công nghệ gprs

Công nghệ GPRS


Hình 1: Giải pháp GPRS của Ericsson cho việc triển khai nhanh chóng GPRS


Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS (General Package Radio Service) là một
công nghệ mới nhằm cung cấp những dịch vụ gói IP đầu cuối tới đầu cuối qua
mạng GSM. Với những ứng dụng IP mới GPRS, công nghệ mà trước đây
không khả thi đối với mạng GSM thì bây giờ có thể triển khai và cung cấp
những ứng dụng Internet vô tuyến hấp dẫn hơn cho số lượng lớn người sử
dụng.
Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS (General Package Radio Service) là một công
nghệ mới nhằm cung cấp những dịch vụ gói IP đầu cuối tới đầu cuối qua mạng
GSM. Với những ứng dụng IP mới GPRS, công nghệ mà trước đây không khả thi
đối với mạng GSM thì bây giờ có thể triển khai và cung cấp những ứng dụng
Internet vô tuyến hấp dẫn hơn cho số lượng lớn người sử dụng.
Vì GPRS được thiết kế để cho phép người sử dụng luôn được kết nối mà không
cần sử dụng thêm các nguồn lực phụ trợ nên GPRS mang lại những cơ hội kinh
doanh mới cho các nhà khai thác dịch vụ di động nhằm tăng doanh thu bằng việc
đưa ra những dịch vụ IP mới và thu hút thêm những khách hàng mới với chi phí
hợp lý cho người sử dụng đầu cuối. Về mặt đầu tư của nhà khai thác việc nhanh
chóng đẩy mạnh mức độ bao phủ dịch vụ là có thể vì GPRS tận dụng được một
cách hiệu quả mạng vô tuyến GSM.
Giải pháp GPRS của Ericsson được thiết kế để đẩy nhanh việc triển khai GPRS
mà vẫn giữ cho chi phí đầu vào thấp. Các khối chức năng của mạng GSM hiện nay
chỉ cần nâng cấp phần mềm, ngoại trừ BSC cần nâng cấp cả phần cứng (Hình 1).
Hai nút mạng mới, nút mạng hỗ trợ phục vụ GPRS (Serving GPRS Support Node
– SGSN) và nút mạng hỗ trợ cổng GPRS (Gateway GPRS Support Node – GGSN)
được giới thiệu. Trong giải pháp của Ericsson, hai nút mạng này có thể được kết
hợp thành một nút vật lý. Một sự triển khai linh hoạt GPRS là có thể, ví dụ: bắt

đầu với nút mạng GPRS tập trung hợp cả SGSN và GGSN. Ở bước tiếp theo, node
tập trung có thể được tách ra thành SGSN và GGSN chuyên dụng.

Giải pháp GPRS của Ericsson hỗ trợ các giao diện mở ngay từ đầu. Ví dụ giao
diện giữa SSGM và BSC hỗ trợ một giao diện mở Gb như đã được định nghĩa
trong tiêu chuẩn hoá của ETSI, mang lại cho nhà khai thác khả năng đạt tới cấu
hình nhiều nhà cung cấp thiết bị.
Ericsson cũng cung cấp một tập hợp đầy đủ thiết bị để thiết lập một mạng IP
xương sống hoàn chỉnh cũng như tất cả các loại dịch vụ nhằm giúp cho các nhà
khai thác trở thành một nhà cung cấp dịch vụ Internet toàn diện.
Ericsson đưa ra những giải pháp sóng mang dữ liệu tinh vi từ các Server truy nhập
và các mạng xương sống cho tới một nền tảng cung cấp dịch vụ hoàn chỉnh. Một
vài ví dụ của giải pháp sang mang dữ liệu là ATM và thiết bị chuyển mạch khung,
bộ định tuyến xương sống và tập hợp, bộ định tuyến truy nhập IP. Các dịch vụ về
IP và giảI pháp Ericsson gồm một danh mục lớn và đầy đủ các sản phẩm từ điện
thoại IP cho tới các dịch vụ khách hàng.
Bài viết này sẽ đưa ra một cái nhìn toàn diện về giải pháp GPRS của Ericsson.
Trong phần 2, các node mới được thêm vào mạng GSM là SGSN và GGSN được
gọi chung là GSN. Phần 3 mô tả về giải pháp BSS cho GPRS. Phần 4 nói về tác
động lên bộ phận chuyển mạch của mạng. Phần 5 đề cập đến ảnh hưởng đối với
tính cước, dự phòng và O&M. Phần cuối mô tả một số khía cạnh về xương sống
và chuyển giao.
2. Khối chức năng mới: Các node GSN
2.1. Chức năng của GSN
Hai nút mới của hệ thống GSM Ericsson phụ trách chuyển các gói dữ liệu được
gọi là nút hỗ trợ phục vụ GPRS (SGSN) và nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN). Cả
SGSN và GGSN có thể được biểu thị bởi một khái niệm chung là nút hỗ trợ GPRS
(GSN).
SGSN cung cấp định tuyến gói tới và từ vùng SGSN địa lý, còn GGSN mang giao
diện với các mạng gói IP bên ngoài.

SGSN/GGSN tách biết vật lý hoàn toàn với bộ phận chuyển mạch của hệ thống
GSM Ercisson. Khối điều khiển trạm gốc (BSC) cần phải có một phần cứng mới
được gọi là khối điểu khiển gói tin (PCU). Những thành phần khác của cấu
trúc GPRS của Ericsson sử dụng các khối chức năng của mạng GSM hiện hành
nhưng yêu cầu phải nâng cấp phần mềm.
Chức năng của SGSN và GGSN có thể được kết hợp trong cùng một node vật lý
(khối chức năng của mạng), hoặc có thể nằm ở các nút vật lý khác nhau. SGSN và
GGSN mang chức năng GPRS của mạng IP xuơng sống và được liên kết với bộ
định tuyến IP.
Nhiệm vụ chính của SGSN:
- Định tuyến và truyền gói tin tới và từ vùng SGSN. Lưu lượng được định tuyến từ
SGSN tới BSC, qua BTS và tới trạm di động.
- Bảo mật trên truy nhập vô tuyến: mật mã và nhận thực
- Quản lý di động
- Quản lý kết nối logic tới trạm di động
- Kết nối tới các nút GSM: MSC, HLR, BSC, trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn,
v.v…
- Đầu ra của dữ liệu tính cước (Bản ghi chi tiết cuộc gọi, CDR)
Nhiệm vụ chính của GGSN:
- Giao tiếp với mạng IP gói ngoài
- Chức năng bảo mật đối với Internet
- Quản lý phiên GPRS theo mức IP, cài đặt liên lạc với các mạng bên ngoài.
- Đầu ra dữ liệu tính cước (CDR)
2.2. Kiến trúc GSN
GSN được xây dựng trên nền tảng gói vô tuyến của Ericsson, một nền tảng chuyển
mạch gói mới, đa năng và hiệu suất cao.
Nền tảng gói vô tuyến của Ericsson kết hợp những tính năng thường là liên quan
tới truyền thông dữ liệu như là tính chắc chắn và thiết thực với những tính năng
của truyền thông tin điện tử như mạnh và ổn định.
Những đặc điểm chính của nền tảng mới này là:

- Dựa trên những tiêu chuẩn của ngành cả về phần cứng và phần mềm
- Hệ thống có thể hỗ trợ sự tồn tại đồng thời của nhiều ứng dụng trong cùng một
node. Điều này có nghĩa là có thể hoạt động đồng thời trên một SGSN, một GGSN
hay một SGSN/GGSN kết hợp trong cùng một phần cứng.
- Bộ điều khiển và phần lưu lượng hoạt động với các bộ xử lý khác nhau. Có 3 loại
bộ xử lý được sử dụng:
+ Bộ xử lý ứng dụng trung tâm (AP/C) cho những chứng năng thuộc trung
tâm và có đặc điểm chung, như O&M
+ Bộ xử lý ứng dụng (AP) để xử lý những chức năng đặc thù về GPRS như
quản lý di động.
+ Bộ xử lý thiết bị được chuyên môn hóa để xử lý tải lưu lượng trong một
giao diện nào đó như IP qua giao diện ATM


Hình 2. Kiến trúc tách biệt cho lưu lượng và điều khiển
2.2.1. Hệ thống phụ GSN
Cấu trúc phần mềm bào gồm nhiều hệ thống phụ được triển khai trong lõi
và các tính năng ứng dụng:

Hình 3: Cấu trúc phần mềm trong nút GSN
Hệ thống phụ lõi (Core Subsystem)
Những hệ thống phụ dưới đây tạo thành hệ thống phụ lõi:
- Hệ thống phụ tính toán (CPS), thực hiện hỗ trợ bên trong và phần mềm quản lý.
- Hệ thống phụ môi trường giao diện lõi (CIS), cung cấp các giao diện vật lý và
giao thức cho nút liên lạc bên ngoài.
- Hệ thống phụ phần cứng lõi (CHS), hỗ trợ phần cứng cho các hệ thống phụ khác.
- Hệ thống phụ vận hành và bảo dưỡng (OMS), cung cấp tất cả các tính năng cần
thiết cho các hoạt động của O&M
- Hỗ trợ chung PXM (PCS), cung cấp tính năng cơ cấu để vận hành nút mạng.
- Hệ thống phụ giao diện người dùng lõi (CUI), chứa phần bổ sung của các giao

diện đồ họa O&M
Hệ thống phụ ứng dụng
GSN bao gồm những hệ thống phụ sau:
- Hệ thống phụ truyền tải di động (MTS) triển khai các giao thức sử dụng trong
mặt bằng truyền tải bởi nút GSN
- Hệ thống phụ điều khiển di động điểm tới điểm (MPS) điều khiển tất cả các tính
năng liên quan tới một kết nối nào đó, ví dụ như quản lý tính di động.
- Hệ thống phụ đăng ký di động tạm trú (MVS) với tính năng VLR trong SGSN
tương tự như trong MSC
- Hệ thống phụ tin nhắn ngắn di động (MSS) xử lý SMS thông qua GPRS
- Hệ thống phụ truy nhập mạng di động (MAS) chứa các server truy nhập dựa vào
mạng gói bên ngoài.
- Hệ thống phụ phân phối và điều khiển các khối chức năng của mạng (NCS) với
chức năng GPRS độc lập, liên quan đến đa xử lý như điều khiển thiết bị
2.3. Phần cứng GSN
Phiên bản đầu tiên của GSN, GSN-25 được lắp đặt trong một tủ đơn 19”. GSN
được cấu thành bởi các thành phần sau:
- Tủ không được trang bị: seri BYB501
- Tài liệu không được trang bị: Mechanics, Backplane và hướng dẫn PCB, v.v…
- Bảng nguồn vầ Ethernet
- Bảng xử lý
- Bảng giao diện. Có một số loại khác nhau:
+ Bảng giao diện với các giao diện 4*E1 2 Mbps
+ Bảng giao diện với các giao diện 4*T1 1.5 Mbps
+ Bảng giao diện ATM đa chế độ cáp quang, một SDH/Sonet 155 Mbps
với ATM và AAL5
+ Bảng giao diện Ethernet, một 10BaseT/100BaseTx

Hình 4: Cấu hình của GSN25
2.4. Đặc điểm của GSN

Bộ định tuyến IP
GSN của Ericsson gồm một bộ định tuyến tập trung. Tính năng định tuyến này
được yêu cầu trong nút GSN với 2 lý do chính:
- Được dùng như là bộ định tuyến sơ cấp/thứ cấp cho lưu lượng IP tới các mạng IP
- Mở rộng giao diện Gn/Gi
Bộ định tuyến cũng có thể lọc các gói IP trong tất cả các giao diện IP.
Cổng đường biên
Ericsson đưa cổng đường biên (Border Gateway – BG) vào GGSN. Nó chia sẻ
các giao diện vật lý của GGSN với các mạng bên ngoài và mạng xương sống. Một
BG có thể xử lý nhiều hơn một PLMN.
Tính cước
Cả SGSN và GGSN đều có khả năng tính cước, ví dụ để tạo ra các bản ghi dữ liệu
cước (Charging Data Records (CDR)). Tính năng tính cước được thực hiện trong
các node GSN kết hợp với thiết bị trung gian như Cổng tính cước Ericsson mang
lại cho nhà khai thác nhiều khả năng tính cước khác nhau như: khối lượng dữ liệu,
thời lượng cuộc gọi, loại dịch vụ, điểm tới, v.v…
Đầu ra từ GSNs là ASN.1/BER được mã hóa và truyền qua FTP theo cơ chế đẩy
hoặc kéo (push or pull).
Sự phân phối động các địa chỉ IP
Sự phân phối các địa chỉ IP động cho phép nhà khai thác (hoặc mạng
ISP/Corporate) sử dụng và tái sử dụng các địa chỉ IP từ một tập hợp các địa chỉ IP
được cấp cho PLMN/Network để tránh việc cần một địa chỉ IP định cho mỗi PDP
đã đăng ký của một thuê bao. Điều này làm giảm đáng kể số lượng địa chỉ IP được
yêu cầu ở mỗi mạng PLMN. Đây là cách thức được đề xuất để phân chia các địa
chỉ IP.
Địa chỉ IP động có thể được phân phối bằng (hoặc qua) mạng khách GGSN hay
mạng chủ GGSN khi chuyển vùng (roaming). Trong trường hợp phân phối địa chỉ
IP động mạng IP khách, tự GGSN khách hay máy chủ RADIUS được lựa chọn bởi
GGSN khách có thể được sử dụng để cung cấp địa chỉ IP động. Trong trường hợp
phân phối địa chỉ IP động mạng chủ, GGSN chủ hay máy chủ RADIUS được lựa

chọn bởi GGSN chủ có thể được sử dụng để cung cấp địa chỉ IP động.
GGSN chứa RADIUS khách có thể bổ sung một máy chủ RADIUS bên ngoài với
các thông tin xác nhận từ MS, và máy chủ RADIUS có thể trả lại một địa chỉ IP
nếu nhận thực là chính xác. Đối với mỗi MS riêng biệt có thể được định dạng máy
chủ RADIUS nào để kết nối. Máy chủ RADIUS có thể được định vị tại ISP hay tại
site chung.
Một DHCP khách sẽ được đưa vào trong phiên bản sau của GGSN.
Chức năng bảo mật của GSN
Một bộ nhận thực chọn lọc cài đặt có thể ứng dụng cho tất cả các thuê bao của
mạng chủ trong node được hỗ trợ. Trị số cài đặt là số qui trình đính kèm và qui
trình nâng cấp vùng định tuyến inter/intra-SGSN, nó được phép xảy ra giữa mỗi
qui trình nhận thực. Tuy nhiên, những nhận thực này luôn gắn với các thuê bao
khách. Nhận thực luôn được thực hiện để gán và nâng cấp inter-SGSN RA cho cả
thuê bao chủ và thuê bao khách.
Một tệp khóa được dùng cho các nỗ lực nhận thực không thành công. Khoá gồm
có IMSI, IMEI, nếu có hiệu lực, SGSN-ID, nhận dạng ô, thời gian và ngày của
MS/máy cầm tay nhận thực không thành công.
GGSN đảm bảo lưu lượng cho một MS cụ thể đến từ đúng ISP, ví dụ ISP mà MS
được kết nối tới trong suốt quá trình kích hoạt PDP
Những kết nối an toàn có thể được cung cấp ở lớp 1, sử dụng đường dây chuyên
dụng, ở lớp 2 sử dụng ATM PVC, chuyển tiếp khung PVC, hoặc PPP, hoặc ở lớp
3 sử dụng IPSec. Cũng có thể kết hợp tất cả yếu tố nêu trên.
GGSN có thể truy nhập vào máy chủ RADIUS, nó có thể được định vị ở mạng số
liệu bên ngoài/ISP. Nó cung cấp nhận thực cho mức IP truy nhập vào ISP.
GSN hỗ trợ tính năng IPsec. Tính năng này có thể được sử dụng để cung cấp một
mạng xưong sống intra-PLMN an toàn và kết nối tới các mạng bên ngoài như
mạng ISP, các mạng kết hợp và các mạng PLMN khác.
Các lựa chọn gói lọc khác nhau có hiệu lực để bảo vệ GGSN khỏi sự xâm nhập
hay từ chối của các tác động bao gồm nguồn, điểm tới, giao thức, số cổng v.v…
Xem phần bộ định tuyến.

Xử lý tải trong SGSN
Trong một khoảng thời gian, tất cả gói tin từ QoS Delay Class 1 được phát đi
trước các gói tin từ QoS class 2, và các gói từ QoS Class 2 được phát đi trước các
gói từ QoS class 3. v.v…
Lưu lượng tới/từ các MS có cùng loại Qos Delay có thể phải xếp thứ tự, ví dụ vào
trước-ra trước, trong mỗi loại QoS.
Trong các tình huống quá tải báo động sẽ tăng, và SGSN sẽ loại bỏ PDU theo hệ
thống để duy trì các mức QoS đã xác định càng lâu càng tốt, chẳng hạn ưu tiên cho
QoS Class 1 trước QoS Class 2, v.v…
Chất lượng dịch vụ (QoS)
Tài liệu GPRS QoS được bổ sung theo GSM 03.60, ngoại trừ loại độ tin cậy. Chỉ
có độ tin cậy loại 2 và 3 được bổ sung vì chúng thích hợp nhất cho số liệu IP.
SGSN ứng dụng chức năng Admission Control trong mỗi yêu cầu kích hoạt PDP.
Chức năng này hoặc là đưa đến quá trình xử lý tiếp yêu cầu, thỏa thuận của QoS
với MS hay từ chối yếu cầu kích hoạt PDP.
SGSN thỏa thuận QoS với MS khi mức độ QoS được yêu cầu bởi MS không được
hỗ trợ bởi việc kích hoạt PDP hay khi mức QoS được thỏa thuận từ SGSN trước
đó có thể được hỗ trợ bởi việc nâng cấp vùng định tuyến inter-SGSN. Thỏa thuận
QoS theo MS phụ thuộc vào dữ liệu thuê bao được lưu, QoS được yêu cầu và độ
rộng dải thống kê trung bình, được báo cáo từ BSC trên mỗi ô tế bào (cell).
Từ chối yêu cầu có thể xảy ra khi số lượng các thuê bao được gán đồng thời trên
mỗi SGSN vượt quá mức tối đa quy định trước.
Ngăn xen theo luật
Ngăn xen theo luật (LI) sẽ được bổ sung. Việc bổ sung cho LI gồm có:
- Dữ liệu tải IP
- Tính lưu động và các sự kiện
- SMS
2.5. Giao diện và giao thức
Các loại giao diện trong GSN có thể được chia thành 3 nhóm chính sau:
- Giao diện dựa trên chuyển tiếp khung: Gb (SGSN)

- Giao diện dựa trên SS7: Gs, Gr và Gd (SGSN)
- Giao diện dựa trên IP qua “bất kỳ”: Gn (SGSN và GGSN) Gi, Gp
(GGSN)
Dựa trên chuyển tiếp khung: Giao diện Gb (SGSN-BSS)
Tiêu chuẩn ETSI qui định chuyển tiếp khung phảI được dùng trên giao diện Gb
giữa BSC và SGSN. Chuyển tiếp khung sẽ chuyển giao trong suốt PDU dịch vụ
mạng giữa SGSN và một BSC. Một SGSN có thể được kết nối tới một vài BSC.
Ngược lại một BSC chỉ có thể được nối tới một SGSN. Một BSC có thể sử dụng
một hay nhiều kết nối vật lý để nối tới một SGSN. Gb hỗ trợ FR thông qua các kết
nối vật lý như E1 hay T1. Các giao diện có thể được sử dụng trong các cấu hình
dưới đây:
- Không tạo kênh (non- channelised)
- Tạo kênh (channelised)
- Phân đoạn
Việc thực hiện giao diện Gb trong GSN của Ericsson là hoàn thoàn mở theo như
tiêu chuẩn ETSI.
Các giao diện dựa trên SS7: Gs, Gr và Gd (SGSN tới MSC, HLR và SMS-SC)
Giao thức SS7 được sử dụng trên giao diện Gd (SMS-SC0, Gs (MSC) và Gr
(HLR). Các giao diện này là hoàn toàn mở, và việc triển khai của Ericsson được
phối hợp với các tiêu chuẩn GPRS liên quan.
SGSN sẽ phải liên lạc với một số lượng lớn HLR, MSC/VLR và SMS-GMSC và
SMS-IWMSC trong mạng PLMN nội bộ cũng như trong các mạng PLMN của các
MS khách. SGSN vì vậy sẽ được kết nối tới một số điểm chuyển giao báo hiệu
(STP, đặc biệt là một hoặc hai), những điểm được kết nối tới mạng SS7 toàn cầu.
Các giao diện IP qua “bất cứ giao diện nào”: Gn, Gi và Gp
Tên gọi chung chung IP qua “giao diện nào” bao gồm các loại giao diện sau: Gn
(giao diện SGSN-GGSN), Gi (GGSN – mạng IP) và Gp (GGSN-mạng PLMN
khác). Có một số lựa chọn để triển khai các giao diện này với GSN của Ericsson.
IP qua PPP: Ip qua PPP đồng bộ hoá được hỗ trợ như đã được nêu trong RFC
1548. Lớp vật lý hỗ trợ là E1 hoặc T1

IP qua ATM: IP được chuyển sang AAL5. Nó được chuyển sang lớp vật lý là SDH
STM-1 hoặc SONET STS-3c (155Mbps)
IP qua Ethernet và Fast Ethernet: Giao diện Ethernet 10 Base-T (10Mbps) và
100BaseTx (100Mbps) được bổ sung. Cả hai loại giao diện này được hỗ trợ trên
cùng giao diện vật lý và có thể được cấu hình chạy thực,với giao diện không hoạt
động, tới 10/100 Mbps.
2.6. Khả năng thực hiện và dung lượng
Ericsson cung cấp hai sản phẩm GSN có thể được định dạng là một SGSN, một
GGSN hay một SGSN/GGSN kết hợp:
GSN-25: Với hai nút mạng nhỏ hơn. Cấu hình này được cung cấp trong phiên bản
đầu tiên và nhằm mục đích như là một s¶n phÈm më ®Çu cho phép đẩy nhanh
việc triển khai dịch vụ GPRS.
GSN-100: Hai nút mạng lớn hơn. Nút mạng này có cùng dung lượng giống như
GSN-25 nhưng có dung lượng cho phép truyền qua, số lượng người dùng và số
lượng phạm vi PDP hoạt động. Nó sẽ được đưa ra ở những phiên bản tiếp theo.
Bảng 1 cho thấy dung lượng của GSN-25 và GSN-100 về số lượng người dùng
được gán đồng thời, số lượng phạm vi PDP và dung lîng cho phÐp truyÒn qua.
Hai yếu tố giới hạn của GSN dung lîng cho phÐp truyÒn qua là số lượng gói tin
mỗi giây và số lượng bít mỗi giây. Nút có kích thước gói tin 300 byte mỗi gói
(bao gồm tiêu đề IP). Con số 300 bytes mỗi gói tin gần với kích thước được tính
toán trung bình trong các mạng IP lớn. Nếu kích thước gói tin nhỏ hơn, số gói tin
mỗi giây sẽ bị hạn chế, đối với các gói tin dài hơn tốc độ bit tối đa tính theo Mbps
sẽ là giới hạn.
Bảng 1.
GSN-25
Số lượng
người sử dụng
được gán đồng
thời tối đa
Số lượng phạm

vi PDP đồng
thời tối đa
Thông lượng
tối đa (gói
trên mỗi
giây)
Thông
lượng tối đa
(Mbps)
SGSN-25
25,000 25,000 10,000 25
GGSN-25
- 35,000 15,000 35
SGSN/GGSN-
25
25,000 25,000 7,000 15

GSN-100
Số lượng
người sử dụng
được gán đồng
thời tối đa
Số lượng phạm
vi PDP đồng
thời tối đa
Thông lượng
tối đa (gói
trên mỗi
giây)
Thông

lượng tối đa
(Mbps)
SGSN-100
100,000 100,000 40,000 100
GGSN-100
- 150,000 60,000 150
SGSN/GGSN-
100
100,000 100,000 28,000 70
SGSN quyết định số lượng tối đa người sử dụng mặc định. GGSN quyết định số
lượng tối đa phạm vi PDP hoạt động. Một người sử dụng có thể được ấn định mà
không cần phải kích hoạt PDP. Người sử dụng này có thể chỉ sử dụng GPRS cho
SMS. Để bắt đầu sử dụng các dịch vụ khác người sử dụng cần phải kích hoạt
PDP.
3. BSS cho GPRS
Chi tiết hệ thống BSS dựa trên giải pháp GPRS cho BSS R8.0 và Ericsson sẽ triển
khai theo giai đoạn để hướng tới GPRS.
GPRS sẽ sử dụng một tập hợp chung các nguồn vật lý qua giao diện vô tuyến
chung với mạng GSM hiện tại. Điều này có nghĩa là có thể kết hợp các kênh
GPRS với các kênh chuyển mạch trong cùng một ô tế bào. Các nguồn lực GPRS
có thể được định vị động trong-giữa các khoảng trống trong các phiên chuyển
mạch kênh, vì thế nó sử dụng các phổ hiệu quả hơn.
GPRS sử dụng các kênh vật lý giống nhau như GSM chuyển mạch kênh nhưng
mang lại tiện ích kênh nhiều hơn. Với GPRS nhiều người sử dụng có thể chia sẻ
cùng kênh. Hơn nữa, các kênh GPRS chỉ được xác định khi dữ liệu được gửi đi
hay nhận.
3.1. Cấu trúc BSS cho GPRS
GPRS và GSM cùng tồn tại trong hạ tầng GSM, giúp cho việc triển khai nhanh
chóng và vùng phủ sóng GPRS rộng.
BSS của Ericsson yêu cầu phần mềm mới để hỗ trợ GPRS. Phần cứng mới, khối

điều khiển dữ liệu gói (Packet Control Unit-PCU) cũng cần phải thêm vào BSC.
BSC có thể là BSC/TRC kết hợp (Transcoder Controller) hay là BSC đơn lập.
PCU chỉ có thể phục vụ cho một BSC và chỉ có một PCU cho mỗi BSC. PCU
thích hợp với cả phần cứngcBYB 501 và BYB 202.
Một giao diện mở mới, giao diện Gb được đưa vào giữa BSC (PCU) và SGSN.
PCU có thể được kết nối với một nút SGSN qua giao diện Gb trực tiếp từ một
BSC đơn lập hay TRC/BSC kết hợp (1), hay là qua TRC từ một BSC đơn lập (2),
hoặc qua một MSC từ một BSC/TRC kết hợp.
Giao diện A-bis hiện tại được tái sử dụng cho GPRS do đó sẽ mang cả chuyển
mạch kênh và lưu lượng GPRS.

Hình 5: Giao diện mở Gb nối PCU với SGSN
Khối điều khiển dữ liệu gói (PCU)
PCU có vai trò xử lý dữ liệu gói GPRS trong BSS. Đặc biệt PCU có vai trò xử lý
các lớp Điều khiển truy nhập môi trường (Medium Access Control) và các lớp của
Điều khiển liên kết vô tuyến RLC (Radio Link Control) của giao diện vô tuyến và
BSSGP và các lớp dịch vụ mạng của giao diện Gb. Giao diện Gb kết thúc ở PCU.
PCU chứa cả thiết bị phần mềm và phần cứng trung tâm với phần mềm bộ phận.
Nó sẽ có một hoặc nhiều hơn bộ xử lý bộ phận (RPPs). Một RPP có thể được định
dạng để hoặc là tương thích với cả giao diện Gb và A-bis hay chỉ với giao diện A-
bis. Chức năng của RPP là phân phối các khung PCU giữa giao diện Gb và A-bis.
Ở đâu chỉ có một RPP hoạt động trong PCU nó sẽ tương thích với cả giao diện Gb
và giao diện A-bis. Ở đâu có nhiều hơn một RPP, mỗi RPP có thể tương thích với
hoặc là A-bis hoặc là cả Gb và Abis.

Hình 6: PCU trong BSC
Ở đâu có nhiều hơn một RPP được sử dụng (loại trừ trường hợp có 2 RPP trong
cấu hình hoạt động/chờ), chúng sẽ liên lạc với nhau sử dụng Ethernet. Một ô tế
bào không thể bị chia tách giữa hai RPP. Nếu một RPP không không quản lý ô tế
bào mà tin nhắn định gửi tới, tin nhắn sẽ được gửi tiếp qua Ethernet tới đúng RPP.

Một kết nối đôi Ethernet được cung cấp ở phiến sau (backplane) của khung PCU.
Hơn nữa một số bản HUB cũng cần đến để kết nối RPP qua Ethernet. Các bảng
HUB được nhân đôi vì các lý do độ dư.
PCU kết nối tới các thiết bị Gb (các ETC) qua tổng đài nhóm và tới các thiết bị
Abis (các ETC) qua tổng đài nhóm và tổng đài tốc độ chưa tới chuẩn (subrate).
Các RPP được kết nối với tổng đài qua DL2 và tới CP qua RP kênh nối tiếp.
Lưu lượng GPRS được nhân lên nhiều lần với lưu lượng chuyển mạch kênh trong
tổng đài tốc độ chưa tới chuẩn.

Hình 7: Sự phân bố của các thiết bị GPH
Cấu trúc PCU có thể đạt tới chi phí hợp lý cho cả các PCU nhỏ và lớn. Để
mở rộng được dung lượng một số khung chứa cả RPP và bảng HUB có thể kết nối
được.
Các chi tiết về dung lượng thực tế của PCU và RPP được trình bày trong hướng
dẫn và mô tả chi tiết của PCU.
Trạm gốc
BTS của Ericsson cần các phần mềm mới để hỗ trợ GPRS và không cần thêm
phần cứng mới. Thực tế là việc chỉ cần nâng cấp phần mềm sẽ cho phép triển khai
dịch vụ với độ phủ sóng rộng khắp.
Các vị trí (site) hiện tại có thể được tái sử dụng cho GPRS vì nó được hỗ trợ trên
cả RBS 2000 và RBS 200 với SPU++ (SPU+/SPE). Cả bộ chuyển mã kênh CS-1
và CS-2 được bổ sung trên tất cả các BTS, loại trừ cho RBS 2301 không có một
nhóm DSP chỉ hỗ trợ cho CS-1.
Truyền dẫn
Giao diện Abis hiện tại được tái sử dụng cho cả chuyển mạch kênh và lưu lượng
GPRS trong khi giao diện giữa BSS và SGSN lại dựa trên giao diện mở Gb mới.
Thông qua Abis các truyền dẫn hiện tại và các liên kết báo hiệu số có thể được tái
sử dụng cho GPRS, do đó sẽ mang lại một sự mở đầu có hiệu quả và tối ưu về chi
phí. Không có các kết nối truyền dẫn bổ sung nào cần đến (trừ khi số lượng các
TRX mỗi site cũng tăng lên)

Giao diện Gb là mới nhưng có thể định tuyến trong suốt lưu lượng Gb qua MSC
(nếu có đủ dung lượng trong MSC cho nó)
3.2. Xử lý nguồn vô tuyến GPRS
GPRS dựa trên một kênh vô tuyến logic mới được tối ưu hóa cho gói dữ liệu, kênh
dữ liệu gói (Packet Data Channel-PDCH). Những PDCH này có thể được định vị
bằng nhiều cách khác nhau. Chúng có thể được thiết lập như những PDCH chuyên
dụng, các nguồn lực cố định chuyên dụng cho GPRS, hoặc các PDCH theo nhu
cầu, phục vụ như những nguồn GPRS động tạm thời. Những PDCH chuyên dụng
không thể được sử dụng cho bất kỳ lưu lượng chuyển mạch kênh nào. Còn những
PDCH theo nhu cầu lại có thể được những người sử dụng chuyển mạch kênh đến
chiếm trước.
Trong R8 nhà khai thác có thể quy định 0-8 PDCH chuyên dụng cho mỗi ô tế bào.
Không có giới hạn vật lý nào cho bao nhiêu PDCH theo nhu cầu có có trong một ô
tế bào, nhưng nó tùy thuộc vào việc có bao nhiêu lưu lượng chuyển mạch kênh.
Trong một ô không có bất kỳ lưu lượng chuyển mạch kênh nào thì có thể sử dụng
tất cả các kênh cho lưu lượng GPRS.
Chức năng theo dõi tải được triển khai để trong một ô với một hay nhiều PDCH
chuyên dụng, PDCH theo nhu cầu được xác định khi số lượng người sử dụng
GPRS quá cao so với số lượng các PDCH hiện tại trong ô tế bào đó, giả định rằng
có những kênh nhàn rỗi có thể sử dụng.
PDCH chuyên dụng đầu tiên, kênh chủ (MPDCH) mà nhà khai thác xác định trong
một ô tế bào sẽ cung cấp kênh điều khiển chung dữ liệu gói (PCCCH) mang theo
tất cả báo hiệu điều khiển cần thiết để bắt đầu truyền tải gói tin. Nó cũng hỗ trợ
các kênh lưu lượng gói. Những PDCH sau, những PDCH phụ trợ có thể là kênh
chuyên dụng hay kênh theo nhu cầu và chỉ được sử dụng cho lưu lượng gói dữ liệu
và truyền báo hiệu liên kết. (Điều này có nghĩa là MPDCH mang các kênh:
PBCCH, PCCCH, PDTCH và PACCH, trong khi đó mối PDCH phụ trợ chỉ mang
các kênh: PDTCH và PACCH)
Trong một ô tế bào không có MPDCH (không có PDCH chuyên dụng được xác
định) các kênh điều khiển cơ bản như BCCH, RACH v.v… sẽ xử lý việc phát và

truyền gửi báo hiệu tới các máy di động GPRS.
Một PDCH theo nhu cầu sẽ được quay trở lại tập hợp chung các kênh vật lý (trở
thành kênh nhàn rỗi) khi không có máy di động GPRS nào sử dụng kênh. Ngược
lại một PDCH chuyên dụng sẽ được trở lại tập hợp các kênh vật lý cơ bản chỉ
bằng một lệnh (ví dụ ở tái cấu hình của số lượng các PDCH chuyên dụng trong ô
tế bào). Bất kỳ TCH chuyển mạch kênh nào cũng có thể được tái định dạng cho
một PDCH và ngược lại, thủ tục này được ước tính là chiếm ít hơn 200ms.
Trong một ô tế bào hỗ trợ GPRS, hệ thống BSS duy trì hai danh sách nhàn rỗi
(danh sách GSM và GPRS nhàn rỗi) với tất cả các kênh lưu lượng có thể sử dụng,
không bao gồm các PDCH chuyên dụng. Ban đầu tất cả các kênh nhàn rỗi này đều
thuộc về danh sách GSM nhàn rỗi. Khi một kênh GPRS được yêu cầu, hệ thống
trước tiên sẽ tìm một kênh PDCH chuyên dụng. Nếu không kênh nào được tìm
thấy, hoặc là do không có kênh PDCH nào được xác định hoặc là tất cả PDCH đều
bận, hệ thống sẽ kiểm tra các danh sách GSM nhàn rỗi. Đỗi với các cuộc gọi
chuyển mạch kênh đến, một kênh sẽ được tìm kiếm theo thứ tự trong danh sách
GSM nhàn rỗi. Nếu không có kênh nào sử dụng được danh sách GPRS nhàn rỗi sẽ
được kiểm tra. Lựa chọn cuối cùng là một kênh PDCH theo yêu cầu sẽ được
chiếm trước để phục vụ cho cuộc gọi chuyển mạch kênh đến (nếu không có kênh
nhàn rỗi, GSM hay GPRS là các kênh hoạt động, một yêu cầu kênh HSCSD đa
tầng sẽ nhận chỉ một TCH bằng cách chiếm truớc một kênh PDCH theo yêu cầu
đang bận)
Nhà khai thác có thể định rõ nơi đặt các kênh PDCH chuyên dụng. Theo quan
điểm vô tuyến, các kênh không nhảy tần trên kênh mang BCCH nhìn chung là
không tương tự như các kênh lưu lượng trên các tần số khác. Các tần số BCCH có
thể có một sơ đồ tần số riêng biệt và các burst trên tần số kênh BCCH không phụ
thuộc vào công suất được điều tiết. Nhà khai thác có thể quyết định liệu các kênh
PDCH có thể sẽ được định vị trên tần số kênh BCCH không nhảy tần như là lựa
chọn thao tác đầu tiên hay cuối cùng.
Việc phân bổ khe thời gian hướng lên động sẽ được sử dụng (được phân biệt bởi
việc sử dụng các cờ trạng thái hướng lên, USF)

Một cơ cấu đa khung 52 được sử dụng trên các kênh PDCH
3.3. Tác động lên mạng vô tuyến
Trong BSS R8.0 tác động của việc đưa vào GPRS đối với mạng vô tuyến được
giảm thiểu đến mức thấp nhất.
Các nguồn lực GPRS có thể được xác định linh hoạt giữa các khoảng trống của
các phiên chuyển mạch kênh. Hơn nữa, các cuộc gọi chuyển mạch kênh đến có thể
chiếm trước những kênh PDCH theo yêu cầu. Các kênh PDCH theo yêu cầu vì thế
được cho là nhàn rỗi bởi các máy di động chuyển mạch kênh, và sẽ không ảnh
hưởng tới khả năng chặn trong cell.
Một người sử dụng chuyển mạch kênh chiếm một kênh trong một cell không có
TCH sẽ bị chặn. Mặt khác một người sử dụng GPRS đi tới một cell không có kênh
nhàn rỗi có thể được hướng tới một kênh PDCH đang hoạt động. Điều này là do
người sử dụng khác đã chiếm mất chất lượng đã được phân bổ trên kênh đó. Toàn
bộ dải thông trên kênh phải được chia sẻ cho toàn bộ các máy di động GPRS sử
dụng kênh đó. Một ngoại trừ là nếu một di động GPRS yêu cầu một kênh trong
một cell không có kênh GPRS nào có thể được xác định, ví dụ khi tất cả các kênh
trong một cell được sử dụng như các kênh TCH. Trong trường hợp này người sử
dụng GPRS sẽ không nhận được bất kỳ công suất nào và máy di động GPRS sẽ tự
bị chặn trong hệ thống cho tới khi giảm tắc nghẽn.
Giao diện vô tuyến hiện tại được tối ưu hóa về lưu lượng thoại. Khi GPRS được
đưa vào cung cấp, các dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ gói dữ liệu sẽ phải
cạnh tranh với nhau cho cùng các nguồn quang phổ. Tuy nhiên, những mô phỏng
lại chỉ ra rằng sẽ không có bất kỳ một tác động chủ yếu nào lên chất lượng của các
dịch vụ chuyển mạch kênh.
Ban đầu lưu lượng GPRS có thể không đáng kể. Để đơn giản quá trình đưa vào sử
dụng GPRS, trong R8 việc quy hoạch cell dựa trên chuyển mạch GSM và cài đặt
thông số cell sẽ được tái sử dụng cho GPRS. Thực tế, hệ thống tự động thiết lập
thông số cell GPRS mới và ranh giới cell để có thể giống như chuyển mạch kênh.
Vùng định vị (Location Area –LA) không được sử dụng cho GPRS. Một vùng mới
được thiết lập cho GPRS, gọi là vùng định tuyến (Routing Area - RA). Một RA

chứa một hoặc một số cell vì vậy sẽ là một tập hợp con của một LA. Trong BSS
R8.0 chúng được thiết lập giống nhau.
Tính năng nhảy tần GPRS được hỗ trợ cho phiên MS đơn và đa khe.
BSS hỗ trợ sự phục vụ của các MS sử dụng thu nhận không liên tục (DRX) theo
thông số được gửi đi bởi SGSN tới BSS.
Chức năng điểu khiển công suất GPRS MS được thực hiện trong BSS R8.0 như
một cách thức “vòng lặp mở” và thông số điều khiển công suất MS được thiết lập
cho mỗi cell. Tuy nhiên, bộ điểu khiển công suất BTS lại không được hỗ trợ trong
BSS R8.0. Thay vào đó bộ công suất đầu ra đầy đủ được sử dụng cho tất cả các
kênh GPRS trong BSS R8.0.
Trong BSS R8.0 cả bộ chuyển mã kênh CS-1 và CS-2 đều được triển khai. Tỉ lệ
dữ liệu tối đa (tại lớp RLC) cho CS-1 là 8kbit/s và đối với CS-2 là 12kbit/s. Tất cả
báo hiệu chỉ sử dụng CS-1. Tuy nhiên các bộ chặn số liệu lại sử dụng bất cứ mã
kênh nào ví dụ như CS-2 hoặc CS-1. Trong BSS R8.0 CS-2 được cài đặt mặc định
nhưng nhà khai thác có thể lựa chọn giữa CS-1 và CS-2 cho mối mức BSC.
(Trong các ô được hỗ trợ bởi phiên bản cũ là RBS 2301 không có nhóm DSP thì
CS-1 sẽ được sử dụng).