第4章GPRS和EDGE

基本原理2023/3/81第4章GPRS和EDGE基本原理4.1GPRS基本原理4.1.1GPRS的基本概念

GPRS（GeneralPacketRadioService）即通用無線分組業務，是疊加在GSM網絡并利用現有GSM系統資源來進行數據業務的GSM業務，與目前以電路模式發送和接收數據的方式不同，它不需要給每個激活用戶一條專用GSM電路，它允許用戶在GSM網上以分組模式（共享電路），端到端的發送和接收數據。

2023/3/82第4章GPRS和EDGE基本原理

只有當真正的發送數據時才占用無線信道，并且這個信道可供小區內所有的用戶共享。GPRS非常適合有大量突發性發送和接收數據需求的業務。一方面，每個用戶可以根據需要使用多個信道（最多8個），另一方面，同一信道又可以由多個用戶同時共享。GPRS理論上能提供9.05-171.2Kb/s的數據傳輸速率。

2023/3/83第4章GPRS和EDGE基本原理圖4.1GPRS系統結構2023/3/84第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.2GPRS系統結構和功能單元GPRS分四部分：移動臺MS、基站子系統BSS、電路交換子系統（CSS）和分組交換子系統PSS（PSS-包括SGSN和GGSN），以下是需要新引進的設備或節點。

2023/3/85第4章GPRS和EDGE基本原理1、手機支持GPRS手機現在有三種類型：（1）A類：數據通信，語音通信可以同時進行；（2）B類：可以進行數據通信，也可以進行語音通信，但不能同時進行，同一時間只能進行其中一種通信；（3）C類：只能進行數據通信。

目前市場上出售的大部分GPRS手機都是B類手機，并標有3D1U字樣。2023/3/86第4章GPRS和EDGE基本原理2、基站BTS(BaseTrasceiverStation):負責無線信號的接收和發送。3、基站控制器BSC（BaseStationControler）

無線控制功能。4、包控制單元PCU（PacketControlUnit）是BSC新增硬件，愛立信產品是在BSC內增加了一個獨立的機框，負責將BSC接收和發送信號打包/拆包，實現電路交換到分組交換的第一步轉換。

2023/3/87第4章GPRS和EDGE基本原理5、SGSN

ServiceGatewaySupportNode,業務網關支持節點，是GPRS系統的核心功能模塊。相當于GSM中的MSC。6、GGSNGatewayGPRSSupportNode，GPRS網關支持節點，為用戶上網提供internet接口。2023/3/88第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.3接口信令 （1）SIM與MS之間接口：Sm

（2）移動臺與基站之間的接口Um，用來通過無線信道向MS提供分組業務。

（3）基站子系統與SGSN之間的接口：Gb，用于交換信令信息和用戶數據。 （4）SGSN與MSC/VLR之間的接口：Gs，用于SGSN與MSC/VLR配合實現諸如聯合位置更新、經由GPRS進行CS尋呼等功能。2023/3/89第4章GPRS和EDGE基本原理

（5）SGSN與短信中心接口：Gd接口，用于SGSN與短信中心之間傳送短消息。 （6）SGSN與HLR/AUC之間的接口：Gv,用于SGSN和HLR交換有關移動臺位置和用戶數據的信息。 （7）GGSN與HLR/VUC之間的接口：Gc，用于當網絡發起PDP上下文激活時，GGSN和HLR之間交換信息。

2023/3/810第4章GPRS和EDGE基本原理

（8）GSN之間的接口：Gn/Gp，包括傳輸平臺和信令平臺，傳輸平臺用于提供擁護數據的傳輸隧道，信令平臺提供路徑管理、隧道管理、移動性管理、位置管理的信令交換。

（9）計費網關與GSN的接口：Ga，計費信息和信令的傳遞。

（10）GSN與外部數據網之間的接口：Gi2023/3/811第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.4GPRS的編碼方式

GRPS提供了4種編碼方式：CS1～CS4。 采用CS-1和CS-2信道編碼方案時，數據速率僅為9.05Kbit/s和13.4Kbit/s（包括RLC塊字頭）。但能夠保證實現小區的100%和90%覆蓋時，能滿足同頻道干擾C/I9dB要求。雖然CS-3和CS-4編碼方案數據速率較高為15.6Kbit/s和21.4Kbit/s（包括RLC塊字頭），它是通過減少和取消糾錯比特換取數據速率的提高。因此CS-3和CS-4編碼方案要求較高的C/I值。

2023/3/812第4章GPRS和EDGE基本原理表4.1不同編碼方式對比2023/3/813第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.5GPRS主要業務及業務建立流程GPRS網絡目前主要承載四種數據業務：

WAPoverGPRS業務MMSoverGPRS業務InternetoverGPRS業務企業接入業務2023/3/814第4章GPRS和EDGE基本原理1、GPRS網絡附著過程

圖4.2GPRS網絡附著過程2023/3/815第4章GPRS和EDGE基本原理(1)MS通過BSS和PCU向SGSN申請Attach(oldRAI,oldP_TMSI)請求。(2)新SGSN通過舊的RAI識別出舊SGSN并請求提供IMSI號碼。(3)如果舊SGSN存在MS數據則發送MS的IMSI和鑒權三元組到新SGSN。(4)如果舊SGSN不存在MS數據或與舊SGSN通信失敗，新SGSN則要求MS發送IMSI。(5)新SGSN根據MS的IMSI從HLR中獲得鑒權三元組數據。

2023/3/816第4章GPRS和EDGE基本原理

(6)新SGSN對MS進行鑒權。(7)新SGSN發送Update_Location(IMSI,新SGSNGT地址)消息到HLR。(8)HLR發送Cancel_Location消息到舊SGSN刪除MS的登記信息。(9)HLR發送Update_Location的應答消息到新SGSN并將用戶數據登記到該SGSN上。(10)如需要，新SGSN將通知用戶使用新的臨時標識用于數據通信(P_TMSI和TLLI)。

2023/3/817第4章GPRS和EDGE基本原理2、PDP上下文激活過程(手機啟動)手機向SGSN申請PDP要求；SGSN驗證其激活請求后將其申請APN送至DNS進行解析獲得GGSN地址；SGSN將激活請求發送至相應的GGSN；GGSN根據APN確定是否進行鑒權或發起地址分配請求,同時為用戶生成PDP上下文數據,并確定路由方式；如果需要,GGSN分配一個動態PDP地址；SGSN向手機發送確認消息。2023/3/818第4章GPRS和EDGE基本原理3、WAP業務和彩信業務

圖4.3WAP業務和彩信業務示意圖2023/3/819第4章GPRS和EDGE基本原理CMWAP是用戶通過GPRS上wap瀏覽網頁的APN，也是彩信發送所需要的APN。RADIUS是提供用戶號碼鑒權功能及發送計費信息，主要用于CMWAP，放置于北京。當RADIUS不正常時，會導致CMWAP使用異常。由于CMWAP激活和話務通道經過的設備比較多，其中任何一個節點出現問題，都會導致使用異常。所以CMWAP是GPRS投訴比較多的業務之一。

說明：APN（AccessPointName），即“接入點名稱”，用來標識GPRS的業務種類。2023/3/820第4章GPRS和EDGE基本原理

4、INTERNET業務

圖4.4INTERNET業務示意圖2023/3/821第4章GPRS和EDGE基本原理通過CMNET激活上INTERNET，是隨E卡用戶用得比較多的業務。CMNET的話務通道比較簡單，業務相對比較穩定。我們在測試中使用FTP的上傳、下載，也是這種業務的應用，是最主要的應用。

2023/3/822第4章GPRS和EDGE基本原理5、GPRS功能的開啟開啟GPRS功能非常簡單，只需要1條指令：

RLGSI：CELL=XXX；關閉GPRS功能指令：

RLGSE：CELL=XXX；

2023/3/823第4章GPRS和EDGE基本原理4.2EDGE基本原理4.2.1

EDGE的基本概念

EDGE（EnhancedDataRatesForGSMEvolution），可以理解為加強型GPRS。為了在現有蜂窩系統中提供更高的數據通信速率，EDGE引入了多電平調制方式——8PSK調制。這種調制方式能提供更高的比特率和頻譜效率，且實現復雜度屬于中等。

EGPRS定義了9種編碼、調制方案，并且采用了自適應編碼、自適應調制方式。2023/3/824第4章GPRS和EDGE基本原理1、GPRS與EGPRS的基本參數比較

GPRSEDGEModulationGMSKGMSK/8-PSKModulationbitrate207kb/s810kb/sRadiodataratepertimeslot22.8kb/s69.2kb/s編碼方式CS1~CS4MCS1~MCS9Userdataratepertimeslot20kb/s(CS4)59.2kb/s(MCS9)2023/3/825第4章GPRS和EDGE基本原理

GPRS與EDGE速率比較

圖4.5GPRS與EDGE速率比較2023/3/826第4章GPRS和EDGE基本原理3、硬件要求

目前能夠支持EDGE功能的基站硬件主要有微蜂窩RBS2308和宏蜂窩。RBS2206/2106，但是現網上大多數在用的設備都是RBS2202和微蜂窩RBS2302等，它們都不可以支持EDGE功能。對此，愛立信提出了解決方案：RBS2202在原來的基礎上通過硬件更換和軟件升級，可以支持EDGE功能而；RBS2302只能更換成RBS2308才能支持EDGE功能。4、數據制作

2023/3/827第4章GPRS和EDGE基本原理

4.2.3對原來RBS2202基站的改造更換新的DXU-21A；更換或增加一定數量的STRU。4.2.4軟件支持對RBS2202，基站軟件版本需升級為B3991R004F或以上；對RBS2206/2106和RBS2308，基站軟件版本需升級為B1922R002H或以上。2023/3/828第4章GPRS和EDGE基本原理4.2.5小區數據定義

RLDGI：CELL=XXX，CHGR=Y。定義多一個CHGR，這個CHGR是給EDGE專用的，這個CHGR的頻點必須是普通的頻點，因為EDGE不支持EGSM頻點。

RLCFI：CELL=XXX，CHGR=Y，DCHNO=89；定義一個EDGE頻點，如果有兩2個EDGE載波，則需定義2個EDGE頻點。

RLBDC：CELL=XXX，CHGR=Y，NUMREQEGPRSBPC=Z；配置EDGEBPC，其數目Z與業務傳輸時隙相匹配。如果Z大于EDGE傳輸時隙個數，會出現上網不穩定，甚至掉線的情況。2023/3/829第4章GPRS和EDGE基本原理4.2.6MO數據定義RXMOI：MO=RXOTG-100，COMB=HYB，RSITE=XXX，SWVER=B1922R002H，TRACO=POOL。

RBS2308、RBS2206的基站軟件版本是B1922R002H，RBS2202升級EDGE的軟件版本是B3991R004F。RXMOC：MO=RXOTRX-100-0，CELL=XXX，CHGR=0；每個載波必須連到固定的CHGR。RXMOI：MO=RXOTRX-100-3，TEI=3，DCP1=205，DCP2=206&&213，SIG=UNCONC；2023/3/830第4章GPRS和EDGE基本原理表4.3EDGE載波位置與DCP1和DCP2及TEI值的對應關系TRUTEIDCP1DCP2TRU-00178179&&196TRU-11187188&&195TRU-22196197&&204TRU-33205206&&213TRU-44214215&&222TRU-55223224&&231TRU-66232233&&240以此類推下去······2023/3/831第4章GPRS和EDGE基本原理RXTCI：MO=RXOTG-100，CELL=XXX，CHGR=Y；將EDGE專用的CHGR與CELL，TG相連。RXAPI：MO=RXOTG-100，DEV=RBLT-13&&-20，DCP=13&&20，RES64K；定義EDGE的業務傳輸時隙。因為EDGE的業務信道的速率是64KBIT/S，因此必須定義一定的傳輸時隙用來走EDGE的數據業務，一個STRU最多需要8個64K業務時隙。 說明了一個EDGE載波最多能定義8個EDGE時隙，但如果不需要開啟這么多個EDGE時隙時，其他時隙可以當作普通TCH使用。2023/3/8324.3EDGE無線網絡的優化4.3.1網絡性能評估分析流程

圖4.6網絡性能評估分析流程2023/3/833第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.2干擾性能分析1、信息來源（1）STS統計（RLC吞吐率,重傳,CS性能指標等)；（2）DT測試數據(C/I,RLC吞吐率,信號強度等)；（3）網絡配置信息(參數設置，特性功能使用，小區規劃,etc)；（4）其他輔助工具(例如RNO的干擾測量記錄)。2023/3/834第4章GPRS和EDGE基本原理2、媒介干擾低吞吐率（EDGE和CS-3/4比CS-1/2更加敏感）。3、強干擾較差的小區重選性能；無線通信中斷（無線“掉話”）；Windowstalling（較多重傳）。

2023/3/835第4章GPRS和EDGE基本原理4、造成干擾的因素上行或下行網內干擾——差頻率規劃；外部干擾；參數設置不合理——越區覆蓋，MS登陸“錯誤”的小區；硬件故障；等等。2023/3/836第4章GPRS和EDGE基本原理5、干擾排除一致性檢查，正確設置參數及激活相關features；關注RLC吞吐率最壞的小區；是否達到“質差”問題；如果CS業務同樣差的小區，對比RNO數據和STS來分析問題；等等。2023/3/837第4章GPRS和EDGE基本原理6、相關參數設置GPRSMS功率控制：ALPHA，GAMMA（不考慮質量）；LA&CHCSDL(鏈路自適應及初始編碼方式)；CRO，CRH（大的偏移和遲滯值可能增加干擾）；GSM的相關干擾控制參數，功率控制等；EDGE相關參數：LQCMODEDL，LQCMODEUL，EGPRSIRUL，LQCHIGHMCS，LQCDEFAULTMCSDL，LQCDEFAULTMCSUL，LQCUNACK。

2023/3/838第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.3容量性能分析1、信息來源網絡容量配置（HW配置，參數設置，features的使用）；STS統計（GSL利用率，可用PDCH，信道共享）。

2023/3/839第4章GPRS和EDGE基本原理2、容量問題造成的影響(1)可用PDCH不足；①IP吞吐率低；②由于清空使得數據傳輸中斷；③根本沒有信道可服務。（2）高的PDCH共享因子IP吞吐率低。

2023/3/840第4章GPRS和EDGE基本原理（3）PCU容量受限；①GSL設備不足；②RPP擁塞。（4）CCCH擁塞；CS信令比PS優先。（5）多時隙復用；①MS能力（multislotclass）；②PSET的預留模式（是否有連續的信道）；（6）缺乏Abis資源；On-demandE/GPDCH分配失敗。2023/3/841第4章GPRS和EDGE基本原理3、影響PDCH容量的參數(1)GPRS參數

①FPDCH;②PDCHPREEMPT;③TBFxLLIMIT.(2)CS參數①SAS(Singleslotallocationstrategy);②FR/HRparameters③CLSparameters④SDCCHconfiguration⑤GPRSPRIO

2023/3/842第4章GPRS和EDGE基本原理4、PDCH容量的解決措施(1)CS話務均衡：①HCS，不同層小區盡量分開CS和PS業務;②CLS，盡量分擔小區的CS話務出去;③Half-rate，開啟半速率解決擁塞問題。（2）SDCCH重配置：小區內SDCCH信道集中在某載波上，使得空閑信道在PEST里面保持連續集中的;2023/3/843第4章GPRS和EDGE基本原理（3）GPRS參數優化：①設置更多的FPDCH;②GPRSPROI和PDCHPREEMPT設置保護PDCH，盡少被清空。（4）增加新的TRU。

2023/3/844第4章GPRS和EDGE基本原理5、PCU容量的解決措施(1)參數PILTIMER的優化：①設置較大時，空閑的On-demand信道保持時間更長，更多的GSL被占用;②設置較小時，更多的On-demand信道被分配，頻繁分配造成CPU負荷高。(2)增加更多的RPP板：RPP擴容。

2023/3/845第4章GPRS和EDGE基本原理(3)專用的信道是否在用？減少空閑的FPDCH數目。(4)TBFxLLIMIT參數優化：①設置較大時，信道共享給更多用戶，導致數據帶寬變小;②設置較小時，需要分配更多的PDCH信道，造成RPP負荷高。

2023/3/846第4章GPRS和EDGE基本原理6、影響CCCH容量的參數（1）BCCHTYPE(SDCCH/8)；（2）IMSI或者TMSI尋呼；（3）保留模塊AGBLK；（4）尋呼周期的長度MFRMS；（5）LA的規劃。2023/3/847第4章GPRS和EDGE基本原理7、CCCH容量的解決措施(1)使用TMSI尋呼---（TMSIPAR）；(2)重劃分LA/RA大小和邊界；(3)MFRMS參數調整：設置小可以減少尋呼拒絕次數。

2023/3/848第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.4移動性能分析1、信息來源DT測試數據：（1）小區重選時，耗時、信號質量、鄰區信號強度等;STS統計:

（2）RA/PCU之間或之內的小區重選，緩沖器清空次數等;Gb接口數據:

（3）用信令分析儀收集Gb接口的數據進行小區重選分析。2023/3/849第4章GPRS和EDGE基本原理2、影響移動性能的參數小區重選參數：CRO，CRH，PT，TO，ACCMIN。使用網絡輔助小區重選功能；NACCACT。

2023/3/850表4.4EDGE相關的BSC無線特性參數2023/3/851表4.5小區級相關的無線特性參數2023/3/852第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.5優化案例1、優化案例1─PCU擁塞率優化圖4.7CQG17B2PCU擁塞率(%)2023/3/853第4章GPRS和EDGE基本原理優化措施:（1）BSC屬性參數PILTIMER值的修改，由20-10，緩解PCU的負荷工作；（2）解閉不合理閉掉的RPP設備，增加PCU容量，緩解BSCPCU擁塞嚴重的情況。（3）修改GPRS路由區的周期性更新時鐘（SGSN中的Reachable_timer），由之前的54分鐘改為70分鐘。（4）減少不必要的FPDCH信道。2023/3/854第4章GPRS和EDGE基本原理

(5)設備利用率：GSLUTIL/GSLSSCAN，PCU的GSL設備利用率；反映BSC的設備占用的重要指標，可用作PCU擴容的重要參考指標；(6)可用設備數：GSLMAX/GSLSSCAN，以GPRS的16k的GSL設備為單位，BSC的能用的設備數（包括idle和busy的設備）；(7)設備利用率保持在75%以下為佳；

(8)

通過忙時