Nghiên cứu cấu trúc mạng GPRS trên nền tảng mạng thông tin di động GSM thế hệ thứ hai

Các giao diện trong hệ thống GSM

Để tiết kiệm băng thông báo hiệu, việc chuyển giao chỉ do BSC mà không cần MSC quản lý và chỉ thông báo cho MSC khi hoàn thành chuyển giao. Trong khi các khe thời gian ở trạng thái chờ, MS quét kênh điều khiển quảng bá (BCCH) trong 16 cell lân cận, chọn ra 6 cell tốt nhất để phục vụ chuyển giao dựa trên độ dài tín hiệu nhận đợc. Một phần của kênh đợc sử dụng để nhắn trong mỗi cell trong mạng, một phần đợc dùng để MS truyền các bản tin cập nhật vị trí ở cấp độ cell tới mạng.

Thông thờng, bản tin cập nhật vị trí đợc gửi tới MSC/VLR mới mà lu các thông tin về vùng định vị, sau đó gửi các thông tin này tới HLR của thuê bao. Nếu thuê bao đợc phép sử dụng dịch vụ, HLR gửi một tập các thông tin cần cho việc điều khiển cuộc gọi tới MSC/VLR mới và gửi một bản tin tới MSC/VLR cũ để xoá đăng ký cũ. Vì tài nguyên vô tuyến có thể đợc truy nhập bởi bất kỳ ngời nào, nên việc nhận thực ngời sử dụng là thành phần rất quan trọng trong mạng di động.

Cả MS và AuC sau đó sử dụng số ngẫu nhiên này cùng với mã bảo mật của thuê bao và thuật toán mã hoá để phát một đáp ứng đợc ký hiệu (SRES) lại AuC. Không giống nh định tuyến một cuộc gọi trong mạng cố định mà thiết bị đợc kết nối với bộ phận trung tâm, ngời sử dụng GSM có thể chuyển vùng quốc gia và quốc tế.

Các chức năng của GPRS

Phần quản lý của mỗi PLMN có thể yêu cầu các thủ tục điều khiển truy nhập riêng cho phép ngời truy nhập mạng hay giới hạn thuê bao sử dụng các dịch vụ. Chức năng này thực hiện việc nhận dạng và nhận thực ngời yêu cầu dịch vụ, hợp thức hoá loại yêu cầu dịch vụ để đảm bảo rằng thuê bao đợc phép sử dụng các dịch vụ mạng. Điều khiển tiếp nhận đợc thực hiện kết hợp với các chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến của mạng để đảm bảo những yêu cầu sử dụng tài nguyên vô tuyến trong mỗi cell.

Chức năng này đợc thực hiện bởi chức năng lọc gói tin trong các rounter và các firewall cho phép truyền hay loại bỏ các bản tin không hợp lệ, tránh sự xâm nhập trái phép từ bên ngoài. • Chức năng tơng thích đầu cuối (Packet Terminal Adaptation Function) Chức năng này thực hiện thích ứng các gói dữ liệu nhận từ (truyền tới) thiết bị. SGSN lu thông tin tính cớc của mỗi thuê bao liên quan tới việc sử dụng mạng vô tuyến; trong khi GGSN lu các thông tin tính cớc liên quan tới việc dùng mạng dữ liệu bên ngoài của mỗi thuê bao.

Chức năng chuyển tiếp là một phơng thức mà một nút mạng chuyển các đơn vị dữ liệu gói PDU nhận đợc từ một nút rồi chuyển tới một kênh đầu ra thích hợp cho nút tiếp theo trong tuyến. Chức năng định tuyến sử dụng địa chỉ đích trong bản tin để xác định nút nhận bản tin và sử dụng các dịch vụ lớp dới để đa các bản tin này tới GSN. Chức năng phiên dịch và sắp xếp địa chỉ chuyển đổi địa chỉ giao thức mạng ngoài thành địa chỉ mạng nội bộ nhằm phục vụ cho việc định tuyến các gói tin trong mạng PLMN hoặc giữa các mạng PLMN.

MS sử dụng các thủ tục di động để khai báo cho SGSN khi vào vùng định tuyến mới, nhng không cần thông báo khi thay đổi cell trong cùng một vùng định tuyến. MS có thể kích hoạt hoặc giải phóng PDP context, MM context vẫn đợc duy trì trong trạng thái READY dù MS có hay không đợc cung cấp tài nguyên vô tuyến thậm chí khi không có dữ liệu đợc truyền. Khi MS vào cell mới và có thể vào vùng định tuyến mới thì MS phải thực hiện một trong ba thủ tục sau: cập nhật cell, cập nhật vùng định tuyến hoặc cập nhật kết hợp cell và vùng định tuyến.

SGSN có thể quản lý vài vùng định tuyến và nếu vùng định tuyến mới thuộc về sự quản lý của một SGSN khác thì kiểu cập nhật Inter-SGSN đợc sử dụng. Số lợng các tài nguyên vô tuyến dành cho GPRS có thể thay đổi từ cell này tới cell khác phụ thuộc nhu cầu ngời sử dụng, hoặc đợc chỉ định bởi nhà vận hành mạng PLMN. Chức năng này cung cấp các cơ chế để hỗ trợ chức năng khai thác và bảo d- ỡng (O&M) liên quan tới GPRS nh quản lý lỗi, cấu hình, chỉ tiêu, bảo mật..đợc thực hiện từ xa hoặc tại chỗ.