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GPRS培训材料（很全面。） 深圳市华为技术有限公司内部使用。.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.22M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    第一节 GPRS概述
    1.1 GPRS的产生
    1.2 GPRS的发展
    1.3 GPRS与HSCSD业务的比较
    1.4 CSD与GPRS的比较
    1.4.1 电路交换的通信方式
    1.4.2 分组交换的通信方式
    1.5 GPRS业务发展分析
    1.5.1 制约GPRS业务应用的不利因素
    1.5.1.1 对所有用户来说小区容量有限
    1.5.1.2 在实际应用中速率比理论值要低得多
    1.5.1.3 次最佳（次优化）调制
    1.5.1.4 转接时延
    1.5.2 GPRS业务发展的有利因素
    1.5.2.1 充分利用现有网络
    1.5.2.2 Internet识别
    1.5.2.3 网络频谱效率高
    1.5.2.4 网络成本不断降低
    1.5.2.5 资费合理
    第二节 GPRS基本功能和业务
    2.1 GPRS业务种类
    第三节 GPRS基本体系结构和传输机制
    3.1 GPRS接入接口和参考点
    3.2 网络互通
    3.3 逻辑体系结构
    3.3.1 主要网络实体
    3.3.1.1 GPRS MS
    3.3.1.2 分组控制单元
    3.3.1.3 服务GPRS支持节点
    3.3.1.4 关口GPRS支持节点
    3.3.1.5 计费网关
    3.3.1.6 RADIUS服务器
    3.3.1.7 域名服务器
    3.3.1.8 边缘网关
    3.3.2 主要网络接口
    3.3.2.1 Um接口
    3.3.2.2 Gb接口
    3.3.2.3 Gi接口
    3.3.2.4 Gn接口
    3.3.2.5 Gs接口
    3.3.2.6 Gr接口
    3.3.2.7 Gd接口
    3.3.2.8 Gp接口
    3.3.2.9 Gc接口
    3.3.2.10 Gf接口
    3.4 高层功能
    3.4.1 网络接入控制功能
    3.4.1.1 注册功能
    3.4.1.2 鉴权功能
    3.4.1.3 许可控制功能
    3.4.1.4 消息屏蔽功能
    3.4.1.5 分组终端适配功能
    3.4.1.6 计费数据收集功能
    3.4.2 分组路由和转发功能
    3.4.2.1 转发（中继）功能
    3.4.2.2 路由功能
    3.4.2.3 地址翻译和映射功能
    3.4.2.4 封装功能
    3.4.2.5 隧道功能
    3.4.2.6 压缩功能
    3.4.2.7 加密功能
    3.4.2.8 DNS功能
    3.4.3 移动性管理功能
    3.4.4 逻辑链路管理功能
    3.4.5 无线资源管理功能
    3.4.5.1 Um管理功能
    3.4.5.2 小区重选功能
    3.4.5.3 Um-tranx功能
    3.4.5.4 路径管理功能
    3.4.6 网络管理功能
    3.5 功能分配
    3.6 GPRS数据传输平面
    3.7 GPRS信令平面
    3.7.1 MS与SGSN间信令平面
    3.7.2 SGSN与HLR间信令平面
    3.7.3 SGSN与MSC/VLR间信令平面
    3.7.4 SGSN与EIR间信令平面
    3.7.5 SGSN与SMS-GMSC、SMS-IWMSC间信令平面
    3.7.6 GPRS支持节点间信令平面
    3.7.7 GGSN与HLR间信令平面
    3.7.7.1 基于MAP的信令平面
    3.7.7.2 基于GTP的信令平面
    第四节 移动性管理
    4.1 MM状态
    4.1.1 IDLE状态
    4.1.2 STANDBY状态
    4.1.3 READY状态
    4.2 MM状态功能
    4.2.1 MM状态迁移
    4.2.2 就绪定时器功能
    4.2.3 周期性路由区更新定时器功能
    4.2.4 用户可及定时器功能
    4.3 SGSN与MSC/VLR的交互
    4.3.1 SGSN-MSC/VLR关联的管理
    4.3.2 组合RA/LA更新
    4.3.3 CS寻呼协调及网络操作模式
    4.4 MM规程
    4.4.1 GPRS附着功能
    4.4.2 GPRS分离规程
    4.4.2.1 MS发起分离
    4.4.2.2 网络（SGSN）发起分离
    4.4.2.3 网络（HLR）发起分离
    4.4.3 清除功能
    4.5 安全性功能
    4.5.1 用户鉴权
    4.5.2 用户身份机密性
    4.5.2.1 TLLI
    4.5.2.2 P-TMSI的分配
    4.5.3 用户数据和GMM/SM信令机密性
    4.5.4 用户身份检查
    4.6 位置管理功能
    4.6.1 小区更新规程
    4.6.2 路由区更新规程
    4.6.2.1 SGSN内部的路由区更新
    4.6.2.2 SGSN间的路由区更新
    4.6.3 组合RA/LA更新规程
    4.6.3.1 SGSN内部的组合RA/LA更新规程
    4.6.3.2 SGSN间的组合RA/LA更新规程
    4.6.4 周期性路由区更新和位置区更新
    4.7 用户数据管理功能
    4.7.1 插入用户数据规程
    4.7.2 删除用户数据规程
    4.8 MS类标处理功能
    第五节 无线资源管理功能
    5.1 无线资源管理
    5.2 GPRS下行传输的寻呼
    5.3 小区选择和小区重选
    5.4 非连续接收
    第六节 分组路由与传输功能
    6.1 PDP状态和状态转换
    1. 非激活（INACTIVE）状态
    2. 激活（ACTIVE）状态
    6.2 会话管理规程
    6.2.1 静态地址与动态地址
    6.2.2 PDP上下文的激活规程
    6.2.2.1 MS发起的PDP上下文激活
    6.2.2.2 网络发起PDP上下文激活
    6.2.3 PDP上下文的修改
    6.2.4 PDP上下文的去激活
    6.2.4.1 MS发起
    6.2.4.2 SGSN发起
    6.2.4.3 GGSN发起
    6.3 业务流程举例
    6.3.1 MS发起分组数据业务
    6.3.2 网络发起分组数据业务
    第七节 用户数据传输
    7 .1 传输模式
    7.1.1 GTP传输模式
    7.1.2 LLC传输模式
    7.1.3 RLC传输模式
    7.2 LLC功能
    7.2.1 寻址
    7.2.2 服务
    7.2.3 功能
    7.3 SNDCP功能
    7.4 PPP功能
    7.5 Gb接口
    7.5.1 物理层
    7.5.2 FR子层
    7.5.3 NS子层
    7.5.4 BSSGP层
    7.5.4.1 BSSGP层的主要功能
    7.5.4.2 BSSGP层业务模型
    7.6 Abis接口
    7.6.1 结构A
    7.6.2 结构B
    7.6.3 结构C
    第八节 信息存储
    8.1 HLR
    8.2 SGSN
    8.3 GGSN
    8.4 MS
    8.5 MSC/VLR
    第九节 编号
    9.1 IMSI
    9.2 P-TMSI
    9.3 NSAPI/TLLI
    9.3.1 NSAPI
    9.3.2 临时逻辑链路标志（TLLI）
    9.3.2.1 Local TLLI
    9.3.2.2 Foreign TLLI
    9..3.2.3 Random TLLI
    9.3.2.4 Auxiliary TLLI
    9.4 PDP地址和类型
    9.5 TID
    9.6 路由区识别
    9.7 小区标识
    9.8 GSN地址
    9.9 接入点名字
    第十节 运营方面的问题
    10.1 计费信息
    10.2 计费功能
    10.2.1 分组型业务计费方式和电路型业务计费方式的区别
    10.2.2 计费基本功能
    10.2.3 话单类型
    10.2.3.1 S-CDR和G-CDR
    10.2.3.2 M-CDR
    10.2.3.3 S-SMO-CDR和S-SMT-CDR
    10.2.4 话单传送接口
    10.3 网络服务质量（QoS）
    10.3.1 优先级别
    10.3.2 延时级别
    10.3.3 可靠性级别
    10.3.4 峰值吞吐量级别
    10.3.5 平均吞吐量级别
    10.4 消息过滤功能
    10.5 兼容性问题
    第十一节 与GSM其它业务的交互
    11.1 与点对点短消息业务关系
    11.2 与电路交换业务的关系
    11.3 与补充业务的关系
    第十二节 IP相关的基础知识
    12.1 NAT和PROXY
    12.2 FIREWALL
    1、包过滤防火墙
    2、应用级网关
    3、状态监测防火墙
    12.3 GRE
    12.4 DNS
    12.5 RADIUS
    12.6 VPN
    12.6.1 VPN基本概念
    12.6.2 VPN的基本技术
    12.6.3 VPN的类型与应用方式
    12.6.3.1 Acess VPNs
    12.6.3.2 Intranet 和Extranet VPNs
    12.6.4 三层隧道协议
    12.6.5 VPN的优点
    附录 缩略语
    GPRS培训材料 深圳市华为技术有限公司 版权所有 不得复制
    课程 GP 0001 Issue 1.0 GPRS原理 目录 第一节 GPRS概述 1.1 GPRS的产生 1.2 GPRS的发展 1.3 GPRS与HSCSD业务的比较 1.4 CSD与GPRS的比较 1.4.1 电路交换的通信方式 1.4.2 分组交换的通信方式 1.5 GPRS业务发展分析 1.5.1 制约GPRS业务应用的不利因素 1.5.2 GPRS业务发展的有利因素 第二节 GPRS基本功能和业务 2.1 GPRS业务种类 第三节 GPRS基本体系结构和传输机制 3.1 GPRS接入接口和参考点 3.2 网络互通 3.3 逻辑体系结构 3.3.1 主要网络实体 3.3.2 主要网络接口 3.4 高层功能 3.4.1 网络接入控制功能 3.4.2 分组路由和转发功能 3.4.3 移动性管理功能 3.4.4 逻辑链路管理功能 3.4.5 无线资源管理功能 3.4.6 网络管理功能 3.5 功能分配 3.6 GPRS数据传输平面 3.7 GPRS信令平面 3.7.1 MS与SGSN间信令平面 3.7.2 SGSN与HLR间信令平面 3.7.3 SGSN与MSC/VLR间信令平面 3.7.4 SGSN与EIR间信令平面 3.7.5 SGSN与SMS-GMSC、SMS-IWMSC 间信令平面 3.7.6 GPRS支持节点间信令平面 3.7.7 GGSN与HLR间信令平面 第四节 移动性管理 1 5 5 6 7 8 8 9 10 10 11 13 13 15 15 15 15 17 20 22 22 23 25 25 26 27 27 28 29 29 29 30 30 30 31 31 32
    课程 GP 0001 Issue 1.0 GPRS原理 4.1 MM状态 IDLE状态 4.1.1 4.1.2 STANDBY状态 4.1.3 READY状态 4.2 MM状态功能 4.2.1 MM状态迁移 4.2.2 就绪定时器功能 4.2.3 周期性路由区更新定时器功能 4.2.4 用户可及定时器功能 4.3 SGSN与MSC/VLR的交互 4.3.1 SGSN-MSC/VLR关联的管理 4.3.2 组合RA/LA更新 4.3.3 CS寻呼协调及网络操作模式 4.4 MM规程 4.4.1 GPRS附着功能 4.4.2 GPRS分离规程 4.4.3 清除功能 4.5 安全性功能 4.5.1 用户鉴权 4.5.2 用户身份机密性 4.5.3 用户数据和GMM/SM信令机密性 4.5.4 用户身份检查 4.6 位置管理功能 4.6.1 小区更新规程 4.6.2 路由区更新规程 4.6.3 组合RA/LA更新规程 4.6.4 周期性路由区更新和位置区更新 4.7 用户数据管理功能 4.7.1 插入用户数据规程 4.7.2 删除用户数据规程 4.8 MS类标处理功能 第五节 无线资源管理功能 第六节 分组路由与传输功能 6.1 PDP状态和状态转换 6.2 会话管理规程 6.2.1 静态地址与动态地址 6.2.2 PDP上下文的激活规程 6.2.3 PDP上下文的修改 6.2.4 PDP上下文的去激活 6.3 业务流程举例 6.3.1 MS发起分组数据业务 6.3.2 网络发起分组数据业务 1 32 32 32 33 34 34 34 35 35 36 36 37 38 39 39 41 44 44 44 45 46 46 46 47 47 50 52 53 53 53 54 55 57 57 58 58 59 61 62 63 63 64
    课程 GP 0001 Issue 1.0 第七节 用户数据传输 7 .1 传输模式 7.1.1 GTP传输模式 7.1.2 LLC传输模式 7.1.3 RLC传输模式 GPRS原理 7.2 LLC功能 7.2.1 寻址 7.2.2 服务 7.2.3 功能 7.3 SNDCP功能 7.4 PPP功能 7.5 Gb接口 7.5.1 物理层 7.5.2 FR子层 7.5.3 NS子层 7.5.4 BSSGP层 7.6 Abis接口 7.6.1 结构A 7.6.2 结构B 7.6.3 结构C 第八节 信息存储 8.1 HLR 8.2 SGSN 8.3 GGSN 8.4 MS 8.5 MSC/VLR 第九节 编号 IMSI 9.1 9.2 P-TMSI 9.3 NSAPI/TLLI 9.3.1 NSAPI 9.3.2 临时逻辑链路标志（TLLI） 9.4 PDP地址和类型 9.5 TID 9.6 路由区识别 9.7 小区标识 9.8 GSN地址 9.9 接入点名字 第十节 运营方面的问题 10.1 计费信息 10.2 计费功能 1 66 66 66 66 66 66 67 67 67 67 69 69 69 69 70 70 73 74 75 75 77 77 78 79 80 80 81 81 82 82 82 82 83 83 83 84 84 84 85 85 85
    课程 GP 0001 Issue 1.0 GPRS原理 85 86 86 87 87 88 88 88 89 89 90 90 91 91 91 91 93 93 93 95 96 96 96 96 97 98 100 100 10.2.1 分组型业务计费方式和电路型业 务计费方式的区别 10.2.2 计费基本功能 10.2.3 话单类型 10.2.4 话单传送接口 10.3 网络服务质量（QoS） 10.3.1 优先级别 10.3.2 延时级别 10.3.3 可靠性级别 10.3.4 峰值吞吐量级别 10.3.5 平均吞吐量级别 10.4 消息过滤功能 10.5 兼容性问题 第十一节 与GSM其它业务的交互 11.1 与点对点短消息业务关系 11.2 与电路交换业务的关系 11.3 与补充业务的关系 第十二节 IP相关的基础知识 12.1 NAT和PROXY 12.2 FIREWALL 12.3 GRE 12.4 DNS 12.5 RADIUS 12.6 VPN 12.6.1 VPN基本概念 12.6.2 VPN的基本技术 12.6.3 VPN的类型与应用方式 12.6.4 三层隧道协议 12.6.5 VPN的优点 1
    课程 GP 0001 Issue 1.0 GPRS原理 第一节 GPRS概述 1.1 GPRS的产生 GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）是在现有的 GSM 移动通信系统基础上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS 通过在 GSM 数字移动通信网络中引入分组交换的功能实体，以完成用分组方式进行的数 据传输。GPRS 系统可以看作是对原有的 GSM 电路交换系统的基础上进行的 业务扩充，以支持移动用户利用分组数据移动终端接入 Internet 或其它分组 数据网络的需求。 以 GSM、CDMA 为主的数字蜂窝移动通信和以 Internet 为主的分组数据通信 是目前信息领域增长最为迅猛的两大产业，正呈现出相互融合的趋势。GPRS 可以看作是移动通信和分组数据通信融合的第一步。 移动通信在目前的话音业务继续保持发展的同时，对 IP 和高速数据业务的支 持已经成为第二代移动通信系统演进的方向，而且也将成为第三代移动通信 系统的主要业务特征。 GPRS 包含丰富的数据业务，如：PTP 点对点数据业务，PTM－M 点对多点 广播数据业务、PTM－G 点对多点群呼数据业务、IP－M 广播业务。这些业 务已具有了一定的调度功能，再加上 GSM－phase 2+中定义的话音广播及话 音组呼业务，GPRS 已能完成一些调度功能。 GPRS 主要的应用领域可以是：E-mail 电子邮件、WWW 浏览、WAP 业务、 电子商务、信息查询、远程监控等等。 1.2 GPRS的发展 GSM－GPRS 通过在原 GSM 网络基础上增加一系列的功能实体来完成分组 数据功能，新增功能实体组成 GSM－GPRS 网络，作为独立的网络实体对 GSM 数据进行旁路，完成 GPRS 业务，原 GSM 网络则完成话音功能，尽量 减少了对 GSM 网络的改动。GPRS 网络与 GSM 原网络通过一系列的接口协 议共同完成对移动台的移动管理功能。 1
    课程 GP 0001 Issue 1.0 GPRS原理 GPRS 新增了如下功能实体：服务 GPRS 支持节点 SGSN，网关 GPRS 支持 节点 GGSN，点对多点数据服务中心等，及一系列原有功能实体的软件功能 的增强。GPRS 大规模的借鉴及使用了数据通信技术及产品，包括帧中继、 TCP/IP、X.25、X.75、路由器、接入网服务器、防火墙等。 GPRS 最早在 1993 年提出，1997 年出台了第一阶段的协议，到目前为止 GPRS 协议还在不断更新，2000 年初推出 SMG#30，匿名接入功能在新的协议中不 再体现。GPRS 协议除包含新出台的协议外，还对原有的一些协议进行了较 多的修改。 1.3 GPRS与HSCSD业务的比较 表1-1 HSCSD与GPRS的比较 比较项目 提供的业 务 HSCSD 适合于实时性强的应用，例如 会议电视 业务质量 和性能 数据业务的建链时间长，大于 20秒 数据速率 4*14.4kb/s=57.6kb/s 6*9.6kb/s=57.6kb/s （受限于64kb/s的交换矩阵） 一个用户可分配多个信道，用 户接入后即占用了该业务信 道，无线资源的利用率较差 无线资源 管理 GPRS 应用更加广泛，适用于突发性的 数据业务，小数据量的频繁传 送，偶然的出现的大数据量业 务，如网页浏览等 数据业务的建链时间短，小于3 秒 CS-2最大速率为107.2kb/s （受限于16kb/s的TRAU子速率） CS-4最大速率为171kb/s 可动态分配资源，一个用户可分 配多个时隙，一个时隙也可多个 MS共享，用户可一直与网络连 接，但仅当传送数据时才占用无 网络设施 的改造 计费 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，其他部分主要是软件升级 连接的时间，占用的信道数等 数据量，连接时间和QoS等 线信道资源 初期投资大，需增加SGSN、 GGSN网络设施，BSC需增加硬 件设备，BTS、HLR、SMC等需 软件升级 网络规划 基于原有电路型业务的模型， 在无线方面缺乏经验，数据业务 无线和网络易于规划设计 量增加后，网络规划困难 HSCSD（High Speed Circuit Switching Data）业务是将多个全速业务信道复用 在一起，以提高无线接口数据传输速率的一种方式。由于目前 MSC 的交换 1
    课程 GP 0001 Issue 1.0 GPRS原理 矩阵为 64kb/s，为了避免对 MSC 进行大的改动，限定入交换速率小于 64kb/s。 这样，GSM 网络在引入 HSCSD 之后，可支持的用户数据速率将达到 38.4kb/s （4 时隙），57.6kb/s（4 时隙，14.4kb/s 信道编码）或 57.6kb/s（6 时隙－透明 数据业务）。HSCSD 适合提供实时性强的业务如会议电视，而 GPRS 则适合 于突发性的业务，业务应用范围较广。 HSCSD 作为电路型数据业务在无线接口上虽然也有无线资源的协商和调整 （非透明业务），但对于一个连接来说，无论是否有实时数据的传送，至少需 要保持一个时隙的无线连接。当数据业务量增加时，需增设新的基站或大量 的无线信道。而对于 GPRS 业务来说，用户只有需要发送信息时才申请无线 资源，其他时间 MS 随保持 PDP 上下文激活状态，而不需要任何无线资源。 在上行链路上网络需要对 MS 进行争抢判决，多个 MS 可共享一个时隙的无 线资源，且随着 USF（Uplink State Flag）的变化，上行资源的复用可以改变， 在下行信道上采用排队的机制，多个 MS 可共享多时隙的下行资源，以 TFI （Temporary Flow Identity）进行区分。 虽然在网络建设上 GPRS 比相对 HSCSD 对于网络的改动更大，但对于无线 资源的利用来说却是占用最小的爱而兰负荷，在最大程度上减少了 BTS 的投 资，即使在不增加频率资源和小区的情况下也可以提供业务。运营者可以根 据业务负荷和实际需要在话音和数据业务之间动态分配无线信道。尤其是由 于电路型呼叫的建立、结束和阻塞使得空闲信道表现为“空隙”和“突发” 时，可被 GPRS 业务所利用，而 HSCSD 业务无法使用。 HSCSD 除了一些数据速率适配所必须的硬件更换之外几乎不需要对硬件设 备进行改动，GPRS 则需要增加 SGSN 和 GGSN 两个网络实体，HLR 等 GSM 网络设备需要软件升级。但从发展的眼光开看，GPRS 的网络结构为第三代 移动通信网络的建设打下了良好的基础。第一阶段的第三代核心网络将主要 采用 GPRS 网络。 1.4 CSD与GPRS的比较 以下对 GSM 电路交换型数据业务与 GPRS 分组型数据业务的技术特征做一 下对比说明。 1
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