）、新的数据协议。目前一般仅中接口（信道编码等）、新的数据协议。目前一般仅有有B B、C C类手机。类手机。第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing UniversityUniversity2022年年12月月15日星期四日星期四End&Thanks!End&Thanks!第九章第九章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统
