GPRS技术规范Word下载.docx
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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
CNNIC
CRO
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
GGSN
GPRS网关支持节点
GPRS
通用分组无线业务
GSM
蜂窝移动通信系统
GSN
GPRS支持节点
GTP
GPRS隧道技术
HLR
本地位置寄存器
HPLMN
本地公共陆地移动网络
IAP
Internet接入提供商
IMSI
国际移动用户识别符
ISDN
综合业务数据网
ISP
Internet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
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，和交互式应用业务。
QoS
服务质量
SGSN
GPRS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，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
6.1GPRS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，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6-1GPRS网络的层次结构
6.2GPRS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6-1GPRS网络的逻辑结构及相关接口
6.2.2GPRS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。
6.2.3GPRS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6-2GPRS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，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6-3GPRS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6-1GPRS体系结构中的接口及参考点
接口或参考点
说明
Um
MS与GPRS固定网部分之间的无线接口
Gb
SGSN与BSS之间的接口
Gc
GGSN与HLR之间的接口
Gd
SMS-GMSC、SMS-IWMSC与SGSN之间的接口
Gi
GPRS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
Gr
SGSN与HLR之间的接口
Gs
SGSN与MSC/VLR之间的接口
Gf
SGSN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。
6.3.2SGSN与PCU的接口
SGSN与PCU之间通信应采用Gb接口。
Gb接口参考《GSM08.18GPRSPhase3BSS、Gp、Gb接口》中的有关定义。
6.3.3GPRS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《GSM09.60GPRSPhase3Gn&
Gp接口》中的有关定义。
6.3.4GPRS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《GSM09.60GPRSPhase3Gn&
6.3.5GPRS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点为Gi。
6.3.6SGSN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《GSM09.02数字蜂窝网络系统（Phase2+）;
移动应用部分（MAP）规范》中的有关定义。
6.3.7GPRS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《GSM09.60通过Gn和Gp接口的GPRS隧道协议GTP》及《GSM12.15GPRS计费》中的有关规定。
6.3.8SGSN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《GSM09.16SGSN-VLRGs接口网络服务规范》和《GSM09.18SGSN-VLRGs接口Layer3规范》中定义的Gs接口。
6.3.9GPRS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。
7.1.1.6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。
7.1.2.1Um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。
7.1.2.3Um-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。
7.1.4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PDPPDU来优化无线信道容量的利用。
7.1.4.7加密功能
由SGSN与GGSN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
7.1.6.1GPRS网络管理系统可以是独立的，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。
7.1.6.2GPRS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。
7.1.6.3GPRS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
7.2.1GPRS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。
7.2.1.2SGSN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。
7.2.1.3SGSN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。
7.2.2GPRS网关支持节点（GGSN）
7.2.2.1GGSN通过配置一个PDP地址被分组数据网接入。
7.2.2.2GGSN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。
7.2.2.3GGSN应可以经Gc接口从HLR查询移动用户当前的地址信息。
7.2.2.4GGSN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。
7.2.2.5GGSN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。
7.2.3SGSN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。
7.2.4分组控制单元（PCU）
7.2.4.1PCU应能把LLC层PDU分块成RLC块，用以下行链路传输；
7.2.4.2PCU应能把RLC块重组成LLC层PDU，用以上行链路传输；
7.2.4.3PCU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；
7.2.4.4PCU应提供PDCH上行链路ARQ功能，包括RLC块ACK/NAK；
7.2.4.5PCU应提供PDCH下行链路ARQ功能，包括对RLC块的缓冲和重组；
7.2.4.6PCU应提供信道访问控制功能，例如访问请求和授权；
7.2.4.7PCU应提供无线信道管理功能，如功率控制、拥塞控制、广播控制消息等。
7.2.4.8PCU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）
7.2.5.1GPRS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（ChzrgeRecordOutput）。
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GPRS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。
7.2.8RADIUS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。
7.2.9GPRS终端
GPRSMS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。
7.2.10MSC/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。
7.2.12SMS-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（SMS－IWMSC）应可通过Gd接口连接到SGSN上，支持GPRSMS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
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