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在以GSM系统为基础构建GPRS系统时，GSM中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需对其软件进行升级以及添加相应的硬件组件即可，系统结构如图5－1所示。

1．与GSM相比，GPRS新增的主要设备

构建GPRS系统需要向原有GSM网络中新增的3个主要组件，分别是分组控制单元（Packet Control Unit，PCU）、两种GPRS支持节点GSN－GPRS服务支持节点（Serving GPRS Supporting Node，SGSN）和GPRS网关支持节点（Gateway GPRS Support Node，GGSN）。

SGSN是为移动台（MS）提供业务的节点。在激活GPRS业务时，SGSN建立起一个移动性管理（M M）环境，包含关于这个移动终端的移动性和安全性方面的信息。SGSN的主要作用就是记录移动台的当前位置信息，并在移动台和SGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。SGSN在GPRS网络中的地位类似于MSC／VLR在GSM网络中的地位。SGSN继承了许多MSC／V LR的功能，它有以下几个主要功能。

SGSN具有对用户进行鉴权以及对其所请求的业务类型进行确认的功能。鉴权功能通常与移动性管理功能一起执行。鉴权包括对IMSI、P－T MSI（分组临时移动用户标识符，分配给每个连接在GPRS网络上的MS，作用类似于TMSI，结构也相似，T MSI和P－T MSI依靠它们前两个比特的值来区分，“11”代表P－T MSI，“00、01、10”代表T MSI）、IMEI的校样。这可以通过人机命令来启动或关闭鉴权功能。

②许可控制功能

SGSN具有许可控制功能，以计算支持MS所请求的QoS需要哪些网络资源，确定是否可以提供这些资源，并预留这些资源。许可控制功能通常与无线资源管理（RRM）功能一起执行。

③计费信息收集功能

SGSN可以收集每个MS使用无线网络以及GPRS网络资源相关的计费信息，并能够将所收集到的计费信息通过Gn接口送往计费网关进行处理。

④存储转发功能

SGSN具有将从上一个节点接收到的PDP PDU（分组数据协议　分组数据单元，简称分组数据）转发给路由中下一个节点的功能。在PDP PDU被转发给下一个节点之前或者在最大保持时间之内，SGSN能够存储所有有效的PDP PDU。

SGSN能够存储处于待命和就绪状态的MS的PDP上下文（标识MS和运行在GPRS网络上的PDN之间的一个逻辑协议，定义了例如路由、QoS、安全、账单等方面），并能够根据APN（接入点名称，由网络标识和运营者标识两部分组成，网络标识定义了GGSN所要连接的外部网络，运营者标识定义了GGSN所在的PL M N　GPRS分组网）和用户签约数据推导出相应的GGSN地址（为与GPRS骨干网上的其他GSN通信，每个SGSN、GGSN都有一个IP地址，这些IP地址是GPRS网的内部地址，每个地址可以有一个或几个相应的域名）。SGSN还具有PDP上下文激活、修改，去激活的功能。

⑥压缩分组数据的功能

SGSN具有压缩传输分组数据的功能，以使无线接口容量达到最佳使用。

SGSN可以对SGSN与MS之间传输的用户数据和信令进行加密处理。

⑧用户数据管理功能

SGSN能够存储、修改及删除当前活跃在SGSN区域内的用户的相关数据，主要是M M上下文和PDP上下文中的内容。

⑨移动性管理功能（M M）

SGSN支持附着、分离、位置更新、安全保密、寻呼、清除等功能。同时它还支持就绪定时器、周期性路由区更新定时器以及用户可及定时器。

⑩逻辑链路管理功能

SGSN具有建立、维护和释放SGSN与MS之间的逻辑链路的功能。

SGSN还具有对BSS和SGSN之间的分组数据通信路径的管理功能，可以动态地根据数据业务量或静态地根据小区内最大负荷来建立和释放这些路径。

GGSN是连接GPRS网络与外部数据网络的节点，主要是起网关作用，相当于一个路由器，其主要功能为：

①可和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和L A N等；

②负责存储已经激活的GPRS用户的路由信息；

③接收移动台发送来的数据，进行协议转换，转发至相应的外部网络，或接收来自外部数据网络的数据，通过隧道技术，传送给相应SGSN；

④具有地址分配、计费、防火墙功能。

SGSN与GGSN的功能既可以由一个物理节点全部实现，也可以在不同的物理节点上分别实现。它们都应有IP路由功能，并能与IP路由器相连。

PCU可以作为BSC的插卡，也可以独立地存在，由于PCU和BSC之间没有通用的接口协议，因此各个厂商将其BSC上安装PCU是实现GPRS的前提。其主要功能为：

①负责处理无线信道的数据业务；

②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；

③用户数据的压缩、加密和转发；

④功率控制、质量控制和选择信道编码方案；

⑤支持越区切换、无线资源配置和信道指配等。

2．为升级到GPRS，GSM需改进的设备

对于目前使用的CS－1和CS－2，只需软件升级。

如需实现MSC与SGSN的Gs接口，则需要对MSC做软件升级，否则无须对MS进行改造，MSC可以与SGSN／GGSN安装在一起，并逐步用GPRS核心网取代MSC的功能。

需要软件升级支持GPRS的用户数据和路由信息以及与SGSN的Gr接口。

需增加对新的网络单元进行网络管理的功能。

需升级计费系统，采用按数据流量而不是按时长计费。

采用支持GPRS的终端。GPRS技术规范中主要定义了如下3类终端。

A类终端应能够同时处理电路交换业务和分组交换业务，并且两种业务相互独立。例如，当A类手机在数据传送期间接收到话音呼叫时，它应该能够应答呼叫并通话，而且，在通话过程中要继续保持数据的传送。

B类终端在某一时刻只能处理电路交换或分组交换业务中的一种，但是具备在两种模式间自动切换的能力。例如，当B类手机在数据传送期间有话音呼叫时，它会有相应的提示，若用户应答，就会自动切换为话音业务，数据业务被暂时悬置，待话音业务结束后，B类手机又可自动切换回数据业务。

在某一时刻只能被人工设置为电路交换模式或分组交换模式中的一种。即当它处于电路交换模式时，就无法接收分组交换数据业务，反之亦然。例如，当C类手机被设置为分组交换模式而有话音呼叫时，它既不会作出应答，也不会有任何的提示，而只能进行数据的传送。

此外，GPRS中还包括如下一些终端：运行支持TCP／IP协议的操作系统的膝上计算机和掌上计算机；基于无线应用协议（WAP），并且具有微浏览器的蜂窝电话；与一个中心系统通信的专用设备，如自动售票机、天气观测站、交通监视系统等；出租车公司或运输公司的嵌入式支持系统的终端。

硬件上，GSM核心网中还要引入其他的一些功能实体。

计费网关（CG）主要完成从各GSN的话单收集、合并、预处理工作，并完成同计费中心之间的通信接口。在GSM原有网络中并没有这样一个设备，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的目的就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。

（2）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，RADIUS服务器（Remote Authentication　Dial In User Service Server，远程接入鉴权与认证服务器）上存储有用户的认证、授权信息。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。

（3）域名解析服务器（DNS）

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网络上的普通DNS；另一种是GPRS骨干网上的DNS，其作用主要有两点：其一是在PDP上下文激活过程中根据确定的APN（Access Point Name）解析出GGSN的IP地址，其二是在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。

（4）边缘网关（BG）

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。