华为GPRS系统原理课件

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1、GPRS核心网络技术核心网络技术1GPRSGPRS网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元GPRSGPRS网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议GPRSGPRS地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识GPRSGPRS移动性管理移动性管理移动性管理移动性管理GPRSGPRS会话管理会话管理会话管理会话管理2什么是GPRSn通用分组无线业务（通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文缩写的英文缩写nGPRS是在是在GSM技术的基础上提供的一种端到端分组交换业务技术的基础上提供的一种端到端分组交换业务n

2、GPRS最大限度重用已有的最大限度重用已有的GSM网络基础设施网络基础设施nGPRS提供高效的无线资源利用率提供高效的无线资源利用率nGPRS提供高达提供高达171.2Kbps的无线接入速率的无线接入速率n与已有的与已有的GSM电路交换系统有很多交互电路交换系统有很多交互nGPRS系统基于标准的开放接口系统基于标准的开放接口3GPRS网络结构图FREIRHLRSMS-GMSCSMS-IWMSCMSC/VLRBSSBSS MS MSSGSNSGSNGGSNBGGGSNCG TE TEOther PLMNInternetX.25SS7ATMDDNISDNEthernet.etcGPRSBackbo

3、neGsGdGrGfGcGbGbUmUmGpGiGiGnGnFRGa4中国移动GPRS网络体系结构RouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7GGSNGGSNDNSDNSCGCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7省网管省网管省网管省网管GGSNGGSNCGCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7A A省省省省InternetInternetGGSNGGSNDNSDNSCGCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSB

4、TSSS7SS7省网管省网管省网管省网管 其它本地网其它本地网其它本地网其它本地网BSSBSSC C省省省省CMnetCMnet省网节点省网节点省网节点省网节点GGSNGGSNDNSDNSCGCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7省网管省网管省网管省网管中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网CMnetCMnet广州节点广州节点广州节点广州节点北京节点北京节点北京节点北京节点BGBGA A省节点省节点省节点省节点全国网管全国网管全国网管全国网管DNSDNSRouterRouterBGBG全国网管全国网

5、管全国网管全国网管DNSDNS上海节点上海节点上海节点上海节点其它其它其它其它PLMNPLMNRouterRouterBGBGC C省节点省节点省节点省节点B B省省省省C C省省省省B B省节点省节点省节点省节点5n网络接入控制（网络接入控制（MS侧）侧）：n鉴权鉴权n计费信息收集计费信息收集nIMEI检查检查n逻辑链路管理逻辑链路管理nSGSN-MS之间逻辑链路的管理之间逻辑链路的管理n支持确认支持确认/不确认传输不确认传输n路径管理路径管理nSGSN-BSS之间数据传输路径管理之间数据传输路径管理n移动性管理移动性管理和和会话管理会话管理SGSN功能n路由路由和隧道和隧道传输传输n压缩与

6、解压压缩与解压n加密与解密加密与解密n用户数据的存储转发用户数据的存储转发n路由选择：围绕路由选择：围绕PDP上下文来进行上下文来进行n地址翻译和映射：包括地址翻译和映射：包括DNS、由、由APN推导出推导出GGSN地址等地址等n封装与隧道传输封装与隧道传输6n网络接入控制网络接入控制（外部外部PDN侧侧）n消息消息过滤过滤n计费信息收集计费信息收集n移动性管理移动性管理和和会话会话管理管理n路由选择与转发路由选择与转发n存储转发存储转发n路由选择路由选择n地址翻译和映射地址翻译和映射n封装和隧道传输封装和隧道传输n可以动态分配可以动态分配IP地址地址n可以可以内置内置防火墙防火墙功能功能GG

7、SN功能7封装和隧道传输FWSGSNGGSNFWBSSMSGPRS GPRS GPRS 骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网InternetInternetInternet应用服务器应用服务器目标目标/源源 私有私有IP地址地址GTP隧道隧道GRE/IPSec 隧道隧道GGSN/FW 公有公有IP地址地址8非透明接入外部IP网络RADUS clientSGSNGGSNBSSMSGPRS GPRS GPRS 骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网ISPISPISPRADIUS server RADIUS服务器的主要用途是用户鉴权 RADIUS服务器也可以分配IP地址 一个GGSN可以支持多个APN

8、HLRRouter&FirewallInternet/IntranetAccept/RejectPAP/CHAP9CG功能n实时采集实时采集GPRS话单话单n临时存储和缓冲临时存储和缓冲GPRS话单话单nGPRS话单预处理话单预处理n向计费中心传送向计费中心传送GPRS话单话单10nBG实现以下运营商互通必须的协议实现以下运营商互通必须的协议n安全性协议：推荐使用安全性协议：推荐使用IPSec和防火墙和防火墙n路由协议：推荐使用路由协议：推荐使用BGPn计费协议：运营商协商确定，也许需要计费协议：运营商协商确定，也许需要BG收集计费信息收集计费信息n一般基于路由器一般基于路由器n可与可与GGS

9、N合设合设BG功能11DNS功能SGSNGGSN(A)BSSMSGPRS GPRS GPRS 骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网ISP AISP AISP An在在PDP激活时，解析手机接入激活时，解析手机接入IP网络所用的接入点名（网络所用的接入点名（APN），），以确定本以确定本次激活所用的次激活所用的GGSN nSGSN之间路由区更新过程中，解析旧之间路由区更新过程中，解析旧SGSN的的IP地址地址ISP BISP BISP BInternet/IntranetGGSN(B)DNSSGSN在在PDP激活的时候，将激活的时候，将APN翻译为与外部网络连接的翻译为与外部网络连接的GGSN的

10、的 IP地址地址12GPRS骨干网n用于连接用于连接GPRS各节点各节点SGNS、GGSN、CG、BG、DNS、router等等n一期一期GPRS工程工程GPRS骨干网物理上由骨干网物理上由CMNet承载，逻辑上和承载，逻辑上和CMNet其他部分划分开来其他部分划分开来n随着随着CMNet省网的建设，省内省网的建设，省内GPRS组网更加灵活组网更加灵活GPRS骨干网13GPRSGPRS骨干网组网同址局域网连接骨干网组网同址局域网连接GnGb各地的各地的BSSGnGiCMNetCMNetGn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面GPRS网络网络14GPRSGPRS骨干网组网异址专线连接（一）骨干网

11、组网异址专线连接（一）Gb各地的各地的BSSGnGiCMNetCMNetGPRS网络网络BSSGn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面15GPRSGPRS骨干网组网异址专线连接（二）骨干网组网异址专线连接（二）GnGb各地的各地的BSSGnGiCMNetCMNetGPRS网络网络BSS城市城市A城市城市BGn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面16n保存和更新保存和更新GPRS用户用户签约签约数据数据n用户鉴权用户鉴权n提供移动性管理和路由选择所需的位置提供移动性管理和路由选择所需的位置/路由信息及相关处理，如路由信息及相关处理，如n保存和更新保存和更新用户服务用户服务SGSN号码和地址号码和

12、地址nGPRS用户位置删除指示用户位置删除指示nMS是否可及是否可及标志标志n用户跟踪用户跟踪(可选可选)HLR/AUC功能17HLR GPRS用户信息18MSC/VLR功能安装了安装了安装了安装了GsGs接口接口接口接口时，时，时，时，MSC/VLRMSC/VLR可以支持可以支持可以支持可以支持: :nSGSN与与MSC/VLR的关联的建立和维护的关联的建立和维护nGPRS的联合移动性管理规程的联合移动性管理规程n联合联合IMSI/GPRS附着附着/分离分离n联合位置区联合位置区/路由区更新路由区更新n电路寻呼协调功能电路寻呼协调功能n提高无线资源利用率提高无线资源利用率19SMS-GMSC

13、/IWMSC的功能安装了安装了安装了安装了GdGd接口后：接口后：接口后：接口后：n能够通过能够通过GPRS发送短消息，减少对发送短消息，减少对SDCCH的占用，从而减少的占用，从而减少SMS业业务对话音业务的影响务对话音业务的影响n原有短消息信息源可以共享原有短消息信息源可以共享n可以由运营者来选择优先通过可以由运营者来选择优先通过MSC还是还是SGSN来传送来传送SMS20GPRSGPRS网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元GPRSGPRS网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议GPRSGPRS地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和

14、标识GPRSGPRS移动性管理移动性管理移动性管理移动性管理GPRSGPRS会话管理会话管理会话管理会话管理21 GPRS 骨干网骨干网SGSNSGSNGGSNGPRS网络接口类型GnIP类接口七号信令类接口BSSMSCSMS-GMSCAUmPDP network (IP/X.25)GiTEMTMSGsGrGdGcGbHLR22数据传输平面ApplicationApplicationIP/X25IP/X25IP/X25SNDCPGTPLLCLLCUDP/TCPUDP/TCPRLCRLC(BSSGP)(BSSGP)IPIPMACMACFramerelayFramerelayL2L2L2 (MAC

15、)PhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerPhysicalLayerMSBSSSGSNGGSNrelayrelayGTPUmGbGnGiSNDCP23MS-BSS/SGSN信令平面lGMM: GPRS Mobility ManagementlSM: Session ManagementMSBSSSGSNBSSGPGMM/SMLLCRLCMACGSM RFGMM/SMLLCBSSGPL1bisUmGbNetworkServiceRLCMACGSM RFL1bisNetworkSer

16、viceRelayrelay24SGSN内用户数据包传输示例SNDCP PDULLC PDU(来自Gb接口)用户IP包用户数据用户数据LLC头头SNDCP头头LLC FCSIP头头UDP头头GTP头头GTP包UDP包IP包(去往Gn接口)25Um接口n物理层：无线编解码、信道复用与映射、无线链路控制和无线测量。物理层：无线编解码、信道复用与映射、无线链路控制和无线测量。nRLC/MAC：无线接口的媒体接入和链路控制功能。无线接口的媒体接入和链路控制功能。nLLC：在在MS与与SGSN之间提供一条可靠的逻辑链路用于数据传输。之间提供一条可靠的逻辑链路用于数据传输。LLC协议可协议可同时支持有确认

17、和无确认两种模式，支持加密和不加密两种方式。同时支持有确认和无确认两种模式，支持加密和不加密两种方式。nSNDCP：层三层三传输协议，传输协议，作为网络层与子网层的过渡，对作为网络层与子网层的过渡，对IP/X.25用户数据用户数据进行分段进行分段/组装、压缩组装、压缩/解压缩等处理。解压缩等处理。nGMM/SM：层三层三信令协议信令协议26nL1bis：物理传输层，物理传输层，基于基于E1或或T1nNS：基于帧中继基于帧中继，用于传送上层的，用于传送上层的BSSGP PDUnBSSGP：在传输平台上，该协议用于在在传输平台上，该协议用于在BSS与与SGSN之间提供一条无之间提供一条无连接的链路

18、进行无确认的数据传送；连接的链路进行无确认的数据传送；信令平台上用来传送与无线相关的信令平台上用来传送与无线相关的QoS、路由等信息，处理寻呼请求，、路由等信息，处理寻呼请求，对数据传输实现流量控制对数据传输实现流量控制Gb接口27nL1/L2：底层传输网络相关的协议，底层传输网络可以是底层传输网络相关的协议，底层传输网络可以是ATM、以太网、以太网、DDN、ISDN、帧中继等；帧中继等；nIP：用于骨干网内的路由选择。用于骨干网内的路由选择。nUDP/TCP：UDP提供差错保护，用于承载不要求可靠传输的提供差错保护，用于承载不要求可靠传输的PDU；TCP提提供流量控制以及丢失和差错保护，用于

19、承载要求可靠传输的供流量控制以及丢失和差错保护，用于承载要求可靠传输的PDU。用户数用户数据的传输可以采用据的传输可以采用UDP也可采用也可采用TCP，信令传输采用信令传输采用UDP。nGTP协议：用于协议：用于GPRS骨干网骨干网GSN之间之间的的数据和信令的隧道传输数据和信令的隧道传输Gn&Gp接口28Gi接口n对应不同的外部对应不同的外部PDN，Gi接口也有所不同接口也有所不同n最常见的外部网是最常见的外部网是IP网络（网络（LAN、Intranet或或Internet），），其它的外部网其它的外部网如如X.25分组交换网分组交换网n基本上应具有安全功能、与外部基本上应具有安全功能、与外

20、部PDN的相关网络协议相适配的功能的相关网络协议相适配的功能n对应于外部对应于外部IP网络的的网络的的Gi接口可以视为一个接口可以视为一个TCP(UDP)/IP协议栈协议栈29Ga接口nSGSN/GGSN和和CG之间的之间的CDR传输机制传输机制n检测检测CDR处理实体（处理实体（SGSN、GGSN或或CG）之间的通信故障之间的通信故障n通报对端通报对端CDR处理实体自己的处理实体自己的CDR传输能力（如在故障恢复时）传输能力（如在故障恢复时）n防止由于冗余措施造成的重复防止由于冗余措施造成的重复CDR的能力的能力n使用使用GTP协议，该协议相对于协议，该协议相对于GTP有如下增强功能：有如下

21、增强功能：30nGs接口为可选接口，采用接口为可选接口，采用BSSAP+协议协议实现联合的移动性管理、寻呼等功能，实现联合的移动性管理、寻呼等功能，提高无线资源有效利用率。提高无线资源有效利用率。基于BSSMAP+的七号信令接口BSSAP+SCCPMTP3MTP2L1SGSNMSC/VLRGsBSSAP+SCCPMTP3MTP2L131n模式模式I：SGSN与与MSC/VLR通过通过Gs接口配合进行寻呼，接口配合进行寻呼，CS的寻呼与的寻呼与PS寻寻呼在同一寻呼信道下发，呼在同一寻呼信道下发，MS只需监视一个寻呼信道。如果给只需监视一个寻呼信道。如果给MS分配了分配了分组数据信道分组数据信道，

22、则对该则对该MS的寻呼就在该分组数据信道上下发的寻呼就在该分组数据信道上下发。n模式模式II：小区中未配置分组寻呼信道小区中未配置分组寻呼信道，CS寻呼和寻呼和GPRS寻呼都使用寻呼都使用CCCH寻呼信道。寻呼信道。MS只需监视只需监视CCCH寻呼信道寻呼信道。n模式模式III：CS寻呼在寻呼在CCCH寻呼信道上发送，而寻呼信道上发送，而GPRS寻呼在分组寻呼信寻呼在分组寻呼信道（如果配置了的话）道（如果配置了的话）或或CCCH寻呼信道上发送。寻呼信道上发送。MS需要监视需要监视CCCH寻寻呼信道和分组寻呼信道这两个信道呼信道和分组寻呼信道这两个信道。Gs接口与网络工作模式32GPRS手机类型

23、A类：类： 可同时进行分组交换业务和电路交换业务可同时进行分组交换业务和电路交换业务B类：类： 可同时附着在可同时附着在GPRS网络和网络和GSM网络上，但不能同时进网络上，但不能同时进行电路交换和分组交换业务行电路交换和分组交换业务C类：类： 不能同时附着在不能同时附着在GPRS网络和网络和GSM网络上网络上手机将主要以手机将主要以手机将主要以手机将主要以手机将主要以手机将主要以B B B类和类和类和类和类和类和C C C类为主流类为主流类为主流类为主流类为主流类为主流！33SGSN提供Gs接口提供提供提供提供提供提供GsGsGs接口的情况下，可以通过接口的情况下，可以通过接口的情况下，可以

24、通过接口的情况下，可以通过接口的情况下，可以通过接口的情况下，可以通过SGSNSGSNSGSN下发电路寻呼，这样手下发电路寻呼，这样手下发电路寻呼，这样手下发电路寻呼，这样手下发电路寻呼，这样手下发电路寻呼，这样手机只需要监控一个寻呼信道，有利于降低手机功耗；机只需要监控一个寻呼信道，有利于降低手机功耗；机只需要监控一个寻呼信道，有利于降低手机功耗；机只需要监控一个寻呼信道，有利于降低手机功耗；机只需要监控一个寻呼信道，有利于降低手机功耗；机只需要监控一个寻呼信道，有利于降低手机功耗；提供提供提供提供提供提供GsGsGs接口的情况下，可以进行联合的路由区接口的情况下，可以进行联合的路由区接口的

25、情况下，可以进行联合的路由区接口的情况下，可以进行联合的路由区接口的情况下，可以进行联合的路由区接口的情况下，可以进行联合的路由区/ /位置区更新，能位置区更新，能位置区更新，能位置区更新，能位置区更新，能位置区更新，能够有效提高无线资源利用率，减轻系统信令负荷够有效提高无线资源利用率，减轻系统信令负荷够有效提高无线资源利用率，减轻系统信令负荷够有效提高无线资源利用率，减轻系统信令负荷够有效提高无线资源利用率，减轻系统信令负荷够有效提高无线资源利用率，减轻系统信令负荷GsGsGsPCUBSSSGSNMSCGGSNCS-PagingCS-PagingCS-PagingA AAPSTNCS-Pag

26、ingGsGsGs接口有无将会影响接口有无将会影响接口有无将会影响接口有无将会影响接口有无将会影响接口有无将会影响B B B类手机类手机类手机类手机类手机类手机！34基于MAP+的七号信令接口nGr接口接口：SGSNHLRn鉴权、移动性管理所必须鉴权、移动性管理所必须nGd接口接口：SGSNSMS-MSCn通过通过GPRS传送传送SMS，可选可选nGf接口接口：SGSNEIRnIMEI检查，可选检查，可选nGc接口接口：GGSNHLRn网络发起网络发起PDP上下文激活，可选上下文激活，可选M AP+TCAP+SCCPMTP3MTP2L1M AP+TCAP+SCCPMTP3MTP2L1SGSN/

27、GGSNHLRSMS-MSCEIRGrGcGdGf35短消息发送流程1 1） SMC SMC决定是否需将一个决定是否需将一个决定是否需将一个决定是否需将一个SMSSMS发给某个发给某个发给某个发给某个MSMS，然后，然后，然后，然后SMCSMC将将将将SMSSMS发给发给发给发给SMS-GMSCSMS-GMSC2 2） SMS-GMSC SMS-GMSC检查检查检查检查SMSSMS的目的地址，向相关的的目的地址，向相关的的目的地址，向相关的的目的地址，向相关的HLRHLR发送发送发送发送Send Routing Info For Short Send Routing Info For Shor

28、t MessageMessage3 3） HLR HLR向向向向SMS-GMSCSMS-GMSC返回返回返回返回“Send Routing Information For Short Message”“Send Routing Information For Short Message”。该消息。该消息。该消息。该消息可能包括可能包括可能包括可能包括MSMS当前所在的当前所在的当前所在的当前所在的SGSNSGSN或或或或MSCMSC号，也可能两者都有。如果该消息不包括号，也可能两者都有。如果该消息不包括号，也可能两者都有。如果该消息不包括号，也可能两者都有。如果该消息不包括SGSNSGSN号，

29、号，号，号，则则则则HLRHLR知道该知道该知道该知道该MSMS无法通过无法通过无法通过无法通过SGSNSGSN可及。如果不包括可及。如果不包括可及。如果不包括可及。如果不包括MSCMSC号，则号，则号，则号，则 none noneGPRS SMSGPRS SMS同样可通同样可通同样可通同样可通过过过过GPRSGPRS发送。通过发送。通过发送。通过发送。通过SGSNSGSN下发下发下发下发SMSSMS比通过比通过比通过比通过MSC/VLRMSC/VLR下发更节约无线资源，在下发更节约无线资源，在下发更节约无线资源，在下发更节约无线资源，在SGSNSGSN、MSCMSC号都包含的情况下号都包含的

30、情况下号都包含的情况下号都包含的情况下SMS-GMSCSMS-GMSC将优先选择将优先选择将优先选择将优先选择SGSNSGSN下发下发下发下发SMSSMS。4 4） 如果返回消息包括如果返回消息包括如果返回消息包括如果返回消息包括SGSNSGSN号，则号，则号，则号，则SMS-GMSCSMS-GMSC将将将将SMSSMS发给发给发给发给SGSNSGSN。5 5） SGSN SGSN将将将将SMSSMS发给发给发给发给MSMS。6 6） SGSN SGSN向向向向SMCSMC返回返回返回返回Forward SMS resultForward SMS result，表明，表明，表明，表明SMSSM

31、S已成功发送。已成功发送。已成功发送。已成功发送。36SGSN提供Gd接口SMSGdPCUSMS-GMSCSMS-IWMSCBSSSGSNMSCGGSNSMSSMS 减少对减少对减少对减少对SDCCHSDCCH的占用，从而减少的占用，从而减少的占用，从而减少的占用，从而减少SMSSMS对话音业务的影响对话音业务的影响对话音业务的影响对话音业务的影响 通过无线分组业务信道下发，适应于短消息业务量不断增通过无线分组业务信道下发，适应于短消息业务量不断增通过无线分组业务信道下发，适应于短消息业务量不断增通过无线分组业务信道下发，适应于短消息业务量不断增长的需求长的需求长的需求长的需求 如果不提供如果

32、不提供如果不提供如果不提供GdGd接口，当用户仅仅附着在接口，当用户仅仅附着在接口，当用户仅仅附着在接口，当用户仅仅附着在GPRSGPRS网上时，移网上时，移网上时，移网上时，移动用户将无法收发短消息动用户将无法收发短消息动用户将无法收发短消息动用户将无法收发短消息 如果不提供如果不提供如果不提供如果不提供GdGd接口，短消息应用业务资源将不能共用接口，短消息应用业务资源将不能共用接口，短消息应用业务资源将不能共用接口，短消息应用业务资源将不能共用 没有没有Gd接口，接口，短信都发不成短信都发不成GdGdGd接口有无将会影响接口有无将会影响接口有无将会影响接口有无将会影响接口有无将会影响接口有

33、无将会影响C CC类手机！类手机！类手机！类手机！类手机！类手机！37SS7组网三种方式：三种方式：1 SGSN直接与直接与MSC/VLR连接；连接；2 MSC兼做兼做STP；3 通过独立通过独立STP。SS7 NetworkSS7 NetworkIP BackboneIP BackboneSTPSTPMSC/STPMSC/STPSMC-GMSCSMC-GMSCSMC-IWMSCSMC-IWMSCMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRSTPSTPSTPSTPSTPSTPSMCSMCHLRHLREIREIRSGSNSGSNSGSNSGSNGGSNGGSNGGSNGGSNSGSN

34、SGSNGr / Gs / Gd / GcGr / Gs / Gd / GcGr / Gs / Gd / GcGnGnGnGnGrGfGdGsGc接口采用接口采用GTP-MAP转接方式转接方式38GPRSGPRS网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元GPRSGPRS网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议GPRSGPRS地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识GPRSGPRS移动性管理移动性管理移动性管理移动性管理GPRSGPRS会话管理会话管理会话管理会话管理39地址、编号和标识BSSSS7GPRS骨干网骨干网GPRS MSPDP地址

35、地址NSAPIP-TMSIIMSITLLISS7编号编号SGSN内部内部IP地址地址SS7编号编号GGSN 内部内部IP地址地址TID=IMSI+NSAPIX.25/X.75网网X.121地址地址IP网网IP地址地址外外部部地地址址n MS的PDP地址与所接入的外部网络相对应n MS的PDP地址可以静态分配，也可以由GGSN动态分配40地址、编号和标识P-TMSI：附着在附着在GPRS上的用户由上的用户由SGSN分配一个用于分组域的临时移分配一个用于分组域的临时移动用户标识（动用户标识（P-TMSI），），与电路域的与电路域的TMSI相对应相对应TLLI：用于标识用于标识MS和和SGSN之间的

36、逻辑链路，根据之间的逻辑链路，根据P-TMSI导出导出NSAPI ：NSAPI主要用于指定移动用户的特定主要用于指定移动用户的特定PDP Context，用，用IMSI/NSAPI对或者一个路由区内的对或者一个路由区内的NSAPI/TLLI对可以唯一指定一个对可以唯一指定一个特定用户的特定特定用户的特定PDP ContextTID：隧道标识，由隧道标识，由IMSI和和NSAPI组成，用于在组成，用于在GSN之间（之间（SGSN和和GGSN之间，或新之间，或新SGSN和原和原SGSN之间）唯一地标识一个之间）唯一地标识一个PDP上下文上下文41地址、编号和标识GSN地址：地址：为与为与GPRS骨

37、干网上的其他骨干网上的其他GSN通信，每个通信，每个SGSN、GGSN都有一个都有一个或多个或多个IP地址（地址（IP v4/IP v6），），这些这些IP地址是地址是GPRS网的内部地址，每个地址可以网的内部地址，每个地址可以有一个或几个相应的域名有一个或几个相应的域名GSN编号：编号：为与为与HLR、MSC等通信，每个等通信，每个SGSN还有一个还有一个SGSN SS7编号。若编号。若GGSN选择了通过选择了通过Gc接口与接口与HLR相连，则它也应有一个相连，则它也应有一个GGSN SS7编号编号PDP地址：地址：PDP地址可为：地址可为：IP地址（地址（IP4地址或地址或IP6地址）或地

38、址）或x.121地址（对于地址（对于X.25业务）业务）42RA编号nRAI MCC + MNC + LAC + RACn路由区是位置区的子集，相等是特殊情况路由区是位置区的子集，相等是特殊情况n路由区的划分与业务量的分布和路由区的划分与业务量的分布和SGSN的处理能力有关的处理能力有关- RAI: Routing Area Identifier- MCC: Mobile Country Code- MNC: Mobile Network Code- LAC: Location Area Code- RAC: Routing Area code43接入点名APN.mnc.mcc.gprsAPN

39、网络标识APN运营商标识由以下两部分组成：由以下两部分组成：A）APN网络标识：这部分必有，它是由网络运营者分配给网络标识：这部分必有，它是由网络运营者分配给ISP或公司的、与其固定或公司的、与其固定Internet域域名一样的一个标识名一样的一个标识B）APN运营者标识：这部分可选的，其形式为运营者标识：这部分可选的，其形式为“xxx.yyy.gprs”，用于标志归属网络用于标志归属网络仅仅APN网络标识通常作为用户签约数据存储在网络标识通常作为用户签约数据存储在HLR中，用户在发起分组业务时也可向中，用户在发起分组业务时也可向SGSN提提供供APN，用于用于SGSN选择应接入相应的选择应接

40、入相应的GGSN以及用于以及用于GGSN判断接入相应的外部网络。此外，判断接入相应的外部网络。此外，HLR中也可存储一个通配符，这样用户或中也可存储一个通配符，这样用户或SGSN就可以选择接入一个没有在就可以选择接入一个没有在HLR中存储的中存储的APN。用户可以通过不同的用户可以通过不同的APN选择选择GGSN，这就是说用户可以激活多个这就是说用户可以激活多个PDP上下文，每个与一个上下文，每个与一个APN相联系。用户选择不同的相联系。用户选择不同的APN目的就是通过不同的目的就是通过不同的GGSN选择外部网络选择外部网络APN需要通过需要通过DNS进行名字解析才能获取进行名字解析才能获取G

41、GSN或外部网络节点的真实的或外部网络节点的真实的IP地址地址44公有APN和私有APNSGSNGGSNBSSMSGPRS GPRS GPRS 骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网骨干网公有APN可以被任何用户访问 私有APN只能被该私有APN的注册用户访问 GGSN对私有APN的接入请求进行鉴权HLRMS“”“”45GPRS节点节点GPRS MS (Subscriber)IP网络地址规划nGSN节点的节点的IP地址可以是私有的或公有的，需要在整个地址可以是私有的或公有的，需要在整个GPRS骨干网内统一规骨干网内统一规划划n对于对于IPv4，现实的做法是采用位于现实的做法是采用位于10.0.0.01

42、0.255.255.255范围内的私范围内的私有地址有地址n一个一个GSN节点可以分配多个节点可以分配多个IP地址地址n网络可以在用户签约时分配给其静态网络可以在用户签约时分配给其静态IP地址，或在地址，或在PDP上下文激活时分配动态上下文激活时分配动态IP地址地址n静态静态IP地址必须是公有地址，而动态地址必须是公有地址，而动态IP地址可以是私有的，也可以是公有的（对地址可以是私有的，也可以是公有的（对IPv4网网络来说是不可能的）络来说是不可能的）n分配了私有地址的用户在访问外部分配了私有地址的用户在访问外部IP网络时，网络需要做地址映射和转换工作网络时，网络需要做地址映射和转换工作n用户

43、的用户的IP地址可以由地址可以由ISP、网络运营商或网络运营商或Intranet分配分配46IP地址分配原则IP地址的划分应充分考虑地址的划分应充分考虑GPRS网络未来发展的需要网络未来发展的需要IP地址的分配要有足够的灵活性地址的分配要有足够的灵活性采采用用CIDR（无无类类型型内内部部域域路路由由）技技术术，并并且且在在同同一一节节点点内内部部分分配配的的IP地地址应尽量连续址应尽量连续地址划分有层次，便于网络互联，简化路由表地址划分有层次，便于网络互联，简化路由表应应充充分分合合理理利利用用地地址址资资源源，采采用用VLSM（可可变变长长子子网网掩掩码码）技技术术，保保证证IP地址的利用

44、效率地址的利用效率47设备IP地址规划网管和计费接口：网管和计费接口： 内部接口，安全性要求较高，最好采用私有地址内部接口，安全性要求较高，最好采用私有地址Gi： Gi接口由于是接入外部数据网的接口，采用公有地址是必然的选择接口由于是接入外部数据网的接口，采用公有地址是必然的选择GnGn： 由由于于需需要要考考虑虑未未来来用用户户国国际际漫漫游游情情况况下下必必须须同同其其它它GPRS运运营营商商的的设设备通信的问题，所以也最好采用公有地址备通信的问题，所以也最好采用公有地址48用户IP地址规划（一）方式方式：w用用户户使使用用WAP业业务务时时使使用用保保留留IP地地址址；用用户户使使用用其

45、其他他业业务务时时（如如手手机机便便携携上上网网）采用公有采用公有IP地址地址优点：优点：优点：优点：w当大量用户使用当大量用户使用WAP业务时，节省业务时，节省IP地址空间。地址空间。w通通过过GPRS网网络络使使用用其其他他业业务务的的用用户户相相对对较较少少，不不需需要要分分配配太太多多IP地地址址，可可以以直直接给这类用户分配公有接给这类用户分配公有IP地址。此时不需要地址。此时不需要NAT转换，提高效率。转换，提高效率。w在地址资源的分配方面，在地址资源的分配方面，WAP业务和其他业务不会相互影响。业务和其他业务不会相互影响。缺点：缺点：w当当大大量量用用户户使使用用类类似似手手机机

46、便便携携上上网网的的业业务务时时，由由于于这这种种业业务务持持续续时时间间长长，会会长期占用公有长期占用公有IP地址，可能使同样使用同类用户分配不到地址资源地址，可能使同样使用同类用户分配不到地址资源wGPRS各各网网络络设设备备的的IP地地址址不不在在同同一一地地址址空空间间，用用户户接接入入时时必必须须根根据据接接入入点点名名决决定分配的地址空间，增加了维护的难度。定分配的地址空间，增加了维护的难度。49用户IP地址规划（二）缺点：缺点：s用用户户地地址址全全部部使使用用私私有有地地址址，使使得得手手机机便便携携方方式式上上网网时时也也必必须须经经过过NAT转换，因此效率略有降低转换，因此

47、效率略有降低方式方式：w用户地址全部分配保留用户地址全部分配保留IPIP地址地址优点：优点：优点：优点：w更更为为节节省省IP地地址址，而而且且在在地地址址分分配配方方案案、APN规规划划方方面面都都更更为为简简洁洁，网网络络的的维维护管理也更加简单方便。护管理也更加简单方便。50GPRSGPRS网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元GPRSGPRS网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议GPRSGPRS地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识GPRSGPRS移动性管理移动性管理移动性管理移动性管理GPRSGPRS会话管理会话管理会话管

48、理会话管理51n路由区：位置区的子集路由区：位置区的子集n移动性管理实体：移动性管理实体：SGSN、HLR和和MSnGMM状态状态n空闲空闲：GMM上下文未建立，上下文未建立，MS不可及不可及n待命待命：GMM上下文已建立，上下文已建立，MS可接收寻呼，但不能进行数据传送；可接收寻呼，但不能进行数据传送；n就绪就绪：MS可以进行数据传送；可以进行数据传送；nGMM上下文上下文nMS相关标识相关标识nGMM状态状态nMS的位置信息（路由区标识、小区标识）的位置信息（路由区标识、小区标识）n当前服务当前服务SGSN的地址、的地址、VLR编号编号(MS only)n加密算法、鉴权参数加密算法、鉴权参

49、数移动性管理概念52n一般一般功能功能wGPRS附着附着：建立起建立起MM上下文，上下文，MM状态转为就绪状态转为就绪wGPRS分离：删除分离：删除MM上下文，上下文，MM状态转为空闲状态转为空闲w可以由可以由MS发起发起或由或由网络侧发起网络侧发起w安全安全性功能性功能：鉴权、加密、标识校验等鉴权、加密、标识校验等w位置管理位置管理：路由区更新路由区更新、周期性路由区、小区更新周期性路由区、小区更新n网络网络侧侧特定特定功能功能w与与HLR配合配合进行进行GMM上上下下文清除文清除w用户数据管理用户数据管理wMS类类标标处理处理w与与MSC/VLR配合配合进行联合位置更新、联合寻呼等进行联合

50、位置更新、联合寻呼等移动性管理 主要功能53移动性管理 GMM与MM的协同n目的目的w提高无线资源有效利用率提高无线资源有效利用率w减少网络信令流量减少网络信令流量n前提前提wSGSN和和MSC/VLR支持支持Gs接口接口n功能功能w联合联合IMSI/GPRS附着附着w联合联合IMSI/GPRS分离分离w联合路由区联合路由区/位置区更新（包括周期性的位置区更新（包括周期性的）54GPRS 手机状态n空闲空闲(Idle)状态：状态：w用户未连到用户未连到GPRS用户移动性管理用户移动性管理(MM)wMS和和SGSN Context不包含该用户的有效位置及路由信息不包含该用户的有效位置及路由信息w

51、GPRS MS不可及不可及n保持保持(Standby)状态：状态：w用户被连到移动性管理，用户被连到移动性管理，MS和和SGSN为为用户建立用户建立MM ContextwSGSN MM Context中包含中包含GPRS RA信息信息wMS可接收寻呼，但不能进行数据传送可接收寻呼，但不能进行数据传送n就绪就绪(Ready)状态：状态：wMS执行移动性管理程序，网络获知用户小区位置信息执行移动性管理程序，网络获知用户小区位置信息wMS可以发送和接收数据可以发送和接收数据wMM Context保持在就绪状态（无数据发送），直到定时器超时，保持在就绪状态（无数据发送），直到定时器超时，转为保持状态转

52、为保持状态55IdleGPRS联接或 PDP Context激活GPRS 分离定时器超时PDU 发送或接收定时器超时或位置取消GMM状态模型Ready能获知能获知 MS 小区位置信息小区位置信息Standby获知获知 MS 路由区位置信息路由区位置信息56Attach_request (IMSI)Triplet requestAuthenticationUpdate_locationIMSI current SGSNGPRS手机附着规程 SGSNMS MS MS 空闲状态空闲状态空闲状态空闲状态空闲状态空闲状态HLRInsert_subscriber_dataUpdate_location_a

53、ckIMSI TLLI + current RA+ subscription dataAttach_accept (TLLI)MS TLLIMS MS MS 就绪就绪就绪就绪就绪就绪57SGSN内的路由区更新Routing_Area_update_requestRouting_Area_update_acceptRouting_Area_update_completeSGSNRA1RA1RA1RA2RA2RA2MS MS MS 处于准备处于准备处于准备处于准备处于准备处于准备或就绪状态或就绪状态或就绪状态或就绪状态或就绪状态或就绪状态58SGSN间的路由区更新 (1)Routing_Area_

54、update_req (RA1)SGSN_context_req (RA1, TLLI, SGSN2)SGSN_context_resp (MM_ctxt, PDP_ctxt)Update_PDP_context_req (TID, SGSN2)Update_PDP _context_resptransfer of stored packetsSGSN_context_acknewoldSGSNSGSNGGSNRA1RA1RA1RA2RA2RA2DNSDNS59SGSN间的路由区更新 (2)cancel_location (IMSI) cancel_location_ackUpdate_loc

55、ation (IMSI, SGSN2)Update_location_ackinsert_subscriber_data (+ack)Routing_Area_update_accept (TLLI)Routing_Area_update_completenewoldSGSNSGSNHLRRA1RA1RA1RA2RA2RA260GPRSGPRS网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元网络结构和网元GPRSGPRS网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议网络接口和协议GPRSGPRS地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识地址、编号和标识GPRSGPRS移动性管理移动性管理移动性管理

56、移动性管理GPRSGPRS会话管理会话管理会话管理会话管理61会话管理和路由的概念n会话管理实体：会话管理实体：SGSN、GGSN和和MSnPDP上下文状态上下文状态w非激活状态：非激活状态：PDP上下文不包含处理分组数据包所需的路由及映射信息，对于用上下文不包含处理分组数据包所需的路由及映射信息，对于用户的路由区更新信息不作修改，不能进行数据传送户的路由区更新信息不作修改，不能进行数据传送w激活状态：激活状态： PDP上下文包含处理分组数据包所需的路由及映射信息，可以进行数上下文包含处理分组数据包所需的路由及映射信息，可以进行数据传送，此时的据传送，此时的MM状态为就绪或待命状态为就绪或待命

57、nPDP上下文信息上下文信息wMS、SGSN和和GGSN中的中的PDP上下文信息略有不同上下文信息略有不同w包括包括PDP State，PDP Type，PDP Address，APN，Send N-PDU Number，Receive N-PDU Number，QoS Pro等等等等nAPN：用于推导出应接入的用于推导出应接入的GGSN及外部网络及外部网络nPDP地址地址w静态地址静态地址w动态地址动态地址62nPDP上下文激活：上下文激活： MS发起或网络发起，发起或网络发起，PDP上下文状态迁移为上下文状态迁移为ACTIVEw鉴权wSGSN经过APN分析推导出GGSN地址wQoS协商、地

58、址分配、启动计费等nPDP上下文修改：上下文修改： PDP上下文中的某些参数（如服务上下文中的某些参数（如服务SGSN、QoS）需要改变时执行该规程需要改变时执行该规程nPDP上下文去激活：上下文去激活： MS发起或发起或网络发起网络发起，PDP上下文上下文状态状态迁移迁移为为INACTIVEw删除删除PDP上下文上下文w回收动态回收动态PDP地址地址会话管理和路由主要功能63Activate_PDP_context_req(NSAPI1,type + of PDP , APN, QoS) TLLI (NSAPI1 + PDP ctxt) (TID +IP of GGSN1)TLLIActiv

59、ate_PDP_ctxt DNS_query (APN)DNS_response (IP of GGSN1)DNSPDP上下文激活规程 (1)SGSNMS MS MS 处于准备处于准备处于准备处于准备处于准备处于准备或就绪状态或就绪状态或就绪状态或就绪状态或就绪状态或就绪状态64Create_PDP_context response (IP )TI D1 IP current SGSNActivate_PDP_context_accept (IP )TLLI1 NSAPI + PDP contextCreate_PDP_context_req(type + of PDP , APN, QoS)

60、 TID1Crea te_PDP_ctxt GGSN1PDP上下文激活规程 (2)SGSNGGSN65 TLLI IMSI NSAPI1 TID1 + IP ofGGSN1NSAPI1 TLLINSAPI1TLLIUser packetUser packetUser packetTID1 GGSN1PDP network (IP/X.25)GPRS数据发送SGSNGGSN66 type and of MS NSAPI1 . .TID1 current SGSN TID1 NSAPI1 TLLI + current RA NSAPI1TLLIPacket receivedPacket recei

61、vedTID1 SGSNMS Paquet receivedPDP network (IP/X.25)GPRS数据接收SGSNGGSN如果如果 MS 为保持状态，则在整个路由区进行寻呼为保持状态，则在整个路由区进行寻呼67漫游时通过漫游地GGSN接入GGSNGGSNDNSDNSCGCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7省网管省网管省网管省网管中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网CMnetCMnet漫游地节点漫游地节点漫游地节点漫游地节点InternetInternetGGSNGGSNDNSDNSC

62、GCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7省网管省网管省网管省网管漫游地漫游地漫游地漫游地归属地归属地归属地归属地归属地节点归属地节点归属地节点归属地节点漫游地产生漫游地产生SCDR和和 GCDR，作为计费依据；归属地没有核对的依据作为计费依据；归属地没有核对的依据68漫游时通过归属地GGSN接入GGSNGGSNDNSDNSCGCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7省网管省网管省网管省网管中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网中国移动互联网骨干网CMnetCMnet漫游地节点漫游地节点漫游地节点漫游地节点InternetInternetGGSNGGSNDNSDNSCGCGRouterRouterSGSNSGSNPCUPCUBSCBSCBTSBTSSS7SS7省网管省网管省网管省网管漫游地漫游地漫游地漫游地归属地归属地归属地归属地归属地节点归属地节点归属地节点归属地节点漫游地产生漫游地产生SCDR；归属地产生归属地产生GCDR，作为计费核对依据作为计费核对依据6970