GPRS技术规范Word下载.docx

1、异步传输模式BC计费中心BG边界网关BSC基站控制器BSS基站CCU信道编码单元CDR计费明细记录CG计费网关CIDR无类别域间路由CNNICCRO计费记录输出DDN数字数据通信网络DHCP动态主机地址分配DNS域名服务EIR移动设备识别寄存器FTP文件传输协议GGSNGPRS网关支持节点GPRS通用分组无线业务GSM蜂窝移动通信系统GSNGPRS支持节点GTPGPRS隧道技术HLR本地位置寄存器HPLMN本地公共陆地移动网络IAPInternet接入提供商IMSI国际移动用户识别符ISDN综合业务数据网ISPInternet 服务提供商LAN局域网MM移动性管理MS移动终端MSC移动交换中心

2、PCU分组控制单元PDN分组数据网络PDU分组数据单元PLMN公共陆地移动通信网PPP点到点通信协议PTM点到多点数据业务，根据用户要求，将信息发送给某个用户群。服务的地理区可以是一个或多个，由用户自已定义。可根据协商确定的计划，重发信息。点对多点数据业务分为三类：a. 点对多点广播业务PTM-M 该类业务，是在用户定义的地理区内，进行单向无加密的广播，利用国际移动组标识（IMGI）识别群成员，只有合法的成员才能接收信息。b. 点对多点群呼业务PTM-G 该类业务，是在用户定义的地理区内，通过PTM服务中心与用户（子）群的各用户之间建立虚电路连接，进行单向或双向加密的，点对多点、多点对点、多点

3、对多点传送数据。c. IP广播业务IP-M 该类业务，请参考RFC1920、1458、1301和1112。铁路GPRS应支持PTM-M业务和PTM-G业务，并根据需要支持IP-M业务（可选）。PTP点到点数据业务，可分为两类a. 点对点无连接网络业务PTP-CLNS该类业务，在用户间分组传送前，不需要建立会话连接。它是网络层通信的无连接网络协议（CLNP）和IP协议支持的业务。主要用于突发非交互型应用业务。b. 点对点面向连接网络业务PTP-CONS该类业务，在用户间分组传送前，需要建立虚电路连接。它是由面向连接的网络协议CONP支持的业务。主要用于面向连接网络协议的突发事件处理，和交互式应用

4、业务。QoS服务质量SGSNGPRS服务支持节点，是为移动终端（MS）提供业务的节点（即Gb接口由SGSN支持）。SMS-GMSC短消息业务网关移动交换中心SMS-IWMSC短消息业务互通移动交换中心TDMA时分多址技术VLR访问位置寄存器VPLMN访问地公共陆地移动网络VLSM可变子网掩码WAP无线应用协议4 概述4.1 铁路GPRS网络是铁路GSM-R网络的组成部分。4.2 铁路GPRS网络是通过在GSM-R网络中增加GGSN、SGSN、PCU、CG和BG等设备来实现的。4.3 铁路GPRS网络为铁路运输指挥和运营提供非实时性数据通信功能。4.4 铁路GPRS网络设备除应符合本技术要求外，

5、还应符合国家和铁道部规定的信息安全、保密标准及其他强制性标准。5 主要业务5.1 承载业务5.1.1 铁路GPRS网络应提供点对点数据业务。5.1.2 铁路GPRS网络应提供点对多点广播和点对多点群呼业务，并根据需要支持IP广播业务（可选）。5.2 短信业务（可选）根据需要，铁路GPRS网络应提供增强型短信业务（E-SMS）。5.3 应用业务5.3.1 铁路运行调度信息包括：列尾信息传送、调度命令传送、调车无线机车信号和监控信息传送、无线车次号传送、进站停稳信息及接车进路信息的传送、车站/编组场综合移动信息的传送等。5.3.2 铁路设施维护管理信息机车工况信息的传送、牵引工况信息的传送、铁路线

6、路监测状态数据通信业务的传送等。5.3.3 旅客服务信息客车售检票信息的传送、旅客服务信息的传送等。5.3.4 其他服务信息静止图像信息的传送、铁路办公信息系统的传送、GSM-R场强监视信息的传送等。5.4 附加业务（可选）根据需要，铁路GPRS网络应支持移动商务、移动办公、查询服务、多媒体服务等附加业务。6 系统结构6.1 GPRS网络层次结构铁路GPRS网络由GPRS核心层及GPRS无线接入层组成。GGSN、SGSN通过GPRS核心数据网（IP网络）互联，构成铁路GPRS网络的核心层。其中GGSN是GPRS网络与外部数据网络的接口。PCU设在BSC内，通过BSS的Um接口与GPRS终端互联

7、，构成铁路GPRS网络的无线接入层。铁路GPRS网络的层次结构如图6-1所示。图6-1 GPRS网络的层次结构6.2 GPRS网络构成6.2.1 铁路GPRS网络由SGSN、GGSN 、BG、CG、PCU等节点和GPRS核心数据网络构成，其逻辑结构及相关接口如图6-1所示。图6-1 GPRS网络的逻辑结构及相关接口6.2.2 GPRS核心数据网是以路由器搭建的IP网络，用于传送GPRS数据和GPRS信令。GPRS核心数据网应提供高吞吐量和传输容量的可扩展性，并采用一定的访问控制机制以达到所需安全级别。6.2.3 GPRS核心数据网分为骨干网和本地网两个层次。骨干网由若干骨干路由器组成，为网状连

8、接。本地网由各铁路局所在地的边缘路由器组成。本地网边缘路由器与骨干网路由器互连，为保证网络的可靠性，本地网节点的边缘路由器应成对设置，分别接入不同的骨干路由器。GPRS核心数据网结构如图6-2所示。图6-2 GPRS核心数据网络结构6.2.4 在GPRS网络内部，各GSN实体之间通过Gn接口相连，它们之间的信令和数据传输都应在同一传输平台上进行。6.2.5 铁路GPRS网络支持节点、分组控制单元及各类网关设备的数量应根据网络规模合理设置。6.2.6 在北京设置一个全网DNS和RADIUS服务器。SGSN与MSC/VLR同址设置，并可根据网络规模的发展增加设置数量。在北京设一对GGSN、互为备份

9、，其他GGSN与SGSN同址设置，并可根据需要在分局设置。GGSN与管内信息系统主机相连。PCU可以设置在基站控制器端或SGSN端。GPRS网络节点的组成结构如图6-3所示。图6-3 GPRS网络节点组成结构6.2.7 无线网络构成一个GPRS蜂窝网络应由以下主要区域组成。a） GPRS服务区（SA）b） 公共陆地移动网（PLMN）c） SGSN服务区d） SGSN路由区（RA）e） 位置更新区（LA）f） BSC控制区g） 基站小区6.3 网络主要接口GPRS体系结构中的接口及参考点如表6-1所示。表6-1 GPRS体系结构中的接口及参考点接口或参考点说明UmMS与GPRS固定网部分之间的无

10、线接口GbSGSN与BSS之间的接口GcGGSN与HLR之间的接口GdSMS-GMSC、SMS-IWMSC与SGSN之间的接口GiGPRS与外部分组数据之间的参考点Gn同一GSM网络中两个GSN之间的接口Gp不同GSM网络中两个GSN之间的接口GrSGSN与HLR之间的接口GsSGSN与MSC/VLR之间的接口GfSGSN与EIR之间的接口6.3.1 无线接口无线接口Um是GPRS终端（MS）与基站（BTS）之间的连接接口，Um接口应遵循GSM系统的标准。6.3.2 SGSN与PCU的接口SGSN与PCU之间通信应采用Gb接口。Gb接口参考GSM 08.18 GPRS Phase3 BSS、G

11、p、Gb接口中的有关定义。6.3.3 GPRS支持节点互联的接口GPRS服务节点（SGSN之间、SGSN与GGSN之间）互联应采用Gn接口。Gn接口参考GSM 09.60 GPRS Phase3 Gn & Gp接口中的有关定义。6.3.4 GPRS网络与外部PLMN互联的接口铁路GPRS网络通过边界网关与外部GPRS网络互联时，应采用Gp接口。Gp接口参考GSM 09.60 GPRS Phase3 Gn &6.3.5 GPRS网络与外部数据网络互联的接口铁路GPRS网络与外部数据网络互连的出口为GGSN。GGSN应通过以太网上的路由器、防火墙与外部数据网络连接。GGSN与外部数据网络之间的参考

12、点为Gi。6.3.6 SGSN与短信中心的接口SGSN与SMS-GMSC/SMS-IWMSC互联应采用Gd接口。Gd接口参考GSM 09.02 数字蜂窝网络系统（Phase2+）;移动应用部分（MAP）规范中的有关定义。6.3.7 GPRS支持节点与计费网关的接口CG应与GGSN和SGSN通信，获取计费信息。CG与GSN互联应采用Ga接口。Ga接口参考GSM 09.60 通过Gn和Gp接口的GPRS隧道协议GTP及GSM 12.15 GPRS计费中的有关规定。6.3.8 SGSN与MSC/VLR的接口SGSN与移动交换中心和访问位置寄存器（MSC/VLR）通信应采用GSM 09.16 SGSN

13、-VLR Gs接口网络服务规范和GSM 09.18 SGSN-VLR Gs接口Layer 3规范中定义的Gs接口。6.3.9 GPRS支持节点与HLR的接口本地位置寄存器（HLR）应能通过七号信令Gr接口连接到SGSN、通过七号信令Gc接口连接到GGSN。7 系统功能7.1 网络功能7.1.1 网络访问控制功能GPRS网络应具有以下访问控制功能：7.1.1.1 注册功能由SGSN与GGSN共同完成，将用户的移动ID和用户在GSM-R范围内的分组数据协议及其地址联系起来，还与连到外部PDP网的用户访问点联系在一起。这种联系可以存储在一个HLR中，也可以分布于每一个所必需的基站。7.1.1.2 身

14、份认证和授权功能由SGSN与GGSN共同完成，对服务请求者的身份认证和识别，并验证服务请求类型以确保某个用户使用某特定网络服务的权限。7.1.1.3 许可证控制功能由SGSN与GGSN共同完成，目的是计算提供指定服务质量时必需占用的网络资源，并判断这些资源是否可用，然后预定这些资源。许可证控制与无线资源管理功能相辅相成，以估计每一个蜂窝对无线资源的需求程度。7.1.1.4 消息筛选由GGSN完成，通过数据分组过滤来实现滤除未授权或不符合规定的消息。7.1.1.5 分组终端适配由SGSN与BSS共同完成，对接收自终端设备或发送到终端设备的数据分组经过适配，以适合于在GPRS网络中传输。7.1.1

15、.6 计费数据收集由SGSN与GGSN共同完成，收集有关按用户计费和按流量计费的必要数据。7.1.2 无线资源管理功能GPRS网络应具有下列无线资源管理功能。7.1.2.1 Um管理功能由BSS完成，用来管理在每一蜂窝中所用的物理信道组，并决定分配给GPRS所使用的无线资源的数量。7.1.2.2 蜂窝选择功能由BSS与MS共同完成，使得用户在同GSM-R建立通信路径时能选择最佳的蜂窝。7.1.2.3 Um-tranx功能由BSS与MS共同完成，通过MS和BSS之间的无线接口进行分组数据传输的功能，包括以下几个方面： 提供无线信道上的介质访问控制 提供在普通物理无线信道中的分组多路传送功能 提供

16、MS内的分组识别 提供错误诊断和纠正功能 提供流量控制功能7.1.2.4 路径管理功能由BSS与GGSN共同完成，用于管理BSS与SGSN节点之间的分组数据通信路径。可根据数据流量动态建立和释放这些路径，又可根据每一蜂窝中的最大期望载荷静态地建立和释放这些路径。7.1.3 逻辑链路管理功能GPRS网络应具有下列逻辑链路管理功能。7.1.3.1 逻辑链路建立功能由SGSN完成，当MS接入GPRS服务时，建立相应的逻辑链路。7.1.3.2 逻辑链路维护功能由SGSN完成，监控逻辑链路的状态，并控制链路状态的改变。7.1.3.3 逻辑链路释放功能由SGSN完成，用于释放逻辑链路建立时所占用的资源。7

17、.1.4 分组选路和传输功能GPRS网络应具有下列分组选路和传输功能。7.1.4.1 中继功能由SGSN与GGSN共同完成，用于接收来自一个网络支持节点的信息，然后根据需要以一定路由把它转发到另一个网络支持节点。7.1.4.2 路由选择功能由SGSN与GGSN共同完成，决定经由哪一个网络节点转发，以及使用哪一个底层服务来把消息发送到目的地址中指定的GPRS支持节点。7.1.4.3 地址转换和映射功能由SGSN与GGSN共同完成，用于将一个类型的地址转换成另一个不同类型的地址。地址转换可以将一个外部网络协议地址转换成一个内部网络地址，以便在GPRS网络之间或内部选择路由来发送分组。地址映射用于将

18、一个网络地址映射成同类型的另一个网络地址以进行路由选择，并在GPRS网络之间或内部中继转发消息。7.1.4.4 封包功能由SGSN与GGSN共同完成，将地址和控制信息加入到一个原始数据单元中，用以在GPRS网络内部为分组选择路由；解包是指将分组中地址和控制信息删除，还原出原始数据单元。7.1.4.5 隧道传输功能由SGSN与GGSN共同完成，实现封包的数据单元在GPRS网络内部从封包点到解包点的传输。隧道是一个双向的点对点路径。7.1.4.6 压缩功能由SGSN与GGSN共同完成，压缩数据以传输尽可能小的外部 PDP PDU来优化无线信道容量的利用。7.1.4.7 加密功能由SGSN与GGSN

19、共同完成，对要在无线信道中传输的用户数据和信令加密，并保护GPRS网络不受入侵。7.1.4.8 域名服务器功能由DNS、SGSN与GGSN共同完成，用于把网络支持节点逻辑域名解析成网络支持节点地址。7.1.5 移动性管理（MM）功能铁路GPRS网络应支持空闲（Idle）、等待（Standby）、就绪（Ready）三种状态的管理，包括：7.1.5.1 从空闲状态转移到就绪状态7.1.5.2 从等待状态转移到空闲状态7.1.5.3 从等待状态转移到就绪状态7.1.5.4 从就绪状态转移到等待状态7.1.5.5 从就绪状态转移到空闲状态7.1.6 网络管理（OM）功能7.1.6.1 GPRS网络管理

20、系统可以是独立的，也可以与GSM-R网络管理系统合并。GPRS网络管理可以参照GSM-R网络管理采用的分级机构。7.1.6.2 GPRS网络管理系统所管理的网元包括：GGSN、SGSN、DNS、CG、BG和防火墙等。GPRS网络管理系统与各网元之间的接口可以采用SNMP或CORBA。7.1.6.3 GPRS网络管理系统应具有配置管理、故障管理、性能管理、日志管理和安全管理等功能。其中，性能管理功能包括从SGSN、GGSN以及GPRS系统的其他一些节点上采集网络管理维护所需的性能数据。性能数据采集的最小周期应能达到15分钟，告警信息采集周期不应超过2分钟。7.1.7 应用业务功能铁路GPRS网络

21、应支持铁路运营管理所需的各项应用业务，包括：铁路运行调度信息传送、铁路设施维护管理信息传送、旅客服务信息传送及其他服务信息传送。7.2 设备功能7.2.1 GPRS服务支持节点（SGSN）7.2.1.1 在激活GPRS业务时，SGSN建立起一个移动性管理环境，包含关于这个移动终端（MS）的移动性和安全性方面的信息。7.2.1.2 SGSN记录GPRS终端的当前位置信息，并且在GPRS终端和SGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。7.2.1.3 SGSN应能通过Gs接口向MSC/VLR发送定位信息，并可以经Gs接口接收来自MSC/VLR的寻呼请求。7.2.2 GPRS网关支持节点（GGSN）7

22、.2.2.1 GGSN通过配置一个PDP地址被分组数据网接入。7.2.2.2 GGSN应存储属于这个节点的GPRS业务用户的路由信息，并根据该信息将PDU利用隧道技术发送到MS的当前的业务接入点，即SGSN。7.2.2.3 GGSN应可以经Gc接口从HLR查询移动用户当前的地址信息。7.2.2.4 GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN和LAN等。7.2.2.5 GGSN应负责GPRS分组数据包的协议转换，从而把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。7.2.3 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。

23、它们都应有IP路由功能，并能与IP路由器相连。7.2.4 分组控制单元（PCU）7.2.4.1 PCU应能把LLC层PDU分块成RLC块，用以下行链路传输；7.2.4.2 PCU应能把RLC块重组成LLC层PDU，用以上行链路传输；7.2.4.3 PCU应提供PDCH时序安排功能，用以上行链路和下行链路的数据传输；7.2.4.4 PCU应提供PDCH上行链路ARQ功能，包括RLC块ACK/NAK； 7.2.4.5 PCU应提供PDCH下行链路ARQ功能，包括对RLC块的缓冲和重组；7.2.4.6 PCU应提供信道访问控制功能，例如访问请求和授权；7.2.4.7 PCU应提供无线信道管理功能，如

24、功率控制、拥塞控制、广播控制消息等。7.2.4.8 PCU可根据需要设置在基站端、基站控制器端或SGSN内。7.2.5 计费网关（CG）7.2.5.1 GPRS网络的计费信息必须从SGSN和GGSN节点中搜集，所搜集的信息生成呼叫数据记录（CDR）类型。根据来源的不同，CDR可分为以下类型：1. S-CDR：与对无线网络的使用有关，从SGSN中得到；2. G-CDR：与对外部数据网络的使用有关，从GGSN中得到；3. M-CDR：与移动性管理活动有关，从SGSN中得到；4. 与在GPRS中使用短消息业务相关的CDR类型。收集到的CDR形成计费数据文件，计费数据文件组合成计费记录输出CRO（Ch

25、zrge Record Output）。7.2.5.2 计费网关应能以FTP协议将CRO传送到外部计费中心，使计费中心能够完成计费过程。计费网关的功能性（CGF）既可以作为单独的中心网络单元来实现，也可以分布于各个GSN中。7.2.6 边界网关（BG）（可选）7.2.6.1 为支持用户在GPRS网络间的漫游，两个GPRS网络应使用边界网关（BG）互联，并提供网络之间必要的安全机制。7.2.6.2 在边界网关上可以支持BGP协议（RFC1771）作为其基本的路由功能集。7.2.6.3 在边界网关上可以收集计费信息，作为不同的GPRS运营者分担PLMN之间链路费用的依据。7.2.7 防火墙为保证G

26、PRS网络的安全，应在GPRS网络与外部网络连接的入口处（GGSN外）设置相应的防火墙设备。防火墙应独立设置。7.2.8 RADIUS服务器RADIUS服务器与GGSN相连，对用户认证请求进行确认，给用户分配权限。7.2.9 GPRS终端GPRS MS应能以三个运行模式（即仅有GPRS服务；同时具有GPRS和其他GSM服务；依据MS的实际性能同时运行GPRS和其他GSM服务）中的任何一个进行操作，其操作模式的选定由MS所申请的服务所决定。7.2.10 MSC/VLR在需要GPRS网络与其他GSM业务进行配合时选用Gs接口。同时移动交换中心和访问位置寄存器（MSC/VLR）应存储MS（此MS同时

27、接入GPRS业务和GSM电路业务）的IMSI号码、与MS相连接的SGSN号码。7.2.11 本地位置寄存器（HLR）在HLR中应存储GPRS用户数据和路由信息。从SGSN经Gn接口或从GGSN经Gc接口均可访问HLR。对于漫游的MS来说，HLR可能位于另一个不同的PLMN中。7.2.12 SMS-GMSC和SMS-IWMSC消息业务网关移动交换中心（SMS-GMSC）和短消息业务互通移动交换中心（SMSIWMSC）应可通过Gd接口连接到SGSN上，支持GPRS MS通过GPRS无线信道收发短消息（SM）。8 系统技术要求8.1 一般要求8.1.1 工作频段铁路GPRS网络应与铁路GSM-R网络使用相同的无线频段。8.1.2 信道编码方式根据铁路GSM-R的应用特点，在GPRS的四种信道编码方式中，可采用CS-1（9.05kbit/s）和CS-2（13.4kbit/s）两种方式。其中，在GPRS终端移动