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Chapter 7 GPRS 系統簡介 GPRS System Overview 課程目標 本章節簡單介紹 GPRS 的通訊協定，內容包括 GPRS 所要提供的功能、系統架構、各個網路元件以及各元件間定義的介面、高層的通訊程序和計費系統等部分。 回答下面的問題 (1/2) 無線數據傳輸有市場嗎? 要做到何種程度（如傳輸速度）的無線數據傳輸才會廣為大眾所接受? 如果你要建立傳輸數據的系統，你會採取甚麼方法? 如果你要在 GSM 系統上增加數據傳輸的功能，你會採取甚麼方法? 有必要改 radio access 的方式嗎? 有必要改後端的 MSC 等交換機嗎? HLR、VLR會不一樣嗎? 回答下面的問題 (2/2) 語音傳輸與數據傳輸各有何特性? 建立數據連結的方式與建立語音線路的方式有無異同? 維護一條數據連結的方式與維護一通語音線路的方式有無異同? 儲存數據連結的特徵與 GSM 原本儲存電話通路的方式差異在那裡? 章節目錄 GPRS的介紹 GPRS無線電介面 GPRS高層通訊程序 結語 作業 GPRS 的緣由 GSM 網路以提供語音通話服務為主，雖然能提供簡訊、傳真與撥接服務， 但仍不適於提供像觀看網頁等需要傳輸大量數據資料的服務。 資料傳輸速率太低。 以通訊時間做為計費的標準。 想法：利用現有 GSM 通訊網路，再加入一些新的設備，提供高速的分封數據資料傳輸。 1999 年完成整個 GPRS 的制訂。 請 3GPP 網站（）。 Section 7.1GPRS 的介紹 Introduction to GPRS GPRS 的特性 (1/2) GPRS 與 GSM系統共享基地台與無線電頻段，但修定了無線電介面以符合封包傳送的精神，增加通道的使用效率與系統容量。 可將相同編號的時槽，分配給多個手機共享。 可將同一載波的8個時槽都分配給同一個手機。 上行與下行無線電通道的配置各自獨立。 提供四種通道編碼方法（Channel Coding Schemes），稱為CS1、CS2、CS3和CS4，提供9.05kbps到171.2 kbps的傳遞速率。 GPRS 的特性 (2/2) 提供快速保留（fast reservation）的設計，讓手機在 0.5 到 1 秒內便快速地啟動資料的傳輸。 使用與GSM相同的安全機制，但編碼的演算法經過調整，適合數據封包的傳送。 Section 7.1.1GPRS 架構GPRS Architecture GPRS 架構 保有原先 GSM 網路的 BSS、MSC/VLR 和 HLR 元件，僅需略加修改。 加入 Serving GPRS Support Node（SGSN）和 Gateway GPRS Support Node（GGSN）兩個元件。 SGSN 相當於 GSM 網路中的 MSC，負責GPRS手機的移動管理、安全與存取控制等功能。 GGSN 是與外界網路相連的介面，功能類似路由器。 使用者的數據資料均需透過 GGSN才能傳到網際網路。 圖 7?1 GPRS 與 GSM 共存之系統架構 GPRS 架構中的介面 (1/2) 手機和BSS 間溝通是透過 Um 介面，BSS 和 SGSN 間則是透過 Gb 介面溝通。 一個GPRS 網路中的SGSN 和 GGSN 間溝通是透過 Gn 介面，但若 SGSN 和 GGSN 是分屬不同的 GPRS 網路，則SGSN 和 GGSN是透過 Gp 介面溝通。 GPRS 架構中的介面 (2/2) GGSN 與外界網路是透過 Gi 介面相連。 MSC/VLR 與 GPRS 的 BSS 還是用 GSM 的 A 介面，但與 SGSN 連接則用 Gs 介面。 HLR分別用Gr 和 Gc介面與 SGSN 和 GGSN 溝通，而Gr 和 Gc 均遵循 GSM MAP 規範。 SGSN (Ericsson) 圖 7?2 GPRS 網路架構圖 傳輸與信令平面 GPRS 網路元件間的通訊協定都採用層級架構，而所使用的規範堆疊（protocol stack）分為兩類： 傳送使用者資料與資料傳送相關的控制程序之規範架構，稱之為傳輸平面（transmission plane）。包含數據資料傳輸的流量控制、錯誤資料的偵測、更正與回復等功能。 為控制“傳輸平面”的控制訊號之規範架構，稱為信令平面（signaling plane）。包含控制 GPRS 網路服務的存取（如登錄或取消登錄）、分配網路資源以符合用戶需求、控制數據資料的路由以支援手機的移動等功能。 Section 7.1.2GPRS 傳輸平面GPRS Transmission Plane 圖 7?3 GPRS 傳輸平面 MSC、RLC、LLC 媒體存取控制層（Medium Access