机动车违法提醒单:GPRS移动台与业务分类

GPRS移动台与业务分类

王树甲

    一、GPRS移动台

通用分组无线业务（GPRS）是指以端到端分组传输与交换方式为用户提供的发送和/或接收高速数据、低速数据及信令的业务集合。为了实现这类业务，必须升级包括基站分系统在内的绝大多数网络实体，诸如MSC、HLR，必须增加两个新的网络实体，即GPRS业务支持节点（SGSN）和（GGSN），还必须使用支持GPRS的移动台（MS，以不同形式组合的终端设备DTE+用户标示模块SIM+移动终端MT）。

根据GPRS MS上网（Attach）操作后所接入的业务集，是GPRS和GSM两类，还是仅只GPRS一类业务集，以及MS所具有的同时工作在两类业务集合的能力，可以将GPRS MS划分为三类：一是所谓A类工作方式的移动台，它能同时、全面地支持GPRS和GSM两类业务集合，并在上网操作后同时接入两种业务集合；二是B类工作方式的移动台，它能同时上网、同时激活和监控两类业务集合的控制信道，但在同一时间只能工作在一类业务集合，例如，当在GPRS分组交换域（PS）进行数据通信时，便不能在GSM电路交换（CS）域进行始发呼叫，若有CS域的来向呼叫，则系统示忙或呼叫保持，不言而喻，当空闲时，可以接收CS或PS域的来向呼叫；三是C类方式的移动台，它只支持GPRS业务集合，上网后只接入和监控GPRS业务集合，多与笔记本电脑相连接，用作分组数据通信。

目前市场提供的商用手机多为B类，实际上是具有GPRS功能的GSM手机，当然，用户在向运营商预约申报业务时必须包含GPRS业务，这时运营商为用户提供支持GPRS业务的用户标识模块（SIM）。因为GPRS需要增加许多处理能力，又能够占用多时隙（1~8个时隙）进行高速数据通信，所以手机的电能消耗有所增加。例如，占用4个时隙持续一分钟的通信功耗大于占用1个时隙持续4分钟的通信功耗。另一些组合是GPRS手机加PC机、个人数字助理（PDA），以及仅支持GPRS业务的MS，后者的潜在应用环境很可能是车栽系统。

为了接入GPRS网络，手机开机后应首先执行一次上网（Attach）操作，将自身的出现告知网络。这一操作可以在手机与SGSN节点之间建立一条逻辑链路，从而使该手机能够在GPRS网上发送短消息、寻呼消息，或得到来自GPRS网络的数据业务通知。为了发送和/或接收GPRS数据，手机或MS应激活其所要使用的分组数据地址，这一操作将告知相关的GGSN，使之与外部分组数据网络（EPDN）相互通信。在MS与EPDN之间，用户数据是以透明方式传送的，各数据分组以GPRS特定的协议信息进行封装，从而降低了GPRS公用陆地移动网（PLMN）翻译外部网络通信协议的要求，并使今后易于引入新协议。此外，GPRS还能对用户数据进行压缩和保护，对来向数据进行筛选和滤除，必要时采用重传协议（ARQ）保证数据传送的有效性和可靠性。应当指出，筛选和滤除功能对用户十分有用，因为无用的来向数据不仅使MS用户多付费用，还会增加电量消耗，延误有用数据，甚至受‘黑客’和/或恶意呼叫的袭扰。

GPRS手机可以自动地进行小区选择，或是由基站指令MS选择某个小区。当MS重选另一小区或称之为选路区（RA）的小区集合时，它会通知网络，但小区选择和重选的参数与GSM有所不同。

实践表明，GPRS的传送速率达不到每时隙21.4 kb/s、8时隙171.2kb/s的理论最高值，实际约为 每时隙5kb/s，8时隙40kb/s。

二、GPRS业务集合

众所周知，GSM业务集合分为基本电信业务、承载业务和补充业务。那么GPRS业务集合包括哪些业务呢？这些业务与各GSM业务有甚么关联呢？

2-1GPRS业务的类别

GPRS业务的分类方法与GSM业务有所不同，通常分为点对点业务（PTP）、点对多点业务（PTM）和短消息业务（SMS）。前者又分为面向连接网络的PTP业务，例如与X.25网络互连互通的PTP业务；非连接网络的PTP业务，例如与IP网络（IP_V4/IP_V6）互连互通的PTP业务。PTM业务可能稍后才能实现，包括工作在标准IP协议顶层的IP多播业务（IP-M）、点对多点的多播业务（PTM-M），以及点对多点的群播业务（PTM-G），即所谓公务PTM群呼业务。用户可以向GPRS服务运营商预约申报一种或几种不同分组数据协议（PDP）的业务和短消息业务。可预约的参数包括PDP类型、PDP地址、服务质量（Q_OS）和外部网络的接入点等。

2-2 GPRS业务的服务质量

GPRS服务质量的概念也不同GSM电话业务，主要是指服务务优先级、可靠性、延时及平均和峰值通过率。GPRS业务优先级、可靠性、延时特性分别如表1、表2、表3所示。

表1 服务务优先级

优先级

优先级名称

说              明

1

高优先级

应维持高于优先级2和3的服务承诺

2

中优先级

应维持高于优先级3的服务承诺

3

低优先级

应维持低于优先级1和2的服务承诺

表2 可靠性级别

可靠性

级别

GPRS

通道协议

（GTP）

模式

逻辑链路

控制帧

（LLCF）

模式

逻辑链控

制（LLC）

数据保护

无线链路

控制字块

（RLCB）

模式

业务类型与应用

1

证实

证实

保护

证实

非实时业务，不能适应数据丢失的差错敏感性的应用。

2

不证实

证实

保护

证实

非实时业务，能适应偶发数据丢失或传送失序的差错敏感性的应用。

3

不证实

不证实

保护

证实

非实时业务，能适应数据丢失、GPRS移动性管理/会晤管理和短消息业务的差错敏感性的应用。

4

不证实

不证实

保护

不证实

实时业务，能适应数据丢失或传送失序的差错敏感性的应用。

5

不证实

不证实

不保护

不证实

实时业务，能适应数据丢失的差错不敏感性的应用。

当可靠性级设置为 1 时，SGSN和GGSN的PDP前后关系下的‘重排序要求（RR）’字段应设置为‘ON’。当可靠性级设置为 4 或 5 时，RR应设置为‘OFF’。当可靠性级设置为 2 或 3时，RR的设置应由GGSN确定。

    注：对于实时业务，QoS还需要延时和通过率的设置。

表3 延时级别

延时级别

分组长度

128 八位组（Octet）

1024 八位组（Octet）

平均传送延时（秒）

95﹪分组传送延时（秒）

平均传送延时（秒）

95﹪分组传送延时（秒）

1（预测）

0.5

1.5

2

7

2（预测）

5

25

15

75

3（预测）

50

250

75

375

4（尽力）

未作规定

峰值通过率是指突发性的最大传送速率，而平均通过率是指包括不传送时间在内的一定周期的平均传送速率，GPRS QoS的峰值通过率和平均通过率要求如表4和表5所示。

表4 峰值通过率级别

峰值通过率级别

峰值通过率（Octet/s）

1

1000

2

2000

3

4000

4

8000

5

16000

6

32000

7

64000

8

128000

9

256000

表5 平均通过率级别

平均通过率级别

平均通过率（Octet/h）

1

尽力而为

2

100（≌0.22 b/s）

3

200 (≌0.44 b/s)

4

500 (≌1.11 b/s)

5

1000 (≌2.2 b/s)

6

2000 (≌4.4 b/s)

7

5000 (≌11.1 b/s)

8

10000 (≌22 b/s)

9

20000 (≌44 b/s)

10

50000 (≌111 b/s)

11

100000 (≌220 b/s)

12

200000 (≌440 b/s)

13

500000 (≌1.11kb/s)

14

1000000 (≌2.2kb/s)

15

2000000 (≌4.4kb/s)

16

5000000 (≌11.1kb/s)

17

10000000 (≌22kb/s)

18

20000000 (≌44kb/s)

19

50000000 (≌111kb/s)

服务质量（Q_OS）概念适用于PTP、IP-M和PTM-G等业务，由用户在预约申报时指定，并存储在归属局位置寄存器（HLR）。MS在激活具体PDP通信时请求QoS，SGSN和GGSN可以对MS请求的QoS进行降级，之后SGSN还可以根据网络实际情况进行升级/降级控制。

2-3 GPRS业务的安全性

GPRS业务的安全性由鉴权、加密和运营商防护等措施予以保证。鉴权过程与GSM相同。由于GPRS业务量性质，加密范围由GSM的移动台（MS）至基站分系统（BSS，基站和基站控制器）改为MS至SGSN，加密特性和参数也按照GPRS业务量性质进行了优化。运营商的防护包括用户数据封装、对外部数据网的防火墙、至其他运营商的边界网关，还可以通过限制接入、采用安全产品、认真分析安全风险来保证自身GPRS干线网的安全。

三、GPRS网中的业务接入点

GPRS提供一个发送实体与一个或多个接收实体之间的数据传输能力，这些实体可以是MS或TE，后者可以从属于支持GPRS业务的PLMN网或其它外部网络。参照图（2-2），

GPRS支持各种电信业务，在用户与终端接口的1、3、5和6接入点，为用户提供各种电信业务能力，电信业务的概念是包含终端的能力。GPRS系统还支持各种承载业务，在接入点2（R参考点）可以接入非ISDN承载业务，例如ITU-T X系列和V系列建议的各种数据业务；在接入点4（S接口点）可以接入ISDN承载业务；在接入点7可以接入外部数据网的承载业务；在接入点8（Gi参考点）可以提供GPRS数据终端和/或外部数据网直接接入的承载业务，但两者有所不同。

图注：

MT0 不具数据终端接口的移动终端     MT1 具有ISDN S接口的移动终端

MT2 具有ISDN S接口和终端适配器功能的移动终端    TA 终端适配器

TE   PDN/GPRS数据终端      TE1  ISDN数据终端

TE2  非ISDN数据终端

图（2-2）电信业务和承载业务的接入点

四、短消息业务与补充业务

4-1短消息业务

具有GPRS功能的MS可以经由GPRS 分组交换域（PS）或GSM 电路交换域（CS）传送短消息业务（SMS），移动台始发（MO）的SMS由MS选路，移动台终接（MT）的SMS由归属局位置寄存器（HLR）选路。经由GPRS的SMS使用标准SMS协议的上三层，即短消息应用层（SM-AL）、短消息传送层（SM-TL）和短消息中继层（SM-RL），而短消息控制层可以使用GSM CS信道或GPRS PS信道。因此，GPRS SMS业务虽与GSM SMS业务同名，但传送方式有所不同，前者是分组交换业务，移动台始发短消息不会限制在160字符，资费也会相当便宜；后者则是电路交换业务，在经由短消息中心存储转发过程中，需要两次建立窄带链路。

4-2 GPRS补充业务

在GPRS环境下，不能实现一些GSM补充业务，诸如，提供/限制主叫号码标识（CLIP/CLIR）、无条件呼叫转移（CFU）、移动台遇忙呼叫转移（CFB）、无应答呼叫转移（CFNRy）、呼叫等待（CW）、呼叫保持（CH）等；很难实现一些GSM补充业务，诸如，计费咨询-信息（AoCI）、计费咨询-费用（AoCC），因为SGSN和GGSN都收集计费数据，但哪一个节点均不能预先知道所发送/接收分组的费用，尤其是MS不可能预先知道发送分组的费用是多少；可以实现一些GSM补充业务，诸如，多方通信（MPTY）、禁止一切去向呼叫（BAOC）、禁止一切来向呼叫（BAIC）、禁止去向国际呼叫（BOIC）、漫游时禁止来向呼叫（BIC-Roam）等；可以实现一些GPRS特有的补充业务，诸如，禁止/允许某种GPRS互工作功能（BGIWP），但第一阶段尚不能提供；可以实现一些类似补充业务的业务，诸如，筛选和滤除功能。