Đồ Án Dịch vụ vụ tuyến gúi chung GPRS

Dịch vụ vụ tuyến gúi chung GPRS(97 trang)
MỤC LỤC
Mục lục 1
Chương I: Giới thiệu chung về mạng GPRS 4
1.1 Giới thiệu về dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS 4
1.2 Các dịch vụ của GPRS 5
1.3 Các tính năng mới trong GPRS 5
1.4 Các chức năng chính của GPRS 6
1.4.1 Các chức năng điều khiển truy cập mạng 6
1.4.2 Các chức năng điều khiển và định tuyến gói 6
1.4.3 Quản lý di động 6
1.4.4 Quản lý tuyến logic 6
1.4.5 Quản lý tài nguyên vô tuyến 6
1.4.6 Quản lý mạng 7
1.4.7 Một số ứng dụng của GPRP 7
Chương II: Cấu trúc mạng GPRS 8
2.1 Cấu trúc tổng thể của mạng GPRS 8
2.2 Các thành phần trong mạng GPRS 9
2.2.1 Thiết bị di động MS (Mobile Station) 9
2.2.2 Nút cổng giao tiếp hỗ trợ GPRS- GGSN 10
2.2.3 Nút dịch vụ hỗ trợ GPRS- SGSN 10
2.2.4 Phân hệ trạm gốc BSS 11
2.2.5 Bộ định vị thường trú HLR 12
2.2.6 Bộ ghi định vị tạm trú VLR 13
2.2.7 Trung tâm nhận thực AUC 13
2.2.8 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR 14
2.2.9 Tổng đài cổng di động cho dịch vụ tin ngắn SMS-GMSC và tổng đài liên kết di động cho dịch vụ tin ngắn SMS-IWMSC 14
2.2.10 Cổng chức năng tính cước (CGF) 14
2.2.11 Hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS 14
2.2.12 Mạng đường trục trong GPRS 15
2.3 Quá trình đánh chỉ số, địa chỉ, chỉ số nhận dạng 16
2.3.1 Nhận dạng các MS 16
2.3.2 Xác định địa chỉ của MS 17
2.3.3.Nhận dạng vùng định vị và trạm gốc 18
2.3.4 Địa chỉ GSN 18
2.3.5 Số nhận dạng thiết bị di động quốc tế và chỉ số phiên bản phần mềm (IMISV) 19
2.3.6 Chỉ số nhận TMSI gói (P-TMSI). 19
Chương III: Giao diện vô tuyến 20
3.1 Kênh logic dữ liệu gói. 20
3.1.1 Kênh điều khiển chung PCCCH (Packet Common Control Channel) 20
3.1.2 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) 20
3.1.3 Kênh lưu lượng, Kênh lưu lượng dữ liệu gói PDTCH (Packet Data Traffic Channel) 20
3.1.4 Các kênh điều khiển riêng 21
3.2 Sắp xếp các kênh logic vào kênh vật lý. 21
3.2.1 Các kênh điều khiển chung PCCCH. 21
3.2.2 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH. 22
3.2.3 Kênh điều khiển sớm định thời PTCCH. 22
3.2.4 Các kênh lưu lượng PDTCH. 22
3.2.5 Chia sẻ kênh hướng xuống 23
3.2.6 Chia sẻ kênh hướng lên. 23
3.3 Giao diện vô tuyến Um. 23
3.3.1 Các nguyên tắc quản lý tài nguyên vô tuyến. 23
Trong đó: X: khung trống. 25
3.3.2 Các chế độ sử dụng tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource) 26
3.3.3 Phân lớp của giao diện vô tuyến 28
3.3.5 Lớp liên kết vật lý 29
3.3.6.Lớp điều khiển liên kết vô tuyến và điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn RLC/MAC. (Radio Link Control/Medium Access Control) 37
Chương IV: Giao thức truyền dẫn và báo hiệu trong GPRS 47
4.1.1 Tổng quan 47
4.1.2 Mặt phẳng báo hiệu 47
4.1.3 Mặt phẳng truyền dẫn 52
4.1.4 Giao thức IP sử dụng trong GTP 53
4.2 Giao thức hội tụ phụ thuộc mạng con SNDCP (Subnetwork Dependent Convergenc Protocol) 54
4.2.1 Tổng quan 54
4.2.2. Các dịch vụ nguyên thuỷ 55
4.2.3 Các chức năng dịch vụ 55
4.2.4 Các chức năng giao thức 56
4.2.5 Các định dạng SNDCP 63
4.3 Giao thức lớp LLC 64
4.3.1 Tổng quan 64
4.3.2 Cấu trúc lớp LLC 65
4.3.3 Cấu trúc khung LLC 66
4.3.4.Trường địa chỉ (Address Field) 67
4.3.5 Trường điều khiển 68
4.3.6 Các khung LLC yêu cầu và đáp ứng 69
4.3.7 Trao đổi dữ liệu 72
a. Thủ tục thiết lập 72
4.4 Báo hiệu trong mạng GPRS 76
4.4.1 Báo hiệu MS-SGSN 77
4.4.2 Báo hiệu SGSN-HLR 77
4.4.3 Báo hiệu SGSN-MSC/VLR 77
4.4.4. Báo hiệu SGSN-EIR 78
4.4.5 Báo hiệu SGSN-SMS-GMSC hoặc SGSN-SMS-IWMSC 78
4.4.6. Báo hiệu GSN-GSN. 78
4.4.7 Báo hiệu GGSN-HLR 79
4.5. Kết nối với mạng dữ liệu gói PDN sử dụng giao thức IP 79
4.5.1 Mô hình kết nối với PDP 80
4.5.2 Truy cập Intranet, Internet qua GRPS 80
Chương V: Truyền dữ liệu trên mạng GPRS 83
5.1 Quản lý di động 83
5.1.1 Các trạng thái của quá trình quản lý di động 83
5.1.2 Chuyển đổi trạng thái 84
5.1.3 Quan hệ giữa SGSN và MSC/VLR 85
5.1.4 Chức năng kết nối mạng (Attach) 85
5.1.5 Chức năng rời mạng 86
5.2 Chức năng quản lý vị trí 87
5.3 Trao đổi và định tuyến gói 87
5.3.2 Trạng thái hoạt động (ACTIVE) 88
5.3.3 Các chức năng hoạt hoá, sửa đổi, ngưng hoạt hoá bối cảnh PDP. 88
5.3.4 Định tuyến và trao đổi gói 89
5.3.5 Chuyển tiếp dữ liệu 89
5.3.6 Thích nghi đầu cuối gói 89
5.4 Nhận thực và mật mã 90
5.4.1 Mật mã thông tin (Ciphering) 90
5.4.2 Nhận thực 91
5.5 Quá trình truyền dữ liệu trên GPRS 92
5.5.1 Quá trình truyền dữ liệu của một MS trong HPLMN với một PDN bên ngoài 93
5.5.2 Quá trình truyền dữ liệu của một MS chuyển vùng với một PDN 93
5.5.3 Quá trình truyền dữ liệu từ MS đến MS qua cùng một SGSN. 94
5.5.4 Quá trình truyền dữ liệu MS-MS qua các GGSN khác nhau 94
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GPRS
1.1 Giới thiệu về dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS
Như các công nghệ khác, sau gần 20 năm phát triển, thông tin di động thế hệ hai bắt đầu bộc lộ những khiếm khuyết của nó khi nhu cầu dịch vụ truyền dữ liệu và các dịch vụ băng rộng ngày càng trở nên cấp thiết. Tình trạng phát triển các mạng di động 2G quá nhiều phát sinh ra một loạt các vấn đề cần giải quyết như phân bổ tần số bị hạn chế, chuyển vùng phức tạp và không kinh tế, chất lượng chưa đạt được mức của điện thoại cố định. Hai nhược điểm cơ bản của hệ thống GSM là: chuyển mạch kênh hiện tại không thích ứng được với các tốc độ số liệu cao, và trong hệ thống GSM một kênh vẫn ở trạng thái mở ngay cả khi không có lưu lượng đi qua nó. Sự phát triển của mạng Internet cũng đòi hỏi khả năng hỗ trợ truy cập Internet và thực hiện thương mại điện tử di động. Nhìn chung các thuê bao di động hiện nay, đặc biệt với điện thoại di động GSM, thực tế không thể vượt qua được ngưỡng 9,6Kbs (nhỏ hơn nhiều so với 56,6Kpbs mà một kết nối Internet truyền thống có thể đạt được).
Để giải quyết những vấn đề trên. ITU đã đưa ra một chuẩn chung cho thông tin di động thế hệ 3 trong một dự án gọi là IMT-2000. Chuyển sang thế hệ thứ ba là quá trình tất yếu, nhưng chí phí đầu tư quá lớn nên đòi hỏi có một giải pháp quá độ mà có thể chấp nhận cả từ phía nhà sản xuất, nhà khai thác và khách hàng. Đó chính là công nghệ thế hệ
2G mà tiêu biểu là Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS. GPRS đã khắc phục được các nhược điểm chính của thông tin chuyển mạch kênh truyền thống bằng cách chia nhỏ số liệu thành từng gói nhỏ rồi truyền đi theo một trật tự quy định và chỉ sử dụng các tài nguyên vô tuyến khi một người dùng thực sự cần phát hoặc thu. Trong khoảng thời gian khi không có số liệu này được phát, kết nối tạm ngừng họat động nhưng nó lập tức kết nối lại ngay khi có yêu cầu. Thông qua việc sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến như vậy, hàng trăm khách hàng có thể đồng thời chia sẻ một băng thông và được một cell duy nhất phục vụ. Tốc độ dữ liệu trong GPRS có thể tăng lên tới 171Kb/s bằng cách sử dụng 8TS TDMA với tốc độ tối đa của một khe là 21.4Kb/s. Tốc độ này hơn 10 lần tốc độ cao nhất của một hệ thống GSM hiện nay và gấp đôi tốc độ truy nhập Internet theo cách truyền thống. Chính vì vậy, đã có nhiều nhà sản xuất hàng đầu thế giới đưa ra thị trường các sản phẩm về GPRS, trong đó phải kể đến NOKIA, ERICSSON, và NOTEL.
Ở Việt Nam hiện nay, việc khai thác mạng Internet đã đưa các dịch vụ thông tin điện tử tới người sử dụng, thương mại điện tử cũng đã được cung cấp và ngày càng thu hút số lượng khách hàng lớn. Thông tin di động với kỹ thuật GSM cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ thông qua số lượng thuê bao, vùng phủ sóng và số lượng dịch vụ đang cung cấp cho khách hàng. Thực tế cho thấy việc sử dụng các dịch vụ số liệu phải theo phương thức chuyển mạch kênh, gây lãng phí tiềm năng mạng, nhất là phần vô tuyến. Điều đó không thể đáp ứng nhu cầu đa dạng hiện nay khi đưa vào khai thác các dịch vụ thông tin hình ảnh, Internet, thương mại điện tử.
Do những yếu tố về kinh tế và kỹ thuật đã nêu trên, yêu cầu phát triển dịch vụ GPRS là một trong những cách tốt nhất để sớm đưa hệ thông thông tin di động nước ta tiến lên thế hệ thứ 3 trong tương lai.