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GPRS是基于现有的GSM网络实现的，需要在现有的GSM网络中增加一些节点：网关GPRS支持节点GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）、服务GPRS支持节点SGSN（Serving GPRS Supporting Node）。GGSN在GPRS网络和公用数据网之间起关口站的作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN和LAN等。SGSN记录移动台的当前位置信息，并在移动台和各种数据网络之间完成移动分组数据的发送和接收，为服务区内所有用户提供双向的分组路由。系统共用GSM基站，但基站要进行软件更新，并采用新的GPRS移动台。GPRS要增加新的移动性管理程序，通过路由器实现GPRS骨干网互联。GPRS网络是在现有GSM网络中增加GGSN和SGSN来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据，其系统结构如图2．47所示。

图2．47中，笔记本式计算机通过串行或无线方式连接到GPRS蜂窝电话上；GPRS蜂窝电话与GSM基站通信，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点（SGSN），而不是通过移动交换中心（MSC）连接到语音网络上。SGSN与GPRS网关支持节点（GGSN）进行通信；GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或X．25网络。来自因特网标识有移动台地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动台上。

SGSN是GSM网络结构中的一个节点，它与MSC处于网络体系的同一层。SGSN通过帧中继与BTS相连，是GSM网络结构与移动台之间的接口。SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收，为服务区内所有用户提供双向的分组路由。

GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网连接到SGSN，是连接GSM网络和外部分组交换网（如因特网和局域网）的网关。GGSN主要是起网关作用，也有将GGSN称为GPRS路由器。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP／IP或X．25网络。

SGSN和GGSN利用GPRS隧道协议（GTP）对IP或X．25分组进行封装，实现二者之间的数据传输。

图2．48给出了GPRS网络结构的接入与参考点的简图。

GGSN到外部分组网络是通过Gi参考点连通的，而其他GPRS网络是通过Gp接口连通的。另外，从MS端到GPRS网络有两个接入点，Um接口用于无线通信接入，而R参考点用于信息的产生或接收。移动终端MT（如手机）通过Um接口接入GPRS PLMN，R则是MT和TE（如笔记本式计算机）之间的参考点。这里的MS由TE和MT两部分组成，它们通过R参考点组成一个整体，另外，MS也可单独由一个移动终端（MT）组成。

对于一个支持GPRS的公共陆地移动网络（PLMN），当它运行GPRS业务时可能涉及任何其他网络，这时就产生了网络互通的需求。GPRS网络通过Gi参考点和Gp接口实现同其他网络的互通。

对于具有GPRS业务功能的移动终端，它本身具有GSM和GPRS业务运营商提供的地址，这样，分组公共数据网的终端利用数据网识别码即可向GPRS终端直接发送数据。另外GPRS支持与基于IP的网络互通，当在TCP连接中使用数据报时，GPRS提供TCP／IP报头的压缩功能。

由于GPRS是GSM系统中提供分组业务的一种方式，所以它能广泛应用于IP域。其移动终端通过GSM网络提供的寻址方案和运营商的具体网间互通协议实现全球网间通信。

2．GPRS逻辑体系结构

从逻辑上来说，GPRS通过在GSM网络结构中增添SGSN和GGSN两个新的网络节点来实现。由于增加了这两个网络节点，需要命名新的接口。图2．49说明了GPRS逻辑体系结构。表2．8给出了GPRS体系结构中的接口及参考点。

除了这些接口和参考点之外，GPRS还新增加了分组控制单元（PCU，Packet Control Unit）和Gb接口单元（GBIU，Gb Interface Unit）。

其中PCU使BSS提供数据功能、控制无线接口、使多个用户使用相同的无线资源。GBIU提供从BSS到SGSN的标准接口。可以和PCU合并在同一个物理实体中。

由于GPRS在GSM网络中引入了两个GPRS支持节点和新的接口及单元，会对GSM网络设备产生以下的影响：

·HLR现有软件需更新，以支持Gc、Gr接口；

·MSC现有软件需更新，以支持Gs接口；

·在BSC中引入PCU，并且软件需要升级；

·BTS配合BCF进行相应的软件升级。

3．GPRS网络主要实体

MS有三种类型。

①A类GPRS MS：能同时连接到GSM和GPRS网络，能在两个网络中同时激活，同时侦听两个系统的信息，并能同时启用，同时提供GPRS业务和GSM电路交换业务，包括短消息业务。A类移动台用户能在两种业务上同时发起或接收呼叫，自动进行分组数据业务和电路业务之间的切换。

②B类GPRS MS：能同时连接到GSM网络和GPRS网络，可用于GPRS分组业务和GSM电路交换业务，但两者不能同时工作，即在某一时刻，它或者使用电路交换业务，或者使用分组交换业务。B类移动台也能自动进行业务切换。

③C类GPRS MS：在某一时刻只能连接到GSM网络或GPRS网络。如果它能够支持分组交换和电路交换两种业务，只能人工进行业务切换，不能同时进行两种操作。

（2）PCU（Packet Control Unit，分组控制单元）

PCU是在BSS侧增加的一个处理单元，主要完成BSS侧的分组业务处理和分组无线信道资源的管理，目前PCU一般在BSC和SGSN之间实现。

（3）SGSN（Service GPRS Support Node，服务GPRS支持节点）

SGSN是GPRS网络的一个基本组成网元，是为了提供GPRS业务而在GSM网络中引进的一个新的网元设备。其主要的作用就是为本SGSN服务区域的MS转发输入／输出的IP分组，其地位类似于GSM电路网中的VMSC。SGSN提供以下功能：

·本SGSN区域内的分组数据包的路由与转发功能，为本SGSN区域内的所有GPRS用户提供服务；

·加密与鉴权功能；

·会话管理功能；

·移动性管理功能；

·逻辑链路管理功能；

·与GPRS BSS、GGSN、HLR、MSC、SMS－GMSC、SMS－IWMSC的接口功能；

·话单产生和输出功能，主要收集用户对无线资源的使用情况。

此外，SGSN中还集成了类似于GSM网络中VLR的功能，当用户处于GPRS Attach（GPRS附着）状态时，SGSN中存储了同分组相关的用户信息和位置信息。同VLR相似，SGSN中的大部分用户信息在位置更新过程中从HLR获取。

（4）GGSN（Gateway GPRS Support Node，关口GPRS支持节点）

GGSN也是为了在GSM网络中提供GPRS业务功能而引入的一个新的网元功能实体，提供数据包在GPRS网和外部数据网之间的路由和封装。用户选择哪一个GGSN作为网关，是在PDP上下文激活过程中根据用户的签约信息以及用户请求的APN（Access Point Name，接入点名）来确定的。GGSN主要提供以下功能：

·同外部数据IP分组网络（IP、X．25）的接口功能，GGSN需要提供MS接入外部分组网络的关口功能，从外部网的观点来看，GGSN就好像是可寻址GPRS网络中所有用户IP地址的路由器，需要同外部网络交换路由信息；

·GPRS会话管理，完成MS同外部网的通信建立过程；

·将移动用户的分组数据发往正确的SGSN；

·话单的产生和输出功能，主要体现用户对外部网络的使用情况。

（5）CG（Charging Gateway，计费网关）

CG主要完成对各SGSN／GGSN产生的话单的收集、合并、预处理工作，并完成同计费中心之间的通信接口。CG是GPRS网络中新增加的设备。GPRS用户一次上网过程的话单会从多个网元实体中产生，而且每一个网元设备中都会产生多张话单。引入CG是为了在话单送往计费中心之前对话单进行合并与预处理，以减少计费中心的负担；同时SGSN、GGSN这样的网元设备也不需要实现同计费中心的接口功能。

（6）RADIUS服务器

在非透明接入的时候，需要对用户的身份进行认证，相关的认证、授权信息就存储在RADIUS服务器（Remote Authentication Dial In User Service Server，远程接入鉴权与认证服务器）上。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。

（7）DNS（Domain Name System，域名服务器）

GPRS网络中存在两种域名服务器：一种是GGSN同外部网之间的DNS，主要功能是对外部网的域名进行解析，其作用完全等同于固定Internet上的普通DNS；另一种是GPRS骨干网上的DNS，其作用主要有两点：

·在PDP上下文激活过程中根据确定的APN（Access Point Name，接入点名）解析出GGSN的IP地址；

·在SGSN间的路由区更新过程中，根据旧的路由区号码，解析出老的SGSN的IP地址。

该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。

（8）BG（Border Gateway，边缘网关）

BG实际上就是一个路由器，主要完成分属不同GPRS网络的SGSN、GGSN之间的路由功能，以及安全性管理功能。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。