GPRS-データルーティング

データルーティングまたはモバイルユーザーとの間のデータパケットのルーティングは、GPRSネットワークの重要な要件の1つです。要件は2つの領域に分けることができます。

• データパケットルーティング
• モビリティ管理。

データパケットルーティング

GGSNの重要な役割には、外部データネットワークとの相乗効果が含まれます。GGSNは、MSのロケーションに関してSGSNによって提供されたルーティング情報を使用してロケーションディレクトリを更新します。GPRSバックボーンを介してカプセル化された外部データネットワークプロトコルパケットを、現在MSにサービスを提供しているSGSNにルーティングします。また、カプセル化を解除して外部データネットワークパケットを適切なデータネットワークに転送し、課金ゲートウェイ（CG）に転送される課金データを収集します。

3つの重要なルーティングスキームがあります。

• Mobile-originated message - このパスは、GPRSモバイルデバイスで始まり、ホストで終わります。

• Network-initiated message when the MS is in its home network - このパスはホストで始まり、GPRSモバイルデバイスで終わります。

• Network-initiated message when the MS roams to another GPRS network - このパスは、訪問したネットワークのホストで始まり、GPRSモバイルデバイスで終わります。

GPRSネットワークは、すべてのデータネットワークプロトコルをGPRSトンネリングプロトコル（GTP）と呼ばれる独自のカプセル化プロトコルにカプセル化します。GTPは、バックボーンネットワークのセキュリティを確保し、ルーティングメカニズムとGPRSネットワークを介したデータの配信を簡素化します。

モビリティ管理

GPRSの動作は、GSMネットワークから部分的に独立しています。ただし、一部の手順では、ネットワーク要素を現在のGSM機能と共有して、効率を高め、空きGSMリソース（未割り当てのタイムスロットなど）を最適に利用します。

MSは、GPRSシステムで次の3つの状態のいずれかになります。スリーステートモデルは、パケット無線に固有のものです。GSMは、アイドルまたはアクティブの2つの状態モデルを使用します。

アクティブ状態

データは、MSがアクティブ状態の場合にのみMSとGPRSネットワーク間で送信されます。アクティブ状態では、SGSNはMSのセル位置を認識しています。

アクティブなMSへのパケット送信は、着信データパケットをMSに通知するパケットページングによって開始されます。データ送信は、ページングメッセージで示されたチャネルを介したパケットページングの直後に進行します。ページングメッセージの目的は、パケットを受信するプロセスを簡素化することです。MSは、ダウンリンクチャネルのすべてのデータパケットではなく、ページングメッセージのみをリッスンします。これにより、バッテリーの使用量が大幅に削減されます。

MSが送信するパケットを持っている場合、MSはアップリンクチャネル（つまり、サービスが存在するパケットデータネットワークへのチャネル）にアクセスする必要があります。アップリンクチャネルは複数のMSによって共有され、その使用はBSSによって割り当てられます。MSは、ランダムアクセスメッセージでチャネルの使用を要求します。BSSは未使用のチャネルをMSに割り当て、ランダムアクセスメッセージに応答してアクセス許可メッセージを送信します。

スタンバイ状態

スタンバイ状態では、MSのルーティングエリアのみが認識されます。（ルーティングエリアは、GSMロケーションエリア内の1つ以上のセルで構成できます）。

SGSNがスタンバイ状態のMSにパケットを送信する場合、MSをページングする必要があります。SGSNはMSのルーティングエリアを認識しているため、パケットページングメッセージがルーティングエリアに送信されます。パケットページングメッセージを受信すると、MSはセルの場所をSGSNに中継して、アクティブ状態を確立します。

アイドル状態

アイドル状態では、MSには論理GPRSコンテキストがアクティブ化されておらず、パケット交換パブリックデータネットワーク（PSPDN）アドレスが割り当てられていません。この状態では、MSは、任意のGPRSMSで受信できるマルチキャストメッセージのみを受信できます。GPRSネットワークインフラストラクチャはMSの場所を認識していないため、外部データネットワークからMSにメッセージを送信することはできません。

ルーティングの更新

アクティブ状態またはスタンバイ状態にあるMSが、あるSGSNのサービスエリア内であるルーティングエリアから別のルーティングエリアに移動する場合、ルーティングアップデートを実行する必要があります。SGSNのルーティングエリア情報が更新され、手順の成功が応答メッセージに示されます。

アクティブなMSが新しいセルに入ると、セルベースのルーティング更新手順が呼び出されます。MSは、MSのIDとその新しい場所を含む短いメッセージをGPRSチャネルを介して現在のSGSNに送信します。この手順は、MSがアクティブ状態の場合にのみ使用されます。

SGSN間ルーティング更新は、最も複雑なルーティング更新です。MSは、あるSGSNエリアから別のエリアに変更され、新しいSGSNへの新しい接続を確立する必要があります。これは、MSと新しいSGSNの間に新しい論理リンクコンテキストを作成し、MSの新しい場所についてGGSNに通知することを意味します。