（三）GPRS原理2
数据传输设计（
MS在能够向相应主机发送数据之前，它必须首先在物理层上与GPRS网络建立连接，其次必须与某个SGSN建立连接，以使GPRS网络能够管理MS，再次通过SGSN在GGSN 中注册，以获得MS的PDP地 址并建立分组传送的路由。以上三步分别称为物理连接、GMM 连接和SM连接。
1.物理连接
物理连接是在MS和BSS之间建立的RLC/MAC层的连接。在这个过程中，移动台需要发起分组信道请求，以获得进行分组数据传输所需要的上行和下行链路。 •分组上行链路分配
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首先移动台在PRACH信道上发送分组信道请求，信息包括：接入类型（一阶段还是二阶段接入）、标识比特（随机比特、优先级比特）等。BSS在接收到分组信道请求后，在PAGCH信道上利用实时分配消息做出应答，应答消息中包括了分配给移动台的一个唯一数据块。移动台在接收到分组实时分配消息后，就能在已分配给自己的PACCH信道上发送分组资源请求，该请求信息包括：移动台的无线通信容量、用户数据字节数、LLC-PDU 类型、临时逻辑链路号（TLLI）以及RLC模式（应答还是无应答）等。BSS根据收到的这些信息，在PDCH上发送无线资源分配消息对资源请求做出回应，该回应作为移动台的PACCH上分组上行链路分配消息中的临时块流。该消息包括：记录全部的射频信道数目的参数、所有时隙的数目、临时块流（TBF）的开始时间、临时块流标识（TBFI）、时间超前（TA）、信道编码方案（CS1、CS2、CS3、CS4）、竞争机制中的临时逻辑链路号等。除此之外，如果使用静态分配，还包括分配位图以及下行控制时隙等，如果使用动态分配，
污染处理则还包含上行链路状态标识（USF）等。经过这些交互后，移动台就获得了用于上行传输分组数据的无线资源。
在GPRS中，一个移动台进行一次分组传输最多分到8个PDCH信道，但是也可能8个移动台复用同一个PDCH信道。因此，当多个移动台共享同一个PDCH信道时，必须有方法管理移动台，以避免移动台同时在上行链路上发送数据造成冲突。BSS中的PCU负责信道复用管理，在PCU中利用位图来管理复用，位图由PCU生成并对哪一个移动台使用哪一个块进行说明，这样每一个移动台使用不同的位图，因此即使它们使用相同的信道也不会产生发送冲突。但是，位图并不总是要发送给移动台。在上行分组传送中，如果采用静态信道分配，位图在分组资源分配消息中传送，移动台根据位图确定发送数据的时机；如果采用动态分配，在下行链路中不发送位图，移动台根据下一个下行链路块中发送的USF标记确定自己的发送时刻。而在下行分组传输中，不发送位图，共用同一个PDCH下行信道的移动台必须监听在这个时隙传输的所有下行块，通过解释临时流标志（TFI）移动台可以知道该块指定给了哪个移动台。
•分组下行链路分配
下行资源是根据分组下行分配消息分配给移动台的。该消息详细的描述了移动台可以接收数据的所有时隙。每一次完整的数据传输都分配一个临时块流标识。移动台必须接收和解释被分配的时隙上的所有RLC/MAC块，以便确定包含在块中的临时流标识（TFI）是否是自己的标识。
•移动台状态模式
当移动台被激活时，它可能处于两个状态之一，分别是分组空闲模式和分组传输模式。在分组传输模式中，移动台被分配了射频资源（RR）,RR提供临时块流（TBF），它能在一个或多个物理信道上进行点对点的连接。这样，LLC帧就能在网络和移动台间单向传输。在空闲模式中，没有给TBF提供RR，移动台在分组公共控制信道上检测相关寻呼子信道。任何时刻，只要上一层需要传输LLC帧，就会引起空闲模式向传输模式的转变。这一特性使得分组数据传输具有不连续、短突发、高度交织、周期空闲的特点。降弓
2.GMM连接
GPRS Mobile Manager(GMM)是指GPRS移动性管理，该连接是通过GPRS附着规程实现的。其目的是激活移动管理上下文（Mobile Manager, MM）、在MS与SGSN之间建立逻辑链路和鉴权加密。
通过物理连接过程，移动台已经获得了必要的传输分组数据的无线资源，但是移动台必须与某个SGSN建立连接后才能与GGSN进行分组数据协议（PDP）的协商。一个GPRS 用户有三种移动管理状态，每个状态都描述了一定的功能级别和分配的信息。
•空闲模式状态(Idle)
此时移动台不连接GPRS移动管理，即在SGSN中没有该移动台的链路信息，必须执行一个GPRS连接过程才可以进入GPRS连接状态。
•准备就绪状态(Ready)
在准备就绪状态，移动台连接GPRS移动管理（GMM）并定位到小区一级。移动台可以接收和发送所有相关业务类型的数据，如果移动台或SGSN的准备就绪定时器终止，移动台将转入等待状态。
GPRS连接过程如下：
（1）移动台向SGSN发送一个附带自身识别码（TMSI）的连接请求，这个消息也包含一个网络服务区域点标识（NSAPI），NSAPI对移动台的一个特定的网络应用是专用的。子网依赖汇集协议（SNDCP）层使用NSAPI与网络应用进行通信。几个NSAPI可以与一个独立的移动台相连。
（2）SGSN通过检查移动台的HLR，验证用户是否已被授权和有权使用该特定业务。
（3）授权后，SGSN向移动台发送一个带TLLI的回复信号。TLLI对该移动台是专用的，并被协议栈中的逻辑链路层(TLLI)使用。TLLI的作用是向移动台提供一个临时用于数据通信的ID。
（4）在SGSN中有一个数据库，它完成分配给移动台的TLLI到移动台标识的映射。NSAPI涉及到应用要求的服务质量（QoS）描述参数。此时SGSN的关系表如表2-1: MS1 TLLI=1,NSAPI=2
MS2 TLLI=2,NSAPI=3 MS3 TLLI=3,NSAPI=2
在PDP激活后填充的GGSN 的IP地址
表2-1 GMM连接后SGSN中的关系表
•等待状态(Wait）
在等待状态，用户连接GPRS移动管理并定位到路由区域级。移动台执行本地GPRS 路由选择区域（RA）的更新和GPRS小区的选择和重选。此时要发送或接收数据，移动台要进入准备就绪状态。
3. SM连接
Session Manager(SM)是指会话连接过程，该连接通过分组数据协议（PDP）上下文激活规程实现。MS请求激活PDP上下文，作为传送分组数据路由的上下文。PDP激活后，就建立了GPRS会话，即可进行MS收发分组数据。移动台在PDP前后关系激活中使用一种方式，把自己与GPRS公共陆地移动网的SGSN连接起来。移动台在GMM连接时被分配了一个无线网络已知的TLLI，但是外部的网络节点（IP或X.25）仍然不知道移动台。因此，移动台必须与GGSN一起建立一个PDP前后关系，使用PDP前后关系实现GPRS网的路由选择。SGSN和GGSN通过IP地址区分，两者之间存在一对多的关系。多个隧道可以存在于一对SGSN和GGSN之间，每个隧道都具有一个特定的隧道标识（TID）。PDP
前后关系激活过程如下：
（1）移动台向SGSN发送一个PDP前后关系激活请求，PDP中包括QoS、数据是否压缩、TCP/IP、PDP地址和类型等内容。
（2）SGSN根据移动台提供的信息和其它配置选择GGSN，请求GGSN为移动台创建一个前后关系。SGSN将选择一个GGSN，该GGSN提供所需的特定类型的前后关系（比如IP网络和X.25网络）。
（3）GGSN向SGSN发送带TID信息的回复信号，更新自身所带的表，在表中完成TID和SGSN IP地址和与之相关的特定移动台的映射。美容喷雾器
（4）SGSN向移动台发送一条消息，通知移动台SGSN已经为MS创建了一个前后关系。SGSN也更新包含TID和GGSN IP地址的表，并已经用这些TID和GGSN IP为移动台建立了隧道。更新后的SGSN和GGSN表中的映射关系表如表2-2：
2.3.2 数据交换阶段
在连接SGSN和激活PDP前后关系后，移动台就能够向网络发送和接收来自网络的分组数据。由移动台发起的数据传输过程如图2-8所示，具体过程如下：
1．移动台的一个应用产生一个IP分组数据包，包括源地址、目标地址和信息，该IP 分组交给移动台的SNDCP层。
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2．SNDCP取得原始的IP分组后，根据MS保存的TLLI和NSAPI信息，加入包含TLLI和NSAPI信息的头信息，然后将这些信息发送到SGSN。
3．SGSN收到信息后，在关系表中查对应的TLLI和NSAPI的GTP标识和GGSN 的IP，然后将数据帧中的TLLI和NSAPI的头信息替换为TID和GGSN IP地址的GTP头，形成隧道协议数据包。
4．SGSN将隧道协议数据封装成IP数据包，其中目标地址是GGSN的IP地址，源地址是SGSN的IP地址。
5．GGSN收到信息后，去除分组头，得到原始的IP分组数据，将该信息发送到外部分组网上，此时信息与用户应用程序发送的信息是完全相同的，数据被送到指定的目标地址。
由网络发起的数据传输过程与上述过程类似，来自外部的数据首先传输到GGSN上，GGSN查自己的关系表寻与该移动台连接的SGSN的IP地址和隧道标识TID，然后将数据通过隧道传送到SGSN，SGSN把TID和SGSN映射为表中相应的TLLI和NSAPI值，然后将TLLI和NSAPI加到分组数据上，通过BSS将数据发送的移动台，移动台的SNDCP 层将接收到的数据中的TLLI和NSAPI去掉，将数据传送的应用层。
2.3.3 分离阶段
GPRS的分离有两种，一种是PDP的去激活，即删除PDP前后关系；另一种是断开同GPRS的连接，即移动台的移动性管理转移到空闲状态。其中后者把移动台的所有被激活的PDP前后关系去激活。
1．PDP前后关系的去激活
•移动台发起的去激活过程
手动豆浆机移动台向SGSN发送一个去激活PDP前后关系请求（NSAPI）消息，并可能执行安全功能，SGSN收到请求后向GGSN发送一个删除PDP前后关系请求（TID）消息，GGSN 删除PDP前后关系并返回一个PDP前后关系响应（TID）消息给SGSN,SGSN收到消息后向移动台发送去激活PDP前后关系确认，并删除自己保存的该移动台的PDP前后关系。
•网络发起的去激活过程
GGSN首先发送一个删除PDP前后关系请求（TID）消息给SGSN,SGSN发送一个去激活PDP前后关系请求（NSAPI）消息给移动台。移动台删除PDP前后关系，返回一个去激活PDP前后关系确认（NSAPI）给SGSN，然后SGSN向GGSN返回删除PDP前后关系确认消息。
2．GPRS去激活
•移动台发起的GPRS去激活
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