Việc cấp phỏt địa chỉ IP động được tiến hành khi cú sự chuyển vựng của MS sang một GGSN khỏc hoặc do chớnh GGSN chủ tiến hành đối với MS thường trỳ. Việc cấp phỏt
địa chỉ IP động cho phộp nhà khai thỏc cú thể sử dụng và tỏi sử dụng cỏc địa chỉ IP từ
một nguồn địa chỉ IP chung được cung cấp cho hệ thống PLMN để cấp phỏt tới cỏc MS mà khụng cần phải cú riờng một địa chỉ IP cho mỗi PDP context đăng kớ của mỗi thuờ bao di động. Điều này làm giảm tổng số địa chỉ IP cần cú cho mỗi PLMN một cỏch cần thiết.
Truy nhập tạm thời đến MS bởi PLMN trong khoảng thời gian PDP context. GGSN trả lời ấn định địa chỉđộng.
II.6.2. Địa chỉ IP tĩnh.
Địa chỉ IP tĩnh cú thểđược cấp phỏt cho thuờ bao khi đăng kớ với HLR hoặc do GGSN cấp cố định cho một thuờ bao. Mục đớch của việc cấp địa chỉ tĩnh là để nõng cao khả
năng an toàn thụng tin cho thuờ bao, nhất là trong trường hợp truy cập vào một số
mạng dữ liệu gúi chỉ cho phộp một sốđịa chỉ IP nhất định được truy cập.
Ngoài ra người ta cũn phõn biệt địa chỉ IP cụng cộng và địa chỉ IP riờng. Địa chỉ IP cụng cộng là địa chỉ được cung cấp bởi cỏc tổ chức quản trị Internet chuyờn nghiệp, cũn địa chỉ riờng là địa chỉ được cung cấp nội bộ trong cỏc mạng con. Cả hai loại địa chỉ này tuỳ thuộc vào bản chất của việc cấp phỏt mà cú thể là địa chỉ tĩnh hoặc địa chỉ động.
Khi MS đó nhập mạng thành cụng và đó được thiết lập một PDP context cho IP thỡ MS
đó cú thể sẵn sàng gửi và nhận dữ liệu với mạng Internet.
Cỏc IP dữ liệu đồ họa được nộn và thờm vào cỏc thụng tin điều khiển và địa chỉ, trở
thành một SNDCP PDU và được gửi đi, sử dụng cỏc lớp giao thức LLC, RLC/MAC và cỏc giao thức vật lý, qua giao diện vụ tuyến tới SGSN đang phục vụ MS. Khi SGSN nhận được khối tin khụng cú lỗi, nú gửi khối tin bằng đường hầm qua mạng đường trục tới GGSN, ởđõy, cỏc thụng tin vềđường hầm được gỡ bỏ và GGSN gửi tới mạng Internet để tiếp tục chuyển tới người nhận.
Ngược lại, một host kết nối với Internet cú thể liờn lạc với GGSN mà khụng cần phải cú kĩ năng đặc biệt nào. Host gửi IP datagram qua mạng Internet bằng địa chỉ IP của MS GPRS. Cỏc giao thức định tuyến của Internet sẽ định tuyến cỏc gúi tới mạng con
để lấy thụng tin vềđịa chỉ IP của MS ở đú. Khi GGSN nhận được khối tin, nú sẽ tỏch
địa chỉ IP của MS ra và được dựng để xỏc định vị trớ hiện tại của MS. Dữ liệu đồ lại
được đưa qua đường hầm tới SGSN, IP datagram ban đầu được thờm vào cỏc thụng tin
địa chỉ và điều khiển thành SNDCP PDU và được gửi tới MS nhận. Người sử dụng cú thể dựng một thiết bị đầu cuối duy nhất để nhận và gửi dữ liệu, nhưng thụng thường muốn triệt để sử dụng mạng Internet thỡ mỏy di động phải nối với một mỏy tớnh xỏch tay để cú thể thể hiện đầy đủ nội dung của một trang Web trong trường hợp truy cập mạng.
II.6.3. Tờn điểm truy nhập (APN:Access Point Name).
Khi PDP context được thiết lập, sự yờu cầu liờn kết đến GGSN nơi mà MS cú thể giao tiếp với mạng ngoài thỡ lỳc đú cần cú một APN gửi đến.
APN dựng để:
Nhận dạng điểm truy nhập mạng ngoài ở GGSN. Cú 3 kiểu nhận dạng tờn điểm truy nhập.
- Được yờu cầu bởi MS khi nhập PDP(APN(r)). - Hỗ trợ tạo bởi SGSN khi nhập PDP (APN(SGSN)). - Tỡm thấy từ bộ lưu giữ thụng tin ở HLR (APN(s)). Thành Phần APN gồm hai bộ phận.
- Nhận dạng mạng.
- Nhận dạng nhà khai thỏc.
Khi một thuờ bao vào một dịch vụ GPRS, thụng tin lưu giữ thuờ bao cú thể
bao gồm một APN, khi một PDP context được kớch hoạt, SGSN tra hỏi HLR xỏc định xem một thuờ bao cú thực hiện APN hay khụng ? Nếu cú thực hiện thỡ SGSN sử dụng
APN thuờ bao này(APN(s)) nú nhận dạng chiếm giữ GGSN.MS cú thể yờu cầu rừ ràng một APN bằng cỏch chốn vào nú trong bản tin kớch hoạt PDP context.
SGSN nhận yờu cầu nàyvà gửi đến GGSN, nếu yờu cầu APN khụng cú giỏ trị
thỡ kớch oạt PDP context sẽ bị từ chối.
Nếu MS khụng chốn một APN(r) trong bộ lưu giữ thuờ bao ,bụn lưu giữ thuờ bao cú thể bao gồm một APN ưillcard> sự cho phộp này làm cho MS cú thể truy nhập bấp cứ APN nào cho loại PDP(VD: IP internet). Nếu khụng cú một APN nào tồn tại ở
trờn, để thay phiờn nhau SGSN cú thể chốn đầy đủ một APN. Cấu tạo APN.
APN cấu tạo gồm hai bộ phận:
APN nhận dạng mạng .Cú thểđược hiểu như là một nhón(VD: cụng ty) hoặc là một bộ
nhón được tỏch ra bởi dấu chấm (.) GPRS PLMN cú thể cấp cho một ISP hoặc một cụng ty. Việc nhận dạng APN phải khụng được kết thỳc với “.gprs”.
APN nhận dạng bộ điều hành: Nú là một chức năng đầy đủ cấp cho tờn miền đến sự
thoả thuận tờn DNS(Domain Name Server)và bao gồm 3 nhón và cuối cựng bao giờ
cũng phải là “.gprs”
VD: MNCnnn.MCCmmm.gprs
APN được lưu giữ trong HLR khụng bao gồm nhận dạng nhà quản lý APN. II.6.4. Kớch hoạt PDP context.
Thủ tục kớch hoạt PDP context chia làm hai phần là thủ tục kớch hoạt PDP context bắt
đầu từ MS và thủ tục kớch hoạt bắt đầu từ mạng.
Hỡnh 2.14. Thủ tục kớch hoạt PDP context từ MS
Thủ tục kớch hoạt cho một PDP context là như sau:
ắ MS yờu kớch hoạt context bằng cỏch gửi một bản tin “active PDP context request” đến SGSN. Bản tin này bao gồm yờu cầu ấn định lại địa chỉđộng. Nếu
địa chỉ IP là được ấn định động, yờu cầu bản tin cho phộp cú một chỗ trống. Giỏ trị SGSN lwu giữ thụng tin thuờ bao MS và yờu cầu kết nối.
ắ Khi cú giỏ trị thuờ bao được yờu cầu, sử dụng SGSN để cung cấp APN đến vị
trớ địa chỉ IP yờu cầu GGSN bằng cỏch tra hỏi DNS. GGSN sẽ cú yờu cầu vị trớ
đến SGSN, SGSN gửi cho nú một bản tin “create PDP context request”. Bản tin này bao gồm địa chỉ IP động của MS (hoặc khoảng trống nếu ấn định địa chỉ động, APN và một đề nghị TID.
ắ Cú một nhận dạng yờu cầu kết nối bờn ngoài, GGSN gửi quay lại “create PDP context response” đến SGSN. Bản tin này bao gồm địa chỉ IP, sự xỏc nhận đề
nghị TID và tỡm gọi ID.
ắ Nhận dạng trả lời GGSN, SGSN kết thỳc gửi một bản tin “Active PDP context Accept” đến MS và thiết lập PDP context.
II.6.4.2. Quỏ trỡnh mạng yờu cầu kớch hoạt PDP context.
Khi PDP PDU được nhận bởi một GGSN từ mạng bờn ngoài một PDP context phải
được thiết lập để gửi những gúi này. Vỡ vậy tự GGSN là khụng cú đủ khả năng để thiết lập một PDP context, nú phải yờu cầu kớch hoạt từ MS gửi đến.
Hỡnh 2.15. Thủ tục kớch hoạt PDP context từ Mạng
Quỏ trỡnh kớch hoạt PDP context từ mạng như sau:
ắ Khi nhận một PDP PDU GGSN xỏc định nếu mạng yờu cầu thủ tục kớch hoạt PDP context được bắt đầu. GGSN cú thểđồng thời lưu giữ PDP PDU và địa chỉ
PDP và địa chỉ PDP.
ắ Nếu địa chỉ SGSN sẵn sằng để GGSN gửi một bản tin yờu cầu thụng bỏo PDU(IMSI, PDP type, địa chỉ PDP) đến SGSN, được chỉ ra bởi HLR. SGSN,
được chỉ ra bởi HLR. SGSN gửi trả lại một bản tin nhận được thụng bỏo PDU
đến GGSN và cho biết rằng nú sẽ yờu cầu MS kớch hoạt PDP context cựng với
địa chỉ PDP.
ắ SGSN gửi một yờu cầu kớch hoạt PDP context (TI, PDP type, địa chỉ PDP) bản tin này yờu cầu đến MS cần phải kớch hoạt PDP context.
ắ PDP context được kớch hoạt với thủ tục kớch hoạt PDP context.
II.6.4.3. Quỏ trỡnh thay đổi PDP context
Một SGSN cú thể quyết định, quyết định này gõy ra bởi HLR sử dụng “thủ tục chốn dữ liệu thuờ bao” đến để thay đổi thụng số, cỏi đú đó được thương lượng như thủ
tục kớch hoạt cho một dịch vụ PDP context. Nhưng thụng số sau cú thểđươc thay đổi: - Thụng lượng QoS.
- SGSN cú thể thay đổi thụng số bằng cỏch gửi một bản tin yờu cầu thay đổi PDP context đến MS.
II.6.4.4. Trường hợp rời bỏ PDP context.
Quỏ trỡnh rời bỏ PDP context cú thể được dựng bằng tay hoặc tự động, phụ thuộc vào sự chế tạo. Thủ tục rời bỏ như sau: Nếu kết nối giữa MT và TE bị giỏn đoạn, MT cú thể bắt đầu thủ tục rời bỏ PDP context. Nếu kết nối radio mất, MT bảo cho TE biết. Nếu TE làm mất tỏc dụng PDP context sau cựng, MT cú thể bắt đầu một thủ tục rời bỏ GPRS.
II.6.4.5. Quỏ trỡnh rời bỏ PDP context bắt đầu từ MS.
Hỡnh 2.16. Thủ tục rời bỏ PDP context từ MS
Cỏc thủ tục như sau;
ắ SGSN gửi một bản tin yờu cầu xoỏ PDP context (TID) đến GGSN. GGSN thay
đổi trạng thỏi PDP context và gửi lại một bản tin trả lời xoỏ PDP context(TID)
đến SGSN. Nếu MS sử dụng một địa chỉ PDP động thỡ GGSN sẽ giải phúng địa chỉ PDP này và gửi sắp xếp đến những MS khỏc. Bản tin xoỏ PDP context được gửi qua mạng lừi GPRS.
ắ SGSN gửi lại cho MS một bản tin chấp nhận rời bỏ PDP context.
II.6.4.6. Thủ tục rời bỏ PDP context bắt đầu từ SGSN.
Hỡnh 2.17. Thủ tục rời bỏ PDP context từ SGSN
ắ SGSN gửi một yờu cầu xoỏ PDP context đến GGSN. GGSN thay đổi PDP context và gửi quay lại SGSN một bản tin xoỏ PDP context. Nếu MS sử dụng một địa chỉ PDP động, thỡ GGSN giải phúng địa chỉ này và gửi cho những MS khỏc, bản tin xoỏ PDP context được gửi qua mạng backbone GPRS. SGSN cú thể khụng cần đợi trả lời từ GGSN trước đú gửi bản tin rời bỏ PDP context. ắ SGSN gửi một bản tin rời bỏ PDP context đến MS, MS thay đổi PDP context
II.6.4.7. Thủ tục rời PDP context bắt đầu GGSN.
Hỡnh 2.18. Thủ tục rời bỏ PDP context từ GGSN
ắ GGSN gửi trả lại yờu cầu xoỏ bỏ PDP context đến SGSN.
ắ SGSN gửi một bản tin yờu cầu rời bỏ PDP context đến MS. MS thay đổi trạng thỏi PDP context và gửi trả lời bản tin chấp nhận rởi bỏ PDP context đến SGSN.
ắ SGSN gửi trả lại yờu cầu xoỏ PDP context đến GGSN nếu sử dụng địa chỉ PDP
động, GGSN giải phúng địa chỉ IP này và thực hiện nú với những MS khỏc.
II.7. Kết luận.
Chương 2 đó trỡnh bày một cỏch khỏi quỏt cỏc đặc điểm kỹ thuật chớnh, cỏc thủ tục truyền nhận dữ liệu trong hệ thống GPRS. Sự ra đời của GPRS với việc sử
dụng chung tài nguyờn vụ tuyến với hệ thống GSM nhằm tối ưu việc sử dụng tài nguyờn vụ tuyến, đồng thời nú phự hợp với nhu cầu phỏt triển của thụng tin di động và nhu cầu của người sử dụng trong việc sử dụng cỏc dịch vụ Internet đũi hỏi tốc độ cao hơn, thời gian truy cập ngắn hơn. Sự phỏt triển của kỹ thuật GPRS là bước đệm để tiến lờn cụng nghệ 3G, cho phộp sử dụng đa dịch vụ với tốc độ cao hơn nhiều lần. Nhưng sự kết hợp và phõn bố kờnh trong hệ tớch hợp GSM/GPRS phải hợp lý, vấn đề đặt ra là phải làm thế nào nõng cao chất lượng trong hệ tớch hợp và phõn bổ kờnh bỏo hiệu cho phự hợp với nhu cầu sử dụng của hai hệ thống GSM và GPRS.
Chương 3 sẽđưa ra phõn bố kờnh trờn giao diện vụ tuyến của hệ tớch hợp, cỏc kết quảđỏnh giỏ chất lượng và dung lượng bỏo hiệu của hệ tớch hợp này.
CHƯƠNG 3.
PHÂN BỐ KấNH, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ DUNG
LƯỢNG BÁO HIỆU TRONG HỆ TÍCH HỢP GSM/GPRS
Trong hệ tớch hợp GSM/GPRS, tài nguyờn vụ tuyến được dựng chung cho cả
thoại và dữ liệu, tài nguyờn và kờnh vụ tuyến này bị giới hạn do giải tần cấp cho cỏc nhà khai thỏc là hữu hạn. Do đú, một vấn đề quan trọng đặt ra là làm thế nào để quản lý và sử dụng kờnh và tài nguyờn vụ tuyến một cỏch cú hiệu quả nhất. Cỏc kờnh dữ
liệu và bỏo hiệu được phõn bố như thế nào? Tài nguyờn kờnh được ấn định như thế nào trong truyền gúi đường xuống và đường lờn? Phần dưới đõy sẽ trỡnh bầy phõn bố kờnh, thủ tục truyền dữ liệu trờn giao diện vụ tuyến (cho đường xuống và đường lờn), cỏc phương phỏp cấp phỏt kờnh (cấp phỏt kờnh động và cấp phỏt kờnh tĩnh) và cỏc phương ỏn triển khai tớch hợp mạng GPRS vào mạng GSM.
III.1. Phõn bố kờnh trong hệ tớch hợp GSM/GPRS. [17].[18]
III.1.1. Cỏc kờnh logic dữ liệu gúi.
Giống như GSM, GPRS sử dụng khỏi niệm cỏc kờnh logic ỏnh xạ trờn cỏc kờnh vật lý. Hai loại kờnh logic được giới thiệu là kờnh dữ liệu và kờnh điều khiển. Ba loại kờnh điều khiển được định nghĩa cho GPRS là kờnh quảng bỏ, kờnh điều khiển chung và kờnh kết hợp. Cỏc kờnh điều khiển chung của GSM cú thểđược sử dụng để
truy nhập mạng và thiết lập truyền gúi.
Hệ thống GPRS chia sẻ kờnh điều khiển logic cựng với hệ thống GSM một cỏch tin cậy, bao gồm những kờnh FCCH và SCH, thậm chớ hệ thống GPRS cũng cú một số kờnh được chỉ ra như là kờnh sử dụng trong GSM nhưng để hỗ trợ cho lưu lượng của GPRS.
Hỡnh 3.1. Sơđồ khối của kờnh Logic
Như ở trong hệ thống GSM, GPRS cũng được định nghĩa là kờnh logic mới, thực hiện rất nhiều chức năng bao gồm như là bỏo hiệu, quảng bỏ thụng tin hệ thống,
đồng bộ, ấn định kờnh, tỡm gọi và truyền tải.
• PBCCH (Packet Broadcast Control Chanel) kờnh này được sử dụng ởđường xuống
để quảng bỏ thụng tin dữ liệu gúi của hệ thống. Thụng tin này được sử dụng bởi MS để truy nhập mạng. Chỳ ý rằng nếu mà PBCCH khụng được cấp phỏt thỡ thụng tin này cú thểđược quảng bỏ trờn BCCH.
• PRACH (Packet Random Access Chanel) kờnh này được sử dụng ở đường lờn và do MS bắt đầu truyền dữ liệu ở đường lờn hoặc thụng tin bỏo hiệu. Chỳ ý rằng người sử dụng cỏc burst gúi truy nhập và burst truy nhập gúi mở rộng. Burst truy nhập được sử dụng để tiến hành TA.
• PPCH (Packet Paging Chanel) kờnh này được sử dụng ở đường xuống, nú dựng dể
tỡm gọi MS trước khi truyền dữ liệu gúi. Chỳ ý rằng nú cho phộp tỡm gọi nhúm DRX, cú thểđược sử dụng cho CS và PS.
• PAGCH (Packet Access Grant Chanel) kờnh này được sử dụng ở đường xuống, nú gửi bản tin ấn định tài nguyờn vụ tuyến đến MS trước khi truyền gúi, lưu ý rằng bản tin ấn định tài nguyờn được thờm vào cú thể được gửi trờn một kờnh PACCH nếu MS phức tạp trong việc truyền gúi.
• PNCH (Packet Notification Chanel) kờnh này được sử dụng ở đường xuống, nú thực hiện gửi thụng bỏo điểm đa điểm đến một nhúm MS trước khi truyền gúi đến
đa điểm, ấn định tài nguyờn truyền gúi, chỳ ý rằng điểm đa điểm khụng được định rừ trong pha 1 của GPRS. Mode DRX được cung cấp để giỏm sỏt PNCH.
• PDTCH (Packet Data Traffic Chanel) kờnh này sử dụng cho cả đường lờn và
đường xuống, kờnh này thực hiện cấp phỏt khi truyền dữ liệu được dành riờng đến một MS hoặc một nhúm cỏc MS., chỳ ý rằng sự hoạt động trong khe thời gian thỡ một MS cú thể sử dụng vài PDTCH đồng thời để truyền gúi.
• PACCH (Packet Associated Control Chanel) kờnh này cũng được sử dụng ở cả đường lờn và đường xuống, nú làm nhiệm vụ gửi thụng tin bỏo hiệu cho MS, nhận biết điều khiển cụng suất, ấn định tài nguyờn và ấn định lại bản tin, chỳ ý rằng PACCH chia sẻ tài nguyờn cựng với PDTCH, một MS cú thể truyền dữ liệu gúi