HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIẾN THƠNG Khoa Kỹ thuật điện tử BÁO CÁO Chuyên đề xử lý tín hiệu truyền thơng Đề tài : Nghiên cứu cấu trúc chức dịch vụ GPRS Sinh viên thực : Lương Kim Khánh Nguyễn Thanh Hòa Vũ Hồng Trung GVHD: Nguyễn Quý Sỹ Hà Nội, 24/03/2011 BÁO CÁO CHUN ĐỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU VÀ TRUYỀN THƠNG ĐỀ TÀI: DỊCH VỤ VƠ TUYẾN GĨI CHUNG GPRS LỜI MỞ ĐẦU Hiện giới mặt đời sống xã hội phát triển, kinh tế, khoa học tự nhiên mà nhiều lĩnh vực khác Ngành thông tin liên lạc coi ngành mũi nhọn cần phải trước bước, làm sở cho ngành khác phát triển Nhu cầu trao đổi, cập nhật thông tin người nơi lúc ngày cao Thông tin di động đời phát triển trở thành loại hình dịch vụ, phương tiện thơng tin phổ biến, đáp ứng nhu cầu sống đại Các hệ thống thông tin di động phát triển nhanh qui mô, dung lượng đặc biệt loại hình dịch vụ để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Hiện Việt Nam, mạng di động số hệ thứ hai ( 2G), sử dụng công nghệ GSM, phát triển rộng khắp tỉnh thành phố GSM với tốc độ 9,6 kbps áp dụng dịch vụ thoại dịch vụ tin ngắn, hạn chế nhiều dịch vụ phi thoại yêu cầu tốc độ cao hình ảnh, văn đặc biệt nhu cầu truy cập Internet…Hiện nay, tốc độ truyền số liệu cao Internet, cần có giải pháp đảm bảo dịch vụ truyền số liệu sở gói hiệu Một số giải pháp Dịch vụ vơ tuyến gói trung GPRS Trong đề tài nhóm em nghiên cứu “ Cấu trúc chức dịch vụ GPRS” Chương I: Giới thiệu GPRS 1.Khái niệm GPRS GPRS (General Packet Radio Service) :là chuẩn liệu gói hệ thống GSM ủy ban Châu Âu (ETSI) đưa GPRS cung cấp nguyên tắc truyền dần gói tin truyền thông vô tuyến thiết bị di động GSM với mạng chuyển mạch gói khác GPRS triển khai mạng GSM mạng chuyển mạch kênh.Chuyển mạch gói cắt liệu thành gói tin truyền độc lập đến người sử dụng Đặc điểm mạng GPRS: *) Tốc độ truyền liệu cao hơn: Tốc độ GPRS có giới hạn từ 14,4 kbps (sử dụng khe thời gian ) đến 115 Kbps (sử dụng tổng hợp khe thời gian ) Tuy nhiên tốc độ cực đại theo lý thuyết đạt 171,2 kbps sử dụng đồng thời khe thời gian cho thiết bị di động Tốc độ lớn gấp lần tốc độ truyền liệu qua mạng cố định mười lần so với mạng GSM Bằng cách gán chức GPRS cho phép thông tin truyền nhanh hơn, hiệu hơn, cước phí sử dụng GPRS Nhưng trung bình tốc độ khoảng 56kbps , phụ thuộc vào việc cấp phát tài nguyên cho thuê bao Tốc độ liệu cao cho phép thuê bao sử dụng thêm nhiều dịch vụ *)Luôn kết nối: Truy cập mạng GPRS không cần thủ tục thiết lập kết nối mạng trước gửi nhận liệu Đặc tính cho phép liệu gửi nhận có yêu cầu *)Tính trực tiếp: Các phương tiện GPRS kết nối thông tin gửi nhận trực tiếp Đối với mạng Internet muốn truy cập cần có modem kết nối Nhưng mạng GPRS không cần modem kết nối quay số truy cập vào mạng công cộng mạng vụ *)Đánh địa IP động: Người sử dụng di động có địa mạng liệu tĩnh động lưu lượng liệu sử dụng gateway địa dẫn *) Các dịch vụ ưu tiên hóa: - Mức độ ưu tiên dịch vụ : Cao/trung bình/thấp - Độ trễ - Độ tin cậy - Thông lượng: tốc độ bit tối đa tốc độ bit trung bình *) Hỗ trợ nhiều ứng dụng: Cho phép thuê bao truy cập tất ứng dụng Internet dịch vụ mail, chat qua mạng di động, dịch vụ hình ảnh động, dịch vụ cung cấp thông tin… 3.Một số ứng dụng GPRS: - Chat: Cho phép người sử dụng di động sử dụng nhóm chat Internet có mà khơng cần thiết lập nhóm chat riêng -Các dịch thơng tin văn đồ họa: Nội dung thông tin dịch vụ giá cổ phiếu , kết thể thao, tin thời tiết… -Hình ảnh tĩnh: tranh, ảnh ( scan từ máy camera số), bưu thiếp… -Chia sẻ tài liệu cộng tác làm việc từ xa: cho phép người nơi làm việc khác sử dụng tài liệu vấn đề liên quan tới chuyên môn ngành y tế, báo chí, phịng cháy chữa cháy,… -Audio reports: cho truyền thơng quảng bá phân tích, clip hình ảnh âm chất lượng cao ( ví dụ để phục vụ cảnh sát làm chứng), yêu cầu kích thước file lớn cần có tốc độ truyền cao -Email tập thể: cho phép nhân viên truy nhập hệ thống email cục từ Lan họ quan -Lan: cho phép nhân viên ứng dụng máy tính cá nhân tồn công ty -Internet email: hầu hết người sử dụng Internet email khơng thơng báo có thư máy di động Họ phải quay số định kỳ để check mail Tuy nhiên cách kết nối Internet sử dụng chế cảnh báo SMS hay GPRS, người sử dụng thơng báo có thư -Xác định vị trí: ứng dụng tích hợp hệ thống vệ tinh để xác định vị trí dịch vụ di động phi thoại -Truyền file: download liệu qua mạng di động download phần mềm ứng dụng,… Chương II: cấu trúc mạng GPRS 1.Các thiết bị người sử dụng: GPRS dịch vụ chuyển mạch gói áp dụng sở GSM hệ thống thiết kế trước hết cho truyền tiếng Nhưng thực tế người sử dụng yêu cầu hai loại dịch vụ thoại, số liệu nhà khai thác viễn thông phải cung cấp hai dịch vụ riêng biệt kết hợp Như ta chia người sử dụng GPRS thành ba loại -Loại A: hỗ trợ dịch vụ GSM GPRS (như SMS thoại)đồng thời Sự hỗ trợ gồm truy nhập, giám sát,lưu lượng -Loại B: Hỗ trợ đồng thời việc nhập mạng GPRS nhập mạng GSM,nhưng không cho phép sử dụng đồn thời hai dịch vụ -Loại C: Có thể nhập mạng GPRS GSM nhập đồng thời hai mạng 2.Các giao diện: -MS: trạm di động, máy tính xách tay hay bỏ túi, điện thoại di động… -BSS : Trạm gốc , BSS gồm BSC (Base Station Controller) BTS (Base Transceiver Station) Mỗi BSS yêu cầu thiết lập lập hay nhiều PCU nâng cấp phần mềm.PCU cung cấp giao diện liệu vật lý logic trạm gốc (BSS) cho lưu lượng liệu gói BTS yêu cầu nâng cấp phần mềm, khơng cần thay đổi phần cứng Nó chuyển mạch dung lượng cao cung cấp nhiều chức : chuyển giao, ấn định kênh Một MSC phục vụ hay nhiều BSC -PCU: đơn vị điều khiển gói, chịu trách nhiệm số chức liên quan đến GPRS : điều khiển truy nhập giao diện vơ tuyến, lập biểu gói giao diện vô tuyến, lắp ráp lắp ráp lại gói PCU đặt BTS, BSC hay SGSN SGSN -Gb: giao diện SGSN BSC, dùng để chuyển giao báo hiệu thông tin điều khiển lưu lượng người sử dụng đến từ SGSN -Gc: Giao diện GGSN HLR, u cầu thơng tin vị trí từ HLR thông qua giao diện -Gd: giao diện SMSC(trung tâm dịch vụ tin ngắn – Short Message Service Center) SGSN, giao diện cho phép thuê bao GPRS phát thu tin ngắn mạng GPRS -Gn: GGSN Là điểm giao diện với mạng số lệu gói bên ngồi Như số liệu người sử dụng vào mạng thông tin di động mặt phẳng đất PLMN qua GGSN.Một SGSN giao diện với hay nhiều GGSN Gn Đâu giao diện sở IP sử dụng giao thức xuyên đường hầm GPRS Giao diện truyền xuyên số liệu SGSN GGSN qua mạng đường trục IP -Gr: SGSN sử dụng giao diện Gr để cập nhật vị trí thuê bao GPRS HLR để nhận thông tin đăng ký thuê bao liên quan đến GPRS thuê bao nằm vùng phục vụ SGSN -Gs: Giao diện SGSN MSC, làm tăng hiệu sử dụng tài nguyên mạng tài ngun vơ tuyến có kết hợp mạng GSM GPRS Mục đích GS đảm bảo kết hợp MSC/VLR GPRS cho thuê bao sử dụng dịch vụ chuyển mạch kênh điều khiển MSC/VLR dịch vụ số liệu chuyển mạch gói điều khiển GPRS -Um: MS phần cố định GPRS 3.Các phần tử mạng GPRS: a)SGSN (Serving GPRS Support Node): -Có mức MSC -Lưu giữ vị trí MS -Thực chức quản lý di động -Thực nhận thực -Thực mã hóa -Cung cấp điều khiển truy nhập SGSN liên kết với trạm hệ thống BSS Frame Relay (giao diện Gb) truyền gói liệu tới thiết bị di động vùng phục vụ SGSN giao diện với HLR để lấy thơng tin th bao SGSN có chức phát thiết bị di động vào phục vụ trì thơng tin vị trí vùng phục vụ Trong q trình kết nối với mạng (GPRS attach), SGSN thiết lập chức quản lí di động chứa thơng tin liên quan di động bảo mật cho MS Khi kích hoạt PDP context, SGSN thiết lập PDU PDP context để định tuyến tới GGSN phục vụ thuê bao GPRS SGSN gửi thơng tin vị trí tới MSC/VLR nhận u cầu nhắn tin từ MSC/VLR qua giao diện Gs b) GGSN (Gateway GPRS Support Node):Chức GGSN : - Hỗ trợ giao thức định tuyến cho liệu máy đầu cuối - Giao tiếp với mạng liệu gói IP bên ngồi - Cung cấp chức bảo mật mạng - Quản lý phiên GPRS theo mức IP, thiết lập thông tin đến mạng bên ngồi - Cung cấp liệu tính cước (CDRs) Khi liệu truyền từ mạng PDP tới mạng GSM , địa PDP đầu vào chuyển thành địa đích GSM Các gói đánh địa lại gửi từ GGSN tới SGSN tương ứng Để hỗ trợ chức định tuyến cho người sử dụng, GGSN lưu địa SGSN ghi dịch vị trí Hơn nữa, GGSN thực chức nhận thực tính cước GGSN u cầu cung cấp thơng tin vị trí từ HLR qua giao diện Gc, GGSN điểm kết nối PDN với mạng PLMN (điểm thao chiếu Gi) c) Mạng Backbone – mạng đường trục GPRS: dùng để kết nối node SGSN,GGSN mạng liệu bên ngồi Có hai loại mạng backbone Mạng đường trục mạng IP sở Có hai loại mạng đường trục GPRS: -Mạng đường trục PLMN cục ( Intra – PLMN Backbone Network): mạng IP liên kết nối GSN mạng PLMN -Mạng đường trục PLMN liên mạng ( Inter - PLMN Backbone Network ): mạng IP liên kết nối GSN mạng PLMN khác Mạng Intra – PLMN Backbone Network mạng IP riêng biệt dành cho liệu vào báo hiệu GPRS Mạng IP riêng biệt mạng Ip mà sử dụng chế điều khiển truy nhập để đạt mức bảo mật theo yêu cầu Hai mạng Intra – PLMN Backbone Network kết nối qua giao diện Gp sử dụng Border Gateway (BG) với mạng Inter - PLMN Backbone Network Mạng Inter - PLMN Backbone Network lựa chọn theo yêu cầu chuyển vùng roaming, bao gồm chức bảo mật BG Thơng thường BG bao gồm firewall có chức bảo vệ mạng định tuyến (router) phục vụ việc lựa chọn mạng BG không định nghĩa phạm vi GPRS Inter - PLMN Backbone Network mạng IP sở, ví dụ mạng IP cá nhân hay mạng Internet công cộng sử dụng kênh thuê riêng – leased line P a c k e t D a ta N e tw o rk In te r-P L M N B a c k b o n e Gi Gp G G SN BG In tra -P L M N B a c k b o n e SG SN SG SN PLM N A Gi BG G G SN In tra -P L M N B a c k b o n e SG SN PLM N B Mạng đường trục PLMN d)MSC/HLR: HLR nâng cấp, chứa thông tin định tuyến liệu thuê bao GPRS HLR truy nhập với SGSN qua giao diện Gr với GGSN qua giao diện Gc Đối với việc roaming MS, cần có HLR nằm mạng PLMN khác với mạng PLMN iện thời SGSN Toàn thuê bao MS sử dụng HLR nằm mạng chủ PLMN MSC/HLR: cải tiến nhằm tăng tính hiệu việc phối hợp dịch vụ GPRS với dịch vụ phi GPRS cải thiện chức việc sử dụng giao diện Gs, sử dụng thủ tục BSSSAP+ phần thủ tục BSSAP thông thường e) SMS – GMSC SMS – IWMSC: Việc nhắn tin gọi chuyển mạch kênh thực hiệu thông qua SGSN, kết hợp việc cập nhật liệu vị trí cho thur bao GPRS non – GPRS SMS – GMSC SMS – IWMSC kết nối tới SGSN cho phép MS gửi nhận SM qua kênh vô tuyến 4.Cấu trúc giao thức GPRS: SGSN không giao diện với BSC để truyền gói tới nhận gói từ MS mà cịn có giao diện logic trực tiếp MS SGSN: cho báo hiệu (mặt phẳng báo hiệu) cho truyền số liệu (mặt phẳng truyền dẫn), mặt phẳng vật lý giao diện qua BSS Đây cấu trúc giao thức phân lớp để truyền thông tin người sử dụng thực thủ tục liên quan đến điều khiển như: Điều khiển luồng, phát lỗi, sửa lỗi phục vụ gói bị lỗi Mặt phẳng truyền dẫn Mặt phẳng truyền dẫn *)SGSN – GGSN : Mạng GPRS backbone đóng gói liệu truyền GSN thông qua giao thức GTP (GPRS Tunneling Protocol) đồng thời giao thức truyền tín hiệu báo hiệu liên quan Ở mặt phẳng truyền dẫn, GTP tạo đường hầm (tunnel) để truyền gói liệu cung cấp giao thức để khiển quản lý đường hầm Các gói GTP mang gói IP người dùng hay gói X.25 Ở lớp GTP, giao thức chuẩn TCP/UDP dùng để truyền dẫn gói GTP mạng xương sống GPRS X.25 cần đường truyền tin cậy (reliable data link) nên TCP dùng UDP giao thức không đảm bảo (unreliable) dùng để truy cập vào mạng liệu gói IP Giao thức IP lớp mạng sử dụng để định tuyến gói liệu qua mạng xương sống Các giao thức Ethernet, ISDN ATM phải hoạt động IP *) Subnetwork Dependent Convergence Protocol (SNDCP): dùng để truyền liệu SGSN MS Giao thức có chức năng: - Ghép nhiều kết nối lớp mạng vào đường kết nối logic ảo lớp LLC bên - Nén – giải nén liệu bỏ phần header (mào đầu) không cần thiết Air Interface (Giao diện không gian): xem xét lớp data link (liên kết số liệu) lớp physical (vật lý) giao diện Um a) Lớp Data Link: - LLC - Logical Link Control – Điều khiển kết nối logic (giữa MS – SGSN): cung cấp đường kết nối logic tin cậy cao (highly reliable logical link) MS SGSN Chức dựa giao thức HDLC, bao gồm: kiểm soát liên lạc, phân phối, kiểm soát lưu lượng, phát lỗi truyền lại (ARQ – Automatic Repeat reQuest) Lớp cung cấp chức mã hóa liệu cho phép truyền khung có chiều dài thay đổi Cả chế độ truyền liệu có xác nhận khơng xác nhận hỗ trợ Giao thức phần lớn nâng cấp theo giao thức LAPDm GSM - RLC/MAC (giữa MS – BSS): hỗ trợ hai chế độ hoạt động xác nhận khơng xác nhận: + Chức lớp RLC (Radio Link Control – Điều khiển kết nối vô tuyến) thiết lập đường truyền tin cậy MS BSS, bao gồm phân chia kết hợp lại khung LLC khối liệu RLC phát thông báo ARQ từ mã không sửa sai + Lớp MAC (Medium Access Control) điều khiển q trình truy cập MS kênh vơ tuyến Nó dùng thuật tốn để phân giải tranh chấp, ghép nhiều người dùng PDTCH lập quyền ưu tiên dựa yêu cầu QoS b Lớp vật lý: lớp vật lý MS BSS phân thành lớp PLL (Physical Link Layer ) RFL (physical RF Layer) - PLL (Physical Link Layer – lớp liên kết vật lý) cung cấp kênh vật lý MS BSS Lớp có nhiệm vụ: mã hóa kênh (phát hiện, truyền thơng tin sửa lỗi (Forward Error Correction – FEC), đánh dấu từ mã không sửa được), phát nghẽn kết nối vật lý - RFL (physical RF Layer) hoạt động lớp RLL số chức mã hóa giải mã BSS – SGSN Lớp dịch vụ mạng NS truyền tải BSSGP PDU Điều khiển đoạn nối vo tuyến RLC đảm bảo đoạn nối tin cậy phụ thuộc vơ tuyến cịn lớp điều khiển truy nhập môi trường MAC điều khiển báo hiệu truy nhập cho kênh vô tuyến chuyển đổi khung LLC vào kênh vật lý GSM thông qua kênh logic tạo lập BSSGN (BSS GPRS Application Protocol): phân phối thông tin định tuyến thông tin QoS liên quan BSS SGSN Giao thức Network Service lớp hoạt động dựa giao thức Frame Relay Mặt phẳng báo hiệu MS - GPRS Tại lớp thấp, chức giống mặt phẳng truyền dẫn Nhưng lớp cao ta thấy có giao thức quản lý phiên quản lí tính di động GPRS Giữa MS SGSN, giao thức GMN/SM (GPRS Mobility Management / Session Management) hỗ trợ quản lý phiên quản lý di động thực chức GPRS attach/detach, chức bảo mật, kích hoạt giao tiếp PDP context cập nhật định tuyến Chương III:Các chức mạng GPRS 1)Các chức điều khiển truy nhập mạng: Truy nhập mạng phương thức mà người sử dụng kết nối với mạng để sử dụng dịch vụ phương tiện mạng Giao thức truy nhập tập xác định thủ tục cho phép khai thác dịch vụ phương tiện mạng Người sử dụng truy cập GPRS từ bên di động bên cố định mạng GPRS Giao diện phía mạng cố định hỗ trợ nhiều giao thức truy nhập tới mạng liệu (X.25, IP) Phần quản lý PLMN yêu cầu thủ tục điều khiển truy nhập riêng cho phép người truy nhập mạng hay giới hạn thuê bao sử dụng dịch vụ a)Chức đăng ký ( Regitration Function): Đăng ký phương thức mà người sử dụng IP Mobile ( nhận dạng di động) để liên kết với giao thức địa gói liệu mạng PLMN liên kết với điểm truy nhập mạng PDP Kết nối liên kết tĩnh ( lưu trữ HLR), động ( ấn định theo yêu cầu cần thiết) b)Chức nhận thực cấp phép ( Authentication and Authoisation Function) Chức thực việc nhận dạng nhận thực người yêu cầu dịch vụ, hợp thức hóa loại yêu cầu dịch vụ để đảm bảo thuê bao phép sử dụng dịch vụ mạng Chức nhận thực thực kết hợp với chức quản lý di động c)Chức điều khiển tiếp nhận ( Admission Control Function) Mục đích cảu điều khiển tiếp nhận xác định tài nguyên mạng cần cung cấp theo yêu cầu chất lượng dịch vụ ( QoS) Nếu tài ngun phép phải tiến hành đặt trước Điều khiển tiếp nhận thực kết hợp với chức quản lý tài nguyên vô tuyến mạng để đảm bảo yêu cầu sử dụng tài nguyên vô tuyến cell d)Chức giám sát tin ( Message Screening Function) Chức thực chức lọc gói tin rounter firewall cho phép truyền hay loại bỏ tin không hợp lệ, tránh xâm nhập trái phép từ bên e)Chức tương thích đầu cuối ( Packet Terminal Adaptation Function) Chức thực thích ứng gói liệu nhận từ ( truyền tới) thiết bị đầu cuối với phương thức truyền qua mạng GPRS f)Chức thu thập liệu tính cước ( Charging Data Collect Function) Chức thu thập liệu cần thiết để tính cước thuê bao tính cước lưu lượng Cước phí tính số lượng byte sử dụng, khác với tính theo thời gian kết nối mạng GSM Thơng tin tính cước SGSN GGSN thu thập SGSN lưu thơng tin tính cước thuê bao liên quan tới việc sử dụng mạng vô tuyến; GGSN lưu thơng tin tính cước tới việc sử dụng mạng vô tuyển; GGSN lưu thơng tin tính cước liên quan tới việc dùng mạng liệu bên thuê bao Trên sở đó, nhà khai thác mạng GPRS sử dụng thơng tin để tạo hóa đơn tính cước cho th bao Thơng tin tính cước tối thiểu mà SGSN thu thập bao gồm thông tin sau: - Mức độ sử dụng giao diện vơ tuyến: thơng tin tính cước số lượng liệu truyền theo hướng MS phát MS thu về, phân loại theo QoS giao thức người sử dụng - Mức độ sử dụng địa giao thức gói liệu; thơng tin tính cước ghi lại thời gian MS sử dụng địa giao thức gói liệu PDP MS - - Mức độ sử dụng tài nguyên chung GPRS: thông tin tính cước mơ tả mức độ sử dụng thuê bao tài nguyên khác có liên quan tới GPRS hoạt động mạng GPRS MS Vị trí MS: thơng tin HPLMN, VPLMN thêm thơng tin vị trí với độ xác cao Thơng tin tính cước tối thiểu GGSN thu thập bao gồm thơng tin tính cước sau: - Địa đích nguồn thơng tin trao đổi: mức độ xác thơng tin xác định nhà khai thác GPRS Mức độ sử dụng mạng liệu ngồi: thơng tin khối liệu gửi nhận từ mạng liệu Mức độ sử dụng địa giao thức liệu gói: thơng tin tính cước lưu lại thời gian MS sử dụng địa giao thức liệu gói PDP MS Vị trí MS: thơng tin HPLMN, VPLMN thêm thơng tin vị trí với độ xác cao 2- Chức định tuyến truyền dẫn gói -Tuyến: định nghĩa gồm nút yêu cầu sử dụng cho truyền tải tin mạng mạng PLMN Một tuyến phải có nút gốc ( phát tin), có khơng có nút chuyển tiếp nút đích ( nhận tin) -Định tuyến: trình xác định sử dụng số nguyên tắc thích hợp để lựa chọn tuyến truyền tin mạng mạng PLMN a)Chức chuyển tiếp ( Relay Function) Chức chuyển tiếp phương thức mà nút mạng chuyển đơn vị liệu gói PDU nhận từ nút chuyển tới kênh đầu thích hợp cho nút tuyến SGSN GGSN gán thêm số thứ tự vào PDU SGSN xếp lại PDU trước chuyển tới SNDCP; GGSN xếp lại PDU trước truyển tới điểm tham chiếu Gi b)Chức định tuyến ( Rounting Function) Chức định tuyến sử dụng địa đích tin để xác định nút nhận tin sử dụng dịch vụ lớp để đưa tin tới GSN Chức định tuyến lựa chọn đường truyền cho hop tuyến Các chức định tuyến truyền dẫn gói: -Định tuyến truyền dẫn gói thiết bị di động mạng ngồi -Định tuyến truyền dẫn gói thiết bị di động mạng PLMN GPRS khác -Định tuyến truyền dẫn gói thiết bị di động khác Các PDP PDU định tuyến truyền MS GGSN đơn vị liệu mạng (N-PDU) Các PDP PDU truyền SGSN MS giao thức SNDCP, SGSN GGSN giao thwucs TCP/IP giao thức UDP/IP Dữ liệu truyển giao thức Tunnelling qua đường hầm Một đường hầm xác định số nhận dạng ( TID) địa SGN c)Chức phiên dịch xếp địa ( Address Translation and Mapping Function) Phiên dịch địa chuyển đổi địa loại thành địa loại khác Chức phiên dịch xếp địa chuyển đổi địa giao thức mạng thành địa mạng nội nhằm phục vụ cho việc định tuyến gói tin mạng PLMN mạng PLMN d)Chức đóng gói ( Encapsulation Function) GPRS truyền suốt PDP PDU mạng MS Các PDP đóng gói tách gói nhằm phục vụ định tuyến mạng Đóng gói cho phép gắn thêm thơng tin điều khiển địa vào mơt PDU Tách gói q trình ngược lại: tách địa thơng tin điều khiển từ gói để lấy đơn vị liệu ban đầu Chức đóng gói thực SGN backbone SGSN MS e)Chức Tunnelling Tunnelling phương thức truyền dẫn PDU đóng gói mạng PLMN từ điểm đóng gói tới điểm tách gói Tunnel ( đường hầm) giao tuyến hai chiều kết nối điểm- điểm có điểm cuối tunnel xác định f)Chức nén ( Compression Function) Chức cho phép sử dụng tối ưu dung lượng phần vô tuyến cách truyền SDU nhỏ (nén) tốt mà đảm bảo nội dung g)Chức mã hóa ( Ciphering Function) Cho phép bảo mật liệu liệu người sử dụng qua kênh vô tuyến bảo vệ mạng PLMN từ người xâm phạm 3)Các chức quản lý di động Chức thực tương tự hệ thống GSM Các chức quản lý di động sử dụng để theo dõi vị trí MS mạng PLMN mạng PLMN khác Một số cell tạo thành vùng định tuyến ( routing area), số vùng định tuyến tạo thành vùng định vị ( location area) Một vùng định tuyến phục vụ SGSN Việc theo dõi vị trí MS phụ thuộc vào trạng thái quản lý di động sau: - Khi MS trạng thái STANBY ( chờ): vị trí MS biết cấp vùng định tuyến Khi MS trạng thái READY ( sẵn sang): vị trí MS biết cấp cell 3.1)Các trạng thái MS GPRS có trạng thái quản lý di động khác nhau: a)Trạng thái IDLE ( rỗi) Trạng thái sử dụng thuê bao MS không hoạt động ( không khai báo kết nối mạng GPRS) Trong trạng thái IDLE GPRS, thuê bao không gán chức quản lý di động ( MM) Các context MS SGSN không chứa thông tin định tuyến thơng tin vị trí th bao Việc nhắn tin truyền liệu không thực MS nhận liệu dịch vụ PTM-M ( dịch vụ điểm- đa điểm: dịch vụ tin phát với tất thuê bao thời vùng địa lý) Để thiết lập MM context MS SGSN, MS phải thực thủ tục khai báo kết nối mạng ( GPRS attach) b)Trạng thái STANBY ( chờ) Trong trạng thái này, thuê bao khai báo kết nối mạng quản lý di động Lúc mạng biết MS nằm vùng định tuyến MS nhận trang nhắn tin báo hiệu, liệu trang nhắn dịch vụ chuyển mạng kênh Trạng thái chưa thể truyền nhận liệu MS thực lựa chọn vùng định tuyến GPRS ( rounting area) chọn cell cục MS sử dụng thủ tục di động để khai báo cho SGSN vào vùng định tuyến mới, không cần thông báo thay đổi cell vùng định tuyến Do đó, thơng tin vị trí MS MM context SGSN chứa số nhận dạng vùng định tuyến RAI ( Rounting Area Identifier) Nếu hết thời gian STANBY, MS chuyển trạng thái IDLE việc quản lý di động hết hiệu lực Nếu MS cần gửi liệu chuyển sang trạng thái READY c)Trạng thái READY ( sẵn sang) MS thực thủ tục quản lý di động mạng thuê bao cell SGSN gửi liệu tới MS mà khơng cần tìm gọi MS MS gửi liệu tới SGSN lúc MS kích hoạt giải phóng PDP context, MM context trì trạng thái READY dù MS có hay khơng cung cấp tài ngun vơ tuyến chí khơng có liệu truyền Trạng thái READY giám sát định thời Một phiên MM chuyển từ trạng thái READY sang trạng thái STANBY định thời READY kết thúc 3.2) Chức gán/ tách GPRS ( GPRS attach/ detach) GPRS attach GPRS detach chức quản lý di động nhằm thiết lập hay kết thúc kết nối tới mạng GPRS SGSN đóng vai trị tiếp nhận yêu cầu attach/ detach xử lý chúng Việc khai báo kết nối mạng ( GPRS attach), thuê bao di động chuyển sang trạng thái READY nội dung quản lý di động thiết lập, MS nhận thực, khóa mã tạo ra, đường kết nối có mã hóa thiết lập MS cấp phát TLLI ( nhận dạng kênh logic tạm thời).SGSN nhận thông tin thuê bao từ HLR, sau thực GPRS attach, SGSN bám theo vị trí MS Lúc MS nhận gửi SMS không thu phát số liệu Để chuyển giao số liệu, MS trước tiên phải thực việc kích hoạt nội dung giao thức số liệu gói ( PDP context) Khi thuê bao muốn kết thúc kết nối tới mạng GPRS thực GPRS detach Việc thực GPRS detach cho phép MS chuyển sang trạng thái IDLE ngắt toàn nội dung quản lý di động Các loại tách khác nhau: tách IMSI, tách GPRS tách kết hợp GPRS/IMSI ( thực MS) Có hai kiểu để MS kết thúc kết nối tới mạng: -Mạng ( SGSN) gửi yêu cầu tách tới MS MS gửi tới SGSN yêu cầu tách hoàn toàn -Mạng ngắt kết nối mà không thông báo cho MS đạt tới định thời di động có lỗi vơ tuyến khơng thể khôi phục gây kết nối kênh logic MS thực GPRS detach từ mạng theo chế độ mặc định thời gian STANBY hết hiệu lực, thông thường việc tách GPRS từ MS 3.3)Chức bảo mật Có chức bảo mật sau: -Chống lại việc sử dụng không hợp pháp dịch vụ GPRS -Bảo mật nhận dạng người sử dụng ( nhận dạng tạm thời mã hóa) -Bảo mật liệu người sử dụng ( mã hóa)> Hệ thống GPRS sử dụng chế bảo mật giống GSM Việc nhận thực thuê bao GPRS thực SGSN MSC/VLR GSM TLLI dùng để bảo mật nhận dạng thuê bao Sự liên hệ tương ứng IMSI với TLLI có MS SGSN biết Chức mã hóa MS GSN khác với GSM, tối ưu cho lượng chuyển mạch gói Việc bảo mật mạng backbone thực dựa tính chất riêng mạng nhân ( private network), tránh khả người lạ bên xâm nhập vào Cơ chế vật lý đảm bảo tính bảo mật thực nhà khai thác 3.4)Chức quản lý vị trí Các chức quản lý vị trí: -Cung cấp chế chọn cell PLMN -Cung cấp chế để mạng nhận biết vùng định tuyến ( RA) MS trạng thái STANBY READY Các thủ tục quản lý kiểm soát thay đổi cell hay vùng định tuyến , đồng thời định kỳ cập nhật thông tin vùng định tuyến MS Nếu MS thời gian dài khơng thay đổi vị trí mạng phải nhận thông báo MS nằm khả nhận biết mạng Do việc cập nhật vùng định tuyến phải thực hieenjt heo chu kỳ định Khi MS vào cell cỏ thể vào vùng định tuyến MS phải thực ba thủ tục sau: cập nhật cell, cập nhật vùng định tuyến cập nhật kết hợp cell vùng định tuyến Có hai kiểu cập nhật vùng định tuyến: -Cập nhật SGSN ( Intra- SGSN Rounting Area Update) -Cập nhật SGSN ( Inter- SGSN Rounting Area Update) SGSN quản lý vài vùng định tuyến vùng định tuyến thuộc quản lý SGSN khác kiểu cập nhật Inter- SGSN sử dụng Nếu vùng định tuyến thuộc quản lý SGSN cũ kiểu cập nhật Intra- SGSN sử dụng Thơng thường, SGSN cũ chuyển gói tin người sử dụng tới SGSN nhận thơng báo xóa vị trí từ HLR thơi 3.5) Chức quản lý thuê bao Chức thực chế thông báo cho nút GPRS liệu thuê bao GPRS người sử dụng thay đổi Bất liệu thuê bao GPRS thay đổi HLR thay đổi tác động đến liệu lưu SGSN SGSN thơng báo thay đổi cách: -Thực thủ tục chèn liệu thuê bao ( Insert Subscriber Data): bổ xung sửa đổi liệu thuê bao SGSN -Hoặc thực thủ tục xóa liệu thuê bao ( Delete Subscriber Data): xóa liệu thuê bao SGSN 4) Các chức quản lý kênh kết nối logic Các chức quản lý kênh logic liên quan tới việc trì kênh thông tin MS PLMN qua giao diện vô tuyến Các chức thực điều phối thông tin trạng thái liên kết MS PLMN giám sát trình chuyển giao liệu qua kênh logic a)Chức thiết lập kênh logic Thiết lập kênh logic thực MS khai báo sử dụng dịch vụ GPRS ( GPRS attach) b)Chức giám sát kênh logic Thực việc giám sát tình trạng kênh logic điều khiên thay đổi trạng thái kênh c)Chức giải phóng kênh logic Thực ngắt kết nối logic, giải phóng tài nguyên liên quan tới kết nối logic 5) Các chức quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến Các chức quản lý tài nguyên vô tuyến liên quan tới việc ấn định trì tuyến thơng tin vô tuyến Nguồn tài nguyên vô tuyến GSM chia dịch vụ chuyển mạch kênh ( thoại, số liệu) dịch vụ chuyển mạch gói GPRS 5.1- Chức quản lý Um Chức quản lý số kênh vật lý sử dụng cell xác định số lượng tài nguyên vô tuyến cung cấp để sử dụng dịch vụ GPRS Số lượng tài nguyên vô tuyến dành cho GPRS thay đổi từ cell tới cell khác phụ thuộc nhu cầu người sử dụng, định nhà vận hành mạng PLMN 5.2- Chức lựa chọn cell Chức cho phép MS lựa chọn cell tối ưu để thiết lập đường truyền tới mạng PLMN Việc liên quan tới việc kiểm tra xác định chất lượng tín hiệu từ cell lân cận việc phát tránh tắc nghẽn cell 5.3- Chức Um Tranx Chức cung cấp khả chuyển giao gói liệu qua giao diện vơ tuyến MS BSS, bao gồm thủ tục: -Điều khiển truy nhập qua kênh vô tuyến -Ghép gói tin qua kênh vơ tuyến chung -Phân bổ gói MS -Phát sửa lỗi -Các thủ tục điều khiển lưu lượng trao đổi 5.4- Chức quản lý đường kết nối Chức quản lý đường truyền thông BSS nút SGSN Việc thiết lập giải phóng tuyến động ( dựa vào tổng lưu lượng liệu) cố định ( dựa vào tải cực đại cell)> 6- Quản lý mạng Chức cung cấp chế để hỗ trợ chức khai thác bảo dưỡng ( 0&M) liên quan tới GPRS quản lý lỗi, cấu hình, tiêu, bảo mật… thực từ xa chỗ Trong hệ thống GPRS phase 1, chức O&M độc lập với chức O&M GSM có giải pháp quản lý tập trung Mỗi phần tử mạng GPRS có nút quản lý độc lập Trong cấu trúc O&M GPRS phase 2, nút quản lý mạng có chức kiểm sốt tồn phần tử mạng việc quản lý mạng GSM GPRS riêng rẽ ... dịch vụ truyền số liệu sở gói hiệu Một số giải pháp Dịch vụ vơ tuyến gói trung GPRS Trong đề tài nhóm em nghiên cứu “ Cấu trúc chức dịch vụ GPRS? ?? Chương I: Giới thiệu GPRS 1.Khái niệm GPRS GPRS... II: cấu trúc mạng GPRS 1.Các thiết bị người sử dụng: GPRS dịch vụ chuyển mạch gói áp dụng sở GSM hệ thống thiết kế trước hết cho truyền tiếng Nhưng thực tế người sử dụng yêu cầu hai loại dịch vụ. .. mạng GSM GPRS Mục đích GS đảm bảo kết hợp MSC/VLR GPRS cho thuê bao sử dụng dịch vụ chuyển mạch kênh điều khiển MSC/VLR dịch vụ số liệu chuyển mạch gói điều khiển GPRS -Um: MS phần cố định GPRS 3.Các