Luận văn cấu trúc mạng GPRS

Luận văn Cấu trúc mạng GPRS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GPRS 1.1 GIỚI THIỆU VỀ DỊCH VỤ VÔ TUYẾN GĨI CHUNG GPRS Như cơng nghệ khác, sau gần 20 năm phát triển, thông tin di động hệ hai bắt đầu bộc lộ khiếm khuyết nhu cầu dịch vụ truyền liệu dịch vụ băng rộng ngày trở nên cấp thiết Tình trạng phát triển mạng di động 2G nhiều phát sinh loạt vấn đề cần giải phân bổ tần số bị hạn chế, chuyển vùng phức tạp không kinh tế, chất lượng chưa đạt mức điện thoại cố định Hai nhược điểm hệ thống GSM là: chuyển mạch kênh khơng thích ứng với tốc độ số liệu cao, hệ thống GSM kênh trạng thái mở khơng có lưu lượng qua Sự phát triển mạng Internet đòi hỏi khả hỗ trợ truy cập Internet thực thương mại điện tử di động Nhìn chung thuê bao di động nay, đặc biệt với điện thoại di động GSM, thực tế vượt qua ngưỡng 9,6Kbs (nhỏ nhiều so với 56,6Kpbs mà kết nối Internet truyền thống đạt được) Để giải vấn đề ITU đưa chuẩn chung cho thông tin di động hệ dự án gọi IMT-2000 Chuyển sang hệ thứ ba q trình tất yếu, chí phí đầu tư q lớn nên địi hỏi có giải pháp q độ mà chấp nhận từ phía nhà sản xuất, nhà khai thác khách hàng Đó cơng nghệ hệ 2G mà tiêu biểu Dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS GPRS khắc phục nhược điểm thơng tin chuyển mạch kênh truyền thống cách chia nhỏ số liệu thành gói nhỏ truyền theo trật tự quy định sử dụng tài nguyên vô tuyến người dùng thực cần phát thu Trong khoảng thời gian khơng có số liệu phát, kết nối tạm ngừng họat động kết nối lại có u cầu Thơng qua việc sử dụng hiệu tài nguyên vô tuyến vậy, hàng trăm khách hàng đồng thời chia sẻ băng thơng cell phục vụ Tốc độ liệu GPRS tăng lên tới 171Kb/s cách sử dụng 8TS TDMA với tốc độ tối đa khe 21.4Kb/s Tốc độ 10 lần tốc độ cao hệ thống GSM gấp đôi tốc độ truy nhập Internet theo cách truyền thống Chính vậy, có LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nhiều nhà sản xuất hàng đầu giới đưa thị trường sản phẩm GPRS, phải kể đến NOKIA, ERICSSON, NOTEL Ở Việt Nam nay, việc khai thác mạng Internet đưa dịch vụ thông tin điện tử tới người sử dụng, thương mại điện tử cung cấp ngày thu hút số lượng khách hàng lớn Thông tin di động với kỹ thuật GSM phát triển mạnh mẽ thông qua số lượng thuê bao, vùng phủ sóng số lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng Thực tế cho thấy việc sử dụng dịch vụ số liệu phải theo phương thức chuyển mạch kênh, gây lãng phí tiềm mạng, phần vơ tuyến Điều khơng thể đáp ứng nhu cầu đa dạng đưa vào khai thác dịch vụ thơng tin hình ảnh, Internet, thương mại điện tử Do yếu tố kinh tế kỹ thuật nêu trên, yêu cầu phát triển dịch vụ GPRS cách tốt để sớm đưa hệ thông thông tin di động nước ta tiến lên hệ thứ tương lai 1.2 CÁC DỊCH VỤ CỦA GPRS Dịch vụ Các dạng dịch vụ Đặc điểm PtP: Dịch vụ mạng không kết nối Khả truyền liệu gói hai điểm đầu cuối Điểm tới điểm (ONS) thông tin thông qua dịch vụ không kết nối (Point- to- Point) PtP: Dịch vụ mạng Internet thông qua dịch vụ hướng kết nối hướng kết nối X25 (CONS) Điểm tới đa điểm (Point- toMultiPoint) PtM- Multicast Truyền liệu gói từ điểm đến vùng địa (PtM- M) lý PtM- IP- Multicast Dịch vụ Muticast định nghĩa giao (PtM- M) thức IP PtM- Group Call Truyền liệu gói đến nhóm điểm thu (PtM- G) nhận định nghĩa trước vùng địa lý Bảng 1.1: Các dịch vụ mạng GPRS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.3 CÁC TÍNH NĂNG MỚI TRONG GPRS Các tốc độ liệu người sử dụng cao kênh lưu lượng TCH giao diện vô tuyến: từ 9.05Kb/s; 13.4Kb/s; 15.6Kb/s 21.4Kb/s với bốn kiểu mã hoá khác (CS1, CS2, CS3, CS4) kết hợp với sử dụng nhiều kênh lưu lượng (8 lênh lưu lượng sử dụng cho người dùng) Các kênh vô tuyến sử dụng, khả ấn định kênh mềm dẻo từ đến TS vơ tuyến sử dụng cho máy phát Nhiều người sử dụng chia sẻ khe thời gian, kênh hướng xuống kênh hướng lên xác định độc lập Các tài nguyên vô tuyến sử dụng truyền liệu Cải tiến hiệu truy cập tới tài ngun vơ tuyến vật lý Tính cước dựa liệu truyền Các tốc độ người dùng cao truy cập tới Internet mạng liệu khác 1.4 CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA GPRS 1.4.1 Các chức điều khiển truy cập mạng - Đăng ký: Sự phân công tĩnh động định danh di động giao thức liệu gói (PDP) người dùng, địa người dùng mạng PLMN điểm truy cập người dùng tới mạng chuyển mạch gói bên ngồi - Nhận thực uỷ quyền: Tạo hiệu lực yêu cầu dịch vụ người dùng - Chấp thuận: Tính tốn tài nguyên mạng theo yêu cầu QoS, giới hạn, dự trữ tài nguyên sẵn có - Lọc tin: Lọc tin không chấp thuận khơng u cầu - Thích nghi với đầu cuối: Thích nghi gói liệu từ đầu cuối theo dạng thích hợp với mạng GPRS - Lưu trữ thơng tin tính cước 1.4.2 Các chức điều khiển định tuyến gói - Chuyển tiếp: Các nút với chức chuyển tiếp sử dụng để chuyển tiếp tin LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Định tuyến: Xác định nút cho bước nhảy tuyến tới nút đích - Ánh xạ biên dịch địa chỉ: Chuyển đổi địa theo giao thức mạng bên thành địa mạng Địa sử dụng cho việc định tuyến PLMN - Đóng gói: Thêm thơng tin điều khiển vào liệu để định tuyến gói nút nút MS - Truyền dẫn: Chuyển giao đơn vị liệu dược đóng gói mạng PLMN tới điểm mà mở gói đơn vị liệu Truyền dẫn liệu theo hai hướng điểm- điểm - Nén liệu: Tối ưu hố việc sử dụng đường truyền vơ tuyến - Mật mã: bảo vệ liệu người dùng báo hiệu qua đường truyền vô tuyến 1.4.3 Quản lý di động Xác định vị trí MS mạng PLMN với mạng PLMN khác 1.4.4 Quản lý tuyến logic - Thiết lập tuyến logic: Khi MS kết nối vào dịch vụ GPRS - Duy trì tuyến logic: Giám sát tình trạng tuyến logic - Giải phóng tuyến logic: Ngừng sử dụng tài nguyên vô tuyến sử dụng kết nối logic 1.4.5 Quản lý tài nguyên vô tuyến - Quản lý Um: Quản lý việc thiết lập kênh vật lý xác định tài nguyên vô tuyến phân phối cho GPRS - Lựa chọn Cell: Lựa chọn Cell tối ưu nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu Cell tránh tắc nghẽn - Truyền dẫn Um: Trao đổi liệu gói MS BSS với trình điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn qua kênh vơ tuyến, ghép kênh gói kênh vơ tuyến vật lý, phân biệt gói MS, phát sửa lỗi, điều khiển luồng - Quản lý đường truyền BSS SGSN: Thiết lập giải phóng tĩnh động đường truyền dựa tải tối đa Cell LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.4.6 Quản lý mạng Các chức khai thác, vận hành bảo dưỡng phù hợp với GPRS 1.4.7 Một số ứng dụng GPRP GPRS cung cấp loạt dịch vụ đáng ý cho người sử dụng - Khả di động: Cho phép trì truyền thơng liệu thoại khơng đổi người dùng di chuyển - Tính tức thời: Cho phép người dùng kết nối cần bất chấp vị trí phiên đăng nhập dài - Khả định vị: Cho phép người dùng có thơng tin thích hợp để xác định vị trí thời họ Kết hợp đặc tính tạo ứng dụng rộng rãi cho người dùng như: - Trong mạng máy tính khơng dây: Các ứng dụng: Văn phòng lưu động, Thư điện tử, Nhắn tin thời gian thực, Truy cập Internet, Truyền file, Giao dịch tài chình, Thẻ tín dụng, Thương mại điện tử - Trong quản lý lưu lượng: Di động GPRS ô tô, Quản lý nhanh, Điều khiển tàu hoả, Dẫn đường, Thu phí xa lộ tự động - Trong đo lường từ xa: Thống kê định kỳ, Chỉ thị lỗi, Báo động, Điều khiển từ xa - Các ứng dụng khác: Tin tức, dự báo thời tiết, Xổ số trực tuyến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG GPRS 2.1 CẤU TRÚC TỔNG THỂ CỦA MẠNG GPRS Các tài nguyên vô tuyến cấp phát linh động GPRS Việc sử dụng dường mâu thuẫn với cấu trúc chuyển mạch kênh, với kênh tốc độ 16Kb/s 64Kb/s GSM Trong trường hợp kết nối người dùng có tốc độ từ vài byte/s tới 100Kb/s ngược lại gây khó khăn việc cấp phát tài nguyên chế độ cố định Do phải sử dụng hạ tầng chuyển mạch gói mạng GPRS mạng cịn có phần chuyển mạch kênh Khả có phần chuyển mạch kênh trung gian mạng GSM thực khơng có ý nghĩa tính linh hoạt, mềm dẻo truyền dẫn gói giao diện vơ tuyến mạng liệu Internet, Intranet ETSI khuyến nghị phương thức chuyển mạch gói thiết bị chuyển mạch gói mạng GPRS Mạng GPRS sử dụng lại thành phần mạng GSM có thêm số phần tử mạng , giao diện, giao thức Phần tử mạng GSM Các sửa đổi hay nâng cấp cho GPRS Đầu cuối thuê bao Toàn đầu cuối thuê bao cần thiết cho dịch vụ (TE) GPRS Nó tương thích với GSM gọi BTS Nâng cấp phần mềm BTS BSC BSC đòi hỏi nâng cấp phần mềm, giống cần thêm phần cứng PCU (Packet Control Unit) Mạng lõi (Core Triển khai GPRS đòi hỏi cài đặt phần tử mạng lõi Network) gọi SGSN GGSN Các sở liệu Các sở liệu liên quan mạng đòi hỏi nâng cấp phần (VLR, HLR ) mềm để sử dụng gọi chức đưa GPRS Bảng 2.1 Một số yêu cầu cho mạng GPRS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Kiến trúc mạng GPRS giao diện (hình 2.2) TE: Thiết bị đầu cuối SMS-GMSC: Tổng đài cổng di động ME: Đầu cuối di động cho dịch vụ tin ngắn BSS: Phân hệ trạm gốc SMS-IWMSC: Tổng đài liên kết di SGSN: Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS động cho dịch vụ tin ngắn GGSN: Nút hỗ trợ cổng giao tiếp SM-SC: Trung tâm dịch vụ tin ngắn GPRS Billing System: Hệ thống lập hoá đơn MSC/VLR: Tổng đài di động/ Bộ ghi định PDN: Mạng liệu gói vị tạm trú CFG: Cổng chức tính cước HLR: Bộ ghi định vị thường trú BG: Cổng giao tiếp EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị SMS-GMSC SMS- SM-SC C E Gd MSC/VL R HLR Gs D Gc Gn TE MT BSS SGSN Gi PDN GGSN Gb U m Gn SGSN Ga Gp Billing Syste CFG GGSN SGSN Other PLMN EIR T E Ga Gf Signalling Interface Signalling and Data Transfer Interface Hình 2.2 Kiến trúc tổng thể mạng GPRS giao diện 2.2 CÁC THÀNH PHẦN TRONG MẠNG GPRS Do việc sử dụng lại thành phần mạng GSM nên mạng GPRS có phần tử MSC, HLR, VLR, BSS, EIR Ngồi cịn có thêm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com số nâng cấp phần cứng SGSN, GGSN, MS, BSS số nâng cấp phần mềm 2.2.1 Thiết bị di động MS (Mobile Station) Các thiết bị di động GPRS chia thành lớp A,B,C - Lớp thiết bị A hỗ trợ đồng thời dịch vụ GPRS GSM Sự hỗ trợ gồm hoạt động đồng thời: vào mạng, hoạt hoá, giám sát truyền dẫn Một thiết bị lớp A phát thu nhận đồng thời gọi hai dịch vụ Trên dịch vụ chuyển mạch kênh có, mạch ảo GPRS treo thiết lập trạng thái bận - Lớp thiết bị B giám sát đồng thời kênh GPRS GSM hỗ trợ dịch vụ thời điểm Một thiết bị lớp B hỗ trợ đồng thời trình:vào mạng, hoạt hố, giám sát khơng truyền dẫn Trong thiết bị lớp A mạch ảo khơng bị ngắt có lưu lượng chuyển mạch kênh mà bị treo bận Do người dùng nhận truyền gọi chế độ gói chế độ chuyển mạch kênh - Lớp thiết bị C hỗ trợ việc truy cập không đồng thời Người dùng phải lựa chọn loại dịch vụ để kết nối tới Do đó, thiết bị lớp C thu truyền gọi liên lạc từ dịch vụ mà người dùng chọn Dịch vụ khơng chọn khơng thực Khả hỗ trợ cho dịch vụ tin ngắn tuỳ chọn 2.2.2 Nút cổng giao tiếp hỗ trợ GPRS- GGSN Đây nút mạng mạng GPRS GGSN tương đương với GMSC GSM Các đặc điểm GGSN: - Thủ tục GTP tạo kênh truyền dẫn: GTP thủ tục GPRS, thiết kế để tạo kênh truyền dẫn liệu người dùng báo hiệu nút GPRS mạng đường trục GPRS GTP đóng gói đơn vị liệu sử dụng giao thức PDP điểm- điểm Các kênh truyền GTP đường dẫn thiết lập hai GSN dùng loại giao diện vật lý mà cung cấp IP Gn, Gp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Các chức điều khiển truy nhập mạng: Các chức cung cấp GGSN để thực chức truy nhập mạng GPRS quy định kèm theo kiểm tra nhận thực MS thông qua RADIUS - Quản lý di động: Được dùng để giữ liên lạc vùng thời MS PLMN hay PLMN khác GGSN cung cấp việc quản lý di động SGSN đề cập GPRS - Liên mạng Internet, Intranet: GGSN cung cấp liên mạng chạy giao thức IP Liên mạng yêu cầu PLMN cung cấp GPRS mạng khác liên kết để thực yêu cầu dịch vụ GPRS - Định tuyến gói tin chuyển tiếp: Các chức thực chuyển tiếp, đóng gói, tạo kênh truyền uỷ nhiệm DHCP Với GPRS, kênh truyền GPRS xác định cặp SGSN-GGSN, đặc tả số nhận dạng kênh truyền (Tunel ID) Tất tin liên quan đến người dùng định tuyến bên kênh truyền cách đến nhà cung cấp dịch vụ Internet/ Intranet Việc chọn GGSN thực SGSN tuỳ thuộc vào đích đến mong muốn - Quản lý mạng đường trục: Các chức quản lý mạng cung cấp cấu để hỗ trợ chức hoạt động, quản trị quản lý liên quan đến GPRS - Quản lý liệu cước: Chức thu thập liệu cần thiết để hỗ trợ q trình tính cước GPRS - Chất lượng dịch vụ: Trong GPRS, chất lượng dịch vụ kết hợp với bối cảnh PDP Chất lượng dịch vụ xem thông số độc lập với nhiều thuộc tính trao đổi liệu Nó xác định chất lượng dịch vụ mong muốn theo thuộc tính: Lớp quyền ưu tiên; Lớp trễ; Lớp thông lượng liệu cực đại; Lớp thơng lượng liệu trung bình 2.2.3 Nút dịch vụ hỗ trợ GPRS- SGSN SGSN phần tử mạng mạng GPRS Nó có số đặc điểm sau: - Phục vụ MS thông qua giao diện Gb - Thiết lập điều khiển mô tả quản lý di động - Thiết lập bối cảnh PDP để sử dụng cho trình định tuyến 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.2.4.8 Thoả thuận tham số XID Quá trình thoả thuận tham số thực thể SNDCP đẳng cấp thực để đảm bảo truyền thông tin cách tối ưu Các tham số gọi tham số định danh trao đổi SNDCP (SNDCP XID) Thoả thuận tham số thực thể SNDCP MS hặc SGSN khởi đầu Nếu tham số SNDCP XID bị thay đổi , trình thoả thuận khởi đầu trước trao đổi liệu MS khởi đầu trình thoả thuận SNDCP XID dựa hàm SNSM-ACTIVE.ind SGSN khởi đầu dựa hàm SGSNMODIFY.ind NSAPI tạo thay đổi mô tả QoS cho NSAPI Cả hai lớp SNDCP LLC có khả khởi đầu trình thoả thuận XID Originator SNDCP user SNDCP Receiver LLC LLC XID SN-XID.req SNDCP SN-XID.ind LL-XID.req SNDCP user SN-XID.ind SN-XID.res LL-XID.cnf XID LL-XID.res SN-XID.cnf Hình 4.14 Thủ tục thoả thuận SNDCP XID 4.2.4.9 Trao đổi liệu a.Trao đổi liệu có phúc đáp Thực thể SNDCP khởi đầu trình truyền liệu có phúc đáp bối cảnh PDP cho NSAPI (được xác định tin SN-DATA.res) hoạt hoá hoạt động có phúc đáp lớp LLC thiết lập Chỉ số N-PDU chế đọ có phúc đáp số gan cho N-PDU mà SNDCP nhận qua hàm SN-DATA.res Các số N-PDU cho NSAPI khác gán độc lập Tiêu đề SNDCP segment chứa số NPDU 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Có hai biến Send N-PDU Receive N-PDU sử dụng cho mói NSAPI hoạt động đẳng cấp có phúc đáp lớp LLC Khi NSAPI hoạt hoá, chế độ hoạt động đẳng cấp LLC thay đổi từ khơng phúc đáp sang có phúc đáp dựa hàm SNSM-MODIFY.ind nhận hàm LL-RESET.ind lúc hai biến thiết lập Hai biến có giá trị từ 0-255 ORIGINATOR SNDCP SNDCP user SN- Receiver LLC LLC LLDATA.req LLDATASENT res Ack SNDCP SNDCP user LLDATA.ind SN-DATA.ind LLDATA.cnf Hình 4.15 Trao đổi liệucó phúc đáp SNDCP Dựa hoạt động hàm SN-DATA.res, thực thể SNDCP gán giá trị cảu số Send N-PDU cho số N-PDU N-PDU thu được, tăng số Send N-PDU lên 1, thực thể nén, phân đoạn tiếp gửi SN-PDU hàm LL-DATA.res Các N-PDU lưu đệm thực thể SNDCP Các NPDU bị xoá bỏ SN-DATA PDU chuyển segment cuối N-PDU segment xác nhận hàm LL-DATA.cnf Trong trình hoạt động bình thường (khơng trạng thái khơi phục) Khi thực thể SNDCP đẳng cấp nhận SN-PDU hàm LL-DATA.ind, SNDCP lắp ghép giải nén SN-PDU để thu N-PDU đồng thời tăng số Receiver N-PDU lên 1, chuyển N-PDU lên SNDCP user hàm SNDATA.ind SNDCP user xác định trường NSAPI SN-PDU Trong trạng thái khôi phục, sau lắp ghép giải nén SN-PDU: - Nếu số N-PDU N-PDU thu số Receiver N-PDU, tiếp số Receiver N-PDU tăng lên N-PDU rời khỏi trạng thái khơi phục cho N-PDU thu cho tất N-PDU không bị huỷ bỏ 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Nếu SN-PDU (T=”0”) NSAPI thu mà không sử dụng chế độ phúc đáp PDU bị bỏ qua mà không báo lỗi 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b.Trao đổi liệu không phúc đáp Originator SNDCP user Receiver LLC LLC SNDCP SNDCP SNDCP user SNUNITDATA LLUNITDATA req LLUNITDATA ind SNUNITDATA Hình 4.16 Trao đổi liệu không phúc đáp SNDCP Thực SNDCP khởi đầu q trình truyền liệu khơng phúc đáp bối cảnh PDP cho NSAPI (được xác định SN-DATA.res) hoạt hố Thực thể SNDCP khởi đầu việc truyền liệu không phúc đáp hoạt động đẳng cấp không phúc đáp không thiết lập cho NSAPI Chỉ số N-PDU (không phúc đáp) trì cho N-PDU SNDCP thu qua hàm SN-UNITDATA.res Các số N-PDU cho NSAPI khác gán độc lập Phần tiêu đề SN-UNITDATA PDU chứa số NPDU Chỉ số Send N-PDU (không phúc đáp) trì cho mốin sử dụng hoạt động đẳng cấp khơng có phúc đáp LLC dựa hoạt động hàm SNSMMODIFY.ind thu nhận hàm LL-RESET.ind số thiết lập “0” Chỉ số Send N-PDU có giá trị từ 0-4095 Dựa hoạt động hàm SN-UNITDATA.res, thực thể SNDCP gán giá trị số Send N-PDU cho số N-PDU N-PDU thu được, tăng số Send N-PDU lên 1, thực nén, phân đoạn, tiếp gửi SNPDU hàm LL-UNITDATA.res đến lớp LLC Các N-PDU bị xoá liệu chuyển tới lớp LLC Khi thực thể đẳng cấp nhận SN-PDU hàm LL-UNITDATA.ind thực thể SNDCP lắp ghép giải nén để thu N-PDU, tiếp chuyển lên 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com SNDCP user hàm SN-UNITDATA.ind SNDCP user xác định trường NSAPI SN-PDU Nếu SN-UNITDATA PDU (“T=1”) NSAPI thu mà không sử dụng chế độ phúc đáp, PDU bỏ qua mà không báo lỗi Thực thể SNDCP phát SN-PDU bị mất, huỷ SN-PDU thu đúp xếp lại SN-PDU sai thứ tự cần thiết 4.2.4.10 Các tham số XID Parameter Parameter Type Length Format 0000bbbb Version Number Data Compression Variable Variable Protocol Control Information Range Defaul Value Units 0-15 Sense Of Negotiation Down Depend on Algorithm Bảng 4.17: Các tham số XID 4.2.5 Các định dạng SNDCP Mỗi SN-PDU chứa số nguyên octet bao gồm phần tiêu đề phần thông tin Một SN-PDU chứa liệu N-PDU Có hai định dạng khác cho hai chế độ trao đổi liệu Octet X F T M Octet 2 NSAPI DCOMP Octet 3 PCOMP N-PDU Number Ack.mode Data segment Octet n Hình 4.18 Định dạng SN-DATA.PDU X F T M NSAPI DCOMP PCOMP Segment number N-PDU number Unack.mode N-PDU Number Ack.mode 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Data segment Hình 4.18 Định dạng SN-UNITDATA.PDU Trong đó: - Bit M: M=0: segment cuối N-PDU M=1: segment cuối N-PDU - Bit T: Kiểu SN-PDU T=0: SN-DATA.PDU T=1: SN-UNITDATA.PDU - Bit F: thị segment F=0: SN-PDU segment F=1: SN-PDU segment - Bit X: bit dự trữ Trường NSAPI: NSAPI Ý nghĩa Cơ chế giải phóng cho mở rộng sau Thông tin P-t-M Multicast 2-4 Dự trữ 5-15 Các giá trị NSAPI cấp phát động Trường DCOMP: Mã hoá nén liệu DCOM Ý nghĩa P Không nén 1-14 Chỉ nhận dạng nén thoả thuận động 15 Dự trữ - Trường PCOMP: Mã hoá nén liệu (Cấu trúc trường DCOMP) - Segment Number: Có giá trị từ 0-15 Đây số thứ tự segment từ N-PDU 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - N-PDU Number: Chỉ số N-PDU hai chế độ tao đổi liệu 0-255: Chế độ có phúc đáp 0-4095: Chế độ khơng phúc đáp 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG V: TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN MẠNG GPRS 5.1 CÁC TRẠNG THÁI CỦA QUÁ TRÌNH QUẢN LÝ DI ĐỘNG Các hoạt động MM có liên quan đến thuê bao GPRS đặc trưng trạng thái MM khác Trong trường hợp truy cập đích danh, trạng thái MM có liên quan đén hoạt động MM thuê bao Trạng thái MM không phụ thuộc vào số lượng trạng thái bối cảnh PDP cho thuê bao Trong trường hợp truy cập vô danh: trạng thái MM liên quan đến hoạt động MM MS có số nhận dạng TLLI bổ trợ  Trạng thái trống (IDLE): Thuê bao không liên kết với trình quản lý di động Bối cảnh MS SGSN nắm giữ thông tin định tuyến định vị không hợp lệ thuê bao Các thủ tục quản lý di động liên quan đến thuê bao khơng thực MS thực q trình xử lý chọn mạng GPRS, lựa chọn, lựa chọn lại cell Trường hợp khơng có khả thực truyền liệu từ/đến MS MS xem không liên lạc Để thiết lập bối cảnh MM MS GPRS, MS thực trình kết nối mạng GPRS (GPRS Attach)  Trạng thái chờ (STANDBY): Thuê bao liên kết với trình quản lý di động MS SGSN thiết lập bối cảnh MM cho thuê bao (sử dụng IMSI) Trạng thái thực trao đổi thơng tin báo hiệu tìm gọi MS nhận tìm gọi cho dịch vụ chuyển mạch kênh q SGSN khơng có khả truyền, nhận liệu MS thực thủ tục cập nhật RA, lựa hcọn lựa chọn lại cell MS thực thi thủ tục MM để thông báo cho SGSN MS vào vùng RA MS không thông báo cho SGSN việc thay đổi cell vùng RA Do đó, thơng tin định vị bối cảnh SGSN MM chưa thể có số RAI cho MS MS khởi đầu trình hoạt hố ngưng hoạt hố bối cảnh PDP trạng thái STANDBY Một bối cảnh PDP hoạt hoá trước truyền nhận liệu cho bối cảnh PDP 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com SGSN phải gửi liệu thông tin báo hiệu cho MS SGSN gửi mật tin yêu cầu tìm gọi RA mà MS PPF thành lập Nếu PPF xố khơng thực q trình tìm gọi Trạng thái MM MS thay đổi thành READY liệu thông tin báo hiệu MS gửi đi, trạng thái MM SGSN thay đổi thành READY nhận liệu từ MS MS mạng khởi đầu thủ tục rời mạng (Deâtch) để chuyển sang trạng thái IDLE Các bối cảnh MM PDP bị xoá bỏ  Trạng thái sẵn sàng (READY): Bối cảnh MM SGSN tương ứng với bối cảnh MM STANDBY mở rộng thông tin định vị thuê bao mức cell MS thực thủ tục MM để cung cấp cho mạng thông tin cell thời MS thực lựa chọn, chon lại cell cục điều khiển trình lựa chọn lựa chọn lại cell MS hoạt hố ngưng hoạt hố bối cảnh PDP trạng thái READY cho dù tài ngun vơ tuyến có cấp phát hay khơng, bối cảnh MM cịn trạng thái READY khơng có liệu để truyền Trạng thái READY giám sát đồng hồ Mọt bối cảnh MM chuyển từ READY sang STANDBY đồng hồ bị vượt Để chuyển từ READY sang IDLE MS khởi đầu thủ tục rời mạng (Detach) 5.2 CHUYỂN ĐỔI TRẠNG THÁI Quá trình chuyển từ trạng thái sang trạng thái phụ thuộc vào trạng thái kiện xảy (Ví dụ GPRS Attach) IDLE IDLE GPR S Detac GPR S Attac READY READY Timer expiry Or Force to STANDBY GPRS Detach Or Cancel Location GPR S Attac Implicit Detach Or Cancel Locatio READY PDU Reception PDU Transmision STAND MM State Modle of MS STAND MM State Modle of MS Hình 5.1 Mơ hình trạng thái quản lý di động 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com  Chuyển từ IDLE sang READY: GPRS Attach: Quá trình MS yêu cầu truy cập tuyến liên kết logic tới SGSN khởi đầu Các bối cảnh MM thiết lập MS SGSN  Từ STANDBY sang IDLE: - Implicit Detach: Các bối cảnh MM PDP SGSN trở lại trạng thái IDLE INACTIVE Các bối cảnh MM PDP SGSN bị xố Bối cảnh PDP SGSN bị xoá - Cancel Location: SGSN nhận tin MAP Cancel Location từ HLR loại bỏ bối cảnh MM PDP  Từ STANDBY sang READY - PDU transmission: MS gửi LLC-PDU tới SGSN, trả lời tin tìm gọi - PDU reception: SGSN nhận LLC-PDU từ MS  Từ READY sang STANDBY - READY timer expiry: bối cảnh MS SGSN trở lại trạng thái STANDBY - Force to STANDBY: SGSN thị trở lại trạng thái STANDBY trước đồng hồ READY kết thúc - Abôrmal RLC Condition: Bối cảnh M SGSN trở lại trạng thái STANDBY có vấn đề truyền gói giao diện vô tuyến trường hợp ngừng khơi phục q trình truyền giao diện vô tuyến  Từ READY sang IDLE: - GPRS Detach: MS mạng yêu cầu bối cảnh MM trở lại trạng thái IDLE bối cảnh PDP trở lại trạng thái INACTIVE SGSN xố bối cảnh MM PDP Các bối cảnh PDP SGSN bị xoá - Cancel Location: SGSN nhận tin MAP Cancel Location từ HLR loại bỏ bối cảnh MM PDP 5.3 QUAN HỆ GIỮA SGSN VÀ MSC/VLR Có kết hợp SGSN MSC/VLR để tạo mối qua hệ SGSN MSC/VLR Sự kết hợp tạo VLR lưu trữ số SGSN ngược lại Sự liên kết dùng cho MS có trình truy cập GPRS GSM Sự kết hợp hỗ trợ hoạt động sau: 45 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Truy cập rời mạng IMSI sang SGSN Điều tạo khả kết nối rời mạng kết hợp GPRS IMSI, tiết kiệm tài nguyên vô tuyến - Kết hợp cập nhật RA LA gồm cập nhật có tính chu kỳ, tiết kiệm tài nguyên vô tuyến - Tìm gọi cho chuyển mạch kênh thơng qua SGSN - Các thủ tục cảnh báo dịch vụ phi GPRS - Thủ tục nhận dạng - Thủ tục thông tin MM 5.4 CHỨC NĂNG KẾT NỐI MẠNG (ATTACH) Chức kết nối mạng thiết lập với SGSN MS thiết lập thơng qua q trình kết nối mạng IMSI qua SGSN với thủ tục cập nhật kênh kết hợp LA/RA chế độ mạng chế độ I Trong chế độ II, III MS không kết nối mạng MS tạo trình kết nối GSM Một MS lớp A có kết nói mạng IMSI mà bận kết nối chuyển mạch kênh sử dụng thủ tục kết nối mạng GPRS (khơng kết hợp) thực q trình kết nối mạng GPRS Trong thủ tục kết nối mạng, MS cung cấp số nhận dạng thị kiểu kết nối mạng để thực thi Số nhận dạng cung cấp cho mạng P-TMSI IMSI P-TMSI RAI (được kết hợp với P-TMSI) cung cấp MS có giá trị P-TMSI hợp lệ Nếu MS khơng có P-TMSI hợp lệ, MS cung cấp IMSI Các kiểu khác kết nối mạng kết nối mạng GPRS kết nối kết hợp GPRS ISMI Tại lớp RLC/MAC, MS nhận dạng thân TLLI cục TLLI MS kết nối GPRS kết nối IMSI Mặt khác MS nhận dạng thân với TLLI TLLI ngẫu nhiên khơng có PTMSI hợp lệ TLLI ngồi TLLI ngẫu nhiên sử dụng số nhận dạng suốt thủ tục két nối mạng có P-TMSI cấp phát Sau thực thi kết nối GPRS, trạng thái MS READY bối cảnh MM thiết lập MS SGSN Tiếp MS hoạt hố bối cảnh PDP 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MS có kết nối TMSI mà hoạt động chế độ lớp C tuân theo thủ tục kết nối TMSI bình thường trước sử dụng kết nối GPRS Một MS dạng rời mạng GPRS trước kết nối IMSI Nếu mạng hoạt động chế độ I, MS mà thực kết nối GPRS IMSI thực thủ tục cập nhật kết hợp LA.RA Nếu chế độ II, III MS kết nối GPRS có khả kết nối GPRS lẫn IMSI thực thủ tục cập nhật RA: - Hoặc truy cập kênh điều kiện chung phi GPRS cho hoạt động chuỷen mạch kênh - Hoặc hoạt động chuyển mạch kênh không yêu cầu, phụ thuộc vào thông tin hệ thống xác định q trình rời mạng có rõ ràng không sử dụng để tránh tất báo hiệu chuyển mạch kênh thực trình rời mạng IMSI kênh điều kiện chung phi GPRS 5.5 CHỨC NĂNG RỜI MẠNG Chức cho phép MS thông báo với mạng MS muốn tạo quyền rời mạng GPRS IMSI từ phía mạng Có kiểu rời mạng khác nhau: - IMSI - GPRS avf kết hợp GPRS IMSI (chỉ MS khởi đầu)  MS rời mạng GPRS xác khơng xác - Rời mạng xác: mạng MS yêu cầu rời mạng cách cụ thể - Rời mạng khơng xác: mạng ngắt kết nối với MS mà không thông báo cho MS  MS tạo trình rời mạng IMSI hai cách sau phụ thuộc vào có rời mạng GPRS hay không - MS rời mạng GPRS gửi tin yêu cầu rời mạng tới GPRS để thị trình rời mạng IMSI Thủ tục rời mạng IMSI kết hợp với rời mạng GPRS - MS khơng kết nối với GPRS tạo q trình rời mạng IMSI GSM Trong tin yêu cầu rời mạng từ phía MS có thị cho biết lí rời 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com mạng tắt máy hay khơng Chỉ thị cho biết tin chấp nhận rời mạng có cần phúc đáp hay khơng - Trong tin yêu cầu hướng mạng thị để báo cho MS mạng cần khởi đầu lại thủ tục rời mạng GPRS ngưng hoạt hố bói cảnh PDP hoạt hố trước 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GPRS 1.1 Giới thiệu dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS 1.2 Các dịch vụ GPRS 1.3 Các tính GPRS 1.4 Các chức GPRS 1.4.1 Các chức điều khiển truy cập mạng 1.4.2 Các chức điều khiển định tuyến gói 1.4.3 Quản lý di động 1.4.4 Quản lý tuyến logic 1.4.5 Quản lý tài nguyên vô tuyến 1.4.6 Quản lý mạng 1.4.7 Một số ứng dụng GPRP CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG GPRS 2.1 Cấu trúc tổng thể mạng GPRS 2.2 Các thành phần mạng GPRS 2.2.1 Thiết bị di động MS (Mobile Station) 2.2.2 Nút cổng giao tiếp hỗ trợ GPRS- GGSN 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 CHƯƠNG III: GIAO DIỆN VÔ TUYẾN 14 3.1 Kênh điều khiển chung PCCCH (Packet Common Control Channel) 14 3.2 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) 14 3.3 Kênh lưu lượng, Kênh lưu lượng liệu gói PDTCH (Packet Data Traffic Channel) 14 3.4 Các kênh điều khiển riêng 15 CHƯƠNG IV: GIAO THỨC TRUYỀN DẪN VÀ BÁO HIỆU TRONG GPRS 16 4.1 Giao thức thiết lập kênh truyền dẫn GPRS (GTP) 16 4.1.1 Tổng quan 16 4.1.2 Mặt phẳng báo hiệu 17 4.1.3 Mặt phẳng truyền dẫn 22 4.1.4 Giao thức IP sử dụng GTP 25 4.2 Giao thức hội tụ phụ thuộc mạng SNDCP (Subnetwork Dependent Convergenc Protocol) 26 4.2.1 Tổng quan 26 4.2.2 Các dịch vụ nguyên thuỷ 28 4.2.3 Các chức dịch vụ 28 4.2.4 Các chức giao thức 30 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.2.5 Các định dạng SNDCP 40 CHƯƠNG V: TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN MẠNG GPRS 43 5.1 Các trạng thái trình quản lý di động 43 5.2 Chuyển đổi trạng thái 44 5.3 Quan hệ SGSN MSC/VLR 45 5.4 Chức kết nối mạng (Attach) 46 5.5 Chức rời mạng 47 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG GPRS 2.1 CẤU TRÚC TỔNG THỂ CỦA MẠNG GPRS Các tài nguyên vô tuyến cấp phát linh động GPRS Việc sử dụng dường mâu thuẫn với cấu trúc chuyển mạch kênh, với... quyền rời mạng GPRS IMSI từ phía mạng Có kiểu rời mạng khác nhau: - IMSI - GPRS avf kết hợp GPRS IMSI (chỉ MS khởi đầu)  MS rời mạng GPRS xác khơng xác - Rời mạng xác: mạng MS yêu cầu rời mạng cách... 1.4.6 Quản lý mạng 1.4.7 Một số ứng dụng GPRP CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG GPRS 2.1 Cấu trúc tổng thể mạng GPRS 2.2 Các thành phần mạng GPRS 2.2.1