張冰濤，現(xiàn)任廣州金鵬集團(tuán)工程技術(shù)中心技術(shù)支持部經(jīng)理兼高級(jí)系統(tǒng)工程師。1998年4月畢業(yè)于東北大學(xué)連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并獲工學(xué)碩士學(xué)位。同年加入金鵬集團(tuán)有限公司，主要負(fù)責(zé)GSM、GPRS、CDMA的售前、售后技術(shù)支持工作和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，曾先后負(fù)責(zé)江西聯(lián)通GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)的多期工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和項(xiàng)目管理工作和金鵬CDMA1X山西太原試驗(yàn)局的設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收工作。目前就讀于華中科技大學(xué)電子與通信專業(yè)工程碩士。 


一、移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的通用承載模型 

　　GPRS、WCDMA、CDMA2000都屬于可漫游移動(dòng)用戶的承載網(wǎng)絡(luò)，都是在移動(dòng)用戶和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)網(wǎng)之間提供數(shù)據(jù)連接。本文將對(duì)作為一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)并且基于GSM的GPRS技術(shù)從協(xié)議棧的角度進(jìn)行深入剖析。 

二、GPRS 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)元功能 

(1) GPRS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 

(2) GPRS各個(gè)網(wǎng)元的功能

　　PCU的功能：該功能實(shí)體可以和BSC合設(shè)，也可以作為一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)元，其和SGSN之間的Gb接口為規(guī)范定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，和BSC之間的接口為內(nèi)部接口。負(fù)責(zé)處理無(wú)線信道的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；無(wú)線數(shù)據(jù)信道的管理和分配，允許多個(gè)用戶接入同一無(wú)線資源；用戶數(shù)據(jù)的壓縮、加密和轉(zhuǎn)發(fā)；同時(shí)還具有功率控制、質(zhì)量控制和選擇信道編碼方案的功能，其向GPRS數(shù)據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)屏蔽使用的無(wú)線技術(shù)。 

　　SGSN的功能：是GPRS骨干網(wǎng)的重要組成部份，是分組交換的核心部分，通過幀中繼和PCU相連。功能類同于GSM系統(tǒng)的MSC/VLR功能，SGSN不僅處理分組交換中的信令傳輸，同時(shí)也進(jìn)行數(shù)據(jù)包的處理和傳送。面向MS執(zhí)行移動(dòng)性管理、安全管理、介入控制和路由選擇功能。即記錄當(dāng)前活動(dòng)在該SGSN區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶的有關(guān)信息，如位置信息，可以對(duì)當(dāng)前用戶信息進(jìn)行修改、刪除等；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)用戶的Attach和Detach、位置更新、尋呼、鑒權(quán)、加密等；負(fù)責(zé)MS和SGSN之間邏輯鏈路的建立、維護(hù)和釋放；負(fù)責(zé)路由的選擇和信息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)；產(chǎn)生原始計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)。 

　　GGSN的功能：GGSN內(nèi)部維護(hù)GPRS骨干網(wǎng)， 外部可以連接多個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)如Internet、企業(yè)網(wǎng)、X.25 網(wǎng)等，是GPRS骨干網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)；在GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)中的地位很類同于傳統(tǒng)GSM網(wǎng)中的GMSC的地位；負(fù)責(zé)產(chǎn)生數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的原始計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)。 

三、GPRS各個(gè)接口協(xié)議棧的功能 

　　所謂協(xié)議棧就是對(duì)信息進(jìn)行多次封裝和解封的過程，以便能夠在不同的實(shí)體間傳送信息。 

　　MAC媒體訪問控制：MAC定義和分配空中接口的邏輯信道，并控制移動(dòng)臺(tái)接入這些共享的邏輯信道；MAC定義的邏輯信道有公共控制信道PCCCH：控制信令；分組廣播信道PBCCH：廣播系統(tǒng)消息；分組業(yè)務(wù)信道PTCH：傳輸分組數(shù)據(jù)；分組專用控制信道：功率控制、定時(shí)等。 

　　RLC無(wú)線鏈路控制：RLC將上層LLC的數(shù)據(jù)分段和重組以便在邏輯信道上傳送；RLC通過選擇性重傳，向上層提供一個(gè)可靠的鏈路；它根據(jù)無(wú)線鏈路的傳輸能力將1527個(gè)字節(jié)(LLC幀的最大長(zhǎng)度)按CS(coding scheme)切成不同的小塊，以便進(jìn)行卷積、交織等信道編碼。 

　　LLC邏輯鏈路控制：LLC是MS和SGSN之間的協(xié)議�；贖DLC無(wú)線鏈路協(xié)議，傳輸能力1520個(gè)字節(jié)，加上7個(gè)開銷字節(jié)，總共1527個(gè)字節(jié)；LLC向上層提供一個(gè)或多個(gè)由SAPI區(qū)別的、高度可靠無(wú)差錯(cuò)的、加密的邏輯鏈路（GMM，SM，SNDCP等）；LLC與下層使用的無(wú)線接口協(xié)議無(wú)關(guān)，向下隔離無(wú)線網(wǎng)；下層GPRS無(wú)線接口協(xié)議的改變不會(huì)影響上層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)；對(duì)中斷的幀可以進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)；可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多點(diǎn)尋址(向多個(gè)MS發(fā)信息)；傳送的信息可以有不同的優(yōu)先級(jí)即順序控制；流量控制等。LLC實(shí)現(xiàn)了下層不同協(xié)議的向上統(tǒng)一，是保證向3G平滑過渡的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。它和SNDCP協(xié)議一起類同于CDMA1X網(wǎng)絡(luò)中MS和PDSN之間的PPP協(xié)議的功能。 

　　SNDCP子網(wǎng)聚合協(xié)議：將外網(wǎng)的各種協(xié)議(IPv4、Ipv6、X.25等)格式統(tǒng)一為一種協(xié)議格式；用NSAPI區(qū)分不同的應(yīng)用；移動(dòng)臺(tái)和SGSN之間的IP數(shù)據(jù)包或X.25報(bào)文被分割成多個(gè)SNDC數(shù)據(jù)包單元以適應(yīng)LLC的MTU的大小，數(shù)據(jù)包單元被放置到LLC幀內(nèi)；完成數(shù)據(jù)的分段和重裝；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以節(jié)約空中接口帶寬；負(fù)責(zé)TCP/IP頭的壓縮；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密等。 

　　NS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)議是基于幀中繼網(wǎng)絡(luò)的，包括網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層功能；在PCU和SGSN之間傳送BSSGP協(xié)議的數(shù)據(jù)單元；PCU和SGSN可能經(jīng)過多跳幀中繼網(wǎng)；在BSS和SGSN之間要建立通過NSVC識(shí)別的邏輯幀中繼鏈路，多個(gè)用戶的LLC-PDU按負(fù)荷分擔(dān)方式復(fù)用在這些虛電路上；該層還負(fù)責(zé)NS-VC的閉鎖、解鎖、復(fù)位、測(cè)試等NS-VC管理功能。在PCU和SGSN的數(shù)據(jù)庫(kù)中需要定義NSVCI和GBL、DLCI的映射關(guān)系。 

　　BSSGP(BSS GPRS應(yīng)用協(xié)議)：提供PCU和SGSN間的無(wú)連接鏈路；承載上層數(shù)據(jù)信息即LLC信息，在下行方向上向BSS提供RLC/MAC功能實(shí)用的無(wú)線相關(guān)的信息，在上行方向上向SGSN提供從RLC/MAC