GPRS系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡(luò)

黑龍江移動通信公司 薛 銳


　　摘 要: 本文簡要介紹了GPRS系統(tǒng)中無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以及無線資源的分配和使用情況。同時通過與GSM系統(tǒng)的對比,闡述了GPRS系統(tǒng)在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的發(fā)展。


　　關(guān)鍵詞: GPRS系統(tǒng) GSM系統(tǒng) 無線網(wǎng)絡(luò)在信息技術(shù)發(fā)展日新月異的今天,移動數(shù)據(jù)通信、移動多媒體通信開始逐漸取代話音業(yè)務(wù)而成為移動通信的主流業(yè)務(wù),實現(xiàn)移動通信網(wǎng)與Internet的完美融合,是移動通信今后發(fā)展的方向。使用分組技術(shù)的GPRS系統(tǒng),在無線組網(wǎng)中充分利用現(xiàn)有GSM系統(tǒng)的設(shè)備資源、保護了GSM的投資,而且與GSM共用頻率和基站,是GSM系統(tǒng)實現(xiàn)向3G時代跨躍的重要途徑之一。


一、GPRS基站子系統(tǒng)(BSS)的組網(wǎng)


　　為使網(wǎng)絡(luò)能夠支持GPRS業(yè)務(wù),基站子系統(tǒng)（BSS）中需要增加新的硬件設(shè)備：PCU（Packet Control Unit）－－分組控制單元��PCU的功能主要有：將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從GSM話音業(yè)務(wù)中分離出來,傳送到SGSN；對外提供Gb接口,在幀中繼上建立起到SGSN的BSSGP協(xié)議。


根據(jù)PCU的位置的不同。


　　PCU為BSC的嵌入式設(shè)備；PCU作為一個獨立的功能實體,一個物理實體(包含多個PCU單元)有可能和多個BSC相連。從不影響現(xiàn)有GSM系統(tǒng)架構(gòu)、組網(wǎng)靈活的角度出發(fā),PCU作為一個獨立的物理實體是一個更好的解決方案。在這種情況下,PCU可以根據(jù)運營商的選擇進行靈活配置,既可以與BSC共址,也可以獨立設(shè)置,還可以放置在SGSN側(cè)。PCU和BSC可以一一對應(yīng),也可以一個PCU對應(yīng)多個BSC。


　　為保證原有A接口和Abis的傳輸利用率, 在采用結(jié)構(gòu)B和C的PCU方式時, PCU可提供電路業(yè)務(wù)的交叉連接功能, 以便分組業(yè)務(wù)與電路業(yè)務(wù)復(fù)用A接口PCM。


二、GPRS系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)


　　GPRS系統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)主要由以下7個地理區(qū)域組成：


●GPRS服務(wù)區(qū)（SA）


　　指MS能夠獲得GPRS服務(wù)的地理區(qū)域,也就是在一個GPRS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)MS能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的區(qū)域,一個SA可以由一個或多個PLMN組成。


●公共陸地移動網(wǎng)(PLMN)


　　是由一個網(wǎng)絡(luò)運營商提供的GPRS服務(wù)區(qū)域,一個PLMN可以由一個或多個SGSN路由區(qū)域組成。


●SGSN服務(wù)區(qū)


　　是指由一個SGSN提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)域,即終端的登記區(qū)域。一個SGSN服務(wù)區(qū)可以由一個或多個SGSN路由區(qū)組成,可以包含一個或多個BSC控制區(qū)。一個SGSN服務(wù)區(qū)并不需要與一個MSC/VLR服務(wù)區(qū)相同。


●SGSN路由區(qū)（RA）


　　是位置更新區(qū)（LA）的一個子集,在SGSN路由區(qū),MS移動時不需要更新SGSN。一個SGSN能夠控制處理多個路由區(qū)。


●位置更新區(qū)（LA）


　　MS移動時不需要更新VLR的區(qū)域,一個LA可以包含一個或多個基站小區(qū)。


●BSC控制區(qū)


　　由一個BSC控制的一個或多個小區(qū)組成的無線覆蓋區(qū)域,BSC控制區(qū)的邊界與LA區(qū)域的區(qū)界不需要一致。


●基站小區(qū)


　　GPRS服務(wù)區(qū)中的最小單元,也是一個移動蜂窩網(wǎng)的基本單元,由一個BTS覆蓋。


三、GPRS系統(tǒng)的無線資源


1、GPRS中的邏輯信道


　　MS和BTS之間需要傳送用戶數(shù)據(jù)和控制信令等大量的信息,不同種類的信息需要在不同的信道上進行傳送,將物理信道按其承載的不同種類的信息分成許多組,就稱為邏輯（功能）信道。這些邏輯信道按照一定的規(guī)則映射到物理信道上。GPRS系統(tǒng)定義了新的用于分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪壿嬓诺罈纺[槭�据兄Z潰≒DCH）, PDCH信道共有3組7個信道。


　　PBCCH是GPRS的廣播信道,向小區(qū)內(nèi)所有GPRS終端發(fā)送系統(tǒng)信息；PRACH用于MS發(fā)起分組傳送或響應(yīng)尋呼信息,MS在這個信道上發(fā)送的接入突發(fā)（Access Burst）具有較長的保護時間,BSS收到接入突發(fā)后就分配給每個終端一個時間提前量；PAGCH用于分組傳送建立期間、開始傳送分組之前對MS發(fā)送資源分配消息；PPCH用于在下行鏈路開始分組傳送前尋呼MS,并給手機請求一個或多個PDTCH。


　　PACCH用于給指定的MS傳送相關(guān)信令信息,在分配PDTCH或進一步分配PACCH時,它也攜帶資源分配信息和再分配信息,一個PACCH與分配給MS的一個或多個PDTCH結(jié)合使用；PTCCH用于GPRS手機的定時同步。


PDTCH用于數(shù)據(jù)的傳送,一個MS可以并行使用一個以上的PDTCH（多時隙工作）來傳送分組數(shù)據(jù)。


2、邏輯信道的分配


　　PDCH信道可以有兩種不同方式的分配：專用PDCH,固定地服務(wù)于GPRS,只能用于分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),不可以用于電路交換業(yè)務(wù)。需求PDCH,是臨時的動態(tài)GPRS來源,當接入的電路交換出現(xiàn)擁塞時會釋放給電路交換用戶使用。在愛立信GPRS系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)管理者可以在每個小區(qū)中指定0至8個專用PDCH。在一個小區(qū)中設(shè)置多少個需求PDCH沒有物理上的限制,而只取決于電路交換話務(wù)的多少。在一個沒有任何電路交換話務(wù)的小區(qū)甚至將所有信道都用于GPRS話務(wù)也是可能的。


　　在業(yè)務(wù)量不大的情況下,GPRS可以與電路業(yè)務(wù)共用BCCH、CCCH。隨著分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的增大,逐步引入PBCCH,PCCCH。GPRS邏輯信道可以按以下3種方式組合到物理信道上：


PBCCH+PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH


PCCCH+PDTCH+PACCH+PTCCH


PDTCH+PACCH+PTCCH


四、GPRS系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的比較


1、相關(guān)性


　�、� GPRS系統(tǒng)是在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立起來,它遵循GSM Phase2+定義的面向分組數(shù)據(jù)服務(wù)的標準。


　　② GPRS采用與GSM相同的頻段、相同的頻帶寬度、相同的突發(fā)結(jié)構(gòu)、相同的無線調(diào)制標準、相同的跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。


　�、� 在無線接口,GPRS采用與GSM相同的物理信道。


2、相異性


　　①GPRS無線接口由不對稱的、獨立的上行和下行信道組成,上行和下行PDCH信道是相互獨立的信道資源,在一個確定的TDMA時隙里,PDCH上行信道可以傳送從一個MS來的數(shù)據(jù),而PDCH下行信道可以發(fā)送數(shù)據(jù)一個MS。


　　②GPRS采用與GSM不同的信道編碼方案,定義了CS-1(9.05kb/s)、CS-2(13.4kb/s)、CS-3(15.6kb/s)、CS-4(21.4kb/s) 四種編碼方案,可以根據(jù)不同的信道傳輸質(zhì)量進行選擇使用。


　�、墼陔娐方粨Q網(wǎng)絡(luò)中,MS把測量到的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò),由網(wǎng)絡(luò)決定何時切換；而在分組交換網(wǎng)絡(luò)中,MS自己決定何時進行分組信道重選。


　�、苄枰�定義新型的MS來支持GPRS服務(wù)。MS一般由兩部分組成：移動終端MT和終端設(shè)備TE。MT是具有TE接口、含有GPRS功能軟件的移動終端,可看作是一個MODEM,把TE連接到GPRS系統(tǒng)。TE是GPRS系統(tǒng)用來發(fā)送和接收終端用戶分組數(shù)據(jù)的部件。


3、發(fā)展性


　�、貵PRS系統(tǒng)在無線資源分配上非常靈活。能夠在電路交換通話的間隙動態(tài)地分配信道,提高整個頻譜的利用率。一個信道可以分配給多個GPRS用戶同時共享,多個信道又可以同時分配給一個用戶使用,只有在數(shù)據(jù)通信時才占用物理信道資源。


　�、谌绻�一則消息含有大量的數(shù)據(jù)時,可以被分成多個分組,不同的分組可以通過不同的信道發(fā)送,這些分組都到達目的地后被重新組合起來,恢復(fù)成原有消息。


　�、叟cGSM系統(tǒng)物理信道與邏輯信道的一一對應(yīng)不同,在GPRS系統(tǒng)中,一個物理信道既可以定義為一個邏輯信道,也可以定義為一個邏輯信道的一部分。


　�、芑�站子系統(tǒng)BSS提供無線資源的動態(tài)分配。當GPRS業(yè)務(wù)繁忙且電路交換業(yè)務(wù)空閑時,BSS將一定數(shù)量的TCH信道轉(zhuǎn)換為PDTCH；當GPRS業(yè)務(wù)空閑時,BSS將一定數(shù)量的PDCH轉(zhuǎn)換為TCH,使運營者能夠根據(jù)需要分配電路和分組業(yè)務(wù)的無線資源,保證了采用了GPRS的GSM網(wǎng)絡(luò)能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。


　�、軬PRS的分組數(shù)據(jù)功能并不對GSM系統(tǒng)支持的電路交換服務(wù)產(chǎn)生影響,系統(tǒng)提供電路交換和分組交換共同尋呼、組合位置區(qū)域LA更新/路由區(qū)域RA更新等服務(wù),保證了GPRS與GSM的兼容與共存。


結(jié)束語


　　綜上所述,GPRS系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡(luò)較GSM更為高效與靈活。我們相信,GPRS作為一種順應(yīng)GSM移動通信市場和Internet迅猛發(fā)展與日益融合而興起的技術(shù),將引導(dǎo)人們進入高速信息時代。



摘自《無線產(chǎn)品世界》