GPRS技术

slfsmt

GPRS技术（二）
张力军
　　随着因特网应用范围的迅速扩大，人们对移动数据通信业务的需求不断增大，这使得GPRS设备市场不断升温。GPRS是一种基于GSM的新型移动分组数据承载业务，与目前的非话音移动业务相比，能够有效地提高频谱利用率和容量。上讲介绍了GPRS网络结构、功能及业务，本期介绍空中接口与无线资源管理。
　　7 空中接口概述
　　通用分组无线业务(GPRS)空中接口(Um)是移动台(MS)与GPRS固定网络之间的接口。MS通过该接口接入GPRS网络，并通过GPRS网络与Internet、X.25分组数据网和ATM网络相连。GPRS网络通过该接口向MS提供分组数据业务。无线资源管理(RRM)负责对无线信道分配与维护，使GSM无线资源由电路模式业务(如语音和数据)与GPRS共享。GPRS空中接口协议栈如图3所示。空中接口协议的主要处理功能是MS与BSS之间在物理层和RLC/MAC层上的通信。空中接口还包括逻辑链路控制(LLC)和子网相关会聚协议(SNDCP)层。

图3　空中接口协议栈
　　7.1 空中接口数据流
　　在空中接口协议栈中，应用层数据需通过网络层到物理层的各层进行相应的数据变换处理，变换成比特流在物理信道上传输。
　　各层的数据变换简述如下：
•        网络层(如IP/X.25)将网络层分组数据(N－PDU)传送到SNDCP层；
•        SNDCP层将N－PDU处理成段送至LLC层；
•        LLC层将上层的段作为信息数据，加上帧头(FH)和帧校验序列(FCS)形成帧，再送至下层；
•        RLC/MAC层将帧分段，加上块头(BH)和块校验序列(BCS)形成RLC块，再送至物理层；
•        物理层有两个子层：PLL(物理链路子层)和RFL(物理射频子层)。PLL对RLC块进行信道编码形成无线块(Radio Block)，映射成突发(Burst)，加在物理信道(时隙)上，再由RFL调制到射频载波上发送。
　　7.2 有关协议层功能的说明
　　GPRS MS的无线分组数据接入的机理主要涉及RLC/MAC和RRM的功能以及信道的概念，这里先简要介绍SNDCP、LLC和物理层的基本功能。
　　(1) SNDCP层
　　SNDCP层在LLC层之上，支持网络层多个协议实体共享一条数据链路连接，亦即在网络相关业务与网络无关协议之间起映射作用。SNDCP的功能包括：网络层各协议数据复接、压缩、分段、加密等。SNDCP有确认与非确认两种数据传送模式。
　　(2)LLC层
　　LLC层在MS与网络(SGSN)之间提供高可靠性的逻辑链路。它支持空中接口上多个MS以及MS网络层上的多个协议实体。LLC的功能主要有：
&#8226;        支持多个逻辑链路连接，每个连接由DLCI(数据链路连接标识)标识。DLCI由<SAPI，TLLI>来定义，其中SAPI为LLC层与SNDCP层协议实体连接的服务接入点标识，TLLI为暂时逻辑链路标识。
&#8226;        对逻辑链路上的帧顺序控制。
&#8226;        对逻辑链路上的差错(包括传输、格式处理和操作的差错)进行检测与恢复。
&#8226;        对不可恢复的差错进行通知。
　　(3)物理层
　　RFL子层的功能是射频信号发送和接收、调制解调。PLL子层在RFL之上，为MS与网络的连接提供物理信道，并支持多个MS共享一个物理信道。PLL具有通信和控制两种功能：通信功能包括逻辑信道的复接和映射、信道编码、加密、物理链路的拥塞控制等；控制功能包括无线子系统的同步、无线链路信号质量监测、发送功率控制、节电控制等。
　　8 逻辑信道与物理信道
　　8.1 逻辑信道
　　GPRS无线子系统中的逻辑信道有两种类型：业务信道和控制信道(或信令信道)。后者又分为PBCCH(分组广播控制信道)、PCCCH(分组公共控制信道)和PDCCH(分组专用控制信道)3种。各种逻辑信道的功能如下。
　　(1)业务信道
　　PDTCH(分组数据业务信道)：单向(上行或下行)传送GPRS数据业务信息。
　　(2)控制信道
&#8226;        PBCCH：广播分组数据专用的系统信息；
&#8226;        PCCCH：传送分组数据的公共控制信令，该信道又分为PRACH(分组随机接入信道，上行)，用于MS请求接入网络时，以突发形式发送数据和信令；PPCH(分组寻呼信道，下行)，在下行分组传送之前利用该信道寻呼MS；PAGCH(分组接入准许信道，下行)，在分组传送建立阶段即分组传送之前，利用该信道发送资源分配消息给MS；PNCH(分组通知信道，下行)，在PTM－M分组传送之前，利用该信道发送一个PTM－M通知给一组MS。
&#8226;        PDCCH：分组专用控制信道，该信道又分为PACCH(分组随路控制信道)，传送与MS有关的信令信息，如确认、功率控制、资源分配与再分配等，PACCH与PDTCH共享当前分配给一个MS的资源；PTCCH(分组定时提前量控制信道)，传送定时信息，使MS与基站能比较准确地估计时延以正确接收信息，PTCCH又分为两种：PTCCH/U(上行)使基站(BTS)能准确估计一个MS的时延；PTCCH/D(下行)用于多个MS同时更新传输时延。
　　8.2 物理信道
　　GSM/GPRS系统中每个载频上的比特流都被均匀划分成持续4.615ms(即1 250bit)的TDMA帧。每个TDMA帧再被均匀分成8个时隙，分别用时隙号(TN) 0至7表示，每个时隙持续567.9μs，即156.25bit。每个时隙对应于一个物理信道。由于GSM中引入了慢跳频技术，以提高抗多径干扰的能力，所以一个物理信道是由一系列TDMA帧、一个时隙号(TN)和一个跳频序列所定义。物理信道以分组形式传送信息(如数据业务和信令)，故称为PDCH(分组数据信道)。在GPRS中PDCH的组织采用52帧复帧(约240ms)结构。
　　每个时隙中的内容称为突发。GSM/GPRS系统中共有4种不同的突发：常规突发(NB)，承载所有业务信息和大部分信令信息；接入突发(AB)，用于MS建立与BTS的首次连接或越区切换；频率校正突发(FB)以及同步突发(SB)。
　　8.3 逻辑信道的复接和映射
　　在GPRS中物理信道的分配由RRM实体控制。逻辑信道的复接和映射以52帧复帧为基础，由RLC/MAC层控制(间接由RRM实体控制)，被动态映射在52帧复帧中，其形式比较灵活，也比较复杂，尤其是分组数据业务信道(PDTCH)和分组随路控制信道(PACCH)的复接和映射基本上是动态的，随时按需分配。
　　8.4 逻辑信道编码方案
　　在逻辑信道上传送的信息帧首先要经过编码，形成一系列数据块，然后再经过交织，加上盗用标志，加密后映射到相应的突发再传送。
　　GPRS有4种编码方案(CS1～CS4)，如表1所示。GPRS分组数据业务信道采用CS1～CS4,分组控制信道中除PRACH和PTCCH/U外均采用CS1。MS采用4种方案，而网络只用CS1。
表1　信道编码方案
解码方案        码率        USF        预编码的USF        RLC块（去掉BCS和USF）        BCS        尾比特        编码比特        截去比特        数据速率
(kbit/s)
CS1        1/2        3        3        181        40        4        456        0        9.05
CS2         2/3        3        6        268        16        4        588        132        13.4
CS3         3/4        3        6        312        16        4        676        220        15.6
CS4        1        3        12        428        16        -        456        -        21.4
　　信道编码操作分为4步：(1)为信息位检错加上块校验序列(BCS)；(2)对于CS2～CS4，对USF(上行状态标志)进行预编码；(3)添加尾比特；(4)对于CS1～CS3进行码率为1/2的卷积编码，再截短，最终形成456比特的无线块。
　　CS1～CS4的交织过程完全相同，各种控制信道和分组数据业务信道都采用块交织，这是因为这些信道的分配是动态的或者信道映射比较分散，使相邻突发出现时间间隔很长，为了控制传输时延，数据块要连续映射在信道上。
　　9 无线资源管理(RRM)
　　9.1 GPRS无线资源分配
　　RRM实体驻留在RLC/MAC层中，它负责对无线信道分配与维护，无线资源由电路业务(如语音和数据)与GPRS共享，即物理信道PDCH按“容量指配”原则进行动态分配，具体说明如下：
&#8226;        主从原则：至少一个PDCH作为主信道提供给PCCCH，以携带所有必要的控制信令来起始分组传送；其余的PDCH作为从信道，用作用户数据和专用信令的传送。
&#8226;        容量指配原则：GPRS并不永久占有PDCH，而是根据分组传送的实际需要来分配GPRS的容量。网络管理者也可以永久或暂时分配某些PDCH给GPRS。当GPRS负荷过重而引起PDCH拥塞且小区中有富余的资源时，网络能够分配更多的PDCH给GPRS。
　　9.2 PDCH的复帧结构
　　在GPRS中逻辑信道在物理信道PDCH上的映射是以52帧复帧结构为基础的，逻辑信道被动态映射到52帧复帧中，该复帧被划分为12个复帧块(B0～B11)、2个空闲帧和2个PTCCH帧，每块有4帧，每帧有8个时隙，每个时隙携带一个突发，如图4所示。

图4　52帧复帧结构
　　不同的逻辑信道可以共享一个物理信道PDCH。除PTCCH外，PDCH的共享是以无线块为基础的，一个无线块长456比特，包含4个连续的突发。B0块必须分配给PBCCH。PRACH根据PBCCH广播的信息参数动态(或固定)地映射到PDCH上。GPRS逻辑信道在52帧复帧中映射的概况如表2所示。
表2　GPRS逻辑信道映射到52帧复帧中PDCH上的概况
逻辑信道类型        逻辑信道        方向        功能        在52复帧上的映射
PDTCH        PDTCH        上下行        数据业务        1-8个PDCH
PBCCH        PBCCH        下行        广播        1或多个PDCH
PCCCH        PRACH        上行        随机接入        1或多个PDCH
        PPCH        下行        寻呼        1或多个PDCH
        PAGCH        下行        接入准许        1或多个PDCH
        PNCH        下行        组播        在PCCCH上1或多块
PDCCH        PACCH        上下行        随路控制        以块为基础动态分配
        PTCCH/U        上行        上行定时        2个指定帧
        PTCCH/D        下行        下行定时        2个指定帧
　　9.3 无线资源(RR)操作模式
　　RRM是由RR操作模式来表征的。RR操作模式有两种：
&#8226;        分组空闲模式：在该模式下，RLC层无TBF(暂时数据块流)存在。当上层要求传送LLC PDU时，启动TBF建立，并转移到分组传送模式。
&#8226;        分组传送模式：在该模式下，MS被分配RR可在一个或多个PDCH上提供TBF，可以连续传送LLC PDU。
　　10 RLC/MAC层
　　10.1 RLC/MAC的功能
　　媒体访问控制子层(MAC)的基本功能是对多个MS接入通信媒质进行有效的接入控制管理，具有如下功能：
?复接控制：在上下行链路上对数据和信令进行有效的复接控制。下行链路由一个调度机制来控制复接；上行链路由各用户的媒质分配(媒质接入模式)控制。
&#8226;        碰撞控制：包括碰撞检测和恢复。在上行链路上采用基于预留的时隙ALOHA协议进行控制，提高接入效率。
&#8226;        优先权处理。
　　10.2 RLC/MAC 操作模式
　　RLC/MAC有两种操作模式：
&#8226;        确认模式：利用TBF中的RLC块序列编号(BSN)，采用选择性自动请求重发(ARQ)重传机制，保证RLC数据块传输的可靠性。
&#8226;        非确认模式：无重传机制。
　　10.3 复接控制原理
　　复接控制涉及以下3个参数：
&#8226;        TBF(暂时数据块流)：TBF是RLC/MAC层中两个RR对等实体之间的物理连接，它支持LLC PDU在一个或多个PDCH上单向传送。TBF由携带LLC PDU的RLC块组成，TBF是暂时的，仅在数据传送时存在。
&#8226;        TBI(暂时数据块流标识)：用来标识TBF，由网络分配TBI。
&#8226;        USF(上行链路状态标志)：USF用来控制多个MS在PDCH/U上复接。USF包含在每个下行PDCH的RLC块的头中。USF占3比特，有8种状态值，可用来预留上行链路资源给不同的MS，即允许多个MS共享一个上行PDCH，并控制它们轮流发送,从而实现多个MS在一个物理信道上的复用。
　　复接由下列3种媒质接入模式所控制：
&#8226;        动态分配模式:当MS检测到一个已分配PDCH上的USF值时，MS在同一个已分配PDCH上发送一个块或一个4块序列(发送块的数量由表征上行链路TBF的参数USF_GRANULARITY控制)。
&#8226;        扩展动态分配模式: MS顺序监测所有被分配的PDCH，当MS检测到一个已分配PDCH上的USF值时，MS在同一个已分配PDCH和所有编号更高的已分配PDCH上发送一个数据块或一个4块序列。该模式允许上行链路有更高吞吐量。
&#8226;        固定分配模式: 每个MS被分配给固定的无线资源而不分配USF。
　　任何GPRS网络都必须支持动态分配模式和固定分配模式,扩展动态分配模式对网络来说是可选的。同样MS也是如此。网络能判断MS的接入模式,保证两者相匹配。
　　11 移动台的分组数据传送
　　在MS进行分组数据传送之前必须先建立MS与网络之间的物理连接(即建立TBF),并以TBI来标识，在物理连接基础上的数据链路连接用TLLI来标识,然后进入分组数据传送阶段。MS与网络之间的分组数据传送可分3种情况：MS发起的(上行)、MS终接的(下行)和上下行同时。
　　11.1 MS发起的分组数据传送(上行)
　　(1) TBF建立阶段(上行接入阶段)
　　由MS在PCCCH上起始分组接入规程实现。当MS高层发出传送LLC PDU 请求时，则启动分组接入规程。该请求规定了与分组传送有关的参数(如吞吐量、RLC模式、无线优先权)，或者指出被传送的分组含有信令。
　　RLC/MAC层接收高层的传送LLC PDU请求后，在PRACH(或RACH)上向网络发送分组信道请求(Packet Channel Request)消息。网络在PAGCH(或AGCH)上做出响应。可以采用一阶段或二阶段分组接入法。
　　在一阶段接入中，网络接收到分组信道请求消息后，向MS发出分组上行链路分配(Packet Uplink Assignment)消息，在PDCH上预留资源用作上行无线块的传送。这种资源预留是根据分组信道请求消息中有关资源请求的信息进行的，可以在一个或多个PDCH上为TBF分配上行链路的资源。
　　在二阶段接入中，网络接收到分组信道请求消息后，也向MS发出分组上行链路分配消息，但预留资源只是用作MS发送分组资源请求(Packet Resource Request)消息。该消息携带上行分组传送所请求资源的全面描述。
　　网络收到该消息后，向MS发出分组上行链路分配消息，为上行分组传送预留资源，并定义有关分组数据传送的参数(如媒质接入模式)。然后，MS进入分组传送阶段。
　　如果MS在预定时间内没收到网络对分组信道请求消息的响应，那么MS在后退随机时间之后，再重试，直到最大允许重试次数为止。
　　(2)分组数据传送阶段
　　MS按照接入阶段预定的媒质接入模式在预留的PDCH(即PDTCH)上完成分组数据传输之后，由网络做出响应：当接收无误时，网络向MS发出ACK(确认)消息；否则发NACK(否认)消息，并请求错块重传，直到网络正确接收为止。
　　11.2 MS终接的分组数据传送(下行)
　　(1)下行TBF建立阶段
　　由下行分组传送的寻呼规程和分组下行分配规程实现。设MS处于分组空闲状态。当网络向MS传送分组时，在PPCH上向MS发分组寻呼请求(Packet Paging Reques)消息。MS为响应该消息起始一个类似分组接入规程的寻呼响应规程。网络在PAGCH上向网络发出分组下行链路分配(Packet Downlink Assignment)消息，网络在一个或多个PDCH上分配无线资源给MS以建立下行TBF，MS在PACCH上向网络发出分组寻呼响应(Packet Paging Response)消息。
　　(2)分组传送阶段
　　其操作过程类似于本文11.1中第(2)段所述的情况。
　　11.3上下行分组数据同时传送
　　(1)当上行TBF在进行分组传送时：MS连续监视下行PDCH上可能发生的分组下行链路分配消息，从而具有多时隙能力的MS可以在PDCH上同时接收下行分组数据。
　　(2)当下行TBF在进行分组传送时：若MS要求发送分组给网络，MS可以在其(向网络)发出的确认消息中指明这一点(不必发分组信道请求消息)，由网络分配上行资源给MS进行分组传送。


GPRS技术(三)
张力军




　　作为一种重要的移动数据业务，GPRS能够确保分组模式数据应用的成本效益和网络资源的有效利用，可以使网络运营商以一种动态和灵活的方式最大可能地利用他们的网络资源。本期将讲述GPRS技术的最后一讲：GPRS的移动性管理与路由管理。
　　前两期已述：GPRS的网络结构、功能与业务，GPRS的空口接口与无线资源管理。
　　12 GPRS移动性管理与分组路由管理概述
　　在GSM数字蜂窝网中，移动台(MS)要在移动状态下维持正常的通信(如语音、电路数据)，网 络必须要有移动性管理功能。构筑在GSM网络之上的GPRS网络传送的是分组数据，除了要有移动性管理功能之外，还必须有对GPRS分组数据动态路由的管理功能。GPRS的移动性管理(G MM)与GSM的移动性管理(MM)是完全兼容的。
　　(1)GPRS移动性管理功能
　　移动性管理功能实体驻留在MS－SGSN信令面协议栈的GMM/SM层中，如图5所示。该层包 含两个子层：GMM子层和SM(会话管理)子层。从原理上讲，移动性管理功能包括：

图5 MS－SGSN信令面
　　1、连接管理--为MS接入网络，建立两者GMM/SM层对等实体的通信。
&#8226;        GMM连接管理：对MS与网络的连接进行管理，如MS的附着与分离、鉴权与加密；
&#8226;        GSM连接管理：对用户的分组业务连接进行管理，如PDP上下文的激活、修改与去活。
　　2、位置管理--为网络提供跟踪MS位置的能力，维护通信的连续性。
　　(2)分组路由管理功能
　　为分组数据在GPRS无线接入网、核心网和骨干网中传送提供有效的选路机制。
　　(3)分组传送的一般过程
　　1、连接过程--MS在传送分组数据之前必须在MS与网络之间建立起低层的物理连接以及 高层的GMM连接和SM连接。
&#8226;        物理连接(RR连接)：该连接是指在空中接口RLC/MAC层中两个RR对等实体之间的TBF(暂时数据块流)。TBF的建立过程已在上一讲中介绍。
&#8226;        GMM连接：MS向网络请求附着GPRS。附着过程在MS与SGSN之间建立逻辑链路，由GMM控制为MS分配一个TLLI(暂时逻辑链路标识)，对用户终端进行鉴权和加密，从而激活GMM上下文，完成GMM连接。
&#8226;        SM连接：MS请求激活PDP上下文，作为传送分组数据路由的上下文。PDP上下文激活后，建立GPRS会话，即可进行MS收发分组数据。
　　2、位置更新过程--在会话过程中，网络不断跟踪MS位置，就执行位置管理功能，保持会话的连续性。
　　3、选路过程--无论MS移动到GPRS网络的任何位置，网络都可以利用隧道技术和封装技术为MS的分组数据传送进行有效地选路。
　　4、分离过程--当MS分组传送结束时，请求去活PDP上下文并分离GPRS。
　　13 管理的要素
　　13.1 移动性管理要素
　　(1)MM上下文
　　MM上下文是指GPRS用户在MS和GSN节点中存储的与MM有关的信息。这些用户的信息可分 两类：预订信息和位置信息。
　　(2)GMM主要规程
&#8226;        GPRS附着规程：用于MS的GPRS业务的附着，有3种类型：GPRS附着、IMSI已附着时的GPRS附着以及联合GPRS/IMSI附着。当附着成功后，GMM上下文建立起来。
&#8226;        GPRS分离规程：在分离过程完成之后，GMM上下文被释放。
&#8226;        鉴权与加密规程：网络利用该规程检验MS提供的标识是否合法、对MS提供的参数计算新的GPRS密钥，使网络设置加密模式和加密算法。
　　(3)位置管理规程
　　该规程使MS能检测何时进入一个小区或新的路由域(RA)，确定何时执行周期RA更新。
　　13.2 会议管理要素
　　(1)PDP上下文
　　PDP(分组数据协议)是外部PDN网与GPRS接口所用的网络协议。PDP上下文是在MS和GSN节 点中存储的与SM有关的信息。这些信息也可以分为预订信息和位置信息两类。
　　(2)静态和动态PDP地址
　　PDP地址是GPRS用户的网络层地址，与标准的网络层地址(如：IPv4地址、IPv6地址、X. 121地址)建立了临时或永久性的关联。PDP地址可以有3种方式分配给MS：
&#8226;        静态PDP地址：HPLMN将一个PDP地址永久性地分配给MS；
&#8226;        动态HPLMN PDP地址：当激活一个PDP上下文时，HPLMN才将一个PDP地址临时分配给MS；
&#8226;        动态VPLMN PDP地址：当激活一个PDP上下文时，VPLMN才将一个PDP地址临时分配给MS。
　　(3)APN的选择规则与映射
　　在GPRS核心网中，APN是所使用的GGSN的参考名，同时用来标识所接入的外部网络。在PDP上下文激活过程中，当MS向SGSN发出激活PDP上下文请求时，SGSN则依据APN选择规则选择一个APN。该规则是一个复杂的判决树。SGSN根据MS的3个请求参数(PDP类型、PDP地址、APN )与HLR中相应的3个预订参数比较判断。
　　SGSN以所选择的APN询问DNS服务器，由DNS映射得到GGSN的IP地址；同时SGSN向该GGSN 发送建立PDP上下文请求消息，以在SGSN与GGSN之间建立隧道。
　　(4) 隧道管理消息(包括建立、更新和撤消隧道的消息)。
　　建立隧道的消息包括Create PDP Context Request和Create PDP Context Response两个消息。
　　(5)SM规程
　　GPRS SM是对GPRS PTP数据业务的连接进行管理。SM包含两类规程：一是已标识的PDP上下文激活、修改和去活规程；二是匿名(AA)PDP上下文激活与去活规程。前者须在GMM上下文 建立之后执行，而后者无须GMM上下文建立。
　　13.3 分组路由管理要素
　　(1)GSN节点和MS中MM与PDP上下文中的位置信息
　　这些位置信息为分组数据在GPRS无线接入网、核心网和骨干网中选路提供路由信息。
　　(2)封装功能
　　GPRS在外部网络与MS之间透明传送PDP PDU。为了便于GPRS网络能有效地对PDP PDU选路，所有PDP PDU都要进行封装和拆封。封装在MS、SGSN和GGSN中进行。在PTP分组传送的情况下，封装是在MS完成GPRS附着和PDP上下文激活过程之后执行。封装有两种类型：
&#8226;        GPRS核心网内的封装--隧道协议(GTP)
　　如图6所示，在骨干网中传送外部PDN网的分组时，在GGSN中经GTP/TCP/IP 3个协议层封 装，再送至GPRS IP核心网，并按照IP PDU头中包含的SGSN地址传送给SGSN。在GTP PDU头中 包含一个TID(隧道标识)，TID=<IMSI，NSAPI>。TID通过IMSI参数与MM上下文和PDP上下文中 的SGSN地址和GGSN的IP地址相关联，亦即TID隐含地确定了隧道的两个端点。在Gn和Gp接口 上的两个SGSN节点之间可以有一条或多条隧道，分别用不同的TID来标识。

图6 GPRS核心网中的封装
　　由此可见，GPRS核心网的传输面是一个重型的3层协议栈(GTP/TCP/IP)。外部PDN网的IP /X.25分组数据以IP/X.25 over GTP over TCP over IP的模式在GPRS IP核心网中传送。另 外，当MS漫游到访问区时，在SGSN(VPLMN)与GGSN(HPLMN)之间也建立起类似核心网的隧道。
&#8226;        GPRS无线接入网内的封装
　　在无线接入网内，MS与SGSN之间的分组数据连接定义在LLC层，可称为LLC连接通道。该 通道是由<NSAPI，TLLI>来定义的，用TLLI来标识。TLLI是在MS附着GPRS时由P－TMSI导出， 唯一地标识MS与SGSN之间的一条数据链路。在一个RA内，TLLI与IMSI之间有一一对应关系。 这种关系只有MS和SGSN才知道。NSAPI是在PDP上下文激活过程中分配的。在MS和SGSN中，NS API标识网络层的协议实体接入点，与各网络层PDP地址关联。因此，<NSAPI，TLLI>也就确 定了LLC连接通道的两个端点。虽然GPRS用户IMSI在网络层可以有一个或几个网络层地址(即 PDP地址)，但在一个路由域(RA)，<NSAPI，TLLI>唯一地确定了网络层的分组路由。
　　14 连接过程
&#8226;        GMM连接--GPRS附着过程，其目的是激活MM上下文、建立链路(分配TLLI)和鉴权加密。
&#8226;        SM连接--PDP上下文激活过程，其目的是在MS与网络之间针对特定NSAPI上的QOS要求建 立PDP上下文。只有在MM上下文建立之后才能进行PDP上下文激活过程。
　　在完成GPRS附着和PDP上下文激活两个过程时，MM上下文和PDP上下文都建立起来。SGSN 一方面利用MM上下文中的IMSI和PDP上下文中的NSAPI生成一个TID=<IMSI，NSAPI>，建立起G PRS核心网(在漫游时包括骨干网)中的隧道；另一方面，SGSN与MS利用附着过程中由P－TMSI 生成的本地TLLI和MS选择的NSAPI，在无线接入网中建立起LLC连接通道。这样，就在GPRS网 络(无线接入网、核心网和骨干网)中建立起传送分组的路由。
　　15 位置更新过程
　　当MS进入一个新的小区时，如新小区与原小区都在同一个RA内，则须执行小区更新过程 ；如RA发生变化，则执行RA更新过程。
&#8226;        小区更新过程--当MS检测到进入一个新小区时，MS发送含有MS标识的任何类型LLC帧给S GSN， SGSN记录小区的变化，并在新小区内继续进行数据的传送。
&#8226;        SGSN域内路由域更新过程--SGSN对进入新的RA内的MS进行认证。若认证成功，则SGSN更 新MS的MM上下文，可分配一个新的P－TMSI。
&#8226;        SGSN域间路由域更新过程--新SGSN向原SGSN请求获取MM和PDP上下文给MS。原SGSN若认 证成功，则停止下行分组传送。原SGSN存储新SGSN地址，这样原SGSN可以将分组转发给新SGSN。
　　新SGSN与HLR交换消息，以更新HLR中的数据，同时改变新SGSN中的用户预订的数据。如 果新SGSN对MS认证成功，新SGSN为MS建立MM和PDP上下文。在新SGSN与MS之间建立起逻辑链 路，即MS可以在新RA中附着在新SGSN上。
　　16 分组选路过程
　　16.1 PLMN骨干网
　　PLMN骨干网分为两种类型：PLMN内部骨干网和PLMN互联骨干网。前者也可称为GPRS核心网，它是在同一个PLMN内GSN节点之间互联的IP网络，而后者也可简称为GPRS骨干网，它是 在不同的PLMN中GSN节点之间的GPRS网络，也可以是PDN(如公共IP网络，或租用线路)。GPRS 核心网用GGSN通过Gi接口与外部PDN网连接。两个GPRS核心网用边界网关(BG)经由Gp接口与G PRS骨干网相连接。
　　16.2 分组选路机理
　　在GPRS网络中分组选路功能主要是由SGSN和GGSN两节点来完成的，其基本操作模式是利用该两节点中存储的路由信息(在MM和PDP上下文中)进行封装和选路。在GPRS核心网(和骨干 网)中建立起以TID为标识的隧道，在GPRS无线接入网中建立起以TLLI为标识的LLC连接通道 ，从而形成分组的路由。在外部PDN中选路则按常规的IP、X.25网络的选路机理进行选路。
　　16.3 GPRS网络分组选路的例子
　　我们考虑两个GPRS网络中两个MS(一个在HPLMN，记为H－MS；另一个漫游到VPLMN，记为V－MS)和一个外部PDN网络的固定主机FES三者之间分组传送时选路的情况。
　　(1)H－MS与FES之间分组选路
　　H－MS在HPLMN的连接过程中，在其无线接入网和核心网中分别建立起LLC连接通道和隧 道，并通过Gi接口与外部PDN互联，即建立起H－MS与FES之间分组选路的路由，如图7中的粗实线所示。
　　(2)V－MS与FES之间分组选路
　　V－MS在与访问区(VPLMN)SGSN连接过程中利用归属APN和DNS获得归属GGSN(在HPLMN)的 地址，从而在VPLMN的无线接入网中建立起LLC连接通道，同时在SGSN(VPLMN)与GGSN(HPLMN) 之间通过BG和Gp接口与GPRS骨干网相连而建立起隧道。另外，GGSN(HPLMN)通过Gi接口和外 部PDN互联。这样就建立起V－MS与FES之间分组选路的路由，如图7中的虚线所示。

图7 MS与FES之间分组选路
　　若V－MS使用的APN是由当前SGSN(VPLMN)所选择的访问区APN，则MS的激活PDP上下文 采 用由VPLMN分配的动态PDP地址。在这种情况下，分组路由直接通过VPLMN核心网的隧道，经G GSN(VPLMN)的Gi接口与外部PDN互联，如图7中细实线所示。这时，V－MS与FES之间分组选路 不必绕到GPRS骨干网和HPLMN再与外部PDN互联，而是直接通过本地网络(VPLMN)与外部PDN互 联，从而实现路由最佳化。
　　(3)H－MS与V－MS之间分组选路
　　H－MS或V－MS发出分组时，其核心网HPLMN或VPLMN的GGSN从PDP PDU中提取目的地址，并检查目的GPRS网络VPLMN或HPLMN。若它的路由表具有通往目的GGSN的“捷径”时，分组路由可经由GPRS骨干网来选路；若无此“捷径”时，则分组路由经由外部PDN来选路，目的MS 可视为常规固定网络的一个节点。(续完)
　　参考文献
1 ETSI GSM/GPRS Specifications 03.60, 09.60,v7.0.0, 1999,7