从2G到3G演进的中介技术GPRS
发布时间:2008/8/30 0:00:00 访问次数:546
1引言
在全球所有的第二代移动通信中,gsm通信网络的使用人数最多,中国目前的大部分移动通信网络就是gsm系统。由于最初的gsm标准主要是考虑支持语音业务和少量电路交换方式的数据业务,因此gsm网络的语音通信是电路交换方式。20世纪90年代以后,随着互联网技术的迅猛发展,人们开始想到了移动互联网,希望能通过手机享受各种高速数据业务(包括收发email、进行internet浏览等)。正是在这样的社会需求下,欧洲电信标准化组织(etsi)及时在gsm系统的基础上制定了一套移动数据通信技术标准,使gsm与internet相结合 ,重组的新网络称为通用分组无线业务(general packet radio service,gprs)。显然该网络既有电路交换又有分组交换,后称2.5g系统。2000年以后,该技术的标准化工作被转移到3gpp。
由于gprs只是在现有gsm网络的基础上叠加了一个新的网络,通过在新的网络上增加一些硬件设备并同时对原有网络进行软件升级,形成了一个新的网络逻辑实体,以提供端到端、广域的无线ip连接。因此,笔者从人们熟知的gsm网络(如图1所示)入手,进而讨论gprs网络(如图2所示)的形成,最后分析了gprs网络技术在移动通信的演进过程中所处的地位及其发展前景。
2gprs网络的形成及特点
2.1gsm的网络设施
图1给出了gsm系统的典型网络结构。
图1中网络构成的实体为:
(1)ms:移动台,用户的移动终端。
(2)bss:基站子系统,包括一个基站控制器bsc和多个基站收发台bts。其中bts负责与移动台通过空中接口进行通信;bsc负责控制一个或多个bts。
(3)msc:移动交换中心,负责一个或多个bss。完成对ms的移动性管理和业务以及与pstn 的交换。
(4)hlr,vlr:分别负责记录在本地注册的用户信息和漫游到本地的外地用户信息。msc通 过这2个数据库来实现对用户移动性的管理和对用户业务的正确交换。
(5)eir,auc:移动设备和用户认证中心,负责对用户权限的管理。
显而易见,gsm无线网络的核心为msc,并由msc,vlr和hlr完成语音通话的电路交换业务的移动台接入和移动性管理。
2.2gsm的重组新网络gprs网络系统
gprs移动通信系统是针对gsm进行改进而来,而这种改进并不彻底,他们对空中接口并不改动,只是通过一些新的定义对核心网进行了大的改动,使得第二代系统能够支持分组业务接入internet。
2.2.1gprs的网络结构
为了实现“gsm+internet”的方略,形成了图2所示的网络结构。
新增的功能模块主要包括:
(1)移动台(ms) 必须是gprs或gprs/gsm双模移动台。因为原有的gsm网络只作为语音通话来用;将gsm升级到gprs网络后,由于gprs网络内的ms具备传输语音的电路交换以及传输数据的分组交换两种方式,为此功能与用途更加多样化。
(2)将原有的gsm基站(bss)子系统作了相应的软硬件扩展。由于基站收发台bts仍只与基 站控制器bsc连接,没有增加新的硬件接口,仅在bts上增加了软件单元(ccu),显然gsm网络原有的bts能同时用于gprs网络。bsc仍然同时连接许多bts,为增设数据分组的处理能力,bsc不仅需要软件升级,还要增加与sgsn连接的新的分组控制单元 (pcu) 硬件接口。
在gprs网络中,ms发出的无线信号为数据或语音两种方式,此时由bts负责识别信号的数据 形态:若仅为语音信息,则由bsc将数据传输到msc(他扮演着语音交换机的角色);若含有数据信息,则由bsc中的pcu新接口,从话音业务中分离出数据业务,并将数据传输到sgsn,以控制无线信道的分配。
(3)对于交换机(ss)子系统(如hlr,vlr,msc等),只需在原有的设备中加入支持gprs网 络的软件。
(4)在核心网络引入sgsn(serving gprs support node,gprs业务支持节点)和ggsn( gataway gprs support node,gprs网关支持节点)两个新的网络设备节点,进而在以语音业务为主的基础上增加了数据业务。在gprs网络中,通常由单一的sgsn负责某一区域网络的服务,电信运营商的plmn中包括许多的sgsn
1引言
在全球所有的第二代移动通信中,gsm通信网络的使用人数最多,中国目前的大部分移动通信网络就是gsm系统。由于最初的gsm标准主要是考虑支持语音业务和少量电路交换方式的数据业务,因此gsm网络的语音通信是电路交换方式。20世纪90年代以后,随着互联网技术的迅猛发展,人们开始想到了移动互联网,希望能通过手机享受各种高速数据业务(包括收发email、进行internet浏览等)。正是在这样的社会需求下,欧洲电信标准化组织(etsi)及时在gsm系统的基础上制定了一套移动数据通信技术标准,使gsm与internet相结合 ,重组的新网络称为通用分组无线业务(general packet radio service,gprs)。显然该网络既有电路交换又有分组交换,后称2.5g系统。2000年以后,该技术的标准化工作被转移到3gpp。
由于gprs只是在现有gsm网络的基础上叠加了一个新的网络,通过在新的网络上增加一些硬件设备并同时对原有网络进行软件升级,形成了一个新的网络逻辑实体,以提供端到端、广域的无线ip连接。因此,笔者从人们熟知的gsm网络(如图1所示)入手,进而讨论gprs网络(如图2所示)的形成,最后分析了gprs网络技术在移动通信的演进过程中所处的地位及其发展前景。
2gprs网络的形成及特点
2.1gsm的网络设施
图1给出了gsm系统的典型网络结构。
图1中网络构成的实体为:
(1)ms:移动台,用户的移动终端。
(2)bss:基站子系统,包括一个基站控制器bsc和多个基站收发台bts。其中bts负责与移动台通过空中接口进行通信;bsc负责控制一个或多个bts。
(3)msc:移动交换中心,负责一个或多个bss。完成对ms的移动性管理和业务以及与pstn 的交换。
(4)hlr,vlr:分别负责记录在本地注册的用户信息和漫游到本地的外地用户信息。msc通 过这2个数据库来实现对用户移动性的管理和对用户业务的正确交换。
(5)eir,auc:移动设备和用户认证中心,负责对用户权限的管理。
显而易见,gsm无线网络的核心为msc,并由msc,vlr和hlr完成语音通话的电路交换业务的移动台接入和移动性管理。
2.2gsm的重组新网络gprs网络系统
gprs移动通信系统是针对gsm进行改进而来,而这种改进并不彻底,他们对空中接口并不改动,只是通过一些新的定义对核心网进行了大的改动,使得第二代系统能够支持分组业务接入internet。
2.2.1gprs的网络结构
为了实现“gsm+internet”的方略,形成了图2所示的网络结构。
新增的功能模块主要包括:
(1)移动台(ms) 必须是gprs或gprs/gsm双模移动台。因为原有的gsm网络只作为语音通话来用;将gsm升级到gprs网络后,由于gprs网络内的ms具备传输语音的电路交换以及传输数据的分组交换两种方式,为此功能与用途更加多样化。
(2)将原有的gsm基站(bss)子系统作了相应的软硬件扩展。由于基站收发台bts仍只与基 站控制器bsc连接,没有增加新的硬件接口,仅在bts上增加了软件单元(ccu),显然gsm网络原有的bts能同时用于gprs网络。bsc仍然同时连接许多bts,为增设数据分组的处理能力,bsc不仅需要软件升级,还要增加与sgsn连接的新的分组控制单元 (pcu) 硬件接口。
在gprs网络中,ms发出的无线信号为数据或语音两种方式,此时由bts负责识别信号的数据 形态:若仅为语音信息,则由bsc将数据传输到msc(他扮演着语音交换机的角色);若含有数据信息,则由bsc中的pcu新接口,从话音业务中分离出数据业务,并将数据传输到sgsn,以控制无线信道的分配。
(3)对于交换机(ss)子系统(如hlr,vlr,msc等),只需在原有的设备中加入支持gprs网 络的软件。
(4)在核心网络引入sgsn(serving gprs support node,gprs业务支持节点)和ggsn( gataway gprs support node,gprs网关支持节点)两个新的网络设备节点,进而在以语音业务为主的基础上增加了数据业务。在gprs网络中,通常由单一的sgsn负责某一区域网络的服务,电信运营商的plmn中包括许多的sgsn
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