Zelluläre Konzepte - GPRS-Architektur

Das folgende neue GPRS-Netz fügt einem vorhandenen GSM-Netz die folgenden Elemente hinzu.

Paketsteuereinheit (PCU).
Serving GPRS Support Node (SGSN) - die MSC des GPRS-Netzwerks.
Gateway GPRS Support Node (GGSN) - Gateway zu externen Netzwerken.
Border Gateway (BG) - ein Gateway zu anderen PLMN.
Intra-PLMN-Backbone - ein IP-basiertes Netzwerk, das alle GPRS-Elemente miteinander verbindet.

Allgemeiner Paketfunkdienst (GPRS)

GPRS führt die Paketdatenübertragung zum Mobilfunkteilnehmer ein.
GPRS wurde entwickelt, um innerhalb der vorhandenen GSM-Infrastruktur mit zusätzlichen Paketvermittlungsknoten zu arbeiten.
Diese Paketmodus-Technik verwendet die Multi-Slot-Technologie zusammen mit der Unterstützung aller Codierungsschemata (CS-1 bis CS-4), um die Datenraten auf bis zu 160 kbit / s zu erhöhen.
Das GPRS-System verwendet die für GSM definierten physischen Funkkanäle. Ein von GPRS verwendeter physischer Kanal wird als Packet Data Channel (PDCH) bezeichnet.
Die PDCHs können entweder für GPRS (dedizierter PDCH) zugewiesen oder von GPRS nur verwendet werden, wenn keine leitungsvermittelte Verbindung dies erfordert (bei Bedarf). Der Bediener kann 0-8 dedizierte PDCHs pro Zelle definieren. Der Bediener kann angeben, wo sich seine PDCHs befinden sollen.
Der erste dedizierte PDCH in der Zelle ist immer ein Master-PDCH (MPDCH). Die On-Demand-PDCHs können durch eingehende leitungsvermittelte Anrufe in Überlastungssituationen in der Zelle vorweggenommen werden.

Codierungsschema	Geschwindigkeit (kbit / s)
CS-1	8.0
CS-2	12.0
CS-3	14.4
CS-4	20.0

Serving GPRS Support Node (SGSN) -Funktionen

Das SGSN- oder Serving GPRS Support Node-Element des GPRS-Netzwerks bietet eine Reihe von Einstellungen, die sich auf die IP-Elemente des Gesamtsystems konzentrieren. Es bietet eine Vielzahl von Diensten für die Handys -

Paketweiterleitung und -übertragung
Mobilitätsmanagement
Authentication
Attach/detach
Logische Linkverwaltung
Ladedaten

Innerhalb des SGSN befindet sich ein Standortregister, in dem die Standortinformationen (z. B. aktuelle Zelle, aktuelle VLR) gespeichert sind. Außerdem werden die Benutzerprofile (z. B. IMSI, verwendete Paketadressen) für alle GPRS-Benutzer gespeichert, die bei dem jeweiligen SGSN registriert sind.

GGSN-Funktionen (Gateway GPRS Support Node)

Der GGSN, Gateway GPRS Support Node ist eine der wichtigsten Einheiten innerhalb der GSM EDGE-Netzwerkarchitektur.
Der GGSN organisiert die Zusammenarbeit zwischen dem GPRS / EDGE-Netzwerk und externen paketvermittelten Netzwerken, an die die Mobiltelefone angeschlossen werden können. Dies können sowohl Internet- als auch X.25-Netzwerke sein.
Der GGSN kann als eine Kombination aus Gateway, Router und Firewall betrachtet werden, da er das interne Netzwerk nach außen verbirgt. Wenn der GGSN im Betrieb Daten empfängt, die an einen bestimmten Benutzer adressiert sind, prüft er, ob der Benutzer aktiv ist, und leitet die Daten weiter. In der entgegengesetzten Richtung werden Paketdaten vom Mobiltelefon vom GGSN an das richtige Zielnetzwerk weitergeleitet.

Upgrade der Ausrüstung von GSM auf GPRS

Mobile Station (MS)- Für den Zugriff auf GPRS-Dienste ist eine neue Mobilstation erforderlich. Diese neuen Terminals sind für Sprachanrufe abwärtskompatibel mit GSM. Es stehen drei Arten von Mobilteilen zur Verfügung. Typ A: GPRS & Sprache (gleichzeitig), Typ B: GPRS & Sprache (automatische Umschaltung), Typ C: GPRS oder Sprache (manuelle Umschaltung).
BTS - Auf der vorhandenen Basis-Transceiver-Site ist ein Software-Upgrade erforderlich.
BSC- Erfordert ein Software-Upgrade und die Installation neuer Hardware, der so genannten Packet Control Unit (PCU). Die PCU ist für die Verwaltung der Schichten Medium Access Control (MAC) und Radio Link Control (RLC) der Funkschnittstelle sowie der Schichten BSSGP und Network Service der Gb-Schnittstelle verantwortlich. Es gibt eine PCU pro BSC. Die Gb-Schnittstelle überträgt GPRS / EGPRS-Verkehr vom SGSN (Serving GPRS Support Node) zur PCU.
GPRS Support Nodes (GSNs) - Die Bereitstellung von GPRS erfordert die Installation neuer Kernnetzwerkelemente, die als Serving GPRS Support Node (SGSN) und Gateway GPRS Support Node (GGSN) bezeichnet werden.
Databases (HLR, VLR, etc.) - Für alle am Netzwerk beteiligten Datenbanken sind Software-Upgrades erforderlich, um die von GPRS eingeführten neuen Anrufmodelle und -funktionen zu verarbeiten.

Standortinformationen - Hierarchie des GSM-Servicebereichs

Cell- Zelle ist der Basisdienstbereich und eine BTS deckt eine Zelle ab. Jede Zelle erhält eine Cell Global Identity (CGI), eine Nummer, die die Zelle eindeutig identifiziert.
LA- Eine Gruppe von Zellen bildet einen Standortbereich. Dies ist der Bereich, der angerufen wird, wenn ein Teilnehmer einen eingehenden Anruf erhält. Jedem Standortbereich wird eine Standortbereichsidentität (LAI) zugewiesen. Jeder Standortbereich wird von einer oder mehreren BSCs bedient.
MSC/VLR Service Area - Der von einer MSC abgedeckte Bereich wird als MSC / VLR-Servicebereich bezeichnet.
PLMN- Der von einem Netzbetreiber abgedeckte Bereich wird als PLMN bezeichnet. Ein PLMN kann eine oder mehrere MSCs enthalten.
GSM Service Area - Der Bereich, in dem ein Teilnehmer auf das Netzwerk zugreifen kann.