gprs协议栈功能解析.doc

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1、张冰涛舐冰涛，现任广州金鹏集团工程技术屮心技术支持部经理兼高级系统T程师。1998年4刀毕业于东北大学连轧自动化国家巫点实验室，并获T学硕士学位。同年加入金鹏集团有限公司，土要负责GSM、GPRS、CDMA的售前、售后技术支持工作和系统网络优化工作，曾先后负责江西联通GSM/CDMA网络的多期工程建设、网络优化和项冃管理T作和金鹏CDMAIXdjM太原试验局的设计、丁程建设、系统测试和验收T作。口前就读于华屮科技大学电子与通信专业工程硕士。一、移动数据业务的通用承载模型图一移动数据业务通用承载模型GPRS、WCDMA、CDMA2000都属于可漫游移动用八的承载

2、网络，都是在移动用户和远端数据网之间提供数据连接。本文将对作为…种移动数据业务承载网并且基于GSM的GPRS技术从协议栈的角度进行深入剖析。二、GPRS的网络结构和网元功能(1)GPRS的网络拓扑结构⑵GPRS各个网元的功能PCU的功能:该功能实体町以和BSC合设，也可以作为一个单独的网元，其和SGSNZ间的Gb接口为规范泄义的标准接口，和BSC之间的接口为内部接口。负责处理无线信道的数据业务；无线数据信道的管理和分配，允许多个用户接入同一无线资源；用户数据的斥缩、加密和转发；同时还具有功率控制、质量控制和选择信道编码方案的功能,其向GPRS数据核心网络屏蔽使

3、用的无线技术。图二GPRS网络结构SGSN的功能：是GPRS骨干网的巫要组成部份，是分组交换的核心部分，通过帧屮继和PCU相连。功能类同于GSM系统的MSC/VLR功能，SGSN不仅处理分组交换中的信令传输，同时也进行数据包的处理和传送。血向MS执行移动性管理、安全管理、介入控制和路由选择功能。即记录当前活动在该SGSN区域内的移动数据用八的有关信息，如位置信息，可以对当前用户信息进行修改、删除等；负责数据用户的Attach和Detach、位置更新、寻呼、鉴权、加密等；负责MS和SGSN之间逻辑链路的建立、维护和释放；负责路由的选择和信息的存储转发；产生原始计

4、费数据。GGSN的功能:GGSN内部维护GPRS骨干网,外部可以连接多个数据网如Internet、企业网、X.25网等，是GPRS#干网和外部数据网的网关；在GPRS数据网中的地位很类同于传统GSM网中的GMSC的地位；负责产生数据业务的原始计费数据。三、GPRS各个接口协议栈的功能所谓协议栈就是对信息进行多次封装和解封的过程，以便能够在不同的实体间传送信息。MAC媒体访问控制：MAC定义和分配空中接口的逻辑信道，并控制移动台接入这些共享的逻辑信道；mac是义的逻辑信道有公共控制信道PCCCH：控制信令；分组广播信道PBCCH：广播系统消息；分组业务信道PTC

5、H：传输分组数据；分组专用控制信道：功率控制、定时等。图三GPRS协议栈RLC无线链路控制：RLC将上层LLC的数据分段和重组以便在逻辑信道上传送;RLC通过选择性重传，向上层提供一个可靠的链路；它根据无线链路的传输能力将1527个字节（LLC帧的最大长度）按CS（codingscheme）切成不同的小块，以便进行卷积、交织等信道编码。LLC逻辑链路控制：LLC是MS和SGSN之间的协议。基于HDLC无线链路协议,传输能丿J1520个字节，加上7个开销字节，总共1527个字节；LLC向上层提供一个或多个由SAPI区别的、高度可靠无差错的、加密的逻辑链路（GMM

6、,SM,SNDCP等）；LLC与下层使用的无线接口协议无关，向下隔离无线网；下层GPRS无线接口协议的改变不会影响上层协议和网络子系统；对中断的帧可以进行错误检测和恢复；可以实现一对多点寻址（向多个MS发信息）；传送的信息可以有不同的优先级即顺序控制;流量控制等。LLC实现了下层不同协议的向上统一，是保证向3G平滑过渡的一个关键点。它（LLC）和SNDCP协议一起类同于CDMAIX网络中MS和PDSN之间的PPP协议的功能。SNDCP子网聚合协议：将外网的各种协议（IPv4、Ipv6、X.25等）格式统一为一种协议格式；用NSAPI区分不同的应用；移动台和SG

7、SN之间的IP数据包或X.25报文被分割成多个SNDC数据包单元以适应LLC的MTU的大小，数据包单元被放置到LLC帧内；完成数据的分段和巫装；对数据进行压缩，以节约空中接口带宽；负责TCP/IP头的乐缩；对数据进行加密等。NS网络服务协议：网络服务协议是基于帧中继网络的，包括网络层和链路层功能;在PCU和SGSN之间传送BSSGP协议的数据单元；PCU和SGSN可能经过多跳帧中继网；在BSS和SGSN之间要建立通过NSVC识别的逻辑帧中继链路，多个用八的LLC-PDU按负荷分担方式复用在这些虚电路上；该层还负责NS-VC的闭锁、解锁、复位、测试等NS・VC管

8、理功能。在PCU和SGSN的数据库中需