1、GPRS Gb接口培训,2002年6月 GMCC,GPRS 网络结构,BSC,TRAU,MSC/VLR,A,PCU,SGSN,GGSN,IP or X25 Network,Gb,BTS,PSTN ISDN,Gn,Gi,DEDICATED GPRS COMPONENTS,AbisAbis GPRS,Private IP network,Private Frame relay network,HLR,Gr,SGSN,Gp,Other PLMN,PCU的功能,PCU提供了异步包网络接口Gb和同步连接的无线接口的连接它管理无线接口的时隙分配它可以在BSC或SGSN端，也可以集成在BTS或BSC里,SG
2、SN 功能,移动性管理会话管理鉴权加密压缩,GGSN 功能,Gateway GPRS Support Node (GGSN) 提供外部包交换网络和GPRS网络之间的接口它在Gn接口上把从Internet到 GPRS Tunneling Protocol (GTP) 的IP包加上了封装,Gb结构,Gb接口是一个帧中继接口 其电路按BVC划分,GPRS网络各个接口的协议,GPRS protocol stacks in the BSS,RLCMAC,LLC,GMM /SM,SNDCP,SMS,Network Service,LLC,GMM /SM,SNDCP,SMS,BSSGP,RLCMAC,Net
3、work service,BSSGP,Relay,Um,Gb,IP,IP,UDP,TCP,ICMP,UDP,TCP,ICMP,SGSN,MS,HTTP - SMTP - FTP (etc),GSMRF,L1,L1,GSMRF,BSS,SAPI,TFI,TLLI,NSAPI,Gn interface protocol stack,GTP,L2,IP,IP,UDP,TCP,ICMP,GGSN,HTTP - SMTP - FTP (etc),L1,L1,TID (IMSI + NSAPI),Network service,BSSGP,UDP/TCP,LLC,GTP,SNDCP,Gn interfac
4、e,SGSN,UDP/TCP,IP,L2,L1,IP,UDP,TCP,ICMP,BSSGP 功能,从SGSN到PCU的LLC PDU的传送通过BVC和MS缓冲管理的流控制BVC 管理无线状态消息,BSSGP 过程,PS 和 CS 寻呼过程 Flush LL过程 Radio Status 过程 Suspend 过程 Resume 过程 Flow control (MS and BVC) 过程 BVC blocking and unblocking 过程 BVC reset 过程,Flush LL消息,当SGSN发现了MS在cell update或RA update的时候有小区变化时，会向旧的BV
5、C发送Flush LL。引发以下过程： 在一个NSE（例如一个BSC）内，在旧的BVCI中的同一个TLLI的LLCPDU会被删除或转送到TLLI附着的新的BVCI（小区）中 在不同的NSE的小区变化时，旧的TLLI中的LLC PDU会被删掉。 SGSN会给BSSGP层提供以下信息：TLLI，“旧的”BVCI，“新的”BVCI。如果没有“新的”BVCI，Flush LL PDU会被中断，从而指示删除旧的BVCI中的PDU。,Radio Status消息,有3种情况会引起Rdio Status 1MS离开了覆盖范围，Cause值是“Radio contact lost with MS” 2链路质量
6、太差以致不能维系通讯，Cause值是“Radio link quality insufficient to continue communication”. 3BSS要求MS做Cell reselection，Cause值是“cell-reselection ordered” 第1、 2种情况下，SGSN停止传送PDU到MS；第3种情况下，SGSN等待Cell update完成,BVC Block：,原因有： 1要对某个小区进行O&M 2BSS设备出现问题 3小区设备出现问题 4其他原因 当BSSBlock一个小区时，这个小区不能发送或接收消息，BSS向SGSN发送BVC Block消息，并启
7、动T1。BVC Block消息包含了BVCI和Cause值 SGSN收到BVC Block消息后，不再向此BVC发送消息，并向BSS 发送BVC Block ACK。BSS收到此消息后停止T1,Suspend，Suspend Ack,Suspend：如果MS希望GPRS业务暂停的时候，BSC就会向SGSN发送Suspend消息，同时T3启动。这个消息中包含了MS的TLLI和RASuspend Ack：SGSN向BSS发送的消息，BSS收到后停止T3。这个消息中包含MS的TLLI，RA和Suspend Reference Number（用做区分同一MS的不同Suspend）.,流控制过程,要考虑
8、无线接口上的吞吐量，PCU能报告一些手机和BVC缓冲区的特性两个缓冲区都有以下参数: 缓冲区的大小( kbytes) 泄漏速率 (kbit/s),BSSGP buffers,BSSGP,User data including TLLI,流控制参数,缓冲区大小 (bytes),Buffer leak rate (kbps),MS or BVC buffer,Flow Control illustration,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它独立于底层的无线接口,LLC discard消息
9、,BSS向SGSN发送的消息，显示数据已经在BSS中被删掉了。,LLC SAPI,LLC 向上层协议提供了6个服务接入点(SAP) 1 for GMM/SM 1 for SMS 4 for SNDCP (user data 1 to 4): 每一个代表不同级别的服务,LLC 帧结构,Address field,Control field,Information field,Frame Check Sequence (3 octets),8,7,6,5,4,3,2,1,8,7,6,5,4,3,2,1,PD,C/R,X,X,SAPI,RR DM DISC UA SABM FRMR XID ACK
10、RNR SACK I UI,User Identities (1): IMEI, IMSI, TMSI, P-TMSI,IMEI 和 TMSI 的定义是和GSM一样的IMSI: 一个对国际移动用户的唯一验证P-TMSI: 32比特，在每一个GPRS-attached的手机分配。,User Identities (2): TLLI,TLLI 是用于在RLC/MAC和BSSGP层识别手机32位解码TLLI有4个范围: Local: 源自SGSN分配的P-TMSI号码，只有在和P-TMSI关联的RA中有效。 Foreign: 源自另一个routing area分配的P-TMSI。当手机进入一个新的R
11、A和手机没有进入新的RA但有Attach进程时使用,User Identities (3): TLLI,Random: 当手机没有正确的P-TMSI或手机发生一个匿名接入时，手机随机产生Auxiliary: 由SGSN产生，用于清楚地识别一个AA MM和PDP context.,User Identities (4): TLLI,LLC PDU 传送,通过BVCI，一个BSSGP虚拟通道识别一个小区。每一通道和一个缓冲器有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,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
12、服务来传送消息一个GMM context 对应手机和SGSN保存的信息,GMM contexts,当向SGSN做一个GPRS attach时就产生了一个 GMM context手机提供了它的验证信息 (P-TMSI 或 IMSI)能执行GPRS/IMSI组合的Attach 或 Detach 在手机达到一定时间后，会产生固有的Detach,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
13、 流程 Cell update,手机状态 (non anonymous case),IDLE,READY,STANDBY,GPRS Attach,READY Timer,GPRS Detach,PDU transmission/ reception,Cell changes,RA updates,Implicit Detach,手机状态 IDLE (GPRS) 状态,网络没有找到手机PLMN 和 GPRS 小区选择是由手机完成的手机应该执行GPRS attach进程来建立一个GMM context和进入READY状态,手机状态 STANDBY 状态,手机可能收到PTM-M (MultiPoin
14、t) 和 PTM-G (Group) 数据手机可能通过SGSN收到CS服务信息当手机进入一个新的RA时，执行Routing Area (RA) 和 GPRS cell (re-)selection 和通知SGSN（当小区改变时，不会通知SGSN）,手机状态 STANDBY 状态(续),手机能初始化激活或解除PDP contextsSGSN可能在MS所在区域发送一个Paging Request, 之后MS就会变成READY 状态当MS被初始化一个 GPRS Detach 进程或超过一定时间后就会变成IDLE状态,手机状态 READY 状态,手机提供给网络以下信息，手机在一个RA中用 Cell U
15、pdate进程或RA变化后用 Routing Area Update进程来给网络提供实际选择的小区GPRS cell (re-)selection是由手机做出的或者由网络随意控制的MS 可以发送和接收 PDP PDUMS可能激活或退出 PDP contexts,手机状态 READY 状态(续),当READY状态超时后，手机变成STANDBY状态用 GPRS Detach 进程初始化后，手机变成IDLE状态,GPRS Attach,在发送数据前，SGSN必须知道MS的存在它用GMM协议和SGSN一起执行了一个GPRS attach过程然后一个GMM context 在手机和SGSN里都建立起来在
16、接入前，手机是IDLE状态，接入后，手机是READY状态,GPRS Attach 图解,IMSI or (RAI+P-TMSI), Multislot capability, Attach type, .,Allocated P-TMSI, .,RA Update 进程,GPRS Detachment,在GPRS Detach过程后，手机从READY状态回到IDLE状态这个过程可以由手机或网络发起Detach的类型可以是GPRS only, IMSI only 或两者一起如果GPRS Detach不是由于和手机的联系中断，网络会向手机发送一个 GPRS Detach Accept消息,PDP
17、contexts会话管理,在数据传送或接收前必须激活一个PDP context一个PDP context和一个手机及一个 NSAPI有关,激活PDP Context,在一个手机订阅了GPRS服务后，一些PDP CONTEXT就能在MS，SGSN，GGSN里定义在发送数据之前，必须激活一个 PDP context在手机接入后，在任何时间都可以激活PDP context,激活PDP Context 过程,NSAPI, APN, LLC SAPI, requested QOS, PDP address, .,LLC SAPI, negotiated QOS, PDP address, .,解除PDP
18、 Context,解除PDP Context 有3种情况: 在解除命令后 在超过了一定时间后 在解除GPRS服务后,手机,Class A 同时的话音和数据业务 要求两条无线链路Class B 话音和数据业务之中选一 大量的市场应用 复杂Class C 手动从GSM切换到GPRS 简单,LLC, GMM/SM and SNDCP,RLCMAC,LLC,GMM /SM,SNDCP,SMS,Network Service,LLC,GMM /SM,SNDCP,SMS,BSSGP,RLCMAC,Network service,BSSGP,Relay,Um,Gb,IP,IP,UDP,TCP,ICMP,UD
19、P,TCP,ICMP,SGSN,MS,HTTP - SMTP - FTP (etc),GSMRF,L1,L1,GSMRF,BSS,SAPI,TFI,TLLI,NSAPI,SNDCP 功能,The Sub-Network Dependent Convergence Protocol 提供了到用户服务的透明协议它执行分割和重组SNDCP通过压缩技术提高信道效率它通过使用N-SAPI，把从使用LLC层提供的服务的不同数据源复合在一起,SNDCP N-SAPI,SNDCP,LLC,NSAPI,SAPI,Packet Data Protocol,Packet Data Protocol,Packet Data Protocol,N-SAPI指出了使用SNDCP的PDP的PDP context,Temporary Block Flow,要在无线接口上传送包，就要在手机和PCU间建立一条电路这条电路叫Temporary Block Flow (TBF)，它由一个Transfer Flow Identifier (TFI)识别LLC PDU被分割为无线块，每一无线块由一个Block Sequence Number (BSN)识别,
