3G数据网络的基本结构与协议栈

3G数据网络的基本结构与协议栈 

　　图１是一个简化的ＧＰＲＳ网络结构，它描述了３ＧＰＰ给出的典型的包交换３Ｇ网络结构。 

图1 GPRS网络结构 

　　ＧＰＲＳ网络的核心网元包括用户设备（ＵＥ）、ＵＭＴＳ陆地无线接入网（ＵＴＲＡＮ）、ＧＰＲＳ服务支撑节点（ＳＧＳＮ）、ＧＰＲＳ网关支撑节点（ＧＧＳＮ）。ＵＴＲＡＮ由无线网络控制器（ＲＮＣ）和ＵＴＲＡＮ基站组成。 

　　ＧＧＳＮ是一个专门的路由器，在ＧＰＲＳ 网络与外界网络（也就是因特网）之间扮演网关的角色。在许多情况下，ＧＧＳＮ 都与网络接入服务器（ＮＡＳ）类似。ＳＧＳＮ的主要功能包括认证、鉴权、移动性管理以及计费信息的收集等。ＳＧＳＮ与七号信令系统相连，并通过它与家乡位置注册器（ＨＬＲ）相连，因此可以执行用户信息的处理、认证和鉴权等工作。移动终端与ＧＧＳＮ之间建立了基于ＩＰｖ４或IPv6的分组数据协议（ＰＤＰ）上下文请求（ｃｏｎｔｅｘｔ），而从移动终端发出的ＩＰ数据包由ＧＧＳＮ路由，经由ＧＧＳＮ上的一个接入点（该接入点的名称（ＡＰＮ）是由用户在ＧＧＳＮ上的接入点列表中指定的）访问目标网络。图２为ＧＰＲＳ网络各个环节之间通信所需的协议栈。 

图2 GPRS协议栈

　　ＧＴＰ＿Ｕ是运行在用户数据报协议／因特网协议（ＵＤＰ／ＩＰ）之上的一个简单隧道协议，用来在同一个ＵＭＴＳ骨干网之内或不同的ＵＭＴＳ骨干网之间为ＲＮＣ、ＳＧＳＮ 和ＧＧＳＮ之间的包提供路由。ＧＴＰ＿Ｕ隧道在隧道两端以隧道端点标识符（ＴＥＩＤ）来标识。 

　　用户设备和ＧＧＳＮ之间连接的建立和数据包的传送都是通过ＰＤＰ上下文请求来进行的。在一个ＰＤＰ上下文请求上可以执行以下三种基本操作： 

　　·激活ＰＤＰ上下文请求：打开一个到ＧＧＳＮ的新的ＰＤＰ上下文请求； 

　　·修改ＰＤＰ上下文请求：改变一个ＰＤＰ上下文请求的特征，如ＱｏＳ属性等； 

　　·关闭ＰＤＰ上下文请求：关闭一个ＰＤＰ上下文请求。 

　　ＰＤＰ上下文请求分为主要ＰＤＰ上下文请求和次要ＰＤＰ上下文请求两种。如果激活一个新的主要ＰＤＰ上下文请求，就会在用户设备和ＧＧＳＮ之间创建一条新的链路。用户设备可以打开到一个或多个ＧＧＳＮ的主要ＰＤＰ上下文请求。如果与一条链路有关联的主要ＰＤＰ上下文请求和所有次要ＰＤＰ上下文请求都已关闭，则该链路被删除。 

　　ＡＰＮ可以标识出一种业务或一个外部网络，其表示方法与一个不受限域名相当。在“激活ＰＤＰ上下文请求”的操作中，ＳＧＳＮ通过执行一个域名服务器（ＤＮＳ）查询来找到终端所请求的一个或多个为该ＡＰＮ服务的ＧＧＳＮ。ＤＮＳ的应答包含一个ＧＧＳＮ地址列表，ＳＧＳＮ通过循环的方式从中选择一个地址使用。