GPRS - 架构



GPRS 架构的工作原理与 GSM 网络相同,但增加了允许分组数据传输的实体。该数据网络与第二代 GSM 网络重叠,提供 9.6 至 171 kbps 的分组数据传输速率。除了分组数据传输外,GSM 网络还允许多个用户同时共享相同的空中接口资源。

以下是 GPRS 架构图

GPRS Architecture

GPRS 试图尽可能地重用现有的 GSM 网络元素,但为了有效地构建基于分组的移动蜂窝网络,需要一些新的网络元素、接口和协议来处理分组流量。

因此,GPRS 需要对许多 GSM 网络元素进行修改,如下所示

GSM 网络元素 GPRS所需的修改或升级。
移动台 (MS) 需要新的移动台才能访问 GPRS 服务。这些新终端将与 GSM 向后兼容,用于语音呼叫。
BTS 现有基站收发信机 (BTS) 需要软件升级。
BSC 基站控制器 (BSC) 需要软件升级并安装新的硬件,称为分组控制单元 (PCU)。PCU 将数据流量引导到 GPRS 网络,并且可以是与 BSC 关联的独立硬件元素。
GPRS 支持节点 (GSN) GPRS 的部署需要安装新的核心网络元素,称为服务 GPRS 支持节点 (SGSN) 和网关 GPRS 支持节点 (GGSN)。
数据库 (HLR、VLR 等) 网络中涉及的所有数据库都需要软件升级,以处理 GPRS 引入的新呼叫模型和功能。

GPRS 移动台

需要新的移动台 (MS) 来使用 GPRS 服务,因为现有的 GSM 手机无法处理增强的空中接口或分组数据。可以存在各种 MS,包括支持高速数据访问的当前手机的高速版本、嵌入 GSM 手机的新型 PDA 设备以及用于笔记本电脑的 PC 卡。这些移动台可向后兼容,以便使用 GSM 进行语音呼叫。

GPRS 基站子系统

每个 BSC 都需要安装一个或多个分组控制单元 (PCU) 并进行软件升级。PCU 为基站子系统 (BSS) 提供用于分组数据流量的物理和逻辑数据接口。BTS 也可能需要软件升级,但通常不需要硬件增强。

当用户移动设备发起语音或数据流量时,它将通过空中接口传输到 BTS,然后从 BTS 传输到 BSC,其方式与标准 GSM 呼叫相同。但是,在 BSC 的输出端,流量将被分离;语音将按照标准 GSM 发送到移动交换中心 (MSC),而数据将通过 PCU 通过帧中继接口发送到名为 SGSN 的新设备。

GPRS 支持节点

添加了以下两个新组件,称为网关 GPRS 支持节点 (GSN) 和服务 GPRS 支持节点 (SGSN)

网关 GPRS 支持节点 (GGSN)

网关 GPRS 支持节点充当外部网络的接口和路由器。它包含 GPRS 移动设备的路由信息,用于通过基于 IP 的内部骨干网将数据包隧道到正确的服务 GPRS 支持节点。GGSN 还收集与使用外部数据网络相关的计费信息,并且可以充当传入流量的分组过滤器。

服务 GPRS 支持节点 (SGSN)

服务 GPRS 支持节点负责对 GPRS 移动设备进行身份验证、在网络中注册移动设备、移动性管理以及收集有关使用空中接口的计费信息。

内部骨干网

内部骨干网是基于 IP 的网络,用于在不同的 GSN 之间传输数据包。SGSN 和 GGSN 之间使用隧道技术,因此内部骨干网不需要有关 GPRS 网络外部域的任何信息。从 GSN 到 MSC、HLR 或 EIR 的信令使用 SS7 进行。

路由区

GPRS 引入了路由区的概念。该概念类似于 GSM 中的位置区,但通常包含较少的单元格。由于路由区小于位置区,因此在广播寻呼消息时使用的无线电资源较少。

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