移动通信技术 北京市高等教育精品教材立项项目 教学课件 作者 杨秀清 第4章.pptVIP

《移动通信技术》电子教案 第4章 GPRS移动通信技术 通用无线分组业务（General Packet Radio System，GPRS）是一种按GSM标准定义的封包交换协议，可快速接入数据网络。它提供了一种在网络和移动终端之间“永远在线”的连接方式，网络容量只有在实际进行传输时才被占用。GPRS是第一个实现移动互联网即时接入的标准，也是迈向3G/UMTS的一个过程。 4.1GPRS概述 4.1.1 GPRS系统定义及构成方法 GPRS作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信（3G）的过渡技术，最早是由英国BT Cellnet公司在1993年提出的，是GSM Phase2+（1997年）规范实现的内容之一，是一种基于GSM的移动分组数据业务。因此GPRS能提供比现有GSM 9.6kbit/s更高的速率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、无线调制标准化、突发结构、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需作硬件改动，只需要引入3个主要部件：GPRS服务支持节点（Serving GPRS Supporting Node，SGSN）、GPRS网关支持节点（Gateway GPRS Supporting Node，GGSN）、分组控制单元（Packet Control Unit，PCU），并对相关软件作软件升级即可。GPRS系统原理如图4-1所示。 4.1.2 GPRS的特点 （1）能够从无线部分到有线部分，提供端到端的分组数据传输模式。 （2）为用户提供更高的接入速率（160kbit/s）和更短的接入时间。 （3）终端用户无需拨号上网，并且永远在线。 （4）底层基于TCP/IP，能够与Internet实现无缝连接。 （5）能够提供按流量、时间、内容等更灵活的计费方式。 （6）依靠GSM的广阔覆盖，能够实现随时随地无线数据接入。 （7）具有前后兼容能力。 （8）作为一种新兴移动数据业务的承载业务，能够更有效地提供短消息、WAP等业务。 4.2GPRS的网络结构 4.2.1 GPRS网络总体结构 GPRS通用网络结构如图4-2所示。 图4-2 GPRS通用网络结构 4.2.2 GPRS网络的主要实体 GPRS网络包括GPRS支持节点、GPRS骨干网、短消息业务网关、具有短消息业务功能的移动交换中心（SMS-GMSC）和短消息业务互通移动交换中心（SMS-IWMSC）、移动交换中心、移动台、本地位置寄存器、访问位置寄存器和分组数据网络。 1．GPRS支持节点 GPRS支持节点有两种类型：SGSN和GGSN。 （1）GPRS服务支持节点（SGSN）是为移动终端提供业务节点，即Gb接口有SGSN支持。其主要作用是记录移动台当前位置信息，并且在移动台和SGSN之间发送和接收移动分组数据。 （2）GPRS网关支持节点（GGSN）主要起到网关的作用，它能够与多种不同的数据连接，如LAN和ISDN等。此外GGSN还起到GPRS路由器的作用。GGSN将GSM网中的GPRS分组数据报进行协议转换，以便能够将这些分组数据报传送到远端的TCP/IP或X.25网络。 2．GPRS骨干网 GPRS骨干网有两种：内部PLMN骨干网和外部PLMN骨干网，结构如图4-3所示。 3．本地位置寄存器（HLR） HLR中含有GPRS用户数据和路由信息。从SGSN经过Gn接口或从GGSN经过Gc接口均可以访问HLR。对于漫游的MS来说，HLR可能不在当前的PLMN中而在另外一个不同的PLMN中。 4．短消息业务网关 具有短消息业务功能的移动交换中心（SMS-GMSC）与短消息业务网关是互通的。SMS-GMSC、MSC和短消息业务互通移动交换中心（SMS-IWMSC）经Gd接口连在SGSN上，这样，GPRS MS就能通过GPRS无线信道实现短消息的收发。 5．GPRS移动台 GPRS MS通常以如下3种运行模式中的一种模式进行操作，主要通过MS申请的服务选定操作模式。 （1）A类操作模式：MS申请同时具有GPRS和其他GSM服务，并且MS能同时运行GPRS和其他GSM服务。 （2）B类操作模式：一个MS可同时监测GPRS和其他GSM业务的控制信道，但同一时刻只能运行一种业务。 （3）C类操作模式：MS只能用于GPRS服务。 6．移动交换中心和访问位置寄存器（VLR） 在需要GPRS网络与其他GSM业务进行配合时选用Gs接口，如GPRS网络与GSM网络联合进行位置更新，利用GPRS网络完成电路交换业务的寻呼，以及GPRS网络的SGSN节点接收MSC和VLR发送来的寻呼请求等。同时MSC/VLR用于存储MS的IMSI以及MS相连接的SGSN。 7．分组数据网络