GPRS网络参考模型如图：所示。GSN是GPRS网络中最重要的网络节点。GSN具有移动路由管理功能，它可以连接各种类型的数据网络，并可以连到GPRS寄存器。GSN可以完成移动台和各种数据网络之间的数据传送和格式转换。GSN可以是一种类似于路由器的独立设备，也可以与GSM中的MSC集成在一起。
GSN有两种类型：一种为SGSN （Serving GSN，服务GSN），另一种为GGSN（Gateway GSN，网关GSN）。SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和LAN等。有的文献中，把GGSN称为GPRS路由器。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP／IP或X.25网络。
图1 GPRS网络结构
另外，有的厂商提出了GR（GSMRegiSter，GPRS数据库）的概念、GR类似于GSM中的HLR，是GPRS业务数据库。它可以独立存在，也可以和HLR共存，由服务器或程控交换机实现。 GR这个名称在ETSl的建议中没有专门提及。
GPRS网结构中还引入下列新的网络接口：
Gn，GSN主干网接口，用于各种GSN之间。
Gb，BSS和SGSN之间的接口。
Gr，SGSN和HLR之间的接口。
Gp，不同的GSM网络之间的接口。
Gs，SGSN和MSC之间的接口。
3． GPRS协议模型
移动台（MS）和SGSN之间的GPRS分层协议模型如图2所示。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信协议有5层，自下面上依次为物理层、MAC（Mdium AcceSS Control）层、LLC（Logical Link Control）层、SNDC （Subnetwork Dependant Convergence）层和网络层。
Um接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。GSM空中接口的载频带宽为200 kHz，一个载频分为8个物理信道。如果8个物理信道都分配为传送GPRS数据，则原始数据速率可达200 kbit/s。考虑前向纠错码开销，则最终数据速率可达164 kbit/s左右。
MAC为媒质接入控制层。MAC的主要作用是定义和分配空中接口的GPRS逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动台共享。GPRS的逻辑信道共有3类，分别是公共控制信道、分组业务信道和GPRS广播信道。公共控制信道用来传送数据通信的控制信令，具体又分为寻呼和应答等信道。分组业务信道用来传送分组数据。广播信道则是用来给移动台发送网络信息。
图2 GPRS协议模型
LLC层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程HDLC的无线链路协议。LLC层负责在高层SNDC层的SNDC数据单元上形成LLC地址、帧字段，从而生成完整的LLC帧。另外，LLC可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制。BSS中的LLR层是逻辑链路传递层。这一层负责转送MS和SGSN之间的LLC帧。LLR层对于SNDC数据单元来说是透明的，即不负责处理SNDC数据。
SNDC被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定TCP/IP地址和加密方式。在SNDC层，移动台和SGSN之间传送的数据被分割为一个或多个SNDC数据包单元。SNDC数据包单元生成后被放置到LLC帧内。
网络层的协议目前主要是Phase 1阶段提供的TCP／IP和X. 25协议，这些协议对于传统的GSM网络设备（如BSS和NSS等设备）是透明的。
4．GPRS的路由管理
GPRS的路由管理是指GPRS网络如何进行寻址和建立数据传送路由。GPRS的路由管理表现在以下三个方面：移动台发送数据的路由建立移动台接收数据的路由建立以及移动台处于漫游时数据路由的建立。
对于第一种情况，如图3中的路径1所示，当移动台产生了一个PDU（分组数据单元），这个PDU经过SNDC层处理，称为SNDC数据单元。然后经过LLC层处理为LLC帧，通过空中接口送到GSM网络中移动台所处的SGSN。SGSN把数据送到GGSN。GGSN把收到的消息进行解装处理，转换为可在公用数据网中传送的格式（如PSPDN的PDU），最终送给公用数据网的用户。为了提高传输效率并保证数据传输的安全，可以对空中接口上的数据做压缩和加密处理。
在第二种情况中，一个公用数据网用户传送数据到移动台，如图3中的路径2所示。首先通过数据网的标准协议建立数据网和GGSN之间的路由。数据网用户发出的数据单元（如PSPDN中的PDU），通过建立好的路由把数据单元PDU送给GGSN。而GGSN再把PDU送给移动台所在的SGSN，GSN把PDU封装成SNDC数据单元，再经LLC层处理为LLC帧单元，最终经空中接口送给移动台。
第三种情况是一个数据网用户传送数据给一个正在漫游的移动用户。如图3路由3所示。其数据必须经过归属地的GGSN，然后送到移动用户A。
图3 GPRS的路由管理
5.空中按口的信道构成
GPRS空中接口的信道构成如下：
PDTCH（Pachet Data Traffic Channe1，分组数据业务信道）。这种信道用来传送空中接口的GPRS分组数据。
PPCH （Packet Paging Channe1，分组寻呼信道），用来寻呼GPRS被叫用户。
PRACH（Packet Randem Access Channel，分组随机接入信道）。GPRS用户通过PRACH向基站发出信道请求。
PAGCH（Packet Access Grant Channel，分组接入应答信道）。PAGCH是一种应答信道，对PRACH作出应答。
PACCH（Packet Asscrchted Control Channel，分组随路控制信道）。这种信道用来传送实现GPRS数据业务的信令。
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