1GPRS Architecture
gprs无线通信系统设计方案
可与GSM语音业务同时进行，互 不干扰。
GPRS在无线通信中的地位
演进路径
GPRS是在GSM基础上发展而来 ，是2G向3G过渡的技术，为之后 的EDGE和WCDMA等技术的发展 奠定了基础。
市场应用
由于其覆盖面广、数据传输速度 快、网络信号稳定等特点，GPRS 在车载定位、远程监控、移动支 付等领域得到了广泛应用。
01
*附着与分离
MS在进行GPRS业务前，需先完成在GPRS网络中的注册，即附着流程
，当MS不需要使用GPRS业务时，会发起分离流程。
02
路由区更新
当MS从一个路由区移动到另一个路由区时，需要完成路由区更新流程
，以确保网络能够正确寻址到MS。
03
PDP上下文激活与去激活
在进行数据传输前，MS需要与GGSN建立PDP上下文，当数据传输完
应用软件
开发各类应用软件，如短信、电话 、数据传输等，满足用户多样化需 求。
系统软件设计
驱动程序：开发硬件设备的驱动程序，确保硬件设备的正常工作。
在整体设计过程中，需要不断优化和调整，以满足实际应用场景的需求。同时，对于未来技术的升级和扩展，设计方案也应 预留一定的空间和灵活性。最终，通过综合测试和验证，确保GPRS无线通信系统设计方案的可行性和实用性。
GPRS无线通信系统
04
实现与测试
系统实现
硬件设计
根据GPRS无线通信系统的要求 ，设计合适的硬件电路，包括无 线收发模块、电源模块、处理器 模块等。确保硬件平台的稳定性
和可靠性。
软件设计
开发适用于GPRS无线通信系统 的嵌入式软件，实现数据的接收 、发送、处理等功能。优化软件 的性能和功耗，提高系统的运行
GPRS的工作原理
GPRS的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种基于全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications，GSM）的无线数据传输技术。
它通过将数据分割成小的数据包并通过无线网络进行传输，使移动设备能够实现高速、实时的数据通信。
GPRS的工作原理如下：1. GPRS网络架构：GPRS网络由多个核心组件组成，包括GPRS支持节点（GPRS Support Nodes，GSN）、传输网络（Transmission Network）和移动设备（Mobile Stations，MS）。
GSN包括GPRS支持节点（SGSN）和网关GPRS支持节点（GGSN），它们负责处理数据的路由和传输。
传输网络则提供了数据传输的基础设施，包括无线电接入网（Radio Access Network，RAN）和传输链路。
2. 数据传输过程：当移动设备需要发送数据时，它会通过GPRS无线接入网连接到GPRS网络。
移动设备与SGSN建立连接后，会被分配一个唯一的IP地址，这样它就可以通过互联网与其他设备进行通信。
移动设备将数据分割成小的数据包，并通过SGSN和GGSN进行传输。
GGSN负责将数据包转发到目标设备或互联网上的服务器。
在数据传输过程中，GPRS网络会对数据进行压缩和加密，以确保数据的安全性和高效性。
3. 数据路由和选择：GPRS网络中的SGSN负责数据的路由和选择。
当移动设备发送数据时，SGSN会根据目标设备的IP地址和移动设备的位置信息，选择最佳的路径将数据包转发到目标设备。
这样可以提高数据传输的效率和可靠性。
4. QoS（Quality of Service）管理：GPRS网络支持QoS管理，可以根据应用程序的需求为数据包分配不同的优先级和带宽。
这样可以确保对于实时性要求较高的应用（如视频流媒体）能够获得更高的带宽和更低的延迟，而对于非实时性要求较高的应用（如电子邮件）则可以分配较低的带宽。
GPRS逻辑结构
2.1 GPRS网络总体结构GPRS网络是在现有GSM网络中增加 GGSN和SGSN 来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。
其系统结构如图2-1所示。
图2-1 GPRS系统结构图中，笔记本电脑通过串行或无线方式连接到GPRS蜂窝电话上；GPRS蜂窝电话与GSM基站通信，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。
SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信；GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或X.25网络。
来自因特网标识有移动台地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动台上。
SGSN是GSM网络结构中的一个节点，它与MSC处于网络体系的同一层。
SGSN通过帧中继与BTS 相连，是GSM网络结构与移动台之间的接口。
SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。
GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网连接到SGSN，是连接GSM网络和外部分组交换网(如因特网和局域网)的网关。
GGSN主要是起网关作用，也有将GGSN称为GPRS路由器。
GGSN可以把GSM 网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。
SGSN和GGSN利用GPRS隧道协议(GTP)对IP或X.25分组进行封装，实现二者之间的数据传输。
图2－2给出了GPRS网络结构的接入与参考点的简图。
图2-2 GPRS总体结构及接入接口和参考点GGSN到外部分组网络是通过Gi参考点连通的，而其他GPRS网络是通过Gp接口连通的。
另外，从MS端到GPRS网络有两个接入点，Um接口用于无线通信接入而R参考点用于信息的产生或接收。
移动终端MT(例如手机)通过Um接口接入GPRS PLMN，R则是MT和TE(如笔记本电脑)之间的参考点。
GPRS网络概述网络基本概念和结构
n个
•等等 ...
• PDP 类型 ： IP | PPP • [PDP 地址(IP@) ] •接入点的名称 (APN)或者 * (= 通配符)
•通过FPLMN-GGSN接入APN ？
• QoS profile
2 GPRS 操作 2.5 基本流程
GPRS附着
HLR
Update_loc_ack() Insert_subs_data()
DLCI= 数据链路连接标识符 DNS： 域名系统 EDGE： GSM 演进的增强数据速率 FUMO ： 帧单元模块 FR： 帧中继 GPRS： 通用分组无线业务 GGSN： 网关 GSN GMM： GPRS 移动管理 GR： GPRS 注册中心 GSL： GPRS 信令链路 GSM： 全球移动通信系统 GSN： GPRS 支持点 GSS： GPRS 子系统 GTP： GPRS 隧道协议 HLR： 归属位置寄存器 HSCSD： 高速电路交换数据
目标：：能够描述GPRS 网络体系结构的接口，协议 和基本流程
纲要：
2.1 主要的实体 2.2 MS移动管理状态 2.3 MS 无线资源操作模式 2.4 GPRS协议 2.5 基本流程
2 GPRS 操作
2.1主要的实体
接口
移动 GPRS
Um BSS A MSC
Gs
Gb
Gr
信令+ 数据 信令
gtp
tcp
1
ip
ip
路由器
ip
http ftp smtp
wap
tcp
1
ip
ip
SGSN
IP 网络
GGSN
2 GPRS 操作 2.5 基本流程
HLR GPRS 数据
GPRS的构架服务以及应用(ppt 102页)
Frequency 1885~2025MHz
and 2110~2200MHz
Speed 115~2048 Kbps
資料來源：Jardine Fleming Research，資策會MIC
行動通訊之演進
未來無線資訊的發展—無線寬頻資訊 (Wireless Data)
Data Services : from GSM to GPRS
Inefficient use of radio resources
packet switched transmission
Too complicated
Emerging standards: MDI, WAP, Java PDA, Smart
Phones
Too expensive
Volume oriented accounting
Too slow
New coding schemes & channel combining
No need
Extensions of corporate, intranet, & internet applications
2nd generationDigital radio systems on
circuit-switch telecom networks,low data speeds 1st generationAnalog-based systems
57.6 kbps
9.6 kbps
HSCSD
GSM
AMPS 2nd generation
Shared use of radio
resources
True plug & play
GPRS网络体系结构
GPRS网络体系结构GPRS网络体系结构一引言厂商们纷纷在开发新的、速率更快的移动数据通信技术，其中最典型的就是GPRS（通用分组无线服务）、HSCSD（高速率电路交换数据）和EDGE。
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，它突破了GSM网络只能提供电路交换的思维方式，只需要通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造(如软件升级)来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。
GPRS定义了A、B、C三类终端：A类终端（全双模）同时可支持电路交换（话音）和包交换（数据）业务，两种业务互相独立、互不影响；B类终端（准双模）可同时接入GPRS及GSM的移动性管理系统，但不能同时进行GPRS及GSM业务；C类终端（单模）不能同时接入GPRS和GSM的移动性管理系统。
二 GPRS网络功能实体GPRS网络是一个传输承载平台，提供端到端分组交换下数据的发送和接收。
GPRS的开发是为了给移动用户提供高速率分组数据业务，而对现有的GSM标准及其网络结构进行软件和硬件上的扩展和升级。
核心网GPRS核心网GSM的网络分系统（NSS）则不然，尤其是移动交换中心（MSC），它本质上是CS交换系统，根本不适合分组交换，因此必须加以深入改造和升级。
所以，当引入GPRS业务时，需要将GSM NSS扩充一个适合分组交换的GPRS核心网（CN），它包括服务于GPRS 业务的网络节点（SGSN）、GPRS网关节点（GGSN）、资费网关以及不同GPRS运营商网络间的边界网关。
不难看出，GPRS CN网与GSM MSC、GMSC等网元是重叠的，而GPRS的一些功能又可以通过与GSM的HLR、VLR、EIR、SMS-GMSC等组合来实现。
PCUSGSNGGSNBG，CG三 GPRS分组核心网GPRS核心网是基于IP的网络，被电信运营商用作移动网内部连接或移动网之间连接，来提供GPRS内部和GPRS之间的通信。
GPRS的工作原理
GPRS的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种基于分组交换技术的移动通信网络，它为移动设备提供了高速、始终在线的数据传输服务。
本文将详细介绍GPRS的工作原理，包括GPRS网络架构、数据传输过程以及相关协议。
一、GPRS网络架构GPRS网络包括移动设备（Mobile Station）、基站子系统（Base Station Subsystem，BSS）、GPRS核心网络（GPRS Core Network）和外部数据网络。
1. 移动设备（Mobile Station）：移动设备包括GPRS终端设备，如手机、平板电脑或物联网设备。
移动设备与GPRS网络通过空中接口进行通信。
2. 基站子系统（Base Station Subsystem，BSS）：BSS由基站控制器（Base Station Controller，BSC）和多个基站（Base Station，BS）组成。
BSS负责管理无线信道资源分配、移动设备的接入和切换等功能。
3. GPRS核心网络（GPRS Core Network）：GPRS核心网络由多个GPRS支持节点（GPRS Support Node，GSN）组成，包括GPRS传输网关（GPRS Tunneling Protocol，GTP）和GPRS节点GPRS支持节点（GPRS Node GSN）等。
GPRS核心网络负责数据传输和路由选择等功能。
4. 外部数据网络：外部数据网络是指与GPRS网络相连的其他网络，如互联网、企业内部网络等。
二、数据传输过程GPRS采用分组交换技术，将数据分成小的数据包进行传输。
下面将介绍GPRS数据传输的过程：1. 接入过程：当移动设备需要接入GPRS网络时，它首先与最近的基站建立无线连接。
移动设备通过发送接入请求（Attach Request）到基站，基站将该请求转发给BSC，然后BSC将请求发送到GPRS核心网络。
GPRS基础知识介绍
GPRS基础知识介绍
GPRS是General Packet Radio Service的缩写，它是一种非常流行的移动数据通信技术，由于其具有易安装、全面服务、高度可靠性、低成本等优点，GPRS是目前大多数移动网络中使用的移动数据通信技术。
GPRS的网络结构由六部分组成，包括用户终端、GPRS核心网络、GPRS接入网络、GSM网络、公共数据网络和用户数据库。
GPRS用户终端是用户使用GPRS服务的终端设备，包括智能手机、PDA、笔记本电脑等。
GPRS核心网络是GPRS服务的基础，它支持GPRS用户终端提供数据通信，支持与GSM网络的互联互通，支持与公共数据网络的互联互通，具有路由功能、移动性管理功能、注册功能等。
GPRS接入网络是GPRS用户终端和GPRS核心网络之间的接入技术，由一系列BTS/BSC组成，主要负责处理GPRS用户终端的注册、计费和移动性管理等功能。
GPRS移动通信系统
(BSSGP) Frame relay
Physical Layer
IP L2
Physical Layer
IP/X25
GTP UDP/TCP
IP L2 Physical Layer
IP/X25
L2 (MAC)
Physical Layer
Um MS
BSS
Gb
SGSN
Gn
GGSN
Gi
GPRS网络定义的业务（重点）
模式3：网络只能在CCCH寻呼信道上，给附着GPRS的移 动台发送电路交换寻呼信息，但既可以在分组寻呼信道上， 也可以在CCCH寻呼信道上发送分组寻呼信息。
第二部分课程内容
第一章 GPRS基本知识 第二章 GPRS业务 第三章 GPRS网络结构及其功能
知识点
GPRS参考模型及移动台分类 GPRS业务分类及特点 GPRS与现有业务的关系 GPRS的业务特性 GPRS业务应用特征 接入点名称（APN）的定义 地域化业务区标识 NSAPI和TLLI PDP地址和TID
终端设备能力。用户终端业务可以分为基于PTP的用户终端 业务和基于PTM的用户终端业务。如下表所示。
表－ GPRS用户终端业务分类
会话
基于PTP的用户终端业务
报文传送 检索
遥信
No Image
分配
调度
基于PTM的用户终端业务
会议
预定发送
地区选路
三、附加业务
GSM第2阶段附加业务支持所有的GPRS基本 业务点对点面向连接网络业务（PTP-CONS）、 点对点无连接网络业务（PTP-CLNS）、IP组播业 务（IP-M）和点对多点群呼业务（PTM-G）的无 条件呼叫转送 (CFU)。GSM第2阶段附加业务不适 用于点对多点组播（PTM-M）。如下表所示。
GPRS模块技术规范
GPRS模块技术规范1. 介绍本文档旨在规范GPRS（General Packet Radio Service）模块的技术要求和规格。
GPRS是一种移动通信协议，可用于在无线网络上进行数据传输。
本文档将详细描述GPRS模块的功能、性能和接口规范。
2. 模块功能GPRS模块提供以下功能：- 数据传输：支持通过GPRS协议在无线网络上进行数据传输，包括发送和接收数据包。
- 网络连接：支持与远程服务器建立稳定的网络连接，以便进行数据通信。
- 电源管理：提供低功耗模式和电源管理功能，以优化模块的电池寿命。
- 接口：提供与主控设备的通信接口，包括串口、SPI等。
- 信号强度检测：支持检测当前所处位置的无线信号强度。
3. 技术规格以下是GPRS模块的一些主要技术规格：- 通信频率：支持多个频段的通信，以适应不同的无线网络环境。
- 数据接口：支持串口和SPI接口，以与主控设备进行数据交互。
- 电源要求：工作电压范围、电流消耗等相关电源参数要求。
- 尺寸和接口类型：模块的尺寸要求和物理接口类型，如SIM 卡槽或天线接口等。
- 安全性：支持数据加密和身份验证等安全机制，以确保数据传输的安全性。
4. 兼容性GPRS模块应具备与其他相关设备和协议的兼容性，以便与现有的通信系统集成。
模块应支持标准的AT命令集，并能够与不同品牌和型号的主控设备进行良好的兼容性。
5. 测试和认证GPRS模块应符合国际或地区相关的通信技术标准，需要进行各项测试和认证以确保其符合规范要求。
相关测试和认证标准包括但不限于电磁兼容性测试、射频性能测试和安全性认证等。
6. 文档要求为了方便用户使用和集成GPRS模块，应提供详细的技术文档和用户手册。
文档应包含以下内容：- GPRS模块的功能说明和使用方法。
- 接口的物理和电气规格。
- AT命令集和通信协议规范。
- 故障排除和故障处理指南。
- 安装和维护要求。
7. 维护和支持GPRS模块供应商应提供及时的技术支持和维护服务，以及软件更新和修复。
GPRS
关键 词 ＧＰ Ｓ Ｇ Ｒ Ｒ Ｐ Ｓ核心网 Ｇ Ｎ Ｉ Ｓ Ｐ路由 路由协议 路由表 Ｏ Ｐ Ｉ Ｓ Ｆ Ｐ子网 （ ）ＧｓＳ Ｎ 与 ＭＳ ／ Ｒ 间接 口 ； ４ ： ＧＳ Ｃ ＶＬ （ ）ＧｆＳ Ｓ 与 Ｅ Ｒ 间接 口 ； ５ ：Ｇ Ｎ Ｉ
１ 引 言
所谓 Ｉ Ｐ路 由是指 一 个 Ｉ 息 中继 的过程 ，即通 Ｐ信
过互连网将 Ｉ Ｐ信息包从源搬运到 目的地 。 它包括两个
基 本操 作 ： （）选 择 最佳路 径 ； １ （）在 网间传输 Ｉ 组数据 包 。 ２ Ｐ分
（ ）ＧｄＳ ６ ：ＭＳ— Ｍ Ｃ与 Ｓ Ｓ 或 Ｓ — ＷＭＳ Ｇ Ｓ Ｇ Ｎ， ＭＳ Ｉ Ｃ
与 Ｓ Ｎ 间接 口； ＧＳ
（） ｉ Ｐ Ｓ网与外部数据网间参考点 ； ７ Ｇ： Ｒ Ｇ （ ）Ｇｎ 在 同一 Ｐ ＭＮ 下 的两个 ＧＳ 问接 口； ８ ： Ｌ Ｎ （ ）Ｇｐ 在不 同 Ｐ ＭＫ 下 的两个 Ｇ Ｎ 间接 口； ９ ： Ｌ Ｓ
（０ Ｇａ ＣＤ 发送 单元 （ Ｓ Ｎ 或 ＧＧＳ 与 １） ： Ｒ 如 ＧＳ Ｎ）
Ｃ Ｒ接 收单 元 （ 费 网关 Ｃ ） 间的计 费数 据采集 Ｄ 计 ＧＦ 之
GPRS核心网设备及组网概述
GPRS核心网设备及组网概述
GPRS（General Packet Radio Service）核心网设备是一个重要
的无线通信技术，用于实现移动通信网络中的数据传输。
GPRS核心网设备包括GPRS支持节点（SGSN）和GPRS关
联节点（GGSN），它们通过无线接入网络（RAN）连接到手
机基站，支持移动终端设备通过Internet或公司内部网络进行
数据传输。
在GPRS核心网中，SGSN负责处理移动终端的位置管理、身
份鉴别和数据传输，它还负责管理移动终端的接入和漫游。
而GGSN则负责处理移动终端和外部IP网络之间的数据传输，
它还负责为移动终端分配IP地址，同时还支持移动终端通过GPRS网络访问Internet。
GPRS核心网设备之间通过传输控制协议（TCP）和网络层的
IP协议进行通信，这样可以实现数据的安全传输和无缝的网
络连接。
同时，GPRS核心网设备也可以与其他网络设备进行
互联，包括2G、3G、4G和5G移动通信网络，以及企业内部
网络和Internet。
通过GPRS核心网设备的组网，可以实现高速、安全、稳定的移动通信数据传输，为人们的移动办公和生活带来了更多便利。
同时，GPRS核心网设备的不断升级和发展，也为移动通信技
术的进步提供了可靠的支持。
抱歉，我无法完成这个任务。
GPRS网络结构及功能、协议总结
GPRS网络结构及功能、协议总结一、GPRS概述1、小区和路由区一个路由区有若干个邻近小区组成小区（CGI）：一组无线电基站提供服务的区域路由区：用来平衡位置更新业务和寻呼业务小区重新选择：MS从一个基站转移到另一个基站位置更新：MS改变了小区，则执行位置更新程序通知网络。
寻呼：数据到达空闲的MS，网络便发布通告，要求与此移动台建立通信。
小区追踪：正在发送和接收数据的移动台，网络在小区级别上进行追踪，即网络对正在使用的小区进行追踪。
路由区追踪：处于空闲状态的移动台，网络在路由区级别上进行追踪，即网络追踪路由区域。
GSM网中每个小区和一个位置区域（LA）相联系GPRS网中每个小区和一个路由区（RA）相联系2、接入SGSN授权：验证移动台用户信息的过程鉴权：验证移动台身份的过程SGSN追踪MS，确定MS的位置MS创建一个PDP地址（如IP地址）后，才可以开始传输数据分组3、PDP数据分组协议前后关系（上下文）PDP地址可以是X.25、IP或两者都是每个PDP地址都固定在GGSN静态分配的PDP地址：通常锁定在用户本网的GGSN中动态分配的PDP地址：通常锁定在用户本网或用户所访问的网络中创建PDP地址：在现有SGSN和锁定PDP地址的GGSN之间建立联系PDP 前后关系（上下文）：SGSN 保持的记录和GGSN 认定这一联系一个MS 只能附属于一个SGSN ，而它却可以拥有多个PDP 地址，并且同时处于活动状态。
每一个地址锁定在不同的GGSN 中。
4、GPRS 终端分为A 、B 、C 三类5、GPRS 的应用网上聊天、文本和可视信息、静态图像、动态图像、网页浏览、文档共享/协同工作、音频、工作分派、企业内部电子邮件、因特网电子邮件、车辆定位、远程局域网接入、文件传输、家庭自动化6、GPRS 网络结构新增两个网络单元：SGSN 、GGSNPCU 分组控制单元：将数据业务指向GPRS 网，PCU 在基站子系统外为分组数据业务提供物理接口和逻辑接口。
《GPRS核心网介绍》课件
GPRS核心网将与物联网、边缘计算等 技术融合，拓展应用领域，提升服务水
平。
GPRS核心网的未来发展
GPRS核心网将不断创新，满足不断变化的市场需求 ，提升用户体验和服务质量。
随着5G网络的普及和技术的不断进步，GPRS核心网 将迎来更广阔的发展空间。
GPRS核心网将与其他网络技术融合发展，形成更加 智能、高效的网络体系，推动整个通信行业的进步。
员合理选择路线。
电子收费系统
利用GPRS网络实现道路自动缴 费，提高通行效率，减少交通拥
堵。
车辆调度管理
通过GPRS核心网，实现出租车 、公交车等公共交通工具的智LOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
GPRS核心网发展前景
5G网络中的GPRS核心网
5G网络中，GPRS核心网将发挥重要作用，提供更高效、更稳定的数据 传输服务。
公共数据网网关（PGW）是 GPRS核心网与外部数据网络的 接口，负责数据包的路由和转发
。
PGW提供数据交换和协议转换 功能，支持多种外部数据网络，
如Internet、专用网络等。
PGW还支持用户接入控制和计 费功能，确保用户访问的数据合
法性和准确性。
无线资源管理（RRM）
无线资源管理（RRM）是GPRS 核心网中的重要技术，负责无线
接口定义
接口是指不同网络之间的连接点。在GPRS核心网中，与其他网络的接口主要 包括与移动终端的接口、与外部数据网的接口等。
主要接口类型
主要的接口类型包括Um接口、Gn接口和Gp接口等。这些接口承担着不同类型 的数据传输和通信任务，是GPRS核心网的重要组成部分。
REPORT
GPRS结构图
SGSN:为本SGSN 服务区域的MS 转发输入/输出的IP
分组AAA Server 主要用于认证、授权和计费，遵循RADIUS （Remote Authentication Dial I
BG 实际上就是一个路由器，主要完成分属不同GPRS/UMTS 网络的SGSN 、GGSN 之间
CS:提供电路型业务，连接PSTN等外部电路交换网络
MS ：移动
台RAN ：无线接入网络
GGSM:提供数据包在GPRS/UMTS网和外部数据网之间的路由和封装
PS:域提供分组数据业务，连接Internet 等外部PDN （Packet Data Network ）
CG 主要负责收集、合并、预处理各SGSN/GGSN 产生的话单，并提供和计费中心之间
GPRS/UMTS 网络中存在两种域名服务器：一种是GGSN 同外部网之间的DNS ，主要
US（Remote Authentication Dial In User Service）协议S/UMTS网络的SGSN、
GGSN之间的路由及封装功能，以及安全性管理功能（Packet Data Network）
产生的话单，并提供和计费中心之间通信的接口
GGSN同外部网之间的DNS，主要功能是对外部网的域名进行解析，其作用完全等同于固定Internet网络上的普通DNS；另一种是GPRS
普通DNS；另一种是GPRS/UMTS核心网上的DN。
GPRS网络结构
1.GPRS网络结构GPRS网络结构简图如图12-12所示。
GPRS网络是基于现有的GSM网络实现分组数据业务的。
GSM是专为电路型交换而设计的,现有的GSM网络不足以提供支持分组数据路由的功能,因此GPRS必须在现有的GSM网络的基础上增加新的网络实例，如GPRS网关支持节点(GatewayGPRSSupportingNode,GGSN)、GPRS服务支持节点(ServingGSN,SGSN)和分组控制单元(PacketControlUnit，PCU)等，并对部分原GSM系统设备进行升级，以满足分组数据业务的交换与传输。
同原GSM网络相比，新增或升级的设备有以下一些。
①服务支持节点(SGSN)服务支持节点(SGSN)的主要功能是对MS进行鉴权、移动性管理和进行路由选择，建立MS到GGSN的传输通道，接收BSS传送来的MS分组数据，通过GPRS骨干网传送给GGSN或反向工作，并进行计费和业务统计。
②网关支持节点网关支持节点(GGSN)主要起网关作用，充当与外部多种不同的数据网的相连，如ISDN,PSPDN及LAN等。
对于外部网络它就是一个路由器，因而也称为GPRS路由器。
GGSN接收MS发送的分组数据包并进行协议转换，从而把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。
或进行相反的操作。
另外，GGSN还具有地址分配和计费等功能。
③分组控制单元分组控制单元(PCU)通常位于BSC中，用于处理数据业务，将分组数据业务在BSC处从GSM话音业务中分离出来，在BTS和SGSN间传送。
PCU增加了分组功能，可控制无线链路，并允许多个用户占用同一无线资源。
④原GSM网设备升级GPRS网络使用原GSM基站，但基站要进行软件更新;GPRS要增加新的移动性管理程序，通过路由器实现GPRS骨干网互连;GSM网络系统要进行软件更新和增加新的MAP信令和GPRS信令等。
⑤GPRS终端必须采用新的GPRS终端。
GPRS移动台有A,B和C三种类型。
GPRS网络结构
GPRS网络结构GPRS网络引入了分组交换和分组传输的概念，这样使得GSM网络对数据业务的支持从网络体系上得到了加强。
图2和图3从不同的角度上给出了G PRS网络的组成示意图。
GPRS其实是叠加在现有的GSM网络的另一网络，GPRS网络在原有的GSM网络的基础上增加了SGSN（服务GPRS支持节点）、GGSN（网关GPRS支持节点）等功能实体。
GPRS共用现有的GSM 网络的BSS系统，但要对软硬件进行相应的更新；同时GPRS和GSM网络各实体的接口必须作相应的界定；另外，移动台则要求提供对GPRS业务的支持。
GPRS支持通过GGSN实现的和PSPDN的互联，接口协议可以是X. 75或者是X.25，同时GPRS还支持和IP网络的直接互联。
图2-3 GPRS网络结构图2-4 GPRS网络组成SGSN：服务GPRS支持节点SGSN为MS提供服务，和MSC/VLR/EIR配合完成移动性管理功能，包括漫游、登记、切换、鉴权等，对逻辑链路进行管理，包括逻辑链路的建立、维护和释放，对无线资源进行管理。
SGSN为MS主叫或被叫提供管理功能，完成分组数据的转发，地址翻译，加密及压缩功能。
SGSN能完成Gb接口SNDCP、LLC和Gn接口IP协议间的转换。
GGSN：网关GPRS支持节点网关GPRS支持节点实际上就是网关或路由器，它提供GPRS和公共分组数据网以X.25或X.75协议互联，也支持GPRS和其它GPRS的互联。
GGSN和SGSN一样都具有IP地址，GGSN和SGSN一起完成了GPR S的路由功能。
网关GPRS支持节点支持X.121编址方案和IP协议，可以I P协议接入internet，也可以接入ISDN网。
BSS：基站系统，包括BSC和BTS基站系统除具有完成原话音需求所具备的功能外，尚要求具备和SGSN间的Gb接口，对多时隙捆绑分配的信道管理功能，对分组逻辑信道的管理功能。
Gb接口：SGSN和BSS间接口通过该接口SGSN完成移动性管理、无线资源管理、逻辑链路管理及分组数据呼叫转发管理功能。
GPRS系统的网络结构
GPRS系统的网络结构2.1 GPRS网络总体结构GPRS网络是在现有GSM网络中增加 GGSN和SGSN 来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。
其系统结构如图2-1所示。
图2-1 GPRS系统结构图中，笔记本电脑通过串行或无线方式连接到GPRS蜂窝电话上;GPRS蜂窝电话与GSM基站通信，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。
SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信; GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或X.25网络。
来自因特网标识有移动台地址的IP 包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动台上。
SGSN是GSM网络结构中的一个节点，它与MSC处于网络体系的同一层。
SGSN通过帧中继与BTS相连，是GSM网络结构与移动台之间的接口。
SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。
GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网连接到SGSN，是连接GSM网络和外部分组交换网(如因特网和局域网)的网关。
GGSN主要是起网关作用，也有将GGSN称为GPRS路由器。
GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。
SGSN和GGSN利用GPRS隧道协议(GTP)对IP或X.25分组进行封装，实现二者之间的数据传输。
图2,2给出了GPRS网络结构的接入与参考点的简图。
图2-2 GPRS总体结构及接入接口和参考点GGSN到外部分组网络是通过Gi参考点连通的，而其他GPRS网络是通过Gp接口连通的。
另外，从MS端到GPRS网络有两个接入点，Um接口用于无线通信接入而R参考点用于信息的产生或接收。
移动终端MT(例如手机)通过Um接口接入GPRS PLMN，R则是MT和TE(如笔记本电脑)之间的参考点。
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© NOKIA 2000 CTXX 3220_2.0 en / 21.01.2000 / Olga Esteban-BoloquiCP/UDP) GSN IPaddress
THE GTP PACKET Tunnel ID: IMSI…
User packet
E.G. a TCP/IP packet carrying e-mail Who is the user? To which GSN?
GPRS interfaces
MSC/ VLR HLR EIR SMSGMSC
Signalling and data
Gs
SGSN BSC
Gr
Gf
Gd
Signalling
GGSN
Gb
Gn
Gi
External packet network
Air (Um)
Gn
GGSN
Gp
Inter-PLMN GPRS Backbone
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GPRS interfaces
MSC/ VLR HLR EIR SMSGMSC
Signalling and data Signalling
Gs
SGSN BSC
Gr
Gf
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GPRS architecture key points (2)
The most important open interfaces in the GPRS network are: • Gb - SGSN to BSS • Gn - between GSNs (GTP) • Gr - between SGSN and HLR (MAP) • Gs - SGSN to MSC (BSSAP+) • Gi - GGSN to external data networks • Gf - SGSN and the EIR (MAP) • Gd - SGSN and the GMSC (SMSC) • Gp - between GSNs of different PLMNs The user packets are transported encapsulated using the GPRS Tunnelling Protocol (GTP) over the GPRS backbone. The backbone is an IP network.
External packet networks
BSS
GPRS Core network
Value added services (WAP)
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GPRS network Logical network elements
Packet SS7 network Network
HLR/AuC Gs Gr
SMS-GMSC Gd
EIR
Corporate 1 Server
Packet Inter-PLMN network Backbone network Gp
MAP-F Router Local area network
Firewall Point-ToMultipoint Service Center (PTM SC)
Gd Ga
CG
Ga Gi
External packet network
GGSN
Gb
Gn
Air (Um)
Gn
GGSN
Gp
Inter-PLMN GPRS Backbone
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The GPRS network
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GTP header added to user data
GPRS Backbone IP Network GGSN
• GTP tunneling to SGSN • Interfaces to external IP networks • Charging & statistics • NMS interfaces
Internet FW
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Appendix
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Transmission Plane Protocols
Gateway GPRS Support Node (GGSN)
Firewall
Packet Data network network (Internet)
Gi.IP Gi.X.25 Firewall
Data Packet network network (X.25)
Corporate 2 Server
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Tunnelling
user data using 'public' IP addresses
IP GTP
IP
Tunnel
GTP
backbone data using private IP addressesIP IP
SGSN CG GPRS Backbone BG LIG GGSN GGSN
FW
Internet Corporate Router Server LAN Operator Services LAN
Intranet
FW
InterPLMN Network
GGSN DNS
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Router
Local area network
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The container
SGSN
GGSN
The stream of containers forming a tunnel.
SGSN & GGSN functionalities
HLR BTS BSC SS7 SGSN GGSN MSC/ VLR
SGSN
• Authentication • GTP tunneling to GGSN • Ciphering & compression • Mobility management • Interaction with HLR, MSC/VLR • Charging & statistics • NMS interfaces
GPRS Architecture: Interfaces and Protocols
Trainer slides
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GPRS network Logical network elements
GGSN functionalities
HLR BTS BSC SS7 SGSN MSC/ VLR
GPRS Core Network
GGSN
Internet
Server Application Layer
USER PAYLOAD GTP UDP IP L2 L1
Tunnelled payload
APP
BTS
BSC SGSN Gn GPRS Backbone IP Network GGSN FW Internet Gi
USER PAYLOAD GTP UDP IP L2 L1
APP TCP/UDP IP L2 L1
Gn Backbone
Gi Internet
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GPRS architecture key points (1)
The Gateway GPRS Support Node (GGSN):
• acts as the interface between the GPRS network and external networks • collects charging data and traffic statistics • can allocate IP-addresses for users • routes packets coming from external networks towards the correct SGSN and vice versa