GPRS系统中的无线网络 |
| 作者:薛 锐 来源:转载 发布时间:2005-7-20 16:41:12 |
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摘 要: 本文简要介绍了GPRS系统中无线网络的组网、网络结构,以及无线资源的分配和使用情况。同时通过与GSM系统的对比,阐述了GPRS系统在无线网络技术方面的发展。
关键词: GPRS系统 GSM系统 无线网络在信息技术发展日新月异的今天,移动数据通信、移动多媒体通信开始逐渐取代话音业务而成为移动通信的主流业务,实现移动通信网与Internet的完美融合,是移动通信今后发展的方向。使用分组技术的GPRS系统,在无线组网中充分利用现有GSM系统的设备资源、保护了GSM的投资,而且与GSM共用频率和基站,是GSM系统实现向3G时代跨跃的重要途径之一。 一、GPRS基站子系统(BSS)的组网 为使网络能够支持GPRS业务,基站子系统(BSS)中需要增加新的硬件设备:PCU(Packet Control Unit)--分组控制单元PCU的功能主要有:将数据业务从GSM话音业务中分离出来,传送到SGSN;对外提供Gb接口,在帧中继上建立起到SGSN的BSSGP协议。 根据PCU的位置的不同。 PCU为BSC的嵌入式设备;PCU作为一个独立的功能实体,一个物理实体(包含多个PCU单元)有可能和多个BSC相连。从不影响现有GSM系统架构、组网灵活的角度出发,PCU作为一个独立的物理实体是一个更好的解决方案。在这种情况下,PCU可以根据运营商的选择进行灵活配置,既可以与BSC共址,也可以独立设置,还可以放置在SGSN侧。PCU和BSC可以一一对应,也可以一个PCU对应多个BSC。 为保证原有A接口和Abis的传输利用率, 在采用结构B和C的PCU方式时, PCU可提供电路业务的交叉连接功能, 以便分组业务与电路业务复用A接口PCM。 二、GPRS系统的无线网络结构 GPRS系统的蜂窝网络主要由以下7个地理区域组成: ●GPRS服务区(SA) 指MS能够获得GPRS服务的地理区域,也就是在一个GPRS网络内MS能够发送和接收数据的区域,一个SA可以由一个或多个PLMN组成。 ●公共陆地移动网(PLMN) 是由一个网络运营商提供的GPRS服务区域,一个PLMN可以由一个或多个SGSN路由区域组成。 ●SGSN服务区 是指由一个SGSN提供的网络服务区域,即终端的登记区域。一个SGSN服务区可以由一个或多个SGSN路由区组成,可以包含一个或多个BSC控制区。一个SGSN服务区并不需要与一个MSC/VLR服务区相同。 ●SGSN路由区(RA) 是位置更新区(LA)的一个子集,在SGSN路由区,MS移动时不需要更新SGSN。一个SGSN能够控制处理多个路由区。 ●位置更新区(LA) MS移动时不需要更新VLR的区域,一个LA可以包含一个或多个基站小区。 ●BSC控制区 由一个BSC控制的一个或多个小区组成的无线覆盖区域,BSC控制区的边界与LA区域的区界不需要一致。 ●基站小区 GPRS服务区中的最小单元,也是一个移动蜂窝网的基本单元,由一个BTS覆盖。 三、GPRS系统的无线资源 1、GPRS中的逻辑信道 MS和BTS之间需要传送用户数据和控制信令等大量的信息,不同种类的信息需要在不同的信道上进行传送,将物理信道按其承载的不同种类的信息分成许多组,就称为逻辑(功能)信道。这些逻辑信道按照一定的规则映射到物理信道上。GPRS系统定义了新的用于分组数据传输的逻辑信道椃肿槭菪诺溃≒DCH), PDCH信道共有3组7个信道。 PBCCH是GPRS的广播信道,向小区内所有GPRS终端发送系统信息;PRACH用于MS发起分组传送或响应寻呼信息,MS在这个信道上发送的接入突发(Access Burst)具有较长的保护时间,BSS收到接入突发后就分配给每个终端一个时间提前量;PAGCH用于分组传送建立期间、开始传送分组之前对MS发送资源分配消息;PPCH用于在下行链路开始分组传送前寻呼MS,并给手机请求一个或多个PDTCH。 PACCH用于给指定的MS传送相关信令信息,在分配PDTCH或进一步分配PACCH时,它也携带资源分配信息和再分配信息,一个PACCH与分配给MS的一个或多个PDTCH结合使用;PTCCH用于GPRS手机的定时同步。 PDTCH用于数据的传送,一个MS可以并行使用一个以上的PDTCH(多时隙工作)来传送分组数据。 2、逻辑信道的分配 PDCH信道可以有两种不同方式的分配:专用PDCH,固定地服务于GPRS,只能用于分组数据业务,不可以用于电路交换业务。需求PDCH,是临时的动态GPRS来源,当接入的电路交换出现拥塞时会释放给电路交换用户使用。在爱立信GPRS系统中,网络管理者可以在每个小区中指定0至8个专用PDCH。在一个小区中设置多少个需求PDCH没有物理上的限制,而只取决于电路交换话务的多少。在一个没有任何电路交换话务的小区甚至将所有信道都用于GPRS话务也是可能的。 在业务量不大的情况下,GPRS可以与电路业务共用BCCH、CCCH。随着分组数据业务量的增大,逐步引入PBCCH,PCCCH。GPRS逻辑信道可以按以下3种方式组合到物理信道上: PBCCH+PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH PDTCH+PACCH+PTCCH 四、GPRS系统与GSM系统无线网络的比较 1、相关性 ① GPRS系统是在GSM系统的基础上建立起来,它遵循GSM Phase2+定义的面向分组数据服务的标准。 ② GPRS采用与GSM相同的频段、相同的频带宽度、相同的突发结构、相同的无线调制标准、相同的跳频规则以及相同的TDMA帧结构。 ③ 在无线接口,GPRS采用与GSM相同的物理信道。 2、相异性 ①GPRS无线接口由不对称的、独立的上行和下行信道组成,上行和下行PDCH信道是相互独立的信道资源,在一个确定的TDMA时隙里,PDCH上行信道可以传送从一个MS来的数据,而PDCH下行信道可以发送数据一个MS。 ②GPRS采用与GSM不同的信道编码方案,定义了CS-1(9.05kb/s)、CS-2(13.4kb/s)、CS-3(15.6kb/s)、CS-4(21.4kb/s) 四种编码方案,可以根据不同的信道传输质量进行选择使用。 ③在电路交换网络中,MS把测量到的数据发送给网络,由网络决定何时切换;而在分组交换网络中,MS自己决定何时进行分组信道重选。 ④需要定义新型的MS来支持GPRS服务。MS一般由两部分组成:移动终端MT和终端设备TE。MT是具有TE接口、含有GPRS功能软件的移动终端,可看作是一个MODEM,把TE连接到GPRS系统。TE是GPRS系统用来发送和接收终端用户分组数据的部件。 3、发展性 ①GPRS系统在无线资源分配上非常灵活。能够在电路交换通话的间隙动态地分配信道,提高整个频谱的利用率。一个信道可以分配给多个GPRS用户同时共享,多个信道又可以同时分配给一个用户使用 |
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