GPRS各接口协议 - 360文档中心

GPRS通信协议

GPRS通信协议
1.GPRS也是一种通信协议，因为它本身就是在GSM网络上拓展的，即GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。

在现有的GSM网络中需要增加一些节点，如GGSN
（Gateway GPRSSupporting Node，网关GPRS支持节点）和SGSN（Serving GSN，服务GPRS支持节点）。

一般来说，协议是通信双方为了实现通信而设计的约定或通话规则。

而GPRS也是一种通话规则，通信双方按照GPRS所规定的规则去进行通信和会话。

2.GPRS的协议模型
因为它是建立在GSM网络上的，所以其协议模型可以参照GSM
因为在整个GSM网络结构中，接口很多，而你主要看看手机到BTS（基站发射器）的空中接口－Um itfUm接口是GSM的空中接口。

Um接口上的通信协议有5层，自下而上依次为物理层、MAC Mdium AccessControl）层、LLC（Logical Link Control）层、SNDC （Subnetwork DependantConvergence）层和网络层
3.GPRS的网络工作框图如下：从这个图中，你就能很好的了解GPRS的工作了。

GPRS原理、协议、应用

MF009001 GPRS原理ISSUE1.0目录课程说明 (1)课程介绍 (1)课程目标 (1)相关资料 (1)第1章 GPRS概述 (1)1.1 GPRS的产生 (1)1.2 GPRS的发展 (1)1.3 GPRS与HSCSD业务的比较 (2)1.4 CSD与GPRS的比较 (3)1.4.1 电路交换的通信方式 (3)1.4.2 分组交换的通信方式 (4)第2章 GPRS基本功能和业务 (6)2.1 GPRS业务种类 (6)第3章 GPRS基本体系结构和传输机制 (8)3.1 GPRS接入接口和参考点 (8)3.2 网络互通 (8)3.3 逻辑体系结构 (8)3.3.2 主要网络实体 (10)3.3.3 主要网络接口 (12)3.4 高层功能 (14)3.4.1 网络接入控制功能 (14)3.4.2 分组路由和转发功能 (15)3.4.3 移动性管理功能 (17)3.4.4 逻辑链路管理功能 (17)3.4.5 无线资源管理功能 (18)3.4.6 网络管理功能 (18)3.5 功能分配 (19)3.6 GPRS数据传输平面 (20)3.7 GPRS信令平面 (21)3.7.1 MS与SGSN间信令平面 (21)3.7.2 SGSN与HLR间信令平面 (22)3.7.3 SGSN与MSC/VLR间信令平面 (22)3.7.4 SGSN与EIR间信令平面 (23)3.7.5 SGSN与SMS-GMSC、SMS-IWMSC间信令平面 (23)3.7.6 GPRS支持节点间信令平面 (24)3.7.7 GGSN与HLR间信令平面 (24)第4章移动性管理 (25)4.1 MM状态 (25)4.1.1 IDLE状态 (25)4.1.2 STANDBY状态 (25)4.1.3 READY状态 (26)4.2 MM状态功能 (26)4.2.1 MM状态迁移 (26)4.2.2 就绪定时器功能 (27)4.2.3 周期性路由区更新定时器功能 (28)4.2.4 用户可及定时器功能 (28)4.3 SGSN与MSC/VLR的交互 (29)4.3.1 SGSN-MSC/VLR关联的管理 (29)4.3.2组合RA/LA更新 (29)4.3.3 CS寻呼协调及网络操作模式 (30)4.4 MM规程 (31)4.4.1 GPRS附着功能 (31)4.4.2 GPRS分离规程 (33)4.4.3 清除功能 (36)4.5 安全性功能 (36)4.5.1 用户鉴权 (36)4.5.2 用户身份机密性 (37)4.5.3 用户数据和GMM/SM信令机密性 (37)4.5.4 用户身份检查 (38)4.6 位置管理功能 (38)4.6.1 小区更新规程 (39)4.6.2 路由区更新规程 (39)4.6.3组合RA/LA更新规程 (42)4.6.4 周期性路由区更新和位置区更新 (43)4.7 用户数据管理功能 (44)4.7.1 插入用户数据规程 (44)4.7.2 删除用户数据规程 (44)4.8 MS类标处理功能 (45)第5章无线资源管理功能 (46)第6章分组路由与传输功能 (48)6.1 PDP状态和状态转换 (48)6.2 会话管理规程 (49)6.2.1 静态地址与动态地址 (49)6.2.2 PDP上下文的激活规程 (50)6.2.3 PDP上下文的修改 (52)6.2.4 PDP上下文的去激活 (53)6.3 业务流程举例 (54)6.3.1 MS发起分组数据业务 (54)6.3.2 网络发起分组数据业务 (55)第7章用户数据传输 (57)7.1 传输模式 (57)7.1.1 GTP传输模式 (57)7.1.2 LLC传输模式 (57)7.1.3 RLC传输模式 (57)7.2 LLC功能 (57)7.2.1寻址 (58)7.2.2服务 (58)7.2.3功能 (58)7.3 SNDCP功能 (58)7.4 PPP功能 (60)7.5 Gb接口 (60)7.5.1物理层 (60)7.5.2 FR子层 (60)7.5.3 NS子层 (61)7.5.4 BSSGP层 (61)7.6 Abis接口 (62)7.6.1结构A (63)7.6.2结构B (64)7.6.3结构C (64)第8章信息存储 (66)8.1 HLR (66)8.2 SGSN (67)8.3 GGSN (69)8.4 MS (69)8.5 MSC/VLR (70)第9章编号 (71)9.1 IMSI (71)9.2 P-TMSI (72)9.3 NSAPI/TLLI (72)9.3.1 NSAPI (72)9.3.2 临时逻辑链路标志（TLLI） (72)9.4 PDP地址和类型 (73)9.5 TID (73)9.6 路由区识别 (73)9.7 小区标识 (74)9.8 GSN地址 (74)9.9 接入点名字 (74)第10章运营方面的问题 (75)10.1 计费信息 (75)10.2 计费功能 (75)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 (75)10.2.2 计费基本功能 (76)10.2.3 话单类型 (76)10.2.4 话单传送接口 (77)10.3 网络服务质量（QoS） (77)10.3.1 优先级别 (78)10.3.2 延时级别 (78)10.3.3 可靠性级别 (78)10.3.4 峰值吞吐量级别 (78)10.3.5 平均吞吐量级别 (79)10.4 消息过滤功能 (80)10.5 兼容性问题 (80)第11章与GSM其它业务的交互 (81)11.1 与点对点短消息业务关系 (81)11.2 与电路交换业务的关系 (81)11.3 与补充业务的关系 (82)第12章 IP相关的基础知识 (83)12.1 NAT (83)12.2 FIREWALL (83)12.3 GRE (83)12.4 DNS (84)12.5 RADIUS (84)MF009001 GPRS原理ISSUE1.0 课程说明课程说明课程介绍本课程为华为传送网网络级网管T2100的一个整体介绍，主要阐述了网络级网管T2100兴起和发展的客观需求，华为传送网管的一体化解决方案。

GPRS原理

GPRS网络原理一、GPRS网络简介1、GPRS网元结构GPRS网络是通过GSM网络为用户提供数据业务应用的数据网。

从资源结构来看，前者既复用了现有的GSM资源（如无线部分基站侧的空口资源、TRX、ABIS口的地面资源等），又加入了新的网元（如PCU/PCUSN（NORTEL）、CCU、核心侧的SGSN及GGSN等）。

主要网元结构图如下：PCU：分组控制单元，主要负责对分组无线资源进行配置和调度。

其所属位置不同厂家实现方式不一样（三种方式），有些厂家把它集成在BSC机柜内，有些单独列一个机柜如北电的PCUSN。

CCU：信道编码单元，主要负责BTS的编码算法和功率控制。

SGSN：类似语音网中的MSC。

主要负责移动管理（位置区及路由区更新）、寻呼、鉴权、加密、账单管理、路由等。

GGSN：类似语音网中的GMSC。

主要负责账单管理、附着用户的路由表、提供接入其他分组数据网的接口等2、GPRS接口新的网元设备连接，产生了许多新的接口，其中最重要的是Gb、Gn、Gr、Gi等接口。

各种接口如下图所示：Gb：连接PCU和SGSN。

Gn：连接SGSN与GGSN或SGSN与SGSN或GGSN与GGSN。

Gr：连接SGSN与HLR。

Gi：连接GGSN与其他数据网。

Gs：连接MSC和SGSN，目前中国移动和中国联通都没有开此接口。

3、GPRS编码方式目前，GPRS标准公开支持四种编码方式，分别为CS1 ，CS2，CS3，CS4，四种编码方式的速率由低到高分别为的9.05kb/s、13.4kb/s、15.6kb/s、21.4kb/s（各rlc信息单元长度分别为22，32，38，52个byte）。

其无线口的复帧方式和GSM的51复帧有一定的区别，采用52复帧方式。

Multiframe Structure for PDCH中兴、华为、北电、爱立信（R10版本）目前只支持前面两种低级编码方式。

Moto、nokia已近全面支持以上四种编码方式；另外，北电的编码速率比GPRS标准低，CS1，CS2分别为8kb/s和12kb/s。

GPRS Gb接口介绍

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GMM流程

GPRS attach 流程 GPRS detach 流程 Routing area updating 流程 P-TMSI 重分配流程 Authentication and ciphering 流程 Identification 流程 Paging 流程 Cell update
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User Identities (4): TLLI
3 1 1 1 0 0 0 0 0
3 0 1 0 1 1 1 1 0
2 9
2 8 P T M S I P T M S I 1 1 0 X X
2 7
2 6 t o 0 T y p e o fT L L I L o c a lT L L I F o r e ig n T L L I R a n d o m T L L I A u x ilia r yT L L I R e s e r v e d R e s e r v e d R e s e r v e d
1 1 1 0 X
1 0 X X X
R A X X X
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LLC PDU 传送

通过BV关每一手机有相应的缓冲器，它是通过正在被手机使用的TLLI来标识的

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GMM 功能

GMM功能是处理移动性和保密性的 GMM 管理手机的GMM状态在手机和SGSN之间用LLC层的服务来传送消息一个GMM context 对应手机和SGSN保存的信息

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手机状态 READY 状态(续)
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LLC 功能

Logical Link Control Layer (LLC) 提供了一个通向更高层的可靠的加密传输电路确认或不确认传输模式

gprs模块的工作原理

gprs模块的工作原理GPRS（General Packet Radio Service）是一种移动通信技术，能够为移动设备提供快速的数据传输和连接服务。

GPRS模块是这种技术的重要组成部分，它允许设备通过无线网络实现网络连接。

本文将详细介绍GPRS模块的工作原理，包括GPRS技术的基础知识和模块的组成部分、电路原理以及通信协议等方面。

一、基础知识1、GPRS技术简介GPRS是基于GSM（Global System for Mobile Communications）网络的数据传输技术，它将移动通信与互联网相结合，提供了无线IP数据传输服务。

与GSM相比，GPRS的优点包括更高的速度、更低的延迟、更灵活的数据传输和更低的成本等方面。

GPRS技术的核心在于将数据分为数据包进行传输，而不是像传统的通信技术一样将数据以电路交换的方式进行传输。

2、GPRS的工作原理GPRS系统主要由三部分组成：无线终端设备（Mobile Station，MS）、GPRS支持节点（GPRS Support Node，GSN）和GPRS核心网络（GPRS Core Network）。

无线终端设备包括移动电话、笔记本电脑和其他移动设备，用于与GPRS网络进行通信；GPRS支持节点包括SGSN（Serving GPRS Support Node）和GGSN（Gateway GPRS Support Node），用于管理无线终端设备和处理GPRS数据传输；GPRS核心网络包括多个SGSN和GGSN，用于提供网络连接和数据传输服务。

GPRS数据传输主要分为两个阶段：数据包发送和数据包接收。

在数据包发送阶段，无线终端设备发送数据包到GPRS支持节点，GPRS支持节点将数据包传递给GPRS核心网络，最终到达目标设备；在数据包接收阶段，目标设备从核心网络中接收数据包，并将其传递给GPRS支持节点，最终到达无线终端设备。

GPRS支持节点通过GPRS链路控制协议（GPRS Tunneling Protocol，GTP）传输数据包，确保数据包的可靠性和安全性。

rs232和485串口GPRS DTU说明书

2.2.
具有RS232和RS485两种接口，实现串口转GPRS透明传输；
四频：GSM850/900,DCS1800/1900，全球通用；
支持GSM/GPRS/EDGE网络；支持2G/3G/4G手机卡的2G流量；
支持2个网络连接同时在线，支持TCP和UDP；
每路连接支持4KB数据缓存，连接异常时可选择缓存数据不丢失；
3.8
USR-GPRS232-730支持通过串口进行升级，升级串口预留在PCB上，需要客户将外壳拆下，使用USB转TTL进行连接。接线孔从左到右依次是GND，RXD，TXD。
接下来使用我们提供专用的升级软件进行升级，首先要点击设置后加载固件
然后选择下载的串口号
然后返回主页点击全部开始即可
等待进度条到达最后升级完成。
本模块支持两路socket连接，分别为socket A和socket B，它们是相互独立的。USR-GPRS232-730支持仅支持作为TCP Client和UDP Client。
3.1.2
3.1.2.1
在此模式下，用户的串口设备，可以通过本模块发送请求数据到指定的HTTP服务器，然后模块接收来自HTTP服务器的数据，对数据进行解析并将结果发至串口设备。
3.设备接收到“OK”后，知道模块已回到之前的工作模式。
4.1.2.
串口AT指令是指工作在透传模式下，我们不需要切换到指令模式，可以使用密码加AT指令方法去查询和设置参数的方法。
4.1.3.
网络AT指令是指工作在透传模式下，通过网络发送密码加AT指令的方式去设置和查询参数。
4.1.4.
短信AT指令是指，我们可以使用短信的方式去查询和配置模块的参数。可以方便的远程设置模块的运行参数，为维护提供了便捷。

GPRS各接口信令跟踪方法

GPRS 各接口信令跟踪方法第一部分，K1205/K1297工具介绍： (2)1，硬件 (2)2，基本操作 (3)3，监视（Monitor） (8)4，Capture RAM (10)5，滤波器（Filter） (11)6、触发器（Trigger） (14)第二部分，实际GPRS信令跟踪设置 (17)1，GPRS ABIS 口信令跟踪 (17)2 GB 口的信令跟踪 (23)第三部分，小结 (30)第一部分，K1205/K1297工具介绍：GPRS 的各接口信令，目前上海项目组主要使采用TEKTRONIX 的K1205/K1297/K1297信令仪来完成跟踪。

第一部分先简单介绍一下该工具以及基本操作。

其中的部分并不是每一次跟踪中都需要涉及，但可以作一下了解。

1，硬件前面板：Keyboard、Alarm & SYNC Option、COM2、SCSI I/O Bus、LED for Power and SCSI上面板：Slot1：PC card and interfacesSlot2-5：PRIMO board、Ethernet board and LEDs1、架设与连线1）连线：Cable的串口接PRIMO board的串口，另一端的接口接DDF架上预定的端口。

2）连接后，PRIMO board上的连线指示灯仍不全亮，只有在配置完接口后才会全亮灯。

2，基本操作（1）PRIMO板硬件设置：在左下角按下“card overview”，进入接口设置，页面上列出了K1205/K1297中所插各接口板，点下要设置的接口板的接口，弹出设置对话框。

PRIMO接口板设置：※更改接口名称，输入一个易懂的名称※类型选择：2mb/s为E1-PCM30（缺省），1.5mb/s为DS1-PCM24。

※选择帧结构※选择线路编码方式※选择阻抗：一般选择高阻，这样K1205/K1297就不会对线路有任何影响。

※A pply to-these ports：将设置应用于当前的接口。

GGSN与SGSN

GGSN与SGSNGPRS核心网是GPRS(general packet radio service)系统的核心部分，GPRS的作用在于传输IP包，广泛应用于2G的GSM和3G的WCDMA网络。

1、G PRS核心网基本功能GPRS核心网提供移动管理、会话管理和传输GSM和WCDMA网络中的IP包，其他功能还包括计费等。

2、G PRS管道协议GPRS管道协议(GPRS tunneling protocol)是定义IP的GPRS核心网协议，主要用于GSM和WCDMA网络，允许终端用户从一个地方移动到另一个地方时保持与Internet的连接。

通过将SGSN(serving GPRS support node)中的用户数据传递到GGSN来处理用户会话，GPRS核心网使用三种形式的GTP协议：GTP-U对每个PDP上下文(packet data protocol context)，用单独的管道来传输用户数据GTP-C⏹用于控制⏹建立和删除PDP上下文⏹认证GSN可达性⏹更新，例如用户从一个SGSN移动到另一个SGSNGTP’传输计费数据GGSN和SGSN(合称GSN)使用UDP2123端口侦听GTP-C报文，UDP端口2152侦听GTP-U报文。

计费网关(charging gateway function, CGF)使用TCP或UDP端口3386侦听GSN 发送的GTP’协议的报文。

GPRS核心网发送计费信息给CGF，包括PDP上下文激活时间，终端用户已传输的数据量。

3、G SNGSN是一个网络节点，用于支持GSM网络使用GPRS。

GSN具有Gn接口，并支持GTP协议。

有两种类型的GSN，成为GGSN和SGSN。

GGSN(gateway GPRS Support Node)是GPRS网络中的关键部分，用于GPRS网络和外部分组交换网络(Internet, X.25, wimax)之间的交互。

从外部网络看，GGSN就是一个子网的路由器，因为GGSN对外部网络隐藏了GPRS 的底层结构。

GPRS DTUDTU

1. GPRS DTU (Data Terminal unit)全称数据传输单元，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。

GPRS DTU就是用GPRS 网络来传输数据的设备，它采用工业级嵌入式处理器，内嵌TCP/IP协议栈。

为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。

无线参数1. 支持EGSM900/GSM1800MHz双频，800/900/1800/1900MHz四频可选2. GPRS multi-slot class 103. 编码方案：CS1~CS44. 符合SMG31bis技术规范5. Compliant to GSM phase 2/2+6. 支持数据、语音、短信和传真硬件系统1. CPU：工业级嵌入式处理器2. 接口：UART：1个RS232串口串口速率： 300bps ~ 115200bps数据位支持： 8位或7位奇偶校验位：无或奇数校验或偶数校验停止位： 1位或2位软件功能1. TCP/UDP透明数据传输；支持多种工作模式，心跳包技术2. 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线3. 支持虚拟数据专用网（APN/VPDN）4. 支持数据中心动态域名和IP地址访问5. 支持DNS动态获取，防止DNS服务器异常导致的设备当机6. 支持双数据中心备份7. 可以用做普通拨号MODEM8. 支持远程配置，远程控制9. 通过串口软件升级典型应用1. 电力监控2. 油田监测3. 远程抄表4. 路灯监控5. 环境监测6. 气象监测7. 水利监测8. 热网监测9. 电表监测10. 机房监控11. 交通指示12. 煤炭监控13. 地震监测14. 车辆诱导15. 供水监控16. 高速公路监测17. 噪声实时监控18. 环保重点污染源监控19. 供水管网实时传输监控20. 电力配网自动化遥控系统21. 各类国内外带串口或485接口的PLC，RTU实现无线数据传输等2. GPRS环保数据采集系统应用方案选择GPRS DTU的原因及实现原理：在环保系统中，常常需要对众多的污染排放点进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。

gprs主要参数

GT3010系列GTMODEM（GPRS透明数据传输MODEM）1简介GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线业务的英文简称，是在现有的GSM （第二代移动通信）系统上发展出来的一种新的承载业务，能提供端到端的、广域的无线IP 连接服务。

GPRS为无线数据通信提供了一个廉价、稳定、可靠的新的解决方案，特别适合频繁或突发的小流量数据传输，可应用于工业数据采集与控制、远程抄表、交通管理等领域，更是替代短消息（SMS）通信的理想选择。

由于GPRS是基于IP通信的，而传统的嵌入式设备大都不具备PPP/TCP/IP接入能力，因此既能利用GPRS网络资源优势，又能像传统调制解调器（MODEM）一样提供透明数据传输的设备GTMODEM（GPRS Transparent MODEM）就应运而生。

胜利油田意思达电力科技公司提供的GT3010即是利用GPRS公用移动数据网进行透明数据传输的系列GTMODEM，包括:1.1 GT3010_TTL：内置式，TTL电平串行数据接口，专为嵌入式应用开发，41mm x 71mm x 8mm小板结构，插针或IDC插座连接1.2 GT3010_232：外置式，RS232接口，适用于为现有设备提供GPRS通信连接1.3 GT3010_485：外置式，485接口, 适用于远程抄表等场合2GT3010 系列GTMODEM特点2.1 内置TCP/IP协议栈，提供透明的RS232/485/TTL串行数据传输通道。

2.2 可实现点对点、点对多点等多种组网方式。

2.3 数据终端永远在线。

一旦加电运行，即可自动进入数据通信状态并一直保持。

2.4 附加的SMS短消息通信。

2.5 方便直观的配置界面。

2.6 提供ActiveX控件、高效COM组件、DLL、虚拟串口等多种数据中心软件接口模块。

2.7 可选的半透明通信方式2.8 可选的AT命令配置与查询接口2.9 抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用要求2.10 工业级设计、宽工作温度范围3GT3010应用实例3.1 电能表数据采集Power Meter GT3010_485Power Meter GT3010_485 Master stationPower Meter GT3010_4853.2 油井监控3.3 输油管道监控3.3 出租车管理GT3010_TTL + GPS Module + MCU Dispath center4GT3010主要功能4.1 支持900/1800双频GSM/GPRS网络4.2 内置TCP/IP协议栈，提供透明或按透明的RS232/485/TTL串行数据传输通道4.3 可实现点对点、点对多点等多种组网方式4.4 提供菜单操作的配置与维护界面4.5 空中软件升级4.6 用户可设定接入点名称（APN）、GPRS呼叫号码4.7 支持动态或静态IP配置4.8 用户数据自动分包传输4.9 断线自动重连4.10 附加的SMS短消息通信4.11 支持有关的AT命令5．GT3010技术指标5.1 GPRS数据通信（1）CLASS B/CG（2）一个PPP/IP包内用户数据最大可达1450字节（3）用户数据非满包传输延迟时间50~100ms5.2 串行数据接口（1）TTL电平(GT3010_TTL), RTS/CTS、XON/XOFF流控, DTR、DSR MODEM控制，支持A T参数配置命令。

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

GPRS网络是在GSM网的基础上发展的移动数据分组网。

GPRS网络分为两个部分：无线接入以及核心网。

无线接入在移动台和基站子系统（BSS）之间传递数据；核心网在基站子系统和标准数据网边缘路由器之间中继传递数据。

GPRS 的基本功能就是在移动终端和标准数据通信网的路由器之间传递分组业务。

1、GPRS的网络结构图6.54给出GPRS网络结构及其接口。

图 6.54 GPRS网络结构及其接口由图6－54可以看出GPRS网是原有GSM网的基础上增加了SGSN—GPRS业务支持节点、GGSN—GPRS网关支持节点和PTM SC—点对多点业务中心等功能实体。

尽管GPRS网与GSM使用同样的基站但需要对基站的软件进行更新，使之可以支持GPRS系统。

并且要采用新的GPRS移动台。

另外，GPRS还要增加新的移动性管理（MM）程序。

而且原有的GSM网络子系统也要进行软件更新并增加新的MAP 信令及GPRS信令等。

下面对GPRS网的相关功能实体和相应接口做一介绍。

（1）SGSN及其对外的接口在一个归属PLMN内，可以有多个SGSN。

如图6.55所示：图6.55 SGSN及对外部的接口SGSN的功能类似GSM系统中的MSC/VLR，主要是对移动台进行鉴权、移动性管理和路由选择，建立移动台GGSN的传输通道，接收基站子系统透明传来的数据，进行协议转换后经过GPRS的IP骨干网（IP Backbone）传给GGSN（或SGSN）或反向进行，另外还进行计费和业务统计。

SGSN与BBS间的接口为Gb接口，该接口协议即可用来传输信令和话务信息。

通过基于帧中继的网络业务提供流量控制，支持移动性管理功能和会话功能，如GPRS附着/分离、安全、路由选择、数据连接信息的激活/去活等，同时支持MS 经BSS到SGSN间分组数据的传输。

同一PLMN中SGSN与SGSN间以及SGSN与GGSN间的接口为Gn接口，该接口协议支持用户数据和有关信令的传输，支持移动性管理（MM），该接口采用的为TCP/IP协议。

移动通信GPRS部分

12
SGSN对外接口1
SGSN的对外接口
Gb
Gn
BSS BSS
SGS N
IP (Backbone)
Gn
Gi 外部IP网络（或X.25网络）
GGSN
Gb BSS
SGSN
Gn
BSS
归属 PLMN
Gp
其它PLMN
IP网络
13
SGSN对外接口2
接口连接SGSN与
功
能
Gb
BSS
传输信令和话务信息。流量控制，支持移动性管理和会话功能，支持MS经BSS到SGSN间分组数据的传输
Profile协商过程中QoS属性的定义移动台可为每一个QoS属性申请一个值，包括存储在HLR中用户开户的缺省值网络也为每一个属性协商一个等级，能够与有效的GPRS资源相一致，以便提供适当的资源支持已经协商的 QoS定义文件
8
GPRS的网络结构
及其功能描述
GPRS网络是在GSM网基础上发展的移动数据分组网
GPRS骨干网（IP Backbone）
将（S/G）GSNs等互联起来的IP专用网或分组数据网，也可做为专用线路。
PLMN内部骨干网
专用IP网（只用于GPRS数据和GPRS信令）。通过Gp接口，采用边缘网关（BG）和多个PLMN互连骨干网连接起来。多个PLMN骨干网通过漫游协议进行选择，该协议包括BG安全功能。多个PLMN骨干网互连可以通过分组数据网，也可以用一条专用线路。
18
GPRS不同网络单元的用户信息
信息类型认证
存储位置业务
鉴权数据
IMSI
信息元素
TMSI IP address
VLR-address Location Area Serving SGSN Routing Area Basic services，Supplementary services， Circuit switched bearer services，GPRS service information Basic services，Supplementary services，CS bearer services GPRS service information Ki，algorithms Triplets

第6章 GPRS网络结构

引入GPRS技术需要在GSM核心网引入3个主要网元：GPRS服务支持节点（SGSN）、GPRS网关支持节点（GGSN）和分组控制单元（PCU）。GSM系统的相关部件需要进行软件升级。
（2）GSM网络中的移动台（MS）不能直接在GPRS网络中使用，需要按GPRS标准进行改造（包括硬件和软件）才可以用于GPRS系统。GPRS定义了3类终端。
帧中继网络使用DLCI在两个相邻节点之间选择路由，一个DLCI标识一个通道。通道的类型主要有PVC和SVC，GPRS网络中只使用PVC。
（5）NS层相同的虚电路使用端到端的逻辑标识符，由网络虚拟连接标识（NSVCI）表示，用以提供NS层功能实体间的逻辑连接。
网络业务实体（NSE）将一组NSVCI 作为一个专门的节点来进行管理。在一个 PCU中，仅有一个NSE，在一个SGSN中可以定义多个NSE。
6.2.2 单元
GPRS网络中其他数据
其他一些数据单元虽然在GPRS规范中未定义，但在GPRS数据网络中确是必不可少的，从而也是GPRS网络的一部分。
如域名解析服务器（DNS）、动态地址分配服务器（DHCP）、计费网关、防火墙、网络时间协议服务器（NTP）和操作维护中心（OMC）等。
1．域名解析服务器（DNS） 2．动态地址分配协议（DHCP） 3．计费网关 4．防火墙（FIREWALL） 5．网络时间协议服务器（NTP） 6．操作维护中心（OMC）
（6）BSSGP对BSS中小区的管理采用虚连接方式，通过在对应的功能实体（PCU 和SGSN）中对每个小区分配动态或静态 BSSGP虚连接（BVC）通信通道，满足在 PCU和SGSN中传输用户数据的需要。用 BSSGP虚连接标识（BVCI）标示所建立连接。

GPRS知识总结

. . .. . .GPRS知识总结1. 什么是GPRS，2. 它的主要特点是什么？飞网答：GPRS是通用分组无线业务〔General Packet Radio Service〕的简称，它使得用户能够在端到端分组传送模式下发送和接收数据。

其无线资源采用动态分配方式，一个用户可分配多个时隙，一个时隙也可由多个MS共享，用户虽然与网络一直连接，但仅当有数据传送时才占用无线信道资源。

具体来讲GPRS具有如下特点：2 以灵活的方式与GSM语音业务共享无线与网络资源，采用灵活的策略实现数据与语音业务共存；3 采用分组交换的传输模式，用户只有在发送和接收数据期间才占用资源，这就意味着多个用户可高效率的共享同一无线信道，从而提高了资源利用率；4 定义了新的GPRS无线信道，且分配方式十分灵活，同一用户可以占用1－8个时隙，同一时隙能由多个用户同时占用，且上行链路和下行链路的分配是独立的。

5 GPRS支持中、高速数据传输，可提供9.05－171.2kbit/S的数据传输速率，GPRS采用了与GSM不同的信道编码方案，定义了CS1、CS2、CS3、CS4四种编码方案；6 在核心网络中引入GPRS支持结点〔SGSN和GGSN〕，SGSN 和GGSN采用分组交换平台方式，定义了基于TCP/IP的GTP方式来承载高层数据。

SGSN通过帧中继连接到基站系统，GGSN支持与外局部组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。

7 采用封装和隧道技术，用户数据在MS和外部数据网络之间透明的传输，数据包采用特定的GPRS协议信息打包并在MS和GGSN之间传输。

这种透明的传输方法缩减了GPRS PLMN对外部数据协议解释的需求，而且易于将来引入新的互通协议。

用户数据能够压缩，并且有重传协议保护，因此数据传输高效且可靠。

3. GPRS主要实体及逻辑体系机构；3.1 具有GPRS功能的移动台根据GPRS支持能力的不同3.2 分为哪几类？飞网答：可分为3类：1〕A类移动台能同时连接到GSM和GPRS系统，能在两个系统中同时激活，能同时提供GPRS业务和GSM电路业务，她在分组数据传送期间能够在不中断数据传输的情况下接收语音呼叫并通话；2〕B类移动台能同时连接到GSM和GPRS系统，可提供GPRS业务和GSM电路交换业务，但两者不能同时工作，在同一时间只能使用其中一项业务，B类MS在GPRS业务期间有呼入时MSC会送给SGSN一个挂起通知，SGSN收到通知后挂起GPRS连接，当完毕后MSC会送给SGSN一个恢复通知，SGSN收到通知后再恢复GPRS连接。

GPRS接口及详解

7. Gd 接口
Gd 接口是SGSN 与SMS-GMSC 、SMS-IWMSC 之间的接口。通过该接口，SGSN 能接收短消息，并将它转发给MS 、SGSN 和SMS_GMSC 、SMS_IWMSC 。短消息中心之间通过Gd 接口配合完成在GPRS 上的短消息业务。如果不提供Gd 接口，当C 类手机附着在GPRS 网络上时，它将无法收发短消息。另外，随着短消息业务量的增大，如果提供Gd 接口，则可减少短消息业务对SDCCH 的占有，从而减少对电路话音业务的冲击
Gc 接口是GGSN 与HLR 之间的接口，当网络侧主动发起对手机的业务请求时，由GGSN 用IMSI 向HLR 请求用户当前SGSN 地址信息。由于移动数据业务中很少会有网络侧主动向手机发起业务请求的情况，因此Gc 接口目前作用不大。
在Gc 接口不存在的情况下，GGSN 也可以通过与其在同一PLMN 中有SS7 相关接口的SGSN，经过GTP-to-MAP 协议转换来实现该GGSN 与HLR 的信令信息交互。
3. Gi 接口
Gi 接口是GPRS 与外部分组数据网之间的接口。GPRS 通过Gi 接口和各种公众分组网如Internet 或ISDN 网实现互联，在Gi 接口上需要进行协议的封装/解封装、地址转换（如私有网IP 地址转换为公有网IP 地址）、用户接入时的鉴权和认证等操作。
4. Gn 接口
10. Gf 接口
Gf 接口是SGSN 与EIR 之间的接口。
Gn 接口是GRPS 支持节点间接口，即同一个PLMN 内部SGSN 间、SGSN 和GGSN 间接口，该接口采用在TCP/UDP 协议之上承载GTP（GPRS 隧道协议）的方式进行通信。
5. Gs 接口
Gs 接口是SGSN 与MSC/VLR 之间接口，Gs 接口采用No.7 信令上承载BSSAP+协议。SGSN 通过Gs 接口和MSC 配合完成对MS 的移动性管理功能，包括联合的Attach/Detach 、联合的路由区/位置区更新等操作。SGSN 还将接收从MSC 来的电路型寻呼信息，并通过PCU 下发到MS。如果不提供Gs 接口，则无法进行寻呼协调，不利于提高系统接通率和无线资源利用率；并且无法进行联合位置区/路由区更新，不利于减轻系统信令负荷。

GPRS 简介

G P R S 简介网络结构：GPRS是在GSM网络的基础上增加GPRS服务节点SGSN和GPRS 关口节点GGSN这两种核心网络实体实现的。

1．SGSN主要功能是对MS进行鉴权和移动性管理，进行路由选择，建立MS到GGSN的传输通道，接收BSS透明传送来的MS数据，进行协议转换后通过GPRS骨干网传送给GGSN或反向工作，并进行计费和业务统计。

2．GGSN这是用于外部数据网络的节点，对于外部网络来说它就是一个子网路由器，GGSN接收MS发送的数据，根据其地址选择GPRS 网内的传输通道，传给相应的SGSN，另外GGSN还具有地址分配和计费功能等。

各种接口1．GB接口这是BSS和SGSN 间的接口，它支持移动性管理功能和会话功能，如GPRS附着/分离，安全，路由区更新，数据连接信息的激活/去激活等，同时支持MS分组业务经BSS到SGSN的传输。

2．Gn/Gp接口这是SGSN与GGSN间的接口，支持两者间数据和信令信息的传输。

其中Gp是SGSN与其它PLMN的GGSN的接口3．GT接口这是SGSN与HLR间的接口，通过MAP信令传送用户数据和位置信息等。

GPRS的基本工作流程：GPRS用户使用GPRS业务之前，它首先通过GPRS附着过程ATTACH 将自己的信息登记在SGSN中。

附着过程结束后，SGSN建立了移动台的信息，并对移动台做移动性管理，尽可能地获得移动台的位置信息，移动台如要访问外部数据网，需要发起PDP上下文激活过程（PDP context activation）,通过此过程使移动台到GGSN建立一条逻辑通路，从而可以访问外部数据网。

1．GPRS附着过程当GPRS用户开机时，GPRS手机将监听无线信道，收听系统信息，然后在系统信息给出的控制信道上发送接入请求，系统将分配无线信道给GPRS手机，之后GPRS手机将在系统分配的无线上向SGSN发送附着请求。

（1）移动台向SGSN发送一个附着请求来启动附着过程。

GPRS中网络结构与信令研究

GPRS中网络结构与信令研究施万青马洪涛摘要: 本文首先介绍了GPRS网络的总体逻辑结构，然后重点介绍了在GPRS网络中各个接口上的信令协议过程。

关键词：GPRS；网络；信令一、引言GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线业务的简称，它是一种基于分组交换传输数据的高效率方式。

GPRS 将深刻地改变终端用户使用移动数据业务的方式，GPRS能够提供比现有GSM网（9．6kbit/s）更高的数据率，可达115kbit/s。

巨大的吞吐量改变了单一的面向文本的无线应用，使得包括图片、话音和视频的多媒业务成为现实。

GPRS还能根据用户需要灵活地动态分配无线资源，从而实现多用户共享，提高频率利用率。

同时计费也将由传统的按时方式改为根据用户数据的传输量来计费。

因此，GPRS在第二代移动通信系统向第三代移动通信系统演进中起了重要的作用。

二、GPRS的网络结构为了实现分组数据的传输功能，GPRS在PLMN（公共陆地移动网）中引入了两个新的节点：SGSN（GPRS业务支持节点）和GGSN（GPRS网关节点）。

GPRS的网络结构如图1所示。

在图中我们可以看出，在不同的功能实体之间有专门的接口用来传输信令和数据。

其中，实线表示此接口可以传数据，也可以传信令；虚线表示此接口只用来传信令。

在功能实体中，原GSM网络中的实体仍然存在，只是增加了一些GPRS的功能。

在新增加的功能实体中，SGSN负责跟踪SGSN服务区域内的MS的位置并提供安全功能和接入控制；GGSN负责控制用户的路由信息，用于实现GPRS网络和其它网络的互通，起到网关作用。

GPRS的网络结构从下到上可以分为三层：L1层、L2层、L3层。

在GPRS网络中，数据和信令传输过程中涉及到的功能实体主要有：MS（移动台）、BSS（基站服务子系统）、SGSN（GPRS服务支持节点）、GGSN（GPRS网关支持节点）、HLR（归属位置登记器）、MSC／VLR（移动业务交换中心／拜访位置登记器）。