蜂窝概念 - GPRS 架构


以下新的 GPRS 网络将以下元素添加到现有的 GSM 网络中。

  • 数据包控制单元 (PCU)。

  • 服务 GPRS 支持节点 (SGSN) – GPRS 网络的 MSC。

  • 网关 GPRS 支持节点 (GGSN) - 外部网络的网关。

  • 边界网关 (BG) – 通往其他 PLMN 的网关。

  • PLMN 内主干网 - 一个基于 IP 的网络,互连所有 GPRS 元素。

通用分组无线服务 (GPRS)

  • GPRS 向移动用户引入分组数据传输。

  • GPRS 被设计为在现有的 GSM 基础设施中工作,并具有附加的分组交换节点。

  • 这种分组模式技术使用多时隙技术并支持所有编码方案(CS-1 至 CS-4),将数据速率提高至 160 kbit/s。

  • GPRS 系统使用为 GSM 定义的物理无线电信道。GPRS使用的物理信道称为分组数据信道(PDCH)。

  • PDCH 可以分配给 GPRS(专用 PDCH),也可以仅在没有电路交换连接需要时由 GPRS 使用(按需)。运营商可以为每个小区定义 0-8 个专用 PDCH。运营商可以指定他希望其 PDCH 位于何处。

  • 小区中的第一个专用PDCH始终是主PDCH(MPDCH)。在小区拥塞情况下,按需 PDCH 可以被传入的电路交换呼叫抢占。

编码方案 速度(千比特/秒)
CS-1 8.0
CS-2 12.0
CS-3 14.4
CS-4 20.0

服务 GPRS 支持节点 (SGSN) 功能

GPRS 网络的 SGSN 或服务 GPRS 支持节点元件提供了许多关注整个系统的 IP 元件的方法。它为手机提供各种服务 -

  • 数据包路由和传输
  • 移动管理
  • 验证
  • 连接/分离
  • 逻辑链路管理
  • 充电数据

SGSN 内有一个位置寄存器,它存储位置信息(例如,当前小区、当前VLR)。它还存储向特定SGSN注册的所有GPRS用户的用户配置文件(例如,IMSI、使用的分组地址)。

网关 GPRS 支持节点 (GGSN) 功能

  • GGSN(网关 GPRS 支持节点)是 GSM EDGE 网络架构中最重要的实体之一。

  • GGSN 组织 GPRS/EDGE 网络和移动设备可能连接到的外部分组交换网络之间的互通。这些可能包括 Internet 和 X.25 网络。

  • GGSN 可以被认为是网关、路由器和防火墙的组合,因为它向外部隐藏了内部网络。在操作中,当GGSN接收到寻址到特定用户的数据时,它检查该用户是否活跃,然后转发数据。在相反的方向上,来自移动设备的分组数据被GGSN路由到正确的目的地网络。

设备从GSM升级到GPRS

  • 移动站 (MS) - 需要新的移动站才能访问 GPRS 服务。这些新终端将向后兼容 GSM 语音通话。提供三种类型的听筒。Type-A:GPRS 和语音(同时),Type-B:GPRS 和语音(自动切换),Type-C:GPRS 或语音(手动切换)。

  • BTS - 现有基站收发器站点需要进行软件升级。

  • BSC - 需要软件升级并安装称为数据包控制单元(PCU)的新硬件。PCU 负责处理无线接口的媒体访问控制 (MAC) 和无线链路控制 (RLC) 层以及 Gb 接口的 BSSGP 和网络服务层。每个 BSC 有一个 PCU。Gb 接口将 GPRS/EGPRS 流量从 SGSN(服务 GPRS 支持节点)传送到 PCU。

  • GPRS 支持节点 (GSN) - GPRS 的部署需要安装新的核心网络元素,称为服务 GPRS 支持节点 (SGSN) 和网关 GPRS 支持节点 (GGSN)。

  • 数据库(HLR、VLR 等) - 网络中涉及的所有数据库都需要软件升级,以处理 GPRS 引入的新呼叫模型和功能。

位置信息 - GSM 服务区域层次结构

  • Cell - 小区是基本服务区域,一个 BTS 覆盖一个小区。每个小区都被赋予一个小区全局标识(CGI),这是唯一标识该小区的数字。

  • LA - 一组小区形成一个位置区域。这是当用户接到来电时被寻呼的区域。每个位置区域都分配有一个位置区域标识(LAI)。每个位置区域由一个或多个 BSC 提供服务。

  • MSC/VLR 服务区- 一个 MSC 覆盖的区域称为 MSC/VLR 服务区。

  • PLMN - 由一个网络运营商覆盖的区域称为 PLMN。PLMN可以包含一个或多个MSC。

  • GSM 服务区- 用户可以访问网络的区域。

GSM 层次结构