從2G到3G演進(jìn)的中介技術(shù)GPRS
發(fā)布時(shí)間:2008/8/30 0:00:00 訪問次數(shù):557
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在全球所有的第二代移動(dòng)通信中,gsm通信網(wǎng)絡(luò)的使用人數(shù)最多,中國(guó)目前的大部分移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)就是gsm系統(tǒng)。由于最初的gsm標(biāo)準(zhǔn)主要是考慮支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)和少量電路交換方式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),因此gsm網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音通信是電路交換方式。20世紀(jì)90年代以后,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們開始想到了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),希望能通過手機(jī)享受各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(包括收發(fā)email、進(jìn)行internet瀏覽等)。正是在這樣的社會(huì)需求下,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織(etsi)及時(shí)在gsm系統(tǒng)的基礎(chǔ)上制定了一套移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),使gsm與internet相結(jié)合 ,重組的新網(wǎng)絡(luò)稱為通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(general。穑幔悖耄澹簟。颍幔洌椋铩。螅澹颍觯椋悖,gprs)。顯然該網(wǎng)絡(luò)既有電路交換又有分組交換,后稱2.5g系統(tǒng)。2000年以后,該技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作被轉(zhuǎn)移到3gpp。
由于gprs只是在現(xiàn)有gsm網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò),通過在新的網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件設(shè)備并同時(shí)對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟件升級(jí),形成了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體,以提供端到端、廣域的無(wú)線ip連接。因此,筆者從人們熟知的gsm網(wǎng)絡(luò)(如圖1所示)入手,進(jìn)而討論gprs網(wǎng)絡(luò)(如圖2所示)的形成,最后分析了gprs網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在移動(dòng)通信的演進(jìn)過程中所處的地位及其發(fā)展前景。
。玻纾穑颍缶W(wǎng)絡(luò)的形成及特點(diǎn)
。玻保纾螅淼木W(wǎng)絡(luò)設(shè)施
圖1給出了gsm系統(tǒng)的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
圖1中網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的實(shí)體為:
。ǎ保恚螅阂苿(dòng)臺(tái),用戶的移動(dòng)終端。
。ǎ玻猓螅螅夯咀酉到y(tǒng),包括一個(gè)基站控制器bsc和多個(gè)基站收發(fā)臺(tái)bts。其中bts負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)通過空中接口進(jìn)行通信;bsc負(fù)責(zé)控制一個(gè)或多個(gè)bts。
。ǎ常恚螅悖阂苿(dòng)交換中心,負(fù)責(zé)一個(gè)或多個(gè)bss。完成對(duì)ms的移動(dòng)性管理和業(yè)務(wù)以及與pstn 的交換。
。ǎ矗瑁欤,vlr:分別負(fù)責(zé)記錄在本地注冊(cè)的用戶信息和漫游到本地的外地用戶信息。msc通 過這2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶移動(dòng)性的管理和對(duì)用戶業(yè)務(wù)的正確交換。
。ǎ担澹椋颍幔酰悖阂苿(dòng)設(shè)備和用戶認(rèn)證中心,負(fù)責(zé)對(duì)用戶權(quán)限的管理。
顯而易見,gsm無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心為msc,并由msc,vlr和hlr完成語(yǔ)音通話的電路交換業(yè)務(wù)的移動(dòng)臺(tái)接入和移動(dòng)性管理。
。玻玻纾螅淼闹亟M新網(wǎng)絡(luò)gprs網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
。纾穑颍笠苿(dòng)通信系統(tǒng)是針對(duì)gsm進(jìn)行改進(jìn)而來(lái),而這種改進(jìn)并不徹底,他們對(duì)空中接口并不改動(dòng),只是通過一些新的定義對(duì)核心網(wǎng)進(jìn)行了大的改動(dòng),使得第二代系統(tǒng)能夠支持分組業(yè)務(wù)接入internet。
。玻玻保纾穑颍蟮木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
為了實(shí)現(xiàn)“gsm+internet”的方略,形成了圖2所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
新增的功能模塊主要包括:
。ǎ保┮苿(dòng)臺(tái)(ms) 必須是gprs或gprs/gsm雙模移動(dòng)臺(tái)。因?yàn)樵械模纾螅砭W(wǎng)絡(luò)只作為語(yǔ)音通話來(lái)用;將gsm升級(jí)到gprs網(wǎng)絡(luò)后,由于gprs網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的ms具備傳輸語(yǔ)音的電路交換以及傳輸數(shù)據(jù)的分組交換兩種方式,為此功能與用途更加多樣化。
(2)將原有的gsm基站(bss)子系統(tǒng)作了相應(yīng)的軟硬件擴(kuò)展。由于基站收發(fā)臺(tái)bts仍只與基 站控制器bsc連接,沒有增加新的硬件接口,僅在bts上增加了軟件單元(ccu),顯然gsm網(wǎng)絡(luò)原有的bts能同時(shí)用于gprs網(wǎng)絡(luò)。bsc仍然同時(shí)連接許多bts,為增設(shè)數(shù)據(jù)分組的處理能力,bsc不僅需要軟件升級(jí),還要增加與sgsn連接的新的分組控制單元。ǎ穑悖酰∮布涌。
在gprs網(wǎng)絡(luò)中,ms發(fā)出的無(wú)線信號(hào)為數(shù)據(jù)或語(yǔ)音兩種方式,此時(shí)由bts負(fù)責(zé)識(shí)別信號(hào)的數(shù)據(jù) 形態(tài):若僅為語(yǔ)音信息,則由bsc將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剑恚螅悖ㄋ缪葜Z(yǔ)音交換機(jī)的角色);若含有數(shù)據(jù)信息,則由bsc中的pcu新接口,從話音業(yè)務(wù)中分離出數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剑螅纾螅,以控制無(wú)線信道的分配。
。ǎ常⿲(duì)于交換機(jī)(ss)子系統(tǒng)(如hlr,vlr,msc等),只需在原有的設(shè)備中加入支持gprs網(wǎng) 絡(luò)的軟件。
(4)在核心網(wǎng)絡(luò)引入sgsn(serving。纾穑颍蟆。螅酰穑穑铮颍簟。睿铮洌,gprs業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn))和ggsn(。纾幔簦幔鳎幔。纾穑颍蟆。螅酰穑穑铮颍簟。睿铮洌,gprs網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn),進(jìn)而在以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主的基礎(chǔ)上增加了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在gprs網(wǎng)絡(luò)中,通常由單一的sgsn負(fù)責(zé)某一區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的服務(wù),電信運(yùn)營(yíng)商的plmn中包括許多的sgsn
1引言
在全球所有的第二代移動(dòng)通信中,gsm通信網(wǎng)絡(luò)的使用人數(shù)最多,中國(guó)目前的大部分移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)就是gsm系統(tǒng)。由于最初的gsm標(biāo)準(zhǔn)主要是考慮支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)和少量電路交換方式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),因此gsm網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音通信是電路交換方式。20世紀(jì)90年代以后,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們開始想到了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),希望能通過手機(jī)享受各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(包括收發(fā)email、進(jìn)行internet瀏覽等)。正是在這樣的社會(huì)需求下,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織(etsi)及時(shí)在gsm系統(tǒng)的基礎(chǔ)上制定了一套移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),使gsm與internet相結(jié)合 ,重組的新網(wǎng)絡(luò)稱為通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(general。穑幔悖耄澹簟。颍幔洌椋铩。螅澹颍觯椋悖,gprs)。顯然該網(wǎng)絡(luò)既有電路交換又有分組交換,后稱2.5g系統(tǒng)。2000年以后,該技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作被轉(zhuǎn)移到3gpp。
由于gprs只是在現(xiàn)有gsm網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò),通過在新的網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件設(shè)備并同時(shí)對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟件升級(jí),形成了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體,以提供端到端、廣域的無(wú)線ip連接。因此,筆者從人們熟知的gsm網(wǎng)絡(luò)(如圖1所示)入手,進(jìn)而討論gprs網(wǎng)絡(luò)(如圖2所示)的形成,最后分析了gprs網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在移動(dòng)通信的演進(jìn)過程中所處的地位及其發(fā)展前景。
2gprs網(wǎng)絡(luò)的形成及特點(diǎn)
。玻保纾螅淼木W(wǎng)絡(luò)設(shè)施
圖1給出了gsm系統(tǒng)的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
圖1中網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的實(shí)體為:
。ǎ保恚螅阂苿(dòng)臺(tái),用戶的移動(dòng)終端。
(2)bss:基站子系統(tǒng),包括一個(gè)基站控制器bsc和多個(gè)基站收發(fā)臺(tái)bts。其中bts負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)通過空中接口進(jìn)行通信;bsc負(fù)責(zé)控制一個(gè)或多個(gè)bts。
(3)msc:移動(dòng)交換中心,負(fù)責(zé)一個(gè)或多個(gè)bss。完成對(duì)ms的移動(dòng)性管理和業(yè)務(wù)以及與pstn 的交換。
。ǎ矗瑁欤颍觯欤颍悍謩e負(fù)責(zé)記錄在本地注冊(cè)的用戶信息和漫游到本地的外地用戶信息。msc通 過這2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶移動(dòng)性的管理和對(duì)用戶業(yè)務(wù)的正確交換。
。ǎ担澹椋颍幔酰悖阂苿(dòng)設(shè)備和用戶認(rèn)證中心,負(fù)責(zé)對(duì)用戶權(quán)限的管理。
顯而易見,gsm無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心為msc,并由msc,vlr和hlr完成語(yǔ)音通話的電路交換業(yè)務(wù)的移動(dòng)臺(tái)接入和移動(dòng)性管理。
2.2gsm的重組新網(wǎng)絡(luò)gprs網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
。纾穑颍笠苿(dòng)通信系統(tǒng)是針對(duì)gsm進(jìn)行改進(jìn)而來(lái),而這種改進(jìn)并不徹底,他們對(duì)空中接口并不改動(dòng),只是通過一些新的定義對(duì)核心網(wǎng)進(jìn)行了大的改動(dòng),使得第二代系統(tǒng)能夠支持分組業(yè)務(wù)接入internet。
。玻玻保纾穑颍蟮木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
為了實(shí)現(xiàn)“gsm+internet”的方略,形成了圖2所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
新增的功能模塊主要包括:
。ǎ保┮苿(dòng)臺(tái)(ms) 必須是gprs或gprs/gsm雙模移動(dòng)臺(tái)。因?yàn)樵械模纾螅砭W(wǎng)絡(luò)只作為語(yǔ)音通話來(lái)用;將gsm升級(jí)到gprs網(wǎng)絡(luò)后,由于gprs網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的ms具備傳輸語(yǔ)音的電路交換以及傳輸數(shù)據(jù)的分組交換兩種方式,為此功能與用途更加多樣化。
。ǎ玻⿲⒃械模纾螅砘荆ǎ猓螅螅┳酉到y(tǒng)作了相應(yīng)的軟硬件擴(kuò)展。由于基站收發(fā)臺(tái)bts仍只與基 站控制器bsc連接,沒有增加新的硬件接口,僅在bts上增加了軟件單元(ccu),顯然gsm網(wǎng)絡(luò)原有的bts能同時(shí)用于gprs網(wǎng)絡(luò)。bsc仍然同時(shí)連接許多bts,為增設(shè)數(shù)據(jù)分組的處理能力,bsc不僅需要軟件升級(jí),還要增加與sgsn連接的新的分組控制單元。ǎ穑悖酰∮布涌凇
在gprs網(wǎng)絡(luò)中,ms發(fā)出的無(wú)線信號(hào)為數(shù)據(jù)或語(yǔ)音兩種方式,此時(shí)由bts負(fù)責(zé)識(shí)別信號(hào)的數(shù)據(jù) 形態(tài):若僅為語(yǔ)音信息,則由bsc將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剑恚螅悖ㄋ缪葜Z(yǔ)音交換機(jī)的角色);若含有數(shù)據(jù)信息,則由bsc中的pcu新接口,從話音業(yè)務(wù)中分離出數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剑螅纾螅,以控制無(wú)線信道的分配。
。ǎ常⿲(duì)于交換機(jī)(ss)子系統(tǒng)(如hlr,vlr,msc等),只需在原有的設(shè)備中加入支持gprs網(wǎng) 絡(luò)的軟件。
。ǎ矗┰诤诵木W(wǎng)絡(luò)引入sgsn(serving gprs。螅酰穑穑铮颍簟。睿铮洌,gprs業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn))和ggsn(。纾幔簦幔鳎幔。纾穑颍蟆。螅酰穑穑铮颍簟。睿铮洌,gprs網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn),進(jìn)而在以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主的基礎(chǔ)上增加了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在gprs網(wǎng)絡(luò)中,通常由單一的sgsn負(fù)責(zé)某一區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的服務(wù),電信運(yùn)營(yíng)商的plmn中包括許多的sgsn
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