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构建 GPRS 网络(转)

原创 Linux操作系统 作者:jcszjswkzhou 时间:2019-06-17 08:42:05 0 删除 编辑
GPRS作为GSM网络向第三代系统过渡的方案,其网络组建具有自身的特点。从网络结构上看,GPRS可以看做在现有GSM网络的基础上增加的一个分组域。首先它要利用现有GSM无线资源,可以通过扩充新频点或在原频点上支持GPRS业务来实现;其二,网络要求增加新的网络实体如SGSN、GGSN、CG等,并要求组建GPRS骨干网。

GPRS BSS组网

为支持GPRS,必须对现有的GSM BSS进行升级。由于不同厂家的BSS设备的实现方案不同,有些厂家的BSS设备需要进行硬件升级,但部分厂家可以做到只进行软件升级。由于BSS的投资占整个GSM系统投资的比例较大,因此BSS设备是否需要进行硬件升级将直接关系到运营商的投资策略。

为了支持GPRS,通常需要在GSM BSC中引入PCU单元,一般采用两种处理方式:一种是将PCU作为BSC的一个逻辑单元,另外一种是将PCU作为一个物理实体。从不影响现有GSM系统架构、组网灵活的角度出发,PCU作为一个独立的物理实体是一个更好的解决方案。在这种情况下,PCU可以根据运营商的选择进行灵活配置,既可以和BSC共址,也可以独立设置,还可以放置在SGSN侧。PCU和BSC可以一一对应,也可以一个PCU对应多个BSC。由于GPRS和GSM共用无线资源即共用GSM小区,因此需要在GSM已有的无线信道的基础上增加分组信道PDCH。在GSM/GPRS系统中,在保证话音业务服务质量的前提下,应尽量提高分组数据业务的服务质量,为了实现这一目标,通常采用PDCH动态调配和编码方式动态变换等多种处理技术。

(1)PDCH动态调配

根据网络实际情况,将一定数量的业务信道设置为分组信道,其中包括一部分固定分组信道。在话音业务较少时,可以将部分TCH信道转换为PDCH(主要是PDTCH信道),而在话音业务较忙时,为保证话音业务的优先级,应将部分PDCH转换为TCH。PDCH信道的动态调配可以采用动态预测、实时调配等一系列资源分配策略。

(2)编解码方式的动态变换

GPRS支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四种编解码方式,对应的速率分别是9.02kbps、13.4kbps、15.6kbps、21.4kbps,它们对无线环境的要求不同。编解码方式动态变换就是根据无线环境的不同,动态地调整编解码方式,从而实现在无线资源不变的情况下达到更高的接入速率。PCU根据BTS测量报告(包括接收质量、上行功率等)、RLC重传次数等参数来决定编解码方式的变换策略。

GPRS网络侧组网

(1)GPRS网络侧组网规划需要考虑的问题

●网络规模

原有GSM网络规模基本上是以载频数/用户数来计量,而GPRS由于是在GSM网络的基础上引入的分组技术,考虑到GPRS和GSM共用无线资源的因素,纯粹以载频数/用户数衡量网络规模将是不全面的。GPRS网络规模可以用以下指标来衡量:

? 支持的分组信道数(PDTCH数量);

? 最大附着用户数;

? 同时激活PDP Context数量;

? 吞吐量。

上述指标是基于一定的话务模型而得出的,包括用户平均吞吐量、数据包(主要是IP包)、平均包长等指标。

●APN

GPRS引入了APN概念,用户PDP激活时一般将APN作为参数,对应外部网络的业务提供者。对于一个GGSN,APN和业务提供者有着特定的对应关系。用户访问外部网络时,如果用户不指明具体的APN,网络侧将指配给用户一个缺省的APN,用户也可以自行指定具体的APN。

●GPRS网络侧设备

GPRS网络侧设备包括SGSN、GGSN、CG、DNS、RADIUS Server、BG等多个组成部分,并对原有的GSM设备如HLR、MSC、GMSC等进行相应的升级。在GPRS组网中,SGSN、GGSN是主设备,SGSN、GGSN和MSC、HLR在容量和数据上没有特定的对应关系,运营商可以根据网络的实际情况进行灵活配置。

(2)GPRS骨干网组建

GPRS骨干网是GPRS网络侧节点SGSN、GGSN、CG、DNS(对应于GPRS骨干网)等的承载网络,支持漫游和具有固定IP地址的用户业务需要GPRS骨干网支持。GPRS骨干网组建的方法和现有Internet网完全一致,可以采用成熟的ATM/IP技术。

由于GPRS骨干网是一个全网的概念,网络规模大,如果专门为GPRS骨干网组建一个网络是不经济的,最为可行的方式是在通用的IP网上承载GPRS骨干网,即以GPRS骨干网作为IP网的一个VPN。中国移动正在组建的CMnet基本上采用了这种思路,CMnet业务定位于提供IP网所提供的所有业务,突出移动特点,提供移动互联网业务。同时,在保证业务服务质量的前提下,提供实时电信业务,特别是移动电信业务等。CMnet将作为中国移动的GPRS骨干网的承载网,各省的GPRS节点(如SGSN、GGSN、CG等)接入本省的移动互联网,通过GGSN接入移动互联网骨干网的省网汇接节点。

(3)GPRS网络侧组网规划中的3G因素

GPRS能向移动用户提供性能优越、丰富多样的业务,它是GSM向3G演进解决方案中的一个重要组成部分,因此在组建GPRS网络时必须充分考虑向3G的演进。GPRS网络侧组网规划中涉及到的3G因素主要包括设备特性、骨干网组建、业务提供等方面。

●设备特性

3G R99网络包含分组域和电路域两部分,其中分组域由SGSN、GGSN等节点组成,电路域由支持3G协议的MSC组成。3G R99核心网中的分组域,从功能和业务节点上都和GSM/GPRS基本一致。从组网的思路上看,现有的GSM向3G R99过渡有以下几种思路:

? 3G核心网和GSM/GPRS网络相互独立;

? 现有GSM/GPRS网络升级支持3G业务,3G RNS可以接入到升级后的GSM/GPRS网络;

? 3G核心网同时支持GSM/GPRS BSS和3G RNS的接入。

上述三种思路中的第一种思路是不可取的,该思路对于网络的互联互通不利,同时也不利于保护运营商在2G网络上的投资。对于采用后两种思路中的哪一个,则由运营商根据网络现状进行选择。对于网络规模庞大的运营商而言,如果在全网现有设备上进行软硬件升级,其可操作性受限,而对于新增的网络设备要求同时支持GSM/GPRS BSS和3G RNS接入则是一个十分可行的解决方案。

GPRS作为GSM/GPRS网络和未来3G核心网中的分组域,由于其在网络实体及功能上具有一致性,因此在组网思路上更能体现该思路。如果GPRS的主要节点SGSN、GGSN能够同时支持GPRS和3G特性,则可充分保护运营商的投资,并可快速引入3G业务。

●骨干网组建

从上面的讨论可以看出,GPRS骨干网的网络规模大,同时GPRS和3G核心网分组域在网络结构上具有较强的一致性。在3G核心网中,同样存在着一个类似GPRS骨干网的骨干网,因此在组建GPRS骨干网时,要考虑将来将其作为3G核心网承载网的可行性。


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