1 接入网技术接入网技术第 10章 无线广域接入技术
2 接入网技术教学重点与要求
教学重点
介绍无线广域接入的基本概念、特点、分类
介绍典型的无线广域接入技术,GPRS、
CDMA2000-1X
简要介绍 3G的基本特点
要求
掌握无线广域接入的基本概念、特点
掌握 GPRS和 CDMA2000-1X系统结构与特点
了解 GPRS和 CDMA2000-1X的数据传输
了解 3G的基本特点
3 接入网技术主要内容
10.1 引言
10.2 无线广域接入体系
10.3 陆地无线广域接入数据通信系统
10.4 陆地无线广域接入技术简介
10.4.1 GPRS
10.4.2 CDMA2000-1X
10.4.3 3G
4 接入网技术
10.1 引言
无线广域接入技术的产生
需求不断增长
人们可能随时处于大范围的移动中
人们希望随时随地的接入
移动数据业务增长迅速
技术的发展
移动终端体积越来越小、功能越来越强
各种移动接入技术推陈出新
5 接入网技术
10.2 无线广域接入体系
无线广域接入的概念
无线广域接入的基本结构
无线广域接入的分类
无线广域接入数据业务
6 接入网技术无线广域接入的概念
无线广域网 WWAN(Wireless Wide Area Neteork）
广域的概念
小至一个城市，大至大至一个国家，乃至整个地球范围
无线广域接入
用户终端用一个身份或帐号在广域范围和快速移动下的无线接入
包含两方面的含义：
快速移动下随时随地的接入
快速移动下通信的连续性（动中通）
基本特点
终端在大范围内快速移动
支持切换和漫游
实现时需要借助于基础网络
接入速率目前还不高
7 接入网技术无线广域接入的概念（续）
WWAN与 WLAN的对比理解
WWAN:
广域范围
实现需要借助于基础网络，因此也受限于基础网络
速率不高，目前为 100kbps左右，近期目标 2Mbps
接入自由、灵活
WLAN
局域范围（ 100m左右）
实现不需借助于基础网络
速率较高，目前达 54Mbps，下一步目标 500Mbps
接入的方便程度不如 WWAN
8 接入网技术无线广域接入的基本结构
有中心的结构，一般包括：
移动终端和中心站，还有网络交换和管理设施
每个中心站覆盖一定的区域，负责所辖用户接入
中心站之间通过网络互连，可相互通信
移动终端可以在任何中心站的覆盖区接入
实现自动切换和漫游
9 接入网技术无线广域接入的类型
根据接入中心转发站的类型不同，分为：
,陆基,和,空基,无线广域接入
,陆基,无线广域接入
基于陆地移动通信系统的接入
采用交叠蜂窝结构
每个蜂窝一个基站，位置固定，每基站负责所辖用户的接入
基站之间通过网络互连，实现互连互通
用户可自由在有基站覆盖的地方接入和移动
建设有的放矢，适合密集用户区
典型的接入系统如：
基于 GSM的接入系统
基于 CDMA的接入系统
………
,空基,无线广域接入
基于移动卫星系统的接入
通常单独归入卫星接入系统（本章不涉及）
10 接入网技术无线广域接入数据业务
早期，无线广域业务主要是话音业务
如今，无线广域数据业务需求增长迅猛
无线广域数据业务可分为：
从技术体制分：
电路交换业务、分组交换业务
从转发方式分：
陆地移动数据业务、卫星移动数据业务
11 接入网技术无线广域接入数据业务
电路交换移动数据业务
依托移动电话网
通过无线 modem接入移动电话网
需要拨号，占用话音信道和网络资源
采用电路交换技术，面向连接且信道独占
速率很低，最高 9.6kbps
不适合突发的数据业务
典型的电路交换移动数据业务
AMPS系统和 GSM系统的传真、短消息及低速数据图见 p205 图 10-2
12 接入网技术无线广域接入数据业务
分组交换移动数据业务
技术上的实现可有两种方式
在原有移动话音网络上增加分组网络设备，与原有系统共享无线链路部分，实现数话业务共存（ p205 图 10-3）
建设完全的无线分组网络（ p206 图 10-4）
采用分组交换技术
资源可统计复用，用户不独占资源
只有在收发数据时才占用信道，有效利用资源
特别适合突发的、流量不均衡的数据业务
典型的分组交换移动数据业务
CDPD,GPRS,CDMA1x,3G分组数据业务
13 接入网技术
10.3 陆地无线广域数据通信系统
－移动通信网络的发展
1G
模拟,窄带系统频分双工话音电路交换
AMPS系统 （ 美国 ）
1G目前已被淘汰数字,窄带系统频分双工话音,低速数据电路交换
GSM
IS-95(基于 CDMA)
2G目前正在使用
2G 3G
数字,宽带系统频分双工,时分双工话音,数据,多媒体分组交换第一阶段已运行真正的 3G即将投入使用
14 接入网技术
10.4 陆地 无线 广域接入技术
10.4.1 GPRS
10.4.2 CDMA2000－ 1x
10.4.3 3G
15 接入网技术
10.4.1 GPRS技术
GPRS技术概述
GPRS技术特点
GPRS网络结构
GPRS信道分配
GPRS数据传输
16 接入网技术
GPRS系统概述
GPRS:General Packet Radio Service
通用分组无线业务
一种叠加在 GSM系统上的无线分组技术
是 GSM走向 3G前的过渡技术
GSM是电路交换网络，分组业务效率低
GPRS是分组交换网络，分组业务效率高
在 GSM网络上增加必要分组设备提供分组业务
GSM网络提供的移动话音业务保留
GPRS与 GSM共享无线资源
移动话音业务与移动分组数据业务共存
17 接入网技术
GPRS技术特点
分组交换方式
带宽分配灵活、频谱效率高
实际传输时才占用信道
多个用户可共享一个信道
速率高：理论值为 171.2kbps
随时在线,一直与网络保持连接，无须拨号
多种应用
上网浏览
收发 Email
网上游戏
网上交易
…………
18 接入网技术基于 GSM的 GPRS网络结构
在 GSM基础上引入 3个新组件：
PCU:Packet Control Unit
SGSN:Serving GPRS Support Node
GGSN:Gateway GPRS Support Node
MS BSC MSCBTS PSTN
GSM
GPRS
IP,X.25网等
GPRS主干网分组数据网
（ PDP网 ）
SGSN
GGSN
PCU
19 接入网技术
GPRS网络结构（更详细）
IP,X.25网等GPRS
MS BSC MSC/VLRBTS
MS PCU
SGSN
分组数据网
（ PDP网 ）
HLR AUCEIR
PSTN
SGSN GGSN
GGSN
其他 GPRS网络更详细的连接示意图
20 接入网技术
SGSN描述
在 GPRS网络中,SGSN类似于 GSM的 MSC
对 GPRS用户接入控制与管理
用户认证和鉴权
将 MS接入 GPRS网络
用户进行移动性管理
……,
GGSN描述
GGSN是 GPRS的网关，类似路由器
连接外部分组数据网络
将 GPRS网络的 MS接入到外部网络（网关）
为 GPRS用户分配 IP地址
21 接入网技术
MS描述（自学）
GPRS移动台（ MS）分为 A,B,C三类
A类：
支持 GSM和 GPRS业务
且 GSM和 GPRS业务可同时进行
B类：
支持 GSM和 GPRS业务
但 GSM和 GPRS业务不能同时进行
GSM和 GPRS业务可自动或人工切换
C类：
只有 GPRS功能或支持 GSM和 GPRS业务
对于后一种情况，两种业务必须经过人工切换
运行 GSM时，不能运行 GPRS,反之亦然
两种方式是完全独立的
22 接入网技术
GPRS资源分配与数话同传
GPRS业务占用信道的特点
可为１个 GPRS的 MS分配多个时隙
或多个 GPRS的 MS可同时共享１个时隙
MS只有在传输时才占用信道
为 GPRS指定物理信道
在原有 GSM信道中专门拿出部分时隙用于 GPRS
占用了 GSM的信道，会影响 GSM用户的容量
与 GSM共享物理信道
不专门设置 GPRS信道，而是与 GSM共享
通常情况话音优先
无话音业务时占用信道，尽力做到不影响 GSM业务，但 GPRS的实际速率不高
23 接入网技术
GPRS的数据传输数据传输主要讨论
传输前的准备
MS－外部网络的数据传输（ MS发起呼叫）
MS在归属地接入外部网络
MS在漫游地接入外部网络
24 接入网技术
GPRS数据传输前的准备
１ ）接入到 GPRS网络，此过程主要完成
SGSN对 GPRS用户的身份认证
建立 MS与 SGSN的唯一连接
２）接入到 PDP网络，称 PDP Context激活，完成：
GGSN对 GPRS用户的身份认证
通过 GGSN为 MS分配一个 PDP地址（如 IP地址）
注,MS地址可动态分配也可静态分配
建立 MS与 GGSN的逻辑连接
25 接入网技术
GPRS技术数据传输
从应用的角度看 GPRS网络
GPRS网络为一个 IP子网
与外部网络（如 Internet）通信
每个 MS都有一个 IP地址（一般为内部的）
GGSN为一个网关
负责提供 MS到 Internet的接入
负责完成内部地址到公共 IP地址的映射
负责 MS到 Internet数据的路由与转发
26 接入网技术
GPRS数据通信示意图
MS BTS BSC
BSS
GPRS
主干网
GPRS主干网
MS
BTS BSC
BSS
Internet
移动台 A
移动台 A
主机 B
归属地（家乡） 漫游地
GGSN
SGSN GPRS
主干网
GGSN
SGSN
移动台在归属地时，与外网通信的路由移动台在漫游地时，与外网通信的路由隧道 隧道
27 接入网技术假设 MS动态获得 IP地址 (IP地址也可静态设置）
首先 MS接入归属地 SGSN（认证、分配连接 ID，建立 MS的管理等）
归属地 SGSN通过隧道传送 MS连接请求到归属地 GGSN
归属地 GGSN对 MS用户身份和设备认证，认证通过则分配一个 IP地址给 MS（一般分配的是内部 IP地址 )
MS可以通过 GPRS网络归属地 GGSN与外部 IP网实现通信
（ GGSN进行 IP地址映射）
MS在归属地向外部 IP网发起呼叫
28 接入网技术假设 MS动态获得 IP地址 (IP地址也可静态设置）
首先 MS接入漫游地 SGSN〔 认证 (需要到归属地查询）、分配连接 ID，建立 MS的管理等 〕
漫游地 SGSN通过 GPRS主干网隧道传送 MS连接请求到归属地 GGSN
GGSN对 MS用户身份和设备认证，认证通过则分配一个 IP
地址给 MS（一般分配的是内部 IP地址 )
MS可以通过漫游地 SGSN及 GPRS主干网连接归属地 GGSN，
通过 GGSN接入到外部 IP网（ GGSN进行 IP地址映射）
MS在漫游地向外部 IP网发起呼叫
29 接入网技术
GPRS用户与外部 IP网通信小结
MS与外部网通信前
先与 SGSN建立逻辑连接，接入到 GPRS网络
再由 SGSN与 GGSN之间通过隧道协议互连，使 MS接入到 GGSN，再经过 GGSN接入外部网络
MS需要一个 IP地址
可以是内部 IP（静态或 GGSN动态分配），此时只能由
MS主动发起呼叫，且由 GGSN作地址映射
也可以是公共 IP（静态或动态）（地址缺，一般不用）
无论 MS在归属地还是在漫游地与外部网的数据通信,网关一定是归属地 GGSN
30 接入网技术
10.4.2 CDMA2000-1x
CDMA2000
CDMA2000-1X概述
CDMA2000-1X网络结构
CDMA2000-1X简单 IP业务
CDMA2000-1X移动 IP业务
31 接入网技术
CDMA2000
CDMA2000是 3G标准之一
CDMA2000包括三个标准系列
CDMA2000-1X
前向信道采用单载波
速率最高 384kbps
CDMA2000-1XEV
采用与 CDMA2000-1x相同的频段
速率最高 2Mbps
CDMA2000-3X
前向信道采用 3载波，比 CDMA2000-1x占频更宽
速率最高 2Mbps
32 接入网技术
CDMA2000-1x概述
是 CDMA2000的第一阶段
采用分组交换技术
速率 384kbps
密切联系 IP网络，实现分组业务
支持简单 IP和移动 IP业务
33 接入网技术
CDMA2000-1x的网络结构
CDMA2000-1x的分组部分
PCF：分组控制功能
PDSN：分组数据服务节点
AAA服务器：用户认证、授权、记账服务器
HA：归属代理（移动 IP业务时需要）
MS
BSCBS
PCF
IP网络
PSTN
PDSN
MSC/VLR
数据通路话音通路HLR
AAA
服务器
HA
34 接入网技术
CDMA2000-1x的分组实体简介
移动台 MS（ Mobile Station ）
CDMA2000-1x手机或终端
建立、维护和终止与 PDSN的数据链路协议
无线资源的请求
BS与 BSC
建立、维护与终止为分组用户提供的无线资源
管理无线资源，记录无线资源状态
分组控制单元 PCF（ packet Control Function）
建立、维护和终止与 PDSN的第二层连接
缓存分组数据
无线资源的请求、管理与资源使用记录
35 接入网技术
CDMA2000-1x的分组实体简介
分组数据服务节点 PDSN（ Packet Data Service Node）
将 MS接入到外部 IP网络（网关）
为 SIP用户提供 IP地址
为 MIP用户提供外地代理 FA(Foreign Agent）
AAA
为 MS的接入提供认证、授权和记帐
归属（家乡）代理 HA（ Home Agent）
理解为归属网络上的一台路由器
只有移动 IP业务才需要 HA
为 MIP用户发起的移动 IP注册请求进行认证
为移动 IP用户指定归属 IP地址
与 FA一起，将目的 IP地址为移动用户的 IP分组传送到
MIP用户
36 接入网技术简单 IP数据业务
SIP,Simple IP
基本特点
类似于通过 Modem拨号上网
PDSN是 MS上网的网关
每次上网都需要 PDSN动态分配 IP地址
不支持跨 PDSN的漫游
IP地址仅在一个 PDSN范围内有效
正在通信的 MS从一个 PDSN移动到另一个 PDSN时，通信会中断
每到一个新的 PDSN，都必须重新拨号并获取新的 IP地址才能上网
由于 IP地址不固定，因此只能由 MS发起呼叫，而不能实现网络侧发起的呼叫
37 接入网技术简单 IP网络结构
RCC,Radio Resource Control
MS IP
Networ
k
PDSN
Visited AAA
SS7
Network
VLR
Home Access
Provider Network
HLR
Home
IP Network
Home AAA
AAA
Broker Network
Broker AAA
Visited Access
Provider Network
Radio
Network
(RRC,PCF)
38 接入网技术简单 IP数据通信过程
MS在归属地接入 IP网络
此时被访网络为归属网络
MS与归属 PDSN建立 PPP的 LCP连接
启动认证（ PDSN向 Home AAA请求对 MS的认证）
认证通过,AAA授权接入
PDSN与 MS建立 PPP的 IPCP，完成 PPP连接。同时 PDSN 为 MS分配一个 IP地址
39 接入网技术简单 IP数据通信过程
MS在外地接入 IP网络
此时被访网络为外地网络
MS与外地被访 PDSN建立 PPP的 LCP连接
启动认证，认证信息的传递与认证过程为
外地被访 PDSN－被访 AAA －代理 AAA－归宿 AAA
由归属 AAA对 MS认证，并将认证结果逐一逆向返回，最后到被访 PDSN
PDSN对认证通过的合法 MS分配 IP地址
40 接入网技术移动 IP数据业务
MIP:Mobile IP
基本特点
与简单 IP相比，需要增加 HA
MIP用户的 IP地址由 HA分配，且 MS离开归宿网时其 IP地址保持不变
支持跨 PDSN的漫游,MS可在 CDMA2000－ 1x分组网中任意移动
当 MS漫游到外地时，外地的 PDSN为 MS的外地代理 FA
既可实现 MS发起的呼叫，也支持由网络侧发起的呼叫
41 接入网技术移动 IP基本原理（自学）
移动 IP要解决的问题是
一个主机无论在哪里上网，保持其 IP地址不变
实现原理
移动主机保持一个主地址不变（归属网地址）
移动主机同时需要另一个转交地址（漫游到不同地方时不同）
移动主机能检测到自己已移出归属网
通过代理发现获得外地代理 FA及转交地址
移动主机漫游时将转交地址通知归属代理 HA
建立 FA与 HA的 IP in IP隧道
通过代理通告通知
移动主机主动呼叫时直接通过 FA发出
目的地址为移动主机的数据必须先到 HA，
然后通过隧道传到 FA，最后才到移动主机（三角路由）
当移动主机回到归属地通知 HA
注销转交地址移动主机 A
RouterRouter
归属网主机 B
隧道
A发起的呼叫
B发起的呼叫
CDMA2000-1x移动 IP结构（自学）
RCC,Radio Resource Control
MS IP
Networ
k
PDSN
Visited AAA
SS7
Network
VLR
Home Access
Provider Network
HLR
Home
IP Network
Home AAA
AAA
Broker Network
Broker AAA
Visited Access
Provider Network
Radio
Network
(RRC,PCF)
Home ISP
Private Network
Home Provider
HA
43 接入网技术移动 IP数据传输（自学）
当 MS到达漫游地时
MS首先与被访 PDSN(FA)建立 PPP连接
然后发起移动 IP请求
其间被访 PDSN将 MS认证信息通过被访 AAA－中间代理 AAA－归属 AAA，归属 AAA对 MS身份进行认证
认证通过,PDSN才发出 MIP请求
请求回复，建立被访 PDSN与归属 HA的 IP-in-IP
隧道
44 接入网技术移动 IP数据传输（自学）
MS在漫游地主动发起的呼叫
MS发出的 IP分组直接由 FA转发
MS在漫游地接收数据
IP分组首先被传输到 HA
HA查 MS所在的 FA，将分组通过隧道传到 FA
FA最后将分组传送到 MS
45 接入网技术
10.4.3 ３ G技术
引入
高速移动数据通信需求
综合业务接入的需求
真正意义上随时随地接入的需求
典型标准：
W-CDMA
CDMA-2000
TD-SCDMA
……
46 接入网技术
10.4.3 ３ G技术
技术特征
频谱采用 3GHz范围的多个频段
采用分组交换技术
提供数据、话音、图像等综合业务
速率：固定或慢速移动时 2Mb/s
双工方式,FDD,TDD
与各种网络互连互通
全球漫游
采用多种新技术，提供高质量的通信服务
智能天线技术
快速无线 IP技术
反向功率控制技术
软件无线电技术
……
2 接入网技术教学重点与要求
教学重点
介绍无线广域接入的基本概念、特点、分类
介绍典型的无线广域接入技术,GPRS、
CDMA2000-1X
简要介绍 3G的基本特点
要求
掌握无线广域接入的基本概念、特点
掌握 GPRS和 CDMA2000-1X系统结构与特点
了解 GPRS和 CDMA2000-1X的数据传输
了解 3G的基本特点
3 接入网技术主要内容
10.1 引言
10.2 无线广域接入体系
10.3 陆地无线广域接入数据通信系统
10.4 陆地无线广域接入技术简介
10.4.1 GPRS
10.4.2 CDMA2000-1X
10.4.3 3G
4 接入网技术
10.1 引言
无线广域接入技术的产生
需求不断增长
人们可能随时处于大范围的移动中
人们希望随时随地的接入
移动数据业务增长迅速
技术的发展
移动终端体积越来越小、功能越来越强
各种移动接入技术推陈出新
5 接入网技术
10.2 无线广域接入体系
无线广域接入的概念
无线广域接入的基本结构
无线广域接入的分类
无线广域接入数据业务
6 接入网技术无线广域接入的概念
无线广域网 WWAN(Wireless Wide Area Neteork）
广域的概念
小至一个城市，大至大至一个国家，乃至整个地球范围
无线广域接入
用户终端用一个身份或帐号在广域范围和快速移动下的无线接入
包含两方面的含义：
快速移动下随时随地的接入
快速移动下通信的连续性（动中通）
基本特点
终端在大范围内快速移动
支持切换和漫游
实现时需要借助于基础网络
接入速率目前还不高
7 接入网技术无线广域接入的概念（续）
WWAN与 WLAN的对比理解
WWAN:
广域范围
实现需要借助于基础网络，因此也受限于基础网络
速率不高，目前为 100kbps左右，近期目标 2Mbps
接入自由、灵活
WLAN
局域范围（ 100m左右）
实现不需借助于基础网络
速率较高，目前达 54Mbps，下一步目标 500Mbps
接入的方便程度不如 WWAN
8 接入网技术无线广域接入的基本结构
有中心的结构，一般包括：
移动终端和中心站，还有网络交换和管理设施
每个中心站覆盖一定的区域，负责所辖用户接入
中心站之间通过网络互连，可相互通信
移动终端可以在任何中心站的覆盖区接入
实现自动切换和漫游
9 接入网技术无线广域接入的类型
根据接入中心转发站的类型不同，分为：
,陆基,和,空基,无线广域接入
,陆基,无线广域接入
基于陆地移动通信系统的接入
采用交叠蜂窝结构
每个蜂窝一个基站，位置固定，每基站负责所辖用户的接入
基站之间通过网络互连，实现互连互通
用户可自由在有基站覆盖的地方接入和移动
建设有的放矢，适合密集用户区
典型的接入系统如：
基于 GSM的接入系统
基于 CDMA的接入系统
………
,空基,无线广域接入
基于移动卫星系统的接入
通常单独归入卫星接入系统（本章不涉及）
10 接入网技术无线广域接入数据业务
早期，无线广域业务主要是话音业务
如今，无线广域数据业务需求增长迅猛
无线广域数据业务可分为：
从技术体制分：
电路交换业务、分组交换业务
从转发方式分：
陆地移动数据业务、卫星移动数据业务
11 接入网技术无线广域接入数据业务
电路交换移动数据业务
依托移动电话网
通过无线 modem接入移动电话网
需要拨号，占用话音信道和网络资源
采用电路交换技术，面向连接且信道独占
速率很低，最高 9.6kbps
不适合突发的数据业务
典型的电路交换移动数据业务
AMPS系统和 GSM系统的传真、短消息及低速数据图见 p205 图 10-2
12 接入网技术无线广域接入数据业务
分组交换移动数据业务
技术上的实现可有两种方式
在原有移动话音网络上增加分组网络设备，与原有系统共享无线链路部分，实现数话业务共存（ p205 图 10-3）
建设完全的无线分组网络（ p206 图 10-4）
采用分组交换技术
资源可统计复用，用户不独占资源
只有在收发数据时才占用信道，有效利用资源
特别适合突发的、流量不均衡的数据业务
典型的分组交换移动数据业务
CDPD,GPRS,CDMA1x,3G分组数据业务
13 接入网技术
10.3 陆地无线广域数据通信系统
－移动通信网络的发展
1G
模拟,窄带系统频分双工话音电路交换
AMPS系统 （ 美国 ）
1G目前已被淘汰数字,窄带系统频分双工话音,低速数据电路交换
GSM
IS-95(基于 CDMA)
2G目前正在使用
2G 3G
数字,宽带系统频分双工,时分双工话音,数据,多媒体分组交换第一阶段已运行真正的 3G即将投入使用
14 接入网技术
10.4 陆地 无线 广域接入技术
10.4.1 GPRS
10.4.2 CDMA2000－ 1x
10.4.3 3G
15 接入网技术
10.4.1 GPRS技术
GPRS技术概述
GPRS技术特点
GPRS网络结构
GPRS信道分配
GPRS数据传输
16 接入网技术
GPRS系统概述
GPRS:General Packet Radio Service
通用分组无线业务
一种叠加在 GSM系统上的无线分组技术
是 GSM走向 3G前的过渡技术
GSM是电路交换网络，分组业务效率低
GPRS是分组交换网络，分组业务效率高
在 GSM网络上增加必要分组设备提供分组业务
GSM网络提供的移动话音业务保留
GPRS与 GSM共享无线资源
移动话音业务与移动分组数据业务共存
17 接入网技术
GPRS技术特点
分组交换方式
带宽分配灵活、频谱效率高
实际传输时才占用信道
多个用户可共享一个信道
速率高：理论值为 171.2kbps
随时在线,一直与网络保持连接，无须拨号
多种应用
上网浏览
收发 Email
网上游戏
网上交易
…………
18 接入网技术基于 GSM的 GPRS网络结构
在 GSM基础上引入 3个新组件：
PCU:Packet Control Unit
SGSN:Serving GPRS Support Node
GGSN:Gateway GPRS Support Node
MS BSC MSCBTS PSTN
GSM
GPRS
IP,X.25网等
GPRS主干网分组数据网
（ PDP网 ）
SGSN
GGSN
PCU
19 接入网技术
GPRS网络结构（更详细）
IP,X.25网等GPRS
MS BSC MSC/VLRBTS
MS PCU
SGSN
分组数据网
（ PDP网 ）
HLR AUCEIR
PSTN
SGSN GGSN
GGSN
其他 GPRS网络更详细的连接示意图
20 接入网技术
SGSN描述
在 GPRS网络中,SGSN类似于 GSM的 MSC
对 GPRS用户接入控制与管理
用户认证和鉴权
将 MS接入 GPRS网络
用户进行移动性管理
……,
GGSN描述
GGSN是 GPRS的网关，类似路由器
连接外部分组数据网络
将 GPRS网络的 MS接入到外部网络（网关）
为 GPRS用户分配 IP地址
21 接入网技术
MS描述（自学）
GPRS移动台（ MS）分为 A,B,C三类
A类：
支持 GSM和 GPRS业务
且 GSM和 GPRS业务可同时进行
B类：
支持 GSM和 GPRS业务
但 GSM和 GPRS业务不能同时进行
GSM和 GPRS业务可自动或人工切换
C类：
只有 GPRS功能或支持 GSM和 GPRS业务
对于后一种情况，两种业务必须经过人工切换
运行 GSM时，不能运行 GPRS,反之亦然
两种方式是完全独立的
22 接入网技术
GPRS资源分配与数话同传
GPRS业务占用信道的特点
可为１个 GPRS的 MS分配多个时隙
或多个 GPRS的 MS可同时共享１个时隙
MS只有在传输时才占用信道
为 GPRS指定物理信道
在原有 GSM信道中专门拿出部分时隙用于 GPRS
占用了 GSM的信道，会影响 GSM用户的容量
与 GSM共享物理信道
不专门设置 GPRS信道，而是与 GSM共享
通常情况话音优先
无话音业务时占用信道，尽力做到不影响 GSM业务，但 GPRS的实际速率不高
23 接入网技术
GPRS的数据传输数据传输主要讨论
传输前的准备
MS－外部网络的数据传输（ MS发起呼叫）
MS在归属地接入外部网络
MS在漫游地接入外部网络
24 接入网技术
GPRS数据传输前的准备
１ ）接入到 GPRS网络，此过程主要完成
SGSN对 GPRS用户的身份认证
建立 MS与 SGSN的唯一连接
２）接入到 PDP网络，称 PDP Context激活，完成：
GGSN对 GPRS用户的身份认证
通过 GGSN为 MS分配一个 PDP地址（如 IP地址）
注,MS地址可动态分配也可静态分配
建立 MS与 GGSN的逻辑连接
25 接入网技术
GPRS技术数据传输
从应用的角度看 GPRS网络
GPRS网络为一个 IP子网
与外部网络（如 Internet）通信
每个 MS都有一个 IP地址（一般为内部的）
GGSN为一个网关
负责提供 MS到 Internet的接入
负责完成内部地址到公共 IP地址的映射
负责 MS到 Internet数据的路由与转发
26 接入网技术
GPRS数据通信示意图
MS BTS BSC
BSS
GPRS
主干网
GPRS主干网
MS
BTS BSC
BSS
Internet
移动台 A
移动台 A
主机 B
归属地（家乡） 漫游地
GGSN
SGSN GPRS
主干网
GGSN
SGSN
移动台在归属地时，与外网通信的路由移动台在漫游地时，与外网通信的路由隧道 隧道
27 接入网技术假设 MS动态获得 IP地址 (IP地址也可静态设置）
首先 MS接入归属地 SGSN（认证、分配连接 ID，建立 MS的管理等）
归属地 SGSN通过隧道传送 MS连接请求到归属地 GGSN
归属地 GGSN对 MS用户身份和设备认证，认证通过则分配一个 IP地址给 MS（一般分配的是内部 IP地址 )
MS可以通过 GPRS网络归属地 GGSN与外部 IP网实现通信
（ GGSN进行 IP地址映射）
MS在归属地向外部 IP网发起呼叫
28 接入网技术假设 MS动态获得 IP地址 (IP地址也可静态设置）
首先 MS接入漫游地 SGSN〔 认证 (需要到归属地查询）、分配连接 ID，建立 MS的管理等 〕
漫游地 SGSN通过 GPRS主干网隧道传送 MS连接请求到归属地 GGSN
GGSN对 MS用户身份和设备认证，认证通过则分配一个 IP
地址给 MS（一般分配的是内部 IP地址 )
MS可以通过漫游地 SGSN及 GPRS主干网连接归属地 GGSN，
通过 GGSN接入到外部 IP网（ GGSN进行 IP地址映射）
MS在漫游地向外部 IP网发起呼叫
29 接入网技术
GPRS用户与外部 IP网通信小结
MS与外部网通信前
先与 SGSN建立逻辑连接，接入到 GPRS网络
再由 SGSN与 GGSN之间通过隧道协议互连，使 MS接入到 GGSN，再经过 GGSN接入外部网络
MS需要一个 IP地址
可以是内部 IP（静态或 GGSN动态分配），此时只能由
MS主动发起呼叫，且由 GGSN作地址映射
也可以是公共 IP（静态或动态）（地址缺，一般不用）
无论 MS在归属地还是在漫游地与外部网的数据通信,网关一定是归属地 GGSN
30 接入网技术
10.4.2 CDMA2000-1x
CDMA2000
CDMA2000-1X概述
CDMA2000-1X网络结构
CDMA2000-1X简单 IP业务
CDMA2000-1X移动 IP业务
31 接入网技术
CDMA2000
CDMA2000是 3G标准之一
CDMA2000包括三个标准系列
CDMA2000-1X
前向信道采用单载波
速率最高 384kbps
CDMA2000-1XEV
采用与 CDMA2000-1x相同的频段
速率最高 2Mbps
CDMA2000-3X
前向信道采用 3载波，比 CDMA2000-1x占频更宽
速率最高 2Mbps
32 接入网技术
CDMA2000-1x概述
是 CDMA2000的第一阶段
采用分组交换技术
速率 384kbps
密切联系 IP网络，实现分组业务
支持简单 IP和移动 IP业务
33 接入网技术
CDMA2000-1x的网络结构
CDMA2000-1x的分组部分
PCF：分组控制功能
PDSN：分组数据服务节点
AAA服务器：用户认证、授权、记账服务器
HA：归属代理（移动 IP业务时需要）
MS
BSCBS
PCF
IP网络
PSTN
PDSN
MSC/VLR
数据通路话音通路HLR
AAA
服务器
HA
34 接入网技术
CDMA2000-1x的分组实体简介
移动台 MS（ Mobile Station ）
CDMA2000-1x手机或终端
建立、维护和终止与 PDSN的数据链路协议
无线资源的请求
BS与 BSC
建立、维护与终止为分组用户提供的无线资源
管理无线资源，记录无线资源状态
分组控制单元 PCF（ packet Control Function）
建立、维护和终止与 PDSN的第二层连接
缓存分组数据
无线资源的请求、管理与资源使用记录
35 接入网技术
CDMA2000-1x的分组实体简介
分组数据服务节点 PDSN（ Packet Data Service Node）
将 MS接入到外部 IP网络（网关）
为 SIP用户提供 IP地址
为 MIP用户提供外地代理 FA(Foreign Agent）
AAA
为 MS的接入提供认证、授权和记帐
归属（家乡）代理 HA（ Home Agent）
理解为归属网络上的一台路由器
只有移动 IP业务才需要 HA
为 MIP用户发起的移动 IP注册请求进行认证
为移动 IP用户指定归属 IP地址
与 FA一起，将目的 IP地址为移动用户的 IP分组传送到
MIP用户
36 接入网技术简单 IP数据业务
SIP,Simple IP
基本特点
类似于通过 Modem拨号上网
PDSN是 MS上网的网关
每次上网都需要 PDSN动态分配 IP地址
不支持跨 PDSN的漫游
IP地址仅在一个 PDSN范围内有效
正在通信的 MS从一个 PDSN移动到另一个 PDSN时，通信会中断
每到一个新的 PDSN，都必须重新拨号并获取新的 IP地址才能上网
由于 IP地址不固定，因此只能由 MS发起呼叫，而不能实现网络侧发起的呼叫
37 接入网技术简单 IP网络结构
RCC,Radio Resource Control
MS IP
Networ
k
PDSN
Visited AAA
SS7
Network
VLR
Home Access
Provider Network
HLR
Home
IP Network
Home AAA
AAA
Broker Network
Broker AAA
Visited Access
Provider Network
Radio
Network
(RRC,PCF)
38 接入网技术简单 IP数据通信过程
MS在归属地接入 IP网络
此时被访网络为归属网络
MS与归属 PDSN建立 PPP的 LCP连接
启动认证（ PDSN向 Home AAA请求对 MS的认证）
认证通过,AAA授权接入
PDSN与 MS建立 PPP的 IPCP，完成 PPP连接。同时 PDSN 为 MS分配一个 IP地址
39 接入网技术简单 IP数据通信过程
MS在外地接入 IP网络
此时被访网络为外地网络
MS与外地被访 PDSN建立 PPP的 LCP连接
启动认证，认证信息的传递与认证过程为
外地被访 PDSN－被访 AAA －代理 AAA－归宿 AAA
由归属 AAA对 MS认证，并将认证结果逐一逆向返回，最后到被访 PDSN
PDSN对认证通过的合法 MS分配 IP地址
40 接入网技术移动 IP数据业务
MIP:Mobile IP
基本特点
与简单 IP相比，需要增加 HA
MIP用户的 IP地址由 HA分配，且 MS离开归宿网时其 IP地址保持不变
支持跨 PDSN的漫游,MS可在 CDMA2000－ 1x分组网中任意移动
当 MS漫游到外地时，外地的 PDSN为 MS的外地代理 FA
既可实现 MS发起的呼叫，也支持由网络侧发起的呼叫
41 接入网技术移动 IP基本原理（自学）
移动 IP要解决的问题是
一个主机无论在哪里上网，保持其 IP地址不变
实现原理
移动主机保持一个主地址不变（归属网地址）
移动主机同时需要另一个转交地址（漫游到不同地方时不同）
移动主机能检测到自己已移出归属网
通过代理发现获得外地代理 FA及转交地址
移动主机漫游时将转交地址通知归属代理 HA
建立 FA与 HA的 IP in IP隧道
通过代理通告通知
移动主机主动呼叫时直接通过 FA发出
目的地址为移动主机的数据必须先到 HA，
然后通过隧道传到 FA，最后才到移动主机（三角路由）
当移动主机回到归属地通知 HA
注销转交地址移动主机 A
RouterRouter
归属网主机 B
隧道
A发起的呼叫
B发起的呼叫
CDMA2000-1x移动 IP结构（自学）
RCC,Radio Resource Control
MS IP
Networ
k
PDSN
Visited AAA
SS7
Network
VLR
Home Access
Provider Network
HLR
Home
IP Network
Home AAA
AAA
Broker Network
Broker AAA
Visited Access
Provider Network
Radio
Network
(RRC,PCF)
Home ISP
Private Network
Home Provider
HA
43 接入网技术移动 IP数据传输（自学）
当 MS到达漫游地时
MS首先与被访 PDSN(FA)建立 PPP连接
然后发起移动 IP请求
其间被访 PDSN将 MS认证信息通过被访 AAA－中间代理 AAA－归属 AAA，归属 AAA对 MS身份进行认证
认证通过,PDSN才发出 MIP请求
请求回复，建立被访 PDSN与归属 HA的 IP-in-IP
隧道
44 接入网技术移动 IP数据传输（自学）
MS在漫游地主动发起的呼叫
MS发出的 IP分组直接由 FA转发
MS在漫游地接收数据
IP分组首先被传输到 HA
HA查 MS所在的 FA，将分组通过隧道传到 FA
FA最后将分组传送到 MS
45 接入网技术
10.4.3 ３ G技术
引入
高速移动数据通信需求
综合业务接入的需求
真正意义上随时随地接入的需求
典型标准：
W-CDMA
CDMA-2000
TD-SCDMA
……
46 接入网技术
10.4.3 ３ G技术
技术特征
频谱采用 3GHz范围的多个频段
采用分组交换技术
提供数据、话音、图像等综合业务
速率：固定或慢速移动时 2Mb/s
双工方式,FDD,TDD
与各种网络互连互通
全球漫游
采用多种新技术，提供高质量的通信服务
智能天线技术
快速无线 IP技术
反向功率控制技术
软件无线电技术
……
