1、GPRS概述
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業務的簡稱,它是一種基于分組交換
傳輸數據的高效率方式。GPRS將深刻地改變終端用戶使用移動數據計算的體驗。GPRS最顯著
的優點就是能夠提供比現有GSM網9.6kbit/s更高的數據率,可達170kbit/s。巨大的吞吐
量改變了單一的面向文本的無線應用,使得包括圖片、話音和視頻的多媒業務成為現實。移
動用戶再也不必通過撥號專門的ISP(Internet Service Provider)來收發E-mail和瀏覽web
頁,GPRS提供了無縫、直接的Internet網連接。GPRS支持X.25協議和對Internet具有深遠影
響的IP協議。對于GSM網現有電路交換數據業務(CSD)和短消息業務(SMS)來說,GPRS是一種
補充而不是替代。GPRS根據用戶需要靈活地動態分配無線資源,從而實現多用戶共享,提高
頻率利用率。同時計費也將由傳統的按時方式改為根據用戶數據的傳輸量來計費。GPRS不僅
被歐洲的第二代移動通信系統GSM支持,同時也被北美的IS-136支持。它的高數據率能夠提
供第三代中的部分多媒體業務且在時間進程上提前幾年,并且當第三代真正到來的時候,對
于那些沒有第三代經營權的運營商來說,GPRS仍不失為一種競爭業務,因此GPRS被認為是第
二代移動通信系統向第三代演進的重要一步,目前幾大電信公司如Nokia、Motorola、
Simens等都在積極參與GPRS的提供。
2、GPRS的邏輯結構
GPRS從邏輯上來說,可以在GSM網絡結構中增添兩個新的網絡節點來實現。這兩個節點是:
* GPRS業務支持節點(Serving GPRS support node,SGSN);
* GPRS網關支持節點(Gateway GPRS support node,GGSN)。
GSM標準03.60對新增節點之間及新增節點與GSM網原有節點之間的接口進行了新的定義,如
圖1所示。
此主題相關圖片如下:
圖1 GPRS的邏輯結構??……信令接口 --信令和數據傳輸接口??
支持節點GSN(GPRS Support Node)具有支持GPRS的全部功能。在一個PLMN中允許有多個
GSN。
分組數據網絡對PDP(Packet Data Protocol)的地址進行分析后從GGSN接入GPRS網。GGSN負
責存儲已經激活(attached)GPRS業務的用戶的路由信息,并能根據該信息將PDUs(Protocol
Data Units)通過隧道(tunnel)技術發送到MS的當前注冊點,也就是SGSN。GGSN可以通過Gc
接口(如果存在)從HLR查詢該移動用戶當前的位置信息。GGSN是PDN(Packed Data Network)
與支持GPRS的GSM PLMN互聯的第一個節點(即Gi參考點由GGSN支持)。
SGSN是當前正在為MS提供業務的節點(即Gb接口由SGSN支持)。在激活GPRS業務時,SGSN負責
與MS建立移動性和安全保密性的有關信息。在PDP信息被激活時,SGSN負責與GGSN建立路由
的PDP信息。
SGSN與GGSN的功能既可以由一個物理節點全部實現,也可以在不同的物理節點上分別實現。
它們都應有IP路由功能,并能與IP路由器相連。當SGSN與GGSN位于不同的PLMN時,通過Gp接
口互聯。Gp接口具有Gn接口的全部功能以及PLMN之間相互通信所需的安全功能。通過Gs接
口,SGSN可以向MSC/VLR傳送MS的位置信息,并能收聽來自MSC/VLR的尋呼請求。
3、GPRS中的移動性管理(MM,Mobility Management)功能
GPRS的MM功能包括激活、去活、安全保密、位置管理、用戶管理等。對GPRS用戶的移動性管
理體現為MS在
此主題相關圖片如下:
圖2 移動性管理狀態模型
三種MM狀態之間的相互轉換。這三種狀態是:空閑(idle)、守候(standby)、準備(ready)。
某一時刻的MS總是處于三種狀態之一(狀態轉換關系見圖2)。
空閑狀態下,用戶尚未激活GPRS的移動性管理。MS與SGSN中還沒有存儲用戶的有效位置信息
或路由信息,此時不執行與用戶有關的任何移動性管理,MS不能接收除PTM-M(Point To
Mu ltipoint-Multicast)以外的任何消息。當MS向SGSN發起激活請求并被接受后,MS就轉
入準備狀態,此時MS可以收/發PDP(Packet Data Protocol)PDUs,可以接收PTM-M和PTM-
G(Point To Multipoint-Group)消息。準備狀態下,不管有沒有為用戶分配無線資源,即
使沒有數據發送,都應始終維持MM聯系。有一個專門的定時器有用于監測準備狀態下的活
動,當定時滿時,MS轉入守侯狀態。MS向SGSNA發出去活GPRS的請求并被接受后,MS轉入空
閑狀態。
守侯狀態下,MS與SGSN已經為用戶的IMSI(International Mobile Station Identity)建立
了MM聯系(context)。此時MS可以接收PTM-M和PTM-G數據,也可以接收尋呼PTP或PTM-G的
消息和信令以及由SGSN發送的尋呼CS(Circuit Switched)業務的消息。但是MS不能收/發
PTP數據以及傳送PTM-G數據。當MS對尋呼消息做出響應時,MS轉入準備狀態,而SGSN在收
到MS返回的尋呼響應時轉入準備狀態。
MS中存儲的MM信息有IMSI、MM狀態(空閑、準備或守侯)、P-TMSI(Packet Temporary
Mobile Subscriber Identity)、P-TMSI簽名(用于身份驗證、當前路由區(RA)、當前小區
識別(CI)、當前使用的密鑰Kc、密鑰序列號CKSN、加密算法、PDP信息等。MSC/VLR中存儲
IMSI、SGSN編號。HLR存儲IMSI、MSISDN、SGSN編號、SGSN地址、GGSN列表、PDP信息等。
SGSN存儲IMSI、MM狀態、P-TMSI、P-TMSI簽名、IMEI(International Mobile Equipment
Identity)、MSISDN、RA、CI、Kc、CKSN、加密算法、PDP信息等。
移動管理的協議由三部分構成,它們是Um接口采用的LLC和RLC/MAC協議,SGSN和HLR(Gr)之
間,SGSN和EIR(Gf)之間采用的MAP協議,SGSN和MSC/VLR(Gs)之間的BSSAP+協議。
下面重點介紹一下MM中的激活過程和位置管理過程。
(1)激活過程
①MS向新SGSN發送激活請求消息,消息中包括P-TMSI+舊的RAI(沒有可用的P-TMSI時用
IMSI)、CKSN、激活類型(只激活GPRS、IMSI已被激活的情況下激活GPRS、GPRS/IMSI聯合激
活三者之一)、DRX參數、舊P-TMSI簽名。
②新SGSN向舊SGSN發送身份認證請求消息(P-TMSI、舊RAI、舊P-TMSI簽名),以獲取MS的
IMSI。舊SGSN回送認證響應消息(IMSI,鑒權三參數組),如果舊SGSN不能認證MS,將回送相
應的出錯原因。
③如果新、舊SGSN都無法認證MS,那么新SGSN將向MS發送認證請求消息(認證類型=IMSI),
MS回送響應消息(IMSI)。
④MS、新SGSN、HLR之間進行保密鑒權。
⑤MS、新SGSN、EIR之間進行IMEI檢查。
⑥如果是初次激活或者再次激活時SGSN編號已改變(比較上次而言),SGSN要通知HLR。由新
SGSN向HLR發送位置更新消息(SGSN編號、SGSN地址、IMSI);HLR向舊SGSN發送位置消除消息
(IMSI,消除類型);舊SGSN應答(IMSI);HLR向新SGSN發送插入用戶數據消息(IMSI,GPRS用
戶數據);新SGSN檢查MS在新RA的合法性,如果MS是局部受限用戶而不允許在新RA激活,則
新SGSN向HLR返回應答(IMSI,SGSN區域受限),拒絕激活請求。如果是其他原因不允許激
活,則返回HLR的是應答(IMSI,原因)。如果MS經檢查合法,則返回應答(IMSI);HLR向新
SGSN回送位置更新應答。
⑦如果第①點中的激活類型為后兩者(IMSI已被激活的情況下激活GPRS、GPRS/IMSI聯合激
活),當SGSN與MSC/VLR之間的Gs接口存在時,要更新VLR。VLR的編號從RA獲取。新SGSN向
新MSC/VLR發送位置更新請求消息(新LAI、IMSI、SGSN編號,位置更新類型);新VLR向HLR
請求位置更新(IMSI,新VLR);HLR通知舊VLR消除位置信息(IMSI);舊VLR對HLR應答
(IMSI);HLR向新MSC/VLR發送插入用戶數據消息(IMSI,GSM用戶數據);新VLR應答HLR
(IMSI)。這時新MSC/VLR向新SGSN發送位置更新接受的響應(VLRTMSI)。??
⑧新SGSN向MS發送激活接受消息(P-TMSI,VLRTMSI,P-TMSI簽名)。
⑨MS向新SGSN回送激活完成消息(P-TMSI,VLRTMSI)。
⑩新SGSN向新MSC/VLR發送TMSI再分配完成消息(VLRTMSI)。
(2)位置管理過程
MS將接收到的CI、RAI與其存儲的CI、RAI進行比較,如發現不同,則要發起位置更新請求。
當MS處于準備狀態時,CI改變時要發起小區更新請求。當MS處于守侯狀態時,它只能發起RA
更新請求,而在同一RA內CI改變時,不能發起更新請求。RA更新分為SGSN內部RA更新與SGSN
之間的RA更新兩種。這里介紹較為復雜的SGSN之間的RA更新。
①MS向新SGSN請求RA更新(舊RAI,舊P-TMSI簽名,更新類型)。
②新SGSN向舊SGSN發送獲取MS的MM和PDP信息的請求(舊RAI,TLLI,舊P-TMSI簽名,新SGSN
地址),舊SGSN響應。
③MS、新SGSN、HLR之間進行安全保密驗證。
④新SGSN通知舊SGSN已經準備好接收被激活的PDP信息。
⑤舊SGSN將滯留的分組單元轉發給新SGSN。
⑥新SGSN向GGSN發送PDP更新請求(新SGSN地址、TID(Tunnel Identifier)、協商的QoS),
GGSN響應(TID)。
⑦新SGSN向HLR請求位置更新(SGSN編號、SGSN地址、IMSI)。
⑧HLR通知舊SGSN取消位置(IMSI、取消類型),舊SGSN響應(IMSI)。
⑨HLR向新SGSN發送插入用戶數據消息(IMSI、GPRS用戶數據),新SGSN響應(IMSI)。
⑩HLR對新SGSN的位置更新請求進行應答(IMSI)。
新SGSN向MS發送RA更新接受消息(P-TMSI、P-TMSI簽名、收到的N-PDU編號)。
MS向新SGSN發送RA更新完成消息(P-TMSI、收到的N-PDU編號)。
4、結 論
GPRS是一種能夠提供高速率數據的先進業務,它的運營實施將向提供多媒體業務的第三代移
動通信邁進一大步。移動通信中MS的位置總是在頻繁變化,繼而影響到對用戶的管理、無線
資源的分配、通信連接的建立等,因此移動性管理(MM)是至關重要的問題,研究GPRS中的移
動性管理意義深遠。
GPRS網中IP地址的規劃
在GPRS骨干網中,在網絡層使用IP協議,每個SGSN和GGSN都有一個內部IP地址,用于骨干網
內的通信。每一個GPRS終端在與外部數據網連接時,如IP網,則需要相應的IP地址,因此,
IP地址是GPRS網絡的重要資源,用于網絡設備和用戶的標識,良好的地址規劃對于網絡的發
展和維護是非常重要的。
GPRS網絡的IP地址可分為兩種情況:內部GPRS骨干網的地址和與Internet相連所需要的地
址。
第一種用于SGSN、GGSN、BG、DNS、DHCP、CG、網管設備、所用的所有路由器設備以及WAP網
關等設備,可以采用RFCl597文件中規定的保留地址。
保留地址分為三段:
?????10.0.0.0 ---10.255.255.255(1個A類地址);
?????172.16.0.0 --- 172.31.255.255 (16個相連的B類地址);
?????192.168.0.0 --- 192.168.255.255(256個相連的C類地址)。
第二類地址為公用IP地址。這些地址是為了和Internet互聯所需的地址。若運營商把GPRS網
絡只作為承載網絡與Internet相連,則公用IP由IAP提供;若運營商同時作為ISP提供服務,
則需要向CNNICC申請公用的IP地址。
一般地址分配原則如下:
a. 所分配的地址盡量一次滿足需要,使地址盡量連續以減少路由表的規模。
b. 地址需要統一管理,按需分配并確保有效利用。分配地址數量按應用系統IP地址的利用
率初期達到25%、一年內達到50%以上的原則分配。
c. 網絡設備(路由器和GGSN)必須支持無類別域間路由技術(CIDR,Class Inter Domain
Routing)和可變子網掩碼(VLSM, Variable Length Subnet Mask)技術,對網絡主機數少于
127的一般采用子網地址進行分配,并根據應用系統實際的主機數量確定子網掩碼。
GPRS縮略語
A
AA-匿名接入??
APN-接入點名稱??
ARP-地址解析協議??
ARQ-自動請求重發
ATM-異步轉移模式
AuC-鑒權中心??
??????
B
BB-骨干網承載電路
BCCH-廣播控制頻道
BCF-基站控制功能
BCS-塊校驗序列
BEC-后向錯誤糾正
BG-邊界網關
BS-計費系統
BSC-基站控制器
BSS-基站子系統??
BSSGP-GPRS基站子系統協議
BTS-基站收發信機
BVC-BSSGP虛擬連接
BVCI-BSSGP虛擬連接標識?????
??????
C
CG-計費網關
CGF-計費網關功能
CGI-小區全球識別
CI-小區身份
CLNP-無連接網絡協議
CLNS-無連接網絡服務
CMIP-通用管理信息協議
CONS-面向連接網絡協議??
CRC-循環冗余碼校驗
CS-電路交換,編碼方案
CU-小區升級 ???
??????
D
DB-數據庫
DL-下行鏈路
DLCI-數據鏈路連接標識
DNIC-數據網絡標識碼
DNS-域名系統???
??????
E
EIR-設備標識寄存器??
ETSI-歐洲電信標準委員會???
??????
F
F/W-防火墻??
FH-幀頭??
FTP-文件傳輸協議
??????
G??
GGSN-網關 GPRS支持節點
GMSC-網關MSC??
GPRS-通用分組無線服務
GRE-通用選路封裝
GSM-全球移動通信系統
GSN-GPRS支持節點
GTP-GPRS隧道協議???
??????
I
IMEI-國際移動設備標識符??
IMSI-國際移動用戶標識符
IP-Internet協議
IPv4-Internet協議4版
IPv6-Internet協議6版
ISP-Internet業務提供商
??????
L
LAC-位置區域碼
LAN-局域網
LLC-邏輯鏈路控制
LLM-邏輯鏈路管理
LLME-邏輯鏈路管理實體???
??????
M
MAC-媒體接入控制
MCC-移動業務國家代碼
MNC-移動網碼
MO-移動臺主叫
MS-移動臺
MSC-移動交換中心
MT-移動終端
MTP2-消息傳送層2??
MTP3-消息傳送層3
??????
N
NE-網絡單元
NFS-網絡文件系統
NGAF-非GPRS告警標志
NMG-網絡管理網關
NMN-網絡管理節點
N-PDU-網絡協議數據單元
NSE-網絡業務實體
NSS-網絡交換子系統???
??????
O
OMC-運行和維護中心
OSF-操作系統功能
OSI-開放系統互連
????
P
PACCH-分組組合控制信道
PAGCH-分組接入確認信道
PBCCH-分組廣播控制控制信道
PC-功率控制
PCCCH-分組共用控制信道
PCU-分組控制單元
PDC-分組數據通信
PDCH-分組數據信道
PDN-分組數據網
PDP-分組數據協定
PDTCH-分組數據業務信道
PDU-協議數據單元??
PL-物理鏈路
PPP-點到點協議
PSDN-分組交換數據庫
PSPDN-分組交換公眾數據網
PSTN-公共交換電話網
PTM SC-點到多點業務中心
PTM-點到多點
PTM-G-點對點-群呼
PTM-M-點對多點-廣播
P-TMSI-分組TMSI
PTP-點對點
PVC-永久虛電路
??????
Q
QoS-服務質量?????
??????
R
RLC-無線鏈路控制?????
??????
S
SAP-業務接入點
SC-業務中心
SDU-業務數據單元
SGSN-業務GPRS支持節點
SIM-用戶身份卡
SMS-短信息業務
SM-SC-短信息-業務中心
SMSS-交換和管理子系統
SNDC-子網獨立會聚
SNDCP-子網獨立會聚協議
SS#7-7號信令系統
SVC-交換虛電路
??????
T
TA-預先定時
TCP-傳輸控制協議
TDMA-時分多址
TEPI-隧道端點標識
TEPIG-GGSN中的隧道端點標識
TEPIS-SGSN中的隧道端點標識
TID-隧道標識
TLLI-臨時邏輯鏈路標識
TRAU-變碼器和速率適配單元
TRX-Transmitter-Receiver?????
??????
U
UDP-用戶數據報協議
UL-上行鏈路???
??????
V
VPN-虛擬專用網????
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業務的簡稱,它是一種基于分組交換
傳輸數據的高效率方式。GPRS將深刻地改變終端用戶使用移動數據計算的體驗。GPRS最顯著
的優點就是能夠提供比現有GSM網9.6kbit/s更高的數據率,可達170kbit/s。巨大的吞吐
量改變了單一的面向文本的無線應用,使得包括圖片、話音和視頻的多媒業務成為現實。移
動用戶再也不必通過撥號專門的ISP(Internet Service Provider)來收發E-mail和瀏覽web
頁,GPRS提供了無縫、直接的Internet網連接。GPRS支持X.25協議和對Internet具有深遠影
響的IP協議。對于GSM網現有電路交換數據業務(CSD)和短消息業務(SMS)來說,GPRS是一種
補充而不是替代。GPRS根據用戶需要靈活地動態分配無線資源,從而實現多用戶共享,提高
頻率利用率。同時計費也將由傳統的按時方式改為根據用戶數據的傳輸量來計費。GPRS不僅
被歐洲的第二代移動通信系統GSM支持,同時也被北美的IS-136支持。它的高數據率能夠提
供第三代中的部分多媒體業務且在時間進程上提前幾年,并且當第三代真正到來的時候,對
于那些沒有第三代經營權的運營商來說,GPRS仍不失為一種競爭業務,因此GPRS被認為是第
二代移動通信系統向第三代演進的重要一步,目前幾大電信公司如Nokia、Motorola、
Simens等都在積極參與GPRS的提供。
2、GPRS的邏輯結構
GPRS從邏輯上來說,可以在GSM網絡結構中增添兩個新的網絡節點來實現。這兩個節點是:
* GPRS業務支持節點(Serving GPRS support node,SGSN);
* GPRS網關支持節點(Gateway GPRS support node,GGSN)。
GSM標準03.60對新增節點之間及新增節點與GSM網原有節點之間的接口進行了新的定義,如
圖1所示。
此主題相關圖片如下:
圖1 GPRS的邏輯結構??……信令接口 --信令和數據傳輸接口??
支持節點GSN(GPRS Support Node)具有支持GPRS的全部功能。在一個PLMN中允許有多個
GSN。
分組數據網絡對PDP(Packet Data Protocol)的地址進行分析后從GGSN接入GPRS網。GGSN負
責存儲已經激活(attached)GPRS業務的用戶的路由信息,并能根據該信息將PDUs(Protocol
Data Units)通過隧道(tunnel)技術發送到MS的當前注冊點,也就是SGSN。GGSN可以通過Gc
接口(如果存在)從HLR查詢該移動用戶當前的位置信息。GGSN是PDN(Packed Data Network)
與支持GPRS的GSM PLMN互聯的第一個節點(即Gi參考點由GGSN支持)。
SGSN是當前正在為MS提供業務的節點(即Gb接口由SGSN支持)。在激活GPRS業務時,SGSN負責
與MS建立移動性和安全保密性的有關信息。在PDP信息被激活時,SGSN負責與GGSN建立路由
的PDP信息。
SGSN與GGSN的功能既可以由一個物理節點全部實現,也可以在不同的物理節點上分別實現。
它們都應有IP路由功能,并能與IP路由器相連。當SGSN與GGSN位于不同的PLMN時,通過Gp接
口互聯。Gp接口具有Gn接口的全部功能以及PLMN之間相互通信所需的安全功能。通過Gs接
口,SGSN可以向MSC/VLR傳送MS的位置信息,并能收聽來自MSC/VLR的尋呼請求。
3、GPRS中的移動性管理(MM,Mobility Management)功能
GPRS的MM功能包括激活、去活、安全保密、位置管理、用戶管理等。對GPRS用戶的移動性管
理體現為MS在
此主題相關圖片如下:
圖2 移動性管理狀態模型
三種MM狀態之間的相互轉換。這三種狀態是:空閑(idle)、守候(standby)、準備(ready)。
某一時刻的MS總是處于三種狀態之一(狀態轉換關系見圖2)。
空閑狀態下,用戶尚未激活GPRS的移動性管理。MS與SGSN中還沒有存儲用戶的有效位置信息
或路由信息,此時不執行與用戶有關的任何移動性管理,MS不能接收除PTM-M(Point To
Mu ltipoint-Multicast)以外的任何消息。當MS向SGSN發起激活請求并被接受后,MS就轉
入準備狀態,此時MS可以收/發PDP(Packet Data Protocol)PDUs,可以接收PTM-M和PTM-
G(Point To Multipoint-Group)消息。準備狀態下,不管有沒有為用戶分配無線資源,即
使沒有數據發送,都應始終維持MM聯系。有一個專門的定時器有用于監測準備狀態下的活
動,當定時滿時,MS轉入守侯狀態。MS向SGSNA發出去活GPRS的請求并被接受后,MS轉入空
閑狀態。
守侯狀態下,MS與SGSN已經為用戶的IMSI(International Mobile Station Identity)建立
了MM聯系(context)。此時MS可以接收PTM-M和PTM-G數據,也可以接收尋呼PTP或PTM-G的
消息和信令以及由SGSN發送的尋呼CS(Circuit Switched)業務的消息。但是MS不能收/發
PTP數據以及傳送PTM-G數據。當MS對尋呼消息做出響應時,MS轉入準備狀態,而SGSN在收
到MS返回的尋呼響應時轉入準備狀態。
MS中存儲的MM信息有IMSI、MM狀態(空閑、準備或守侯)、P-TMSI(Packet Temporary
Mobile Subscriber Identity)、P-TMSI簽名(用于身份驗證、當前路由區(RA)、當前小區
識別(CI)、當前使用的密鑰Kc、密鑰序列號CKSN、加密算法、PDP信息等。MSC/VLR中存儲
IMSI、SGSN編號。HLR存儲IMSI、MSISDN、SGSN編號、SGSN地址、GGSN列表、PDP信息等。
SGSN存儲IMSI、MM狀態、P-TMSI、P-TMSI簽名、IMEI(International Mobile Equipment
Identity)、MSISDN、RA、CI、Kc、CKSN、加密算法、PDP信息等。
移動管理的協議由三部分構成,它們是Um接口采用的LLC和RLC/MAC協議,SGSN和HLR(Gr)之
間,SGSN和EIR(Gf)之間采用的MAP協議,SGSN和MSC/VLR(Gs)之間的BSSAP+協議。
下面重點介紹一下MM中的激活過程和位置管理過程。
(1)激活過程
①MS向新SGSN發送激活請求消息,消息中包括P-TMSI+舊的RAI(沒有可用的P-TMSI時用
IMSI)、CKSN、激活類型(只激活GPRS、IMSI已被激活的情況下激活GPRS、GPRS/IMSI聯合激
活三者之一)、DRX參數、舊P-TMSI簽名。
②新SGSN向舊SGSN發送身份認證請求消息(P-TMSI、舊RAI、舊P-TMSI簽名),以獲取MS的
IMSI。舊SGSN回送認證響應消息(IMSI,鑒權三參數組),如果舊SGSN不能認證MS,將回送相
應的出錯原因。
③如果新、舊SGSN都無法認證MS,那么新SGSN將向MS發送認證請求消息(認證類型=IMSI),
MS回送響應消息(IMSI)。
④MS、新SGSN、HLR之間進行保密鑒權。
⑤MS、新SGSN、EIR之間進行IMEI檢查。
⑥如果是初次激活或者再次激活時SGSN編號已改變(比較上次而言),SGSN要通知HLR。由新
SGSN向HLR發送位置更新消息(SGSN編號、SGSN地址、IMSI);HLR向舊SGSN發送位置消除消息
(IMSI,消除類型);舊SGSN應答(IMSI);HLR向新SGSN發送插入用戶數據消息(IMSI,GPRS用
戶數據);新SGSN檢查MS在新RA的合法性,如果MS是局部受限用戶而不允許在新RA激活,則
新SGSN向HLR返回應答(IMSI,SGSN區域受限),拒絕激活請求。如果是其他原因不允許激
活,則返回HLR的是應答(IMSI,原因)。如果MS經檢查合法,則返回應答(IMSI);HLR向新
SGSN回送位置更新應答。
⑦如果第①點中的激活類型為后兩者(IMSI已被激活的情況下激活GPRS、GPRS/IMSI聯合激
活),當SGSN與MSC/VLR之間的Gs接口存在時,要更新VLR。VLR的編號從RA獲取。新SGSN向
新MSC/VLR發送位置更新請求消息(新LAI、IMSI、SGSN編號,位置更新類型);新VLR向HLR
請求位置更新(IMSI,新VLR);HLR通知舊VLR消除位置信息(IMSI);舊VLR對HLR應答
(IMSI);HLR向新MSC/VLR發送插入用戶數據消息(IMSI,GSM用戶數據);新VLR應答HLR
(IMSI)。這時新MSC/VLR向新SGSN發送位置更新接受的響應(VLRTMSI)。??
⑧新SGSN向MS發送激活接受消息(P-TMSI,VLRTMSI,P-TMSI簽名)。
⑨MS向新SGSN回送激活完成消息(P-TMSI,VLRTMSI)。
⑩新SGSN向新MSC/VLR發送TMSI再分配完成消息(VLRTMSI)。
(2)位置管理過程
MS將接收到的CI、RAI與其存儲的CI、RAI進行比較,如發現不同,則要發起位置更新請求。
當MS處于準備狀態時,CI改變時要發起小區更新請求。當MS處于守侯狀態時,它只能發起RA
更新請求,而在同一RA內CI改變時,不能發起更新請求。RA更新分為SGSN內部RA更新與SGSN
之間的RA更新兩種。這里介紹較為復雜的SGSN之間的RA更新。
①MS向新SGSN請求RA更新(舊RAI,舊P-TMSI簽名,更新類型)。
②新SGSN向舊SGSN發送獲取MS的MM和PDP信息的請求(舊RAI,TLLI,舊P-TMSI簽名,新SGSN
地址),舊SGSN響應。
③MS、新SGSN、HLR之間進行安全保密驗證。
④新SGSN通知舊SGSN已經準備好接收被激活的PDP信息。
⑤舊SGSN將滯留的分組單元轉發給新SGSN。
⑥新SGSN向GGSN發送PDP更新請求(新SGSN地址、TID(Tunnel Identifier)、協商的QoS),
GGSN響應(TID)。
⑦新SGSN向HLR請求位置更新(SGSN編號、SGSN地址、IMSI)。
⑧HLR通知舊SGSN取消位置(IMSI、取消類型),舊SGSN響應(IMSI)。
⑨HLR向新SGSN發送插入用戶數據消息(IMSI、GPRS用戶數據),新SGSN響應(IMSI)。
⑩HLR對新SGSN的位置更新請求進行應答(IMSI)。
新SGSN向MS發送RA更新接受消息(P-TMSI、P-TMSI簽名、收到的N-PDU編號)。
MS向新SGSN發送RA更新完成消息(P-TMSI、收到的N-PDU編號)。
4、結 論
GPRS是一種能夠提供高速率數據的先進業務,它的運營實施將向提供多媒體業務的第三代移
動通信邁進一大步。移動通信中MS的位置總是在頻繁變化,繼而影響到對用戶的管理、無線
資源的分配、通信連接的建立等,因此移動性管理(MM)是至關重要的問題,研究GPRS中的移
動性管理意義深遠。
GPRS網中IP地址的規劃
在GPRS骨干網中,在網絡層使用IP協議,每個SGSN和GGSN都有一個內部IP地址,用于骨干網
內的通信。每一個GPRS終端在與外部數據網連接時,如IP網,則需要相應的IP地址,因此,
IP地址是GPRS網絡的重要資源,用于網絡設備和用戶的標識,良好的地址規劃對于網絡的發
展和維護是非常重要的。
GPRS網絡的IP地址可分為兩種情況:內部GPRS骨干網的地址和與Internet相連所需要的地
址。
第一種用于SGSN、GGSN、BG、DNS、DHCP、CG、網管設備、所用的所有路由器設備以及WAP網
關等設備,可以采用RFCl597文件中規定的保留地址。
保留地址分為三段:
?????10.0.0.0 ---10.255.255.255(1個A類地址);
?????172.16.0.0 --- 172.31.255.255 (16個相連的B類地址);
?????192.168.0.0 --- 192.168.255.255(256個相連的C類地址)。
第二類地址為公用IP地址。這些地址是為了和Internet互聯所需的地址。若運營商把GPRS網
絡只作為承載網絡與Internet相連,則公用IP由IAP提供;若運營商同時作為ISP提供服務,
則需要向CNNICC申請公用的IP地址。
一般地址分配原則如下:
a. 所分配的地址盡量一次滿足需要,使地址盡量連續以減少路由表的規模。
b. 地址需要統一管理,按需分配并確保有效利用。分配地址數量按應用系統IP地址的利用
率初期達到25%、一年內達到50%以上的原則分配。
c. 網絡設備(路由器和GGSN)必須支持無類別域間路由技術(CIDR,Class Inter Domain
Routing)和可變子網掩碼(VLSM, Variable Length Subnet Mask)技術,對網絡主機數少于
127的一般采用子網地址進行分配,并根據應用系統實際的主機數量確定子網掩碼。
GPRS縮略語
A
AA-匿名接入??
APN-接入點名稱??
ARP-地址解析協議??
ARQ-自動請求重發
ATM-異步轉移模式
AuC-鑒權中心??
??????
B
BB-骨干網承載電路
BCCH-廣播控制頻道
BCF-基站控制功能
BCS-塊校驗序列
BEC-后向錯誤糾正
BG-邊界網關
BS-計費系統
BSC-基站控制器
BSS-基站子系統??
BSSGP-GPRS基站子系統協議
BTS-基站收發信機
BVC-BSSGP虛擬連接
BVCI-BSSGP虛擬連接標識?????
??????
C
CG-計費網關
CGF-計費網關功能
CGI-小區全球識別
CI-小區身份
CLNP-無連接網絡協議
CLNS-無連接網絡服務
CMIP-通用管理信息協議
CONS-面向連接網絡協議??
CRC-循環冗余碼校驗
CS-電路交換,編碼方案
CU-小區升級 ???
??????
D
DB-數據庫
DL-下行鏈路
DLCI-數據鏈路連接標識
DNIC-數據網絡標識碼
DNS-域名系統???
??????
E
EIR-設備標識寄存器??
ETSI-歐洲電信標準委員會???
??????
F
F/W-防火墻??
FH-幀頭??
FTP-文件傳輸協議
??????
G??
GGSN-網關 GPRS支持節點
GMSC-網關MSC??
GPRS-通用分組無線服務
GRE-通用選路封裝
GSM-全球移動通信系統
GSN-GPRS支持節點
GTP-GPRS隧道協議???
??????
I
IMEI-國際移動設備標識符??
IMSI-國際移動用戶標識符
IP-Internet協議
IPv4-Internet協議4版
IPv6-Internet協議6版
ISP-Internet業務提供商
??????
L
LAC-位置區域碼
LAN-局域網
LLC-邏輯鏈路控制
LLM-邏輯鏈路管理
LLME-邏輯鏈路管理實體???
??????
M
MAC-媒體接入控制
MCC-移動業務國家代碼
MNC-移動網碼
MO-移動臺主叫
MS-移動臺
MSC-移動交換中心
MT-移動終端
MTP2-消息傳送層2??
MTP3-消息傳送層3
??????
N
NE-網絡單元
NFS-網絡文件系統
NGAF-非GPRS告警標志
NMG-網絡管理網關
NMN-網絡管理節點
N-PDU-網絡協議數據單元
NSE-網絡業務實體
NSS-網絡交換子系統???
??????
O
OMC-運行和維護中心
OSF-操作系統功能
OSI-開放系統互連
????
P
PACCH-分組組合控制信道
PAGCH-分組接入確認信道
PBCCH-分組廣播控制控制信道
PC-功率控制
PCCCH-分組共用控制信道
PCU-分組控制單元
PDC-分組數據通信
PDCH-分組數據信道
PDN-分組數據網
PDP-分組數據協定
PDTCH-分組數據業務信道
PDU-協議數據單元??
PL-物理鏈路
PPP-點到點協議
PSDN-分組交換數據庫
PSPDN-分組交換公眾數據網
PSTN-公共交換電話網
PTM SC-點到多點業務中心
PTM-點到多點
PTM-G-點對點-群呼
PTM-M-點對多點-廣播
P-TMSI-分組TMSI
PTP-點對點
PVC-永久虛電路
??????
Q
QoS-服務質量?????
??????
R
RLC-無線鏈路控制?????
??????
S
SAP-業務接入點
SC-業務中心
SDU-業務數據單元
SGSN-業務GPRS支持節點
SIM-用戶身份卡
SMS-短信息業務
SM-SC-短信息-業務中心
SMSS-交換和管理子系統
SNDC-子網獨立會聚
SNDCP-子網獨立會聚協議
SS#7-7號信令系統
SVC-交換虛電路
??????
T
TA-預先定時
TCP-傳輸控制協議
TDMA-時分多址
TEPI-隧道端點標識
TEPIG-GGSN中的隧道端點標識
TEPIS-SGSN中的隧道端點標識
TID-隧道標識
TLLI-臨時邏輯鏈路標識
TRAU-變碼器和速率適配單元
TRX-Transmitter-Receiver?????
??????
U
UDP-用戶數據報協議
UL-上行鏈路???
??????
V
VPN-虛擬專用網????
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