GPRS/EDGE 无线原理培训
无线网络规划部GSM产品部
内容提要
第一章 GPRS系统体系结构
第二章 GPRS网络接口
第三章 GPRS无线子系统
什么是GPRS？
通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文缩写
GPRS是在GSM技术的基础上提供的一种端到端分组交换业务
GPRS最大限度重用已有的GSM网络基础设施
GPRS提供高效的无线资源利用率
GPRS提供高达的无线接入速率
与已有的GSM电路交换系统有很多交互
GPRS系统基于标准的开放接口
GPRS体系结构图
Gf
Gi
Gn
Gb
Gc
Gp
Gs
MSC/VLR
M
S
BSS
TE
Internet
Um
Gr
HLR
Other PLMN
SGSN
Gd
SM-SC
SMS-GMSC
SMS-IWMSC
GGSN
EIR
SGSN
Gn
FR
SS7
ATM/
DDN/
ISDN/
Ethernet, etc
BG
GPRS
backbone
GGSN
X
.25
TE
Gi
CG
M
S
BSS
Um
Gb
GPRS MS
A类
可同时附着在GPRS网络和GSM网络上，并可同时进行分组交换业务和电路交换业务。
B类
可同时附着在GPRS网络和GSM网络上，但不能同时进行电路交换和分组交换业务。
C类
不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上，GPRS业务和电路交换业务，仅能选择其中一种业务，未选中业务的状态是断开状态，不能实现连接。
GPRS BSS的功能
分组无线资源管理功能(RLC/MAC协议功能)
系统消息广播
分组寻呼处理
无线信道配置
无线资源分配
无线链路监控
功率控制
信道编解码控制
小区重选控制
上行流量控制(无线QoS保证)
Gb接口处理功能
数据包在无线接口和Gb接口上的中继
移动性管理(小区更新规程)
下行流量控制(无线QoS保证)
GPRS BSS的实现形式
CCU
CCU
CCU
CCU
BSC
PCU
PCU
BSC
BTS
BTS
SGSN
Um
Abis
Gb
CCU=Channel Codec Unit
PCU= Packet Control Unit
SGSN
SGSN
PCU
BSC
CCU
CCU
Gb
A
B
C
CCU
CCU
BSC
BTS
SGSN
Um
Abis
CCU=Channel Codec Unit
PCU= Packet Control Unit
Gb
BSC
Pb
CCU
CCU
PCU
华为GPRS BSS的实现形式
BTS的分组处理功能
射频处理功能
无线接口物理层功能
信道编解码及其调整
分组逻辑信道映射
时间提前量自适应调整
上行链路测量
下行功率控制执行
G-Abis接口处理功能
RLC/MAC控制块和数据块的传输
与PCU的TDMA块同步机制
上行测量报告
传输校验
其它带内信令功能
独立PCU的功能
分组无线资源管理功能(RLC/MAC协议功能)
GPRS BSS的大部分分组无线资源管理功能
电路寻呼协调
Gb接口处理功能
数据包在无线接口和Gb接口上的中继
移动性管理(小区更新规程)
下行流量控制(无线QoS保证)
G-Abis接口处理功能
与GPRS BTS的相应功能
Pb接口处理功能
BSC与PCU之间的LAPD链路
BSC与PCU之间的层三信令
操作维护
无线资源管理
呼叫控制
BSC的分组处理功能
分组无线资源管理功能
分组信道配置
小区未配置PBCCH时的TBF建立规程
电路寻呼协调
G-Abis接口处理功能
G-Ais接口物理层交换
Pb接口处理功能
与PCU的相应功能类同
采用独立PCU的情形
内容提要
第一章 GPRS系统体系结构
第二章 GPRS网络接口
第三章 GPRS无线子系统
GPRS网络接口类型
GPRS 骨干网
SGSN
SGSN
GGSN
Gn
IP类接口
七号信令类接口
BSS
MSC
SMS-
GMSC
A
Um
PDP network
(IP/)
Gi
TE
MT
MS
HLR
Gs
Gr
Gd
Gc
Gb
数据传输平面
Application
Application
IP/X25
IP/X25
IP/X25
SNDCP
GTP
LLC
LLC
UDP/TCP
UDP/TCP
RLC
RLC
(BSSGP)
(BSSGP)
IP
IP
MAC
MAC
Frame
relay
Frame
relay
L2
L2
L2 (MAC)
Physical
Layer
Physical
Layer
Physical
Layer
Physical
Layer
Physical
Layer
Physical
Layer
Physical
Layer
MS
BSS
SGSN
GGSN
relay
relay
SNDCP
GTP
Um
Gb
Gn
Gi
MS-BSS/SGSN信令平面
GMM: GPRS Mobility Management
SM: Session Management
MS
BSS
SGSN
BSSGP
GMM/SM
LLC
RLC
MAC
GSM RF
GMM/SM
LLC
BSSGP
L1bis
Um
Gb
Network
Service
RLC
MAC
GSM RF
L1bis
Network
Service
Relay
relay
Um接口
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。
RLC/MAC：无线接口的媒体接入和链路控制功能。
LLC：在MS与SGSN之间提供一条可靠的逻辑链路用于数据传输。LLC协议可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。
SNDCP：层三传输协议，作为网络层与子网层的过渡，对IP/用户数据进行分段/组装、压缩/解压缩等处理。
GMM/SM：层三信令协议
Gb接口
L1bis：物理传输层，基于E1或T1
NS：基于帧中继，用于传送上层的BSSGP PDU
BSSGP：在传输平台上，该协议用于在BSS与SGSN之间提供一条无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QoS、路由等信息，处理寻呼请求，对数据传输实现流量控制。
内容提要
第一章 GPRS系统体系结构
第二章 GPRS网络接口
第三章 GPRS无线子系统
UM接口物理层
物理层
与GSM UM 接口第一层一致
相同的突发脉冲
与GSM相同的时隙分配
...
relay
UM
分组数据信道（PDCH）
分为分组业务信道和分组控制信道
分组业务信道(PDTCH)
并为单向业务信道
分组控制信道
广播控制信道：PBCCH
公共控制信道：PPCH，PRACH，PAGCH，
PNCH
专用控制信道：PACCH，PTCCH
PDCH的具体类型(除PRACH外)由RLC/MAC头和RLC/MAC控制消息类型确定
TCH
BCCH
PCH，RACH，AGCH，NCH
SACCH
分组逻辑信道
PDCH 帧结构
电路域中一个TDMA帧分为8个时隙
分配给GPRS 的时隙称为PDCH
多个时隙可组合为一个PDCH组，每PDCH组最多可包含8个时隙
无线资源分配和无线传输以无线块（BLOCK）为基本单位
一个52复帧包括12个无线块
一个无线块时长包括4个TDMA帧
UM接口帧结构
分组传输数据流
GPRS无线块结构
MAC header
T
PC
RLC Header
RLC data
BCS
User
data
RLC data block
Bloc
check
sequence
USF
USF
T
PC
RLC /MAC signaling information
BCS
MAC header
RLC /MAC control block
Bloc
check
sequence
Payload
Control
T：Block Type indicator PC：Power Control fields
Payload
数据传输原理
TBF：临时块流(Temporary Block Flow)，它是MS的RR实体和BSS的RR实体之间在进行数据传送时的一种物理连接。TBF只有在数据传送过程中才存在。
TFI：临时流标志(Temporary Flow Identity)，它是TBF的标志，TBF由TFI、数据传送方向唯一标志。TFI共五位比特，取值范围为0~31。同一TRX的不同信道可以使用同一TFI值，这一TFI可以标志同一TBF，也可以标志不同TBF；同一信道同一时刻任一TFI值唯一属于一个上行或下行TBF；同一MS的同时上下行TBF可以使用不同的TFI，也可使用相同TFI。
USF：上行链路状态标志(Uplink State Flag)，它用于动态分配模式下控制多个MS使用无线信道。USF共三位比特，取值范围为0~7。
临时块流
相对独立的上、下行链路资源分配方式
上行链路资源分配以上行状态标志(USF)寻址
下行链路资源分配以TFI寻址
上行链路资源分配方式
动态方式：MS根据USF来确定在每个PDCH上分配的块
固定方式：采用固定比特映射确定分配周期内中分配块
扩展动态：MS以一个USF来确定在多个PDCH上分配给的块
下行链路资源分配方式
动态分配和固定分配
动态和固定的区别在于为MS预留下行测量时间的方式不同
媒体接入方式
无线分组传输原理
一个PDCH可以为多个MS使用；一个MS可以同时使用多个PDCH
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B0
MS1
MS3
MS2
分组逻辑信道组合方式
分组逻辑信道（PDCH）可采用以下3种方式进行信道组合：
方式1：PBCCH＋PCCCH＋PDTCH＋PACCH＋PTCCH；
方式2：PCCCH＋PDTCH＋PACCH＋PTCCH；
方式3：PDTCH＋PACCH＋PTCCH。
在GPRS业务量不大的情况下，一般小区内GPRS与电路业务共用BCCH和CCCH。此时小区内仅需要信道组合方式3。
随着业务量的增大，小区内需要配置分组公共信道，需要增加信道组合方式1和2。
MS的多时隙能力
MS多时隙能力的概念
定义要素：最大接收时隙数（下行时隙）、最大发射时隙数（上行时隙）、最大总时隙数
定义：多时隙能力等级1－29；等级数越大，多时隙能力越强
影响MS多时隙能力的因素
是否能同时发送和接收（取决于是否有多于一个的收发信机）
考虑MS做邻近小区测量、收发信机发射准备、收发信机接收准备等时间要求
跳频对时间要求影响的考虑
实现时的目标市场细化的考虑
BSS应根据MS的多时隙能力、请求的QoS以及当前资源配置情况进行最优资源分配。
分组数据信道的编码方式
不同的编码方式其传输速率不同、容错能力不同
GPRS四种定义了CS-1至CS-4四种信道编码方式
数据速率依次为 Kbps, Kbps, Kbps， Kbps
CS-1与SDCCH的信道编码相同；CS-1，CS-2所要求的C/I与电路型基本相同，可覆盖小区的90％－100％；CS-3较高；CS-4对C/I要求很高，需要良好的无线环境
网络根据对无线传输的实时监测结果调整信道编码模式
不同的时隙可选择不同的信道编码方式
当无线传输质量较好时，应采用效率更高的编码方式
分组无线信道配置
采用静态PDCH的原因
保证小区中的GPRS MS时常在线
保证GPRS业务一定的QoS
采用动态PDCH的原因
GPRS与GSM共享无线资源
一方面要考虑无线资源的最优利用，另一方面，要优先保证话音业务的QoS
一个小区中的分组交换业务与电路交换业务的比例时常在变化
动态PDCH对话音业务不可见
一般原则
小区内配置适量的静态PDCH 以保证MS正常附着在GPRS网络上，同时保证一定的GPRS业务QoS
根据GPRS业务量预测配置适量的动态PDCH，在运行过程中根据小区业务状况调整为TCH或PDCH使用
电路交换业务可以抢占GPRS业务所使用的信道
小区重选
小区重选方式由“网络控制命令”的模式来决定：
NC0：与GSM一样
NC1：由MS直接控制，并给网络提供下行测量报告
NC2：网络根据MS提供的下行测量报告直接控制
NC1和NC2的好处
MS的自动小区重选行为很大程度上只是对该MS最优
网络子系统对整个网络有全局的了解，由网络子系统控制所有MS的重选行为，有利于全网最优运行
NC1和NC2的难点
下行测量与MS多时隙能力的交错
下行测量报告规程与网络资源分配的交错
网络子系统必须支持NC0，并逐步支持NC1和NC2
GPRS中无切换的概念
引入新的小区选择标准C31和C32
规程举例（一）
Channel Request
Immediate Assignment
MS
BSS
RLC/MAC data block
CCCH上的分组接入规程
RACH
AGCH
PDCH
规程举例（二）
Packet Channel Request
Packet Uplink Assignment
RLC/MAC data block
MS
BSS
PCCCH上的分组接入规程
PRACH
PAGCH
PDCH
规程举例（三）
Paging Request
Channel Request
Immediate Assignment
MS
BSS
SGSN
Paging PS
RLC/MAC data block
LLC PDU
CCCH上的寻呼规程
PCH
RACH
AGCH
PDCH
分组规程举例（四）
PCCCH上的寻呼规程
Packet Paging Request
Packet Channel Request
Packet Uplink Assignment
MS
BSS
SGSN
Paging PS
RLC/MAC data block
LLC PDU
PPCH
PRACH
PAGCH
PDCH
GPRS MS状态
空闲(Idle)状态：
用户未连到GPRS用户移动性管理(MM)
MS和SGSN Context不包含该用户的有效位置及路由信息
GPRS MS不可及
保持(Standby)状态：
用户被连到移动性管理，MS和SGSN为用户建立MM Context
SGSN MM Context中包含GPRS RA信息
MS可接收寻呼，但不能进行数据传送
就绪(Ready)状态：
MS执行移动性管理程序，网络获知用户小区位置信息
MS可以发送和接收数据
MM Context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
会话管理和路由主要功能
PDP上下文激活：MS发起或网络发起，PDP上下文状态迁移为ACTIVE
鉴权
SGSN经过APN分析推导出GGSN地址
QoS协商、地址分配、启动计费等
PDP上下文修改： PDP上下文中的某些参数（如服务SGSN、QoS）需要改变时执行该规程
PDP上下文去激活：MS发起或网络发起，PDP上下文状态迁移为INACTIVE
删除PDP上下文
回收动态PDP地址
Idle
GPRS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 MS 小区位置信息
Standby
获知 MS 路由区位置信息
Thank You
时隙编码GMSK和8PSK方式选取？？？？？
不同载频是否能捆绑信道？
NC1?NC0?C31,C32?
