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GPRS Handset Testing Basics
Prepared By Michael Jia
May 2003
第一章 GPSR简介
1.1．概述
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是GSM Phase2.1 规范实现的内容之一，能提供比现有GSM网9.6kbit/s更高的数据率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。
构成GPRS系统的方法是：
(1) 在GSM系统中引入3个主要组件：
l GPRS服务支持结点(SGSN, Serving GPRS Supporting Node)
l GPRS网关支持结点(GGSN, Gateway GPRS Support Node)
l 分组控制单元(PCU)
(2) 对GSM系统的相关部件进行软件升级
GPRS系统原理如下图所示：
ETSI指定了GSM900、1800和1900三个工作频段用于GSM，其中GSM900频段还有G1(E-GSM)频段和P频段。相应地，GPRS也工作于这三个频段，包括GSM900的G1频段和P频段，当然，GPRS可以限制每个小区只工作于P频段。如表1.1所示了GSM和GPRS的工作频段。
表1.1 GSM和GPRS的工作频段
900MHz频段 G1频段上行频率(原E－GSM) 880 --- 890MHz
P频段上行频率 890 --- 915MHz
G1频段下行频率(原E－GSM) 925 --- 935MHz
P频段下行频率 935 --- 960MHz
双工间隔 45MHz
载频间隔 200kHz
1800MHz频段 上行频率 1710 ---1785MHz
下行频率 1805 ---1880MHz
双工间隔 95MHz
载频间隔 200kHz
1900MHz频段 上行频率 1850 ---1910MHz
下行频率 1930 ---1990MHz
双工间隔 80MHz
载频间隔 200kHz
现有的GSM移动台(MS)，不能直接在GPRS中使用，需要按GPRS标准进行改造(包括硬件和软件)才可以用于GPRS系统。GPRS定义了3类MS：
l A类可同时工作于GPRS和GSM；
l B类可在GPRS和GSM之间自动切换工作；
l C类可在GPRS和GSM之间人工切换工作。
GPRS被认为是2G向3G演进的重要一步，不仅被GSM支持，同时也被北美的IS-136支持。
1.2 GPRS的主要特点
(1) GPRS采用分组交换技术，高效传输高速或低速数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用。
(2) 定义了新的GPRS无线信道，且分配方式十分灵活：每个TDMA帧可分配1到8个无线接口时隙。时隙能为活动用户所共享，且上行链路和下行链路的分配是独立的。
(3) 支持中、高速率数据传输，可提供9.05 ---171.2kbit/s的数据传输速率(每用户)。GPRS采用了与GSM不同的信道编码方案，定义了CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四种编码方案。
(4) GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。
(5) GPRS支持基于标准数据通信协议的应用，可以和IP网、X.25网互联互通。支持特定的点到点和点到多点服务，以实现一些特殊应用如远程信息处理。GPRS也允许短消息业务(SMS)经GPRS无线信道传输。
(6) GPRS的设计使得它既能支持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据的传输。它支持四种不同的QoS级别。GPRS能在0.5 ---1秒之内恢复数据的重新传输。GPRS的计费一般以数据传输量为依据。
(7) 在GSM PLMN中，GPRS引入两个新的网络节点：一个是GPRS服务支持节点(SGSN)，它和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS的存储单元，实现安全功能和接入控制。节点SGSN通过帧中继连接到基站系统。另一个是GPRS网关支持节点GGSN，GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。
(8) GPRS的安全功能同现有的GSM安全功能一样。身份认证和加密功能由SGSN来执行。其中的密码设置程序的算法、密钥和标准与目前GSM中的一样，不过GPRS使用的密码算法是专为分组数据传输所优化过的。GPRS移动设备(ME)可通过SIM访问GPRS业务，不管这个SIM是否具备GPRS功能。
(9) 蜂窝选择可由一个MS自动进行，或者基站系统指示MS选择某一特定的蜂窝。MS在重选择另一个蜂窝或蜂窝组(即一个路由区)时会通知网络。
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(10) 为了访问GPRS业务，MS会首先执行GPRS接入过程，以将它的存在告知网络。在MS和SGSN之间建立一个逻辑链路，使得MS可进行如下操作：接收基于GPRS的的SMS服务、经由SGSN的寻呼、GPRS数据到来通知。
(11) 为了收发GPRS数据，MS会激活它所想用的分组数据地址。这个操作使MS可被相应的GGGSN所识别，从而能开始与外部数据网络的互通。
(12) 用户数据在MS和外部数据网络之间透明地传输，它使用的方法是封装和隧道技术：数据包用特定的GPRS协议信息打包并在MS和GGSN之间传输。这种透明的传输方法缩减了GPRS PLMN对外部数据协议解释的需求，而且易于在将来引入新的互通协议。用户数据能够压缩，并有重传协议保护，因此数据传输高效且可靠。
(13) GPRS可以实现基于数据流量、业务类型及服务质量等级(QoS)的计费功能，计费方式更加合理，用户使用更加方便。
(14) GPRS的核心网络层采用IP技术，底层款可使用多种传输技术，很方便地实现与高速发展的IP网无缝连接。
1.3 GPRS的业务
GPRS是一组新的GSM承载业务，是以分组模式在PLMN和与外部网络互通的内部网上传输。在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS网络管理可以提供(或支持)一系列的交互式电信业务。
1. 承载业务
支持在用户与网络接入点之间的数据传输的性能。提供点对点业务、点对多点业务两种承载业务。
a. 点对点业务(PTP)
点对点业务在两个用户之间提供一个或多个分组的传输。由业务请求者启动，被接收者接收。
b. 点对多点业务(PTM)
点对多点业务是将单一信息传送到多个用户。GPRS PTM业务能够提供一个用户将数据发送给具有单一业务需求的多个用户的能力。包括有三种PTM业务：
l 点对多点广播(PTM-M)业务---是将信息发送给当前位于某一地区的所有用户的业务。
l 点对多点群呼(PTM-G)业务---是将信息发送给当前位于某一区域的特定用户子群的业务。
l IP多点传播(IP-M)业务---是定义为IP协议序列一部分的业务。
2. 用户终端业务
GPRS支持电信业务，提供完全的通信业务能力，包括终端设备能力。用户终端业务可以分为基于PTP的用户终端业务和基于PTM的用户终端业务。如表1-2所示。
表1-2 GPRS用户终端业务分类
基于PTP的用户终端业务 会话
报文传送
检索
遥信
基于PTM的用户终端业务 分配
调度
会议
预定发送
地区选路
3. 附加业务
GSM第2阶段附加业务支持所有的GPRS基本业务PTP-CONS、PTP-CLNS、IP-M和PTM-G的CFU(无条件呼叫转送)。GSM第2阶段附加业务不适用于PTM-M，如表1-3所示：
表1-3 GPRS附加业务的应用
简称 名称
CLIP 主叫线路识别表示
CLIR 主叫线路识别限制
CoLP 连接线路识别表示
CoLR 连接线路识别限制
CFU 无条件呼叫转移
CFB 移动用户遇忙呼叫转移
CFNRy 无应答呼叫转移
CFNRc 无法到达的移动用户呼叫转移
CW 呼叫等待
HOLD 呼叫保持
MPTY 多用户业务
CUG 封闭式的用户群
AoCI 资费信息通知
BAOC 禁止所有呼叫
BOIC 禁止国际呼出
BAIC 禁止所有呼入
1.4 GPRS业务的具体应用
GPRS业务主要有以下应用：
(1) 信息业务
传送给移动电话用户的信息内容广泛，如股票价格、体育新闻、天气预报、航班信息、新闻标题、娱乐、交通信息等等。
(2) 交谈
人们更加喜欢直接进行交谈，而不是通过枯燥的数据进行交流。目前因特网聊天组是因特网上非常流行的应用。有共同兴趣和爱好的人们已经开始使用非话音移动业务进行交谈和讨论。由于GPRS与因特网的协同作用，GPRS将允许移动用户完全参与到现有的因特网聊天组中，而不需要建立属于移动用户自己的讨论组。因此，GPRS在这方面具有很大的优势。
(3) 网页浏览
移动用户使用电路交换数据进行网页浏览无法获得持久的应用。由于电路交换传输速率比较低，因此数据从因特网服务器到浏览器需要很长的一段时间。因此GPRS更适合于因特网浏览。
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(4) 文件共享及协同性工作
移动数据使文件共享和远程协同性工作变得更加便利。这就可以使在不同地方工作的人们可以同时使用相同的文件工作。
(5) 分派工作
非话音移动业务能够用来给外出的员工分派新的任务并与他们保持联系。同时业务工程师或销售人员还可以利用它使总部及时了解用户需求的完成情况。
(6) 企业E-mail
在一些企业中，往往由于工作的缘故需要大量员工离开自己的办公桌，因此通过扩展员工办公室里的PC上的企业E-mail系统使员工与办公室保持联系就非常重要。GPRS能力的扩展，可使移动终端接转PC机上的E-mail，扩大企业E-mail应用范围。
(7) 因特网E-mail
因特网E-mail可以转变成为一种信息不能存储的网关业务，或能够存储信息的信箱业务。在网关管业务的情况下，无线mail平台将信息从SMTP转化成SMS，然后发送到SMS中心。
(8) 交通工具定位
该应用综合了无线定位系统，该系统告诉人们所处的位置，并且利用短消息业务转告其他人其所处的位置。任何一个具有GPS接收器的人都可以接收他们的卫星定位信息以确定他们的位置。且对被盗车辆进行跟踪等功能。
(9) 静态图像
例如照片、图片、明信片、贺卡和演讲稿等静态图像能在移动网络上发送和接收。使用GPRS可以将图像从与一个GPRS无线设备相连接的数字相机直接传送到因特网站点或其他接收设备，并且可以实时打印。
(10) 远程局域网接入
当员工离开办公桌外出工作时，他们需要与自己办公室的局域网保持连接。远程局域网包括所有应用的接入。
(11) 文件传送
文件传送业务包括从移动网络下载量比较大的数据的所有形式。
1.5 GPRS的优势及存在问题
1. GPRS的技术优势
l 资源利用率高
GPRS引入了分组交换的传输模式，使得原来采用电路交换模式的GSM传输数据方式发生了根本性的变化，这在无线资源稀缺的情况下显得尤为重要。按电路交换模式来说，在整个连接期内，用户无论是否传送数据都将独自占有无线信道。而对于分组交换模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率。GPRS用户的计费以通信的数据量为主要依据，体现了"得到多少、支付多少"的原则。实际上，GPRS用户的连接时间可能长达数小时，却只需支付相对低廉的连接费用。
l 传输速率高
GPRS可提供高达115kbit/s的传输速率（最高值为171.2kbit/s，不包括FEC）。这意味着通过便携式电脑，GPRS用户能和ISDN用户一样快速地上网浏览，同时也使一些对传输速率敏感的移动多媒体应用成为可能。
l 接入时间短
分组交换接入时间缩短为少于1秒，能提供快速即时的连接，可大幅度提高一些事务（如信用卡核对、远程监控等）的效率，并可使已有的Internet应用（如E-mail、网页浏览等）操作更加便捷、流畅。
l 支持IP协议和X.25协议
GPRS支持因特网上应用最广泛的IP协议和X.25协议。而且由于GSM网络覆盖面广，使得GPRS能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入。
2. 存在的问题
l GPRS会发生包丢失现象
由于分组交换连接比电路交换连接要差一些，因此，使用GPRS会发生一些包丢失现象。而且，由于话音和GPRS业务无法同时使用相同的网络资源，因此，用于专门提供GPRS使用的时隙数量越多，能够提供给话音通信的网络资源就越少。对用户来说其容量有限GPRS确实对网络现有的小区容量产生影响，对于不同的用途而言只有有限的无线资源可供使用。例如，话音和GPRS呼叫都使用相同的网络资源，这势必会相互产生一些干扰。其对业务影响的程度主要取决于时隙的数量。当然，GPRS可以对信道采取动态管理，并且能够通过在GPRS信道上发送短信息来减少高峰时的信令信道数。
l 实际速率比理论值低
GPRS数据传输速率要达到理论上的最大值172.2kbps，就必须只有一个用户占用所有的8个时隙，并且没有任何防错保护。运营商将所有的8个时隙都给一个用户使用显然是不太可能的。另外，最初的GPRS终端预计可能仅支持1个、2个或3个时隙，一个GPRS用户的带宽因此将会受到严重的限制，所以，理论上的GPRS最大速率将会受到网络和终端现实条件的制约。
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2000年12月21日，中国移动通信集团公司在京宣布：正式启动称为"移动梦网" 的GPRS网络建设。2001年6月，中国移动GPRS一期工程已完成，2001年10月正式投入商用。
第二章GPRS的网络结构
2.1 GPRS网络总体结构
GPRS网络是在现有GSM网络中增加 GGSN和SGSN 来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。其系统结构如图2-1所示。
图2-1 GPRS系统结构
图中，笔记本电脑通过串行或无线方式连接到GPRS蜂窝电话上。GPRS蜂窝电话与GSM基站通信，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信；GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如因特网或X.25网络。
来自因特网标识有移动台地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动台上。
SGSN是GSM网络结构中的一个节点，它与MSC处于网络体系的同一层。SGSN通过帧中继与BTS相连，是GSM网络结构与移动台之间的接口。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通过基于IP协议的GPRS骨干网连接到SGSN， 是连接GSM网络和外部分组交换网(如因特网和局域网)的网关。GGSN主要是起网关作用，也有将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。
SGSN和GGSN利用GPRS隧道协议(GTP)对IP或X.25分组进行封装，实现二者之间的数据传输。图2－2给出了GPRS网络结构的接入与参考点的简图。
图2-2 GPRS总体结构及接入接口和参考点
GGSN到外部分组网络是通过Gi参考点连通的，而其他GPRS网络是通过Gp接口连通的。另外，从MS端到GPRS网络有两个接入点，Um接口用于无线通信接入而R参考点用于信息的产生或接收。移动终端MT(例如手机)通过Um接口接入GPRS PLMN，R则是MT和TE(如笔记本电脑)之间的参考点。这里的MS由TE和MT两部分组成，它们通过R参考点组成一个整体，另外，MS也可单独由一个移动终端(MT)组成。
对于一个支持GPRS 的公共陆地移动网络(PLMN)，当它运行GPRS业务时可能涉及到任何其他网络，这时就产生了网络互通的需求。GPRS网络通过Gi参考点和Gp接口实现同其他网络的互通。
对于具有GPRS业务功能的移动终端，它本身具有GSM和GPRS业务运营商提供的地址，这样，分组公共数据网的终端利用数据网识别码即可向GPRS终端直接发送数据。另外GPRS支持与基于IP的网络互通，当在TCP连接中使用数据报时，GPRS提供TCP/IP报头的压缩功能。
由于GPRS是GSM系统中提供分组业务的一种方式，所以它能广泛应用于IP域。其移动终端通过GSM网络提供的寻址方案和运营商的具体网间互通协议实现全球网间通信。
2.2 GPRS逻辑体系结构
从逻辑上来说，GPRS通过在GSM网络结构中增添SGSN和GGSN两个新的网络节点来实现。由于增加了这两个网络节点，需要命名新的接口。图2-3说明了GPRS逻辑体系结构。表2-1给出了GPRS体系结构中的接口及参考点。
图2-3 GPRS逻辑体系结构一览
GPRS体系结构中的接口及参考点：
接口或参考点 说明
R 非ISDN终端与移动终端之间的参考点
Gb SGSN与BSS之间的接口
Gc GGSN与HLR之间的接口
Gd SMS-GMSC之间的接口，SMS-IWMSC与SGSN之间的接口
Gi GPRS与外部分组数据之间的参考点
Gn 同一GSM网络中两个GSN之间的接口
Gp 不同GSM网络中两个GSN之间的接口
Gr SGSN与HLR之间的接口
Gs SGSN与MSC/VLR之间的接口
Gf SGSN与EIR之间的接口
Um MS与GPRS固定网部分之间的无线接口
除了这些接口和参考点之外，GPRS还新增加了分组控制单元(PCU, Packet Control Unit)和Gb接口单元(GBIU, Gb Interface Unit)。
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其中PCU使BSS提供数据功能、控制无线接口、使多个用户使用相同的无线资源。GBIU提供从BSS到SGSN的标准接口。可以和PCU合并在同一个物理实体中。
由于GPRS在GSM网络中引入了两个GPRS支持节点和新的接口及单元， 会对GSM网络设备产生以下的影响：
l HLR现有软件需更新，以支持Gc、Gr接口；
l MSC现有软件需更新，以支持Gs接口；
l 在BSC中引入PCU，并且软件需要升级；
l BTS配合BCF进行相应的软件升级。
2.3 GPRS网络主要实体
GPRS网络主要实体包括GPRS支持节点、GPRS骨干网、本地位置寄存器HLR、短消息业务网关移动交换中心(SMS-GMSC)和短消息业务互通移动交换中心(SMS-IWMSC)、移动台、移动交换中心(MSC)/拜访位置寄存器(VLR)、分组数据网络(PDN)等。
1. GPRS支持节点(GSN)
GPRS的支持节点GSN是GPRS网络中最重要的网络节点，包含了支持GPRS所需的功能。GSN具有移动路由管理功能，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是一种类似于路由器的独立设备，也与GSM中的MSC集成在一起。在一个GSM网络中允许存在多个GSN。GSN有两种类型：SGSN和GGSN。
SGSN是为移动终端(MS)提供业务的节点(即Gb接口由SGSN支持)。在激活GPRS业务时，SGSN建立起一个移动性管理环境，包含关于这个移动终端(MS)的移动性和安全性方面的信息。SGSN的主要作用就是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和SGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。
GGSN通过配置一个PDP地址被分组数据网接入。它存储属于这个节点的GPRS业务用户的路由信息，并根据该信息将PDU利用隧道技术发送到MS的当前的业务接入点，即SGSN。GGSN可以经Gc接口从HLR查询该移动用户当前的地址信息。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和LAN等。另外，GGSN也又被称作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。
SGSN与GGSN的功能既可以由一个物理节点全部实现，也可以在不同的物理节点上分别实现。它们都应有IP路由功能，并能与IP路由器相连。当SGSN与GGSN位于不同的PLMN时，通过Gp接口互联。SGSN可以通过任意Gs接口向MSC/VLR发送定位信息，并可以经Gs接口接收来自MSC/VLR的寻呼请求。
2. GPRS骨干网
GPRS中有内部PLMN骨干网和外部PLMN骨赏街帧?br> 内部门PLMN骨干网是指位于同一个PLMN上的并与多个GSN互联的IP网。外部PLMN骨干网是指位于不同的PLMN上的并与GSN和内部PLMN骨干网互联的IP网，如图2-4所示。
图2-4 内部PLMN骨干网和外部PLMN骨干网
每一个内部PLMN骨干网都是一个IP专网，且仅用于传送GPRS数据和GPRS信令。IP专网是采用一定访问控制机制以达到所需安全级别的IP网。两个内部PIMN骨干网是使用边界网关(BG，Border Gateways)和一个外部PLMN骨干网并经Gp接口相连的，外部PLMN骨干网的选择取决于包含有BG安全功能的漫游协定，BG不在GPRS的规范之列。外部PLMN可以是一个分组数据网。
在同一个PLMN骨干网内，骨干网是图2-5中虚线方框内的部分。在GPRS骨干网内部，各GSN实体之间通过Gn接口相连，它们之间的信令和数据传输都是在同一传输平台中进行的，所利用的传输平台可以在ATM、以太网、DDN、ISDN、帧中继等现有传输网中选择
图2-5 GPRS网络骨干网的组成
3. 本地位置寄存器(HLR)
在HLR中有GPRS用户数据和路由信息。从SGSN经Gn接口或GGSN经Gc接口均都可访问HLR，对于漫游的MS来说，HLR可能位于另一个不同的PLMN中，而不是当前的PLMN中。
4. 消息业务网关移动交换中心（SMS-GMSC）和短消息业务互通移动交换中心（SMS－IWMSC）
SMS-GMSC和SMS-IWMSC经Gd接口连接到SGSN上，这样就能让GPRS MS通过GPRS无线信道收发短消息(SM)。
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5. GPRS移动台
GPRS MS能以三个运行模式中的一个进行操作，其操作模式的选定由MS所申请的服务所决定：即仅有GPRS服务，同时具有GPRS和其他GSM服务，或依据MS的实际性能同时运行GPRS和其他GSM服务。
A类(Class-A)操作模式：MS申请有GPRS和其他GSM服务，而且MS能同时运行GPRS和其他GSM服务。
B类(Class-B)操作模式：一个MS可同时监测GPRS和其他GSM业务的控制信道，但同一时刻只能运行一种业务。
C类(Class-C)操作模式：MS只能应用于GPRS服务。
6. 移动交换中心(MSC)和拜访位置寄存器(VLR)
在需要GPRS网络与其他GSM业务进行配合时选用Gs接口，如利用GPRS网络实现电路交换业务的寻呼，GPRS网络与GSM网络联合进行位置更新，以及GPRS网络的SGSN节点接收MSC/VLR发来的寻呼请求等。同时MSC/VLR存储MS(此MS同时接入GPRS业务和GSM电路业务)的IMSI以及MS相连接的SGSN号码。
7. 分组数据网络(PDN)
PDN提供分组数据业务的外部网络。移动终端通过GPRS接入不同的PDN时，采用不同的分组数据协议地址。
第三章 GPRS传输平台和信令平台
3.1 传输平台
GPRS传输平台由一个分层协议结构组成，如图3-1所示。其用于用户信息传输以及与此相关的信息传输中的过程控制(例如：流量控制、检错、纠错和错误恢复等)。传输平台通过底层无线接口和网络子系统(NSS)平台连接，这种独立性是通过保留Gb接口来实现的。
图3-1 传输平台
其中：
1. GPRS隧道协议(GTP)
GPRS骨干网中GSN间的用户数据和信令利用GTP进行隧道传输。所有的点对点PDP协议数据单元(PDU)将由GTP协议进行封装。GTP是GPRS骨干网中GSN节点之间的互联协议，它是为Gn接口和 Gp接口定义的协议。在GSM09.60中对GTP作了规范。
2. TCP
在GPRS骨干网中需要一个可靠的数据链路(如X.25)进行GTP PDU的传输时，所用的传输协议是TCP协仪。如果不要求一个可靠的数据链路(如IP)，就使用UDP协议来承载GTP PDU。TCP提供流量控制功能和防止GTP PDU丢失或破坏的功能。UDP提供防护GTP PDU受到破坏的功能。
3. IP
这是GPRS骨干网络协议，用以用户数据和控制信令的选路。GPRS骨干网最初是建立在IPv4协议基础上的，随着IPv6的广泛使用，GPRS会最终采用IPv6协议。
4. 子网相关融合协议(SNDCP)
这个传输功能将网络级特性映射到底层网络特性中去。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。SNDCP在GSM04.65中有说明。
5. 逻辑链路控制(LLC)
LLC是一种基于高速数据链路规程HDLC的无线链路协议，能够提供高可靠的加密逻辑链路。LLC层负责从高层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。LLC独立于底层无线接口协议，这是为了在引入其他可选择的GPRS无线解决方案时，对网络子系统NSS的改动程度最小。GSM04.64对LLC进行了规范。
6. 中继转发(Relay)
在BSS中，这项功能中继转发Um和Gb接口间的LLC PDU，在SGSNN中，这项功能是转发Gb和Gn接口间的PDP PDU。
7. GPRS基站系统协议(BSSGP)
这个层用来传输在BSS和SGSN之间与选路服务质量有关的信息。BSSGP没有纠错功能。GSM08.18对BSSGP进行了规范。
8. 网络服务(NS)
这个层传输BSSGP PDU。NS以BSS和SGSN之间的帧中继连接为基础，而且有多跳功能，并能横贯有帧中继交换节点的网络。GSM08.16 对NS进行了规范。
9. 无线链路控制(RLC)/介质访问控制(MAC)
这个层具备两个功能：一是无线链路控制功能，它能提供一条独立于无线解决方案的可靠链路。二是介质访问控制功能，它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。MAC除了控制着信令传输所用无线信道外，还将LLC帧映射到GSM物理信道中去。GSM04.60对RLC/MAC进行了规范。
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10. GSM RF
Um接口的物理层为射频接口部分，而逻辑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200kHz，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200kbit/s。考虑前向纠错码的开销，最终的数据速率可达164kbit/s左右。
3.2 信令平台
信令平台描述了信令传输的层次结构，由一些用于控制和支持传输平台功能的协议组成。信令平台按其应用可以分为7个种类。
1. MS-SGSN
如图3-2所示。图中的GMM/SM是指GPRS移动性管理和会话管理，支持移动性管理，如GPRS服务连接、GPRS服务断开。安全、路由区更新、定位更新、PDP环境激活、PDP环境去活等。
图3-2 信令平台 MS-SGSN
2. SGSN-HLR
如图3-3所示。图中，MAP表示移动应用部分(MAP, Mobile Application Part)，这个协议支持与HLR的信令交换。
图3-3 信令平台 SGSN-HLR
3. SGSN-MSC/VLR
如图3-4所示。图中BSSAP+表示基站系统应用部分(BSSAP, Base Station System Application+),它是BSSAP过程的一个子集，支持SGSN与MSC/VLR之间的信令传送。
图3-4 信令平台 SGSN-MSC/VLR
4. SGSN-EIR
如图3-5所示的信令平台表示移动应用部分支持SGSN与EIR间的信令传送。
图3-5 信令平台 SGSN-EIR
5. SGSN-SMS-GMSC或SMS-IWMSC
如图3-6所示的信令平台表示移动应用部分支持SGSN与SMS-GMSC或SMS-IWMSC之间的信令传送。
图3-6 信令平台 SGSN-SMS-GMSC或SMS-IWMSC
6. GSN-GSN
如图3-7所示。图中GTP表示GPRS隧道协议，在GPRS骨干网中，利用GTP隧道传输SGSN与GGSN之间或两个SGSN之间的用户数据和信令信息。用户数据报协议(UDP)用来传输两个GPRS支持节点之间的信令信息。
图3-7 信令平台 SGSN-GSN
7. GGSN-HLR
当任选信令路径时，允许一个GGSN与一个HLR交换信令信息。通常有两种可供选择的信令路径实现方法：
1 基于MAP的GGSN-HLR信令
如果在GGSN上安装有SS7接口，则在GGSN和HLR之间就可以使用MAP协议。如图3-8所示表示了移动应用协议支持HLR的信令交换。
图3-8 信令平台使用MAP的GGSN-HLR
2. 基于GTP和MAP的GGSN-HLR信令
如果在GGSN上没有安装SS7接口，与GGSN在同一PLMN中的任一具备SS7接口的GSN都能用作一个GTP到MAP协议的转换器，以便在GPRS骨干网中，在GGSN和有协议转换功能的GSN之间通过隧道传输信令信息。图中的互联(Interworking)功能提供GTP和MAP间的互联，以进行GGSN-HLR间的信令传输。
图3-9 信令平台 应用GTP的SGSN-HLR和MAP
第四章 GPRS的主要接口
4.1 GPRS的无线接口Um
无线接口Um是移动台(MS)与基站(BTS)之间的连接接口，GPRS中接口标准遵循GSM系统的标准。与GSM系统相同，在GPRS系统的空中接口中，一个TDMA帧分为8个时隙，每个时陈发送的信息称为一个"突发脉冲串"(Burst)，每个TDMA帧的一个时隙构成一个物理信道。物理信道被定义成不同的逻辑信道。与GSM系统不同，在GPRS系统中，一个物理信道既可以定义为一个逻辑信道，也可以定义为一个逻辑信道的一部分，即一个逻辑信道可以由一个或几个物理信道构成。
MS与BTS之间需要传送大量的用户数据和控制信令，不同种类的信息由不同的逻辑信道传送，逻辑信道映射到物理信道上。
1. 分组数据链路逻辑信道
(1) 分组公共控制信道(PCCCH,Packet Common Control Channel)
它包括如下一组传输公共控制信令的逻辑信道。
l 分组随机接入信道(PRACH, Packet Randem Access Channel)
此信道只存在与上行链路，MS用来发起上行传输数据和信令信息。分组接入突发和扩展分组接入突发使用该信道。
l 分组寻呼信道(PPCH, Packet Paging Channe1)：
此信道只存在于下行链路。在下行数据传输之前用于寻呼MS。可以用来寻呼电路交换业务。
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l 分组接入许可信道(PAGCH，Packet Access Grant Channel)：
此信道只存在于下行链路。在发送分组之前，网络在分组传输建立阶段向MS发送资源分配信息。
l 分组通知信道(PNCH,Packet Notification Channel)：
此信道只存在于下行链路。当发送点到多点-组播(PTM-M)分组之前，网络使用该信道向MS发送通知信息。
(2) 分组广播控制信道(PBCCH, Packet Broadcast Control Channel)
只存在于下行链路。广播分组数据特有的系统信息。
(3) 分组业务信道(PTCH, Pachet Traffic Channe1 )
它包含有
l 分组数据业务信道(PDTCH，Pachet Data Traffic Channe1：
用于传输分组数据。在PTM-M方式，该信道在某个时间只能属于一个MS或者一组MS。在多时隙操作方式时，一个MS可以使用多个PDTCH并行地传输单个分组。所有的数据分组信道都是单向的，对于移动发起的传输就是上行链路(PDTCH/U)，对于移动终止分组传输就是下行链路(PDTCH/D)。
l 分组相关控制信道(PACCH, Packet Associate Control Channel)：
它携带与特定MS有关的信令信息。这些信令信息包括确认、功率控制等内容。它还携带资源分配和重分配消息，包括分配的PDTCH的容量和将要分配的PACCH的容量。当PACCH与PDTCH共享时，就是共享时已经分配给MS的资源。另外，当一个MS正在进行分组传输时，可以使用PACCH进行电路交换业务的传输。
总之，GPRS系统定义了为分组数据而优化的逻辑信道，如表4-1所示。
表4-1 GPRS逻辑信道
组别 名称 方向 功能
PCCCH PRACH 上行 随机接入
PPCH 下行 寻呼
PAGCH 下行 允许接入
PNCH 下行 多播
PBCCH PBCCH 下行 广播
PTCH PDTCH 下行和上行 数据
PACCH 下行和上行 随路控制
2. 无线接口Um
GPRS的无线接口Um可以用下图GPRS MS-网络参考模型来描述。MS与网络之间的通信涉及了物理射频(RF)、物理链路、无线链路控制/媒体接入控制(RLC/MAC)、逻辑链路控制和子网依赖的汇聚层几个层次。
GPRS MS-网络参考模型
物理层分为物理RF层和物理链路层两个子层。物理RF层执行物理波形的调制和解调功能，把物理链路层收到的比特序列调制成波形，或把接收的波形解调成物理链路层所需要的比特序列。物理链路层提供在MS和网络之间的物理信道上进行信息传输的服务。这些功能包括数据单元成帧、数据编码、检测和纠正物理介质上传输错误。物理链路层使用物理RF层提供的服务。
数据链路层包括RLC和MAC两个子层。RLC/MAC层提供通过GPRS无线接口传输信息的服务。这些功能包括后向纠错过程。MAC层提供多个MS接入共享媒体的方法。 RLC/MAC层使用物理链路层提供的服务，并向上层(LLC)提供服务。
(1) 物理射频(RF)层
物理RF层由GSM05系列标准定义，包括如下的内容：载波频率的特点和GSM信道结构；发送波形的调制方式和GSM信道的数据速； 发射机和接收机的特性及其要求。
(2) 物理链路层
物理链路层运行在物理RF层的上面，在MS和网络之间提供物理链路。其目标是通过GSM的无线接口传输信息，包括RLC/MAC层的信息。物理链路层支持多个MS共享一个物理信道。
物理链路层的控制功能提供维持通信能力所需要的服务。在GPRS中不使用网络控制的越区切换，而是由MS执行小区的重新选择。
层功能
a. 物理链路层职责：
前向纠错编码、检测和纠正发送的码字并提供错误码字的指示、块交织、在TDMA帧的连续四个突发上进行正交交织和提供检测物理链路层拥塞的过程。
b. 物理链路层的控制功能
l 同步过程包括决定和调整MS定时提前的方法；
l 无线链路信号质量的监视和评估过程；
l 小区选择和重选的过程；
l 发射机的功率控制过程；
l 电池功率管理过程，例如非连续接收(DRX)过程。
无线块结构
传输不同的数据和控制信息有不同的无线块结构，块结构包含MAC层头部、RLC数据块或RLC/MAC层控制块，一般情况下包括4个正常的突发，如下图所示。
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MAC层的头部包含控制域，8比特的固定长度，上行和下行不同。
RLC头部包含上行和下行方向不同的控制域，RLC是可变长度的。RLC数据域包含一个或多个LLC PDU数据字(8比特)。块校验序列(BCS)用于错误检测。
RLC/MAC控制信息域包含一个RLC/MAC控制信息。
信道编码
分组数据信道定义了4种分组数据编码方案，CS-1到CS-4。编码块结构如下图所示。除了PRACH、PTACH/U, 其它所有的分组控制信道一般使用CS-1。对于PRACH的接入突发，指定了两种编码方案。MS都必须提供所有的编码方案，而网络端只需提供CS-1。
CS-1、CS-2、CS-3的块结构
CS-4的块结构
a. PDTCH的信道编码
对于携带RLC的无线块，定义了4种编码方案。编码过程的第一步是附加块校验序列(BCS)。编码第二步对于CS-1、CS-2和CS-3，进行上行链路状态标志(USF)预编码(除CS-1)，附加4比特的尾码，半速率卷积码，之后进行截短以便提供希望的编码速率。对于CS4，不对纠错码进行编码。
不同编码方案的编码参数
方案 码率 SF 预编码USF 无线块 BCS 尾码 编码后比特 截短比特 数据速率kbit/s
CS-1 1/2 3 3 181 40 4 456 0 9.05
CS-2 2/3 3 6 268 16 4 588 132 13.4
CS-3 3/4 3 6 312 16 4 676 220 15.6
CS-4 2 3 12 428 16 - 456 - 21.4
b. PACCH、PBCCH、PAGCH、PPCH、PNCH和PTCCH信道编码
它们使用CS-1的编码方案。
c. PARCH信道编码
PARCH可以使用两种突发：8比特信息的接入突发或11比特信息的扩展接入突发。MS支持两种突发。对于8比特的突发，信道编码方案使用与GSM05.03中定义的随机接入信道的编码方案相同。
11比特的突发编码方案使用8比特编码的截短码方案。
时间提前
时间提前过程用于导出正确的时间提前值，以便MS在上行链路传输无线块。它包括两个部分：初始时间提前估计和连续时间提前更新。
初始时间提前估计是根据携带分组信道请求的单个接入突发作出。分组上行链路分配或分组下行链路分配之后携带这些估计的时间值到MS。MS使用该值在上行链路上进行传输直到连续时间提前更新过程提供一个新值。
连续提前更新在分组传输模式MS使用连续时间提前更新过程。连续时间提前更新过程由分配给MS的PTCCH携带。在上行(下行)分组传输，在分组上行(下行)链路分配信息中，分配给MS时间提前指示和PTCCH。
(3) 媒体介入控制和无线链路控制层(MAC/RLC)
MAC层的功能定义了多个MS共享传输媒体的过程，共享媒体由几个物理信道组成。其提供了对多个MS的竞争仲裁过程、冲突避免、检测和恢复方法。MAC层功能还允许单个的MS并行地使用几个物理信道。
RLC功能定义了选择性重传未成功发送的RLC数据块的过程。RLC/MAC功能提供了非确认和确认两种操作模式。
层功能
GPRS的MAC层功能主要负责：
l 提供在上行和下行链路高效的数据和信令的复用功能，复用的控制留给网络端。在下行链路，复用根据调度机制来控制；在上行链路，复用通过分配媒体到单个用户来控制。
l 对于移动发起的信道接入，进行竞争裁决，包括冲突的检测和恢复。
l 对于移动终止的信道接入，包括分组接入的排队。
l 优先级处理。
操作模式
一般地，在GPRS中，多个MS和网络共享媒体资源，即PDCH。GPRS无线接口由非对称的和独立的上行和下行链路组成。下行链路是从网络到多个MS 的传输，不需要竞争裁决。上行链路是在多个MS之间共享的媒体之间进行，需要竞争裁决过程。
PLMN分配无线资源和MS使用这些资源能分割成两个部分：PLMN按对称的方式对GPRS分配无线资源(上行和下行)。对点到点、点到多点组播和组呼呼叫服务使用上行和行链路的无线资源是独立的，也允许上行和下行相关的分配方式，以便支持少数MS在两个方向上同时传输数据。一个MS也可分配几个PDTCH。
媒体接入模式
支持三种媒体接入模式：动态分配、扩展动态分配和固定分配。其中，支持GPRS的所有网络都支持动态媒体接入模式和固定接入模式，扩展动态媒体接入模式是可选的。
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MS应该支持动态媒体接入模式和固定媒体接入模式。
移动端发起的分组传输
a. 移动端发起的分组传输包括：
l 上行链路接入
MS通过在取PRACH或RACH上发送分组信道的请求发起分组的传输过程。网络分别在PRACCH或AGCH信道上进行响应。下图示出了上行链路接入图。
l 动态/扩展动态分配
上行链路的分组传输过程。分组上行链路分配信息包括PDCH列表和每个PDCH的相应的USF值，分配一个唯一的TFI值，并用在之后的临时块流的RLC数据和控制块中。MS在分配的PDCH上监视USF，并在其上传输无线块。
l 固定分配
固定分配使用分组上行链路分配通知MS详细的分组上行链路资源分配。固定分配包括开始帧、时隙分配和块分配的比特映像(每个时隙的块的分配)。
l 竞争解析
竞争的解析是RLC/MAC层的一个重要的部分，特别是因为一个信道分配可以用于传送一些数据帧。在动态信道分配和固定信道分配方案中都使用竞争解析。
b. 移动端终止的分组传输包括
l 分组寻呼
网络端启动的分组传输是在等待状态时在下行PPCH或PCH信道上发送一个分组寻呼请求信息。MS通过启动一个分组响应过程来响应分组寻呼请求。RLC/MAC分组寻呼响应信息包含TLLI，同样，完整的LLC帧也包含TLLI信息。在分组寻呼响应后，MS的移动性管理状态进入准备好状态。下图示出了下行链路分组传输的寻呼信道的信息序列。
下行链路分组传输的寻呼信道的信息序列
l 下行链路的分组传输
网络在准备好状态下使用分组下行链路分配信息启动向MS的传输。当小区中已经分配PCCCH时，分组下行链路分配在PAGCH传输；在没有PCCCH时，在AGCH上发送分配信息。
l 资源的释放
资源的释放由网络端完成，网络终止下行链路的传输，并轮询MS，要求最后的分组进行下行链路的确认和非确认。
上行和下行链路同时进行分组传输
在进行上行链路的临时流块的传输时，MS监视下行链路的PDCH，查看在PACCH中是否含有分组下行链路的分配信息。
当MS在接收下行链路的临时块信息时想要进行上行链路的传输，只要在确认信道上发送一个指示信息就可以。这样做时不需要向网络发送专门的分组信道的请求。
(4) 子网相关融合协议(SNDCP)
在MS和SGSN中SNDCP位于网络层之下，逻辑链路控制层之上。它支持多种网络层，这些网络层分组数据协议共享同一个SNDCP，由此，来自不同数据源的多元数据都能通过LLC层。
SNDC实现了下列功能：
l 将接收自网络层的SNDC原语映射到要传递到LLC层的LLC原语，反之亦然。
l 采用多路技术，将来自一个或多个NSAPI的N-PDUs复用到一个LLC SAPI上。
l 对冗余控制信息和用户数据的压缩。
l 分段和重组。
4.2 Gb接口
Gb接口把BSS同SGSN连接起来，以进行信令信息和用户数据的交换，Gb接口能使多用户复用同一物理资源。资源在用户活动时(当数据发送或接收时)分配给用户，而在活动结束时会马上被收回并重新分配。这与A接口相反，在A接口，单个用户在一个呼叫的整个生命周期中独占一套专用物理资源，不管是否在活动。
GPRS信令和用户数据在同一个传输平台上发送，不要求为信令分配专用的物理资源。每用户的接入速率可以无限制的改变，从零数据到最大可能的链路速率(例如，El干线可用的比特率为1984kbit/s)。
1. 物理层协议
在GSM 08.14中定义的多个物理层配置和协议在此都是可用的，物理资源应该通过O＆M过程进行配置。
2. 链路层协议
Gb接口链路层协议是基于帧中继的，在GSM 08.16中有定义。在SGSN和BSS之间建立帧中继虚电路，来自许多用户的LLC PDU复用这个虚电路。这个虚电路可能是多跳的，并横贯一个由帧中继交换节点组成的网络。帧中继将用于信令和数据传输。
3. BSS GPRS协议(BSSGP)
BSSGP的主要功能是提供与无线相关的数据、QoS和选路信息，以满足在BSS和SGSN之间传输用户数据时的需要。在BSS中，它用作LLC帧和RLC/MAC块之间的接口；在SGSN中，它形成一个在源于RLC/MAC的信息和LLC帧之间的接口。在SGSN和BSS之间的BSSGP协议具有一一对应关系，如果一个SGSN处理多个BSS，这个SGSN对于每一个BSS都必须有一个BSSGP协议机制。
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BSSGP主要具有以下功能：
l 在SGSN和BSS之间提供一个无连接的链路；
l 在SGSN和BSS之间非确认的传输数据；
l 在SGSN和BSS之间提供了数据流量双向控制工具；
l 处理从SGSN到BSS的寻呼请求；
l 支持在BSS上的旧信息的刷新；
l 支持在SGSN和BSS之间的多层链路。
4.3 Abis接口
当GPRS MAC层和RLC层的功能置于远离BTS的位置上时，信道编码器单元(CCU)和远端GPRS分组控制单元(PCU)之间的信息按320bit(20ms)的固定长度的帧发送。如图5-7说明了远端分组控制单元PCU的位置。
不管PCU是置于BSC端(图5-7B)还是置于GSN端(图5-7C)，Abis接口都是一样的。在B中，PCU作为到BSC的连接单元，在C中，BSC对16kbit/s信道来说是透明的。在结构B和C中，PCU被认为是远端PCU。
远端PCU看作是BSC的一部分，BSC和PCU之间的信令传输通过使用BSC内部信令执行。当应用Abis接口时，CCU和PCU功能之间的带内信令传输要求使用PCU帧。
远端分组控制单元(PCU)的位置
PCU负责实现下列GPRS MAC和RLC层的功能：
l 把LLC层PDU分块成RLC块，用以下行链路传输；
l 把RLC块重组成LLC层PDU，用以上行链路传输；
l PDCH时序安排功能，用以上行链路和下行链路的数据传输；
l PDCH上行链路ARQ功能，包括RLC块ACK/NAK；
l PDCH下行链路ARQ功能，包括对RLC块的缓冲和重组；
l 信道访问控制功能，例如访问请求和授权；
l 无线信道管理功能，例如功率控制、拥塞控制、广播控制消息等。
信道编码器单元(CCU)的功能包括：
l 信道编码功能，包括FEC和插入；
l 无线信道测度功能，包括接收质量水平、接收信号水平以及与时间提前测度相关的信息。
BSS负责无线资源的分配和回收，在PCU和CCU之间每隔20毫秒发送一个PCU帧。
第五章 GPRS 移动台的测试
工业界的一种观点认为，作为GSM的一种扩展，GPRS能够用现有的GSM测试方法来进行测试。但事实上，大致有75％的GSM移动台设计需要进行修正以达到GPRS功能。这是由于两种类型的移动台在诸多方面有不同。下面列举的是主要的几个方面。
5.1 GPRS移动台的特点
上行和下行链路突发计时的不同
在传统的GSM系统中，若移动台开始接收，这时为下行时隙0，直到下行时隙3时，移动台才会发射。结果是GSM移动台总是在收发间间隔2个时隙。
对于GPRS移动台来说，上行和下行间的转换仅为1个时隙而不是GSM的2个时隙。这增加了移动台中重新调谐和锁定不同频率的难度。这使移动台能在较短的时间内迅速返回“静听”状态以便及时接收周围蜂窝上可能传来的数据。
GPRS移动台必须具有跳变速度更快的本振。认证移动台快捷的接收机跳变是GPRS测试的一个重要项目。当LO/PLL不能足够快地稳定，就会增加频率误差，同时也增加了突发开始时的相位误差，使传输的数据质量恶化。
接收不同功率电平的相邻突发脉冲
在标准的GSM时隙中，下行链路中每个帧仅具有一个数据突发。这个突发的功率电平变化信息通常在慢相关控制信道（SACCH）或快相关控制信道（FACCH）上每隔26个帧与移动台进行交换。在GPRS中，移动台能够接收在同一帧内多个时隙上的数据。后一个突发上的功率电平较之前一个突发的功率电平差异最高可达10分贝。为此，移动台接收级的放大器的自动增益控制电路必须能够对功率进行控制并快速稳定，这比GSM移动台的要求来得高。
特别地，移动台必须在相邻时隙的功率渐变周期内完成功率的变化，对于GPRS移动台来说，这个时间是34ms，而在GSM移动台中则是4ms，如下图所示。若移动台放大器不能足够快地调节功率，数据传输就会恶化。
发射不同功率电平的相邻突发
现时ETSI定义的GSM PVT（功率时间）模板已经进行了修改，使其适应多个相邻的不同电平的上行时隙。类似相邻接收的情况，这也给发射带来了困难。
在标准的GSMPVT曲线中，移动台突发仅仅有上升、过冲、有用部分及下降特性。而GPRS中采用的多相邻上行突发表明移动台的发射时间较长及经历的突发间的功率电平有较大的变化。
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GSMPVT曲线
GPRS PVT曲线
输出射频频谱
因交换产生的输出频谱会因GSM/GPRS突发渐变产生射频能量的扩展。测试结果表明在多时隙GPRS移动台和GSM移动台间有很大不同。通常，若发射的功率变化太快，在传输过程中会产生有害的频谱扩展。若频谱扩展到其它的频率信道，就会影响到同一蜂窝内的其它用户，增加它们的发射功率，降低移动台的电池使用寿命，增加整个蜂窝内的干扰。若移动台的变化太慢，ORFS问题可以避免，但在突发开始会有误码，或突发会超出功率时间曲线模板的外面。
BER测试与BLER测试
在环回状态，有可能完成BER 测试。这个指标是移动台准确接收能力的评估。由于GPRS数据链路是非对称的，采用的下行时隙较上行时隙为多。在这种情况下，不可能将所有的下行数据回环。对于实用的测试方案，有必要使用户能够选择需要回环的下行时隙。这样做的理由是移动台比其它电路较难发现功率电平的变化。例如，在具有不同功率电平时隙的多下行结构中，移动台不得不用自动增益控制（从较高电平到较低电平及从较低电平到较高电平）环路进行不同的功率电平转换。若用户能够选择那些回环的时隙，用户也能选择那些需要测试的电平转换。
通常在GSM的灵敏度测试中采用误码率(BER),而在GPRS测试中，标准的测试采用块误码率(BLER)。
BLER类似BER，但分辨单位是块，不是比特。一个块具有4个无线突发。在一个块中的数据比特数则随根据采用的信道编码表而定。在GPRS 中，有四种不同的信道编码(CS-1-CS-4)，它们有不同的纠错保护。移动台的参考灵敏度随采用的编码表而变化。
在BER测试中，采用的典型方法包括发送一个比特序列（通常是一个由测试仪发出的伪随机二进制序列（PRBS）到移动台）。这个数据是在低电平（通常接近移动台接收机的参考灵敏度电平）。移动台接收和将接收到的数据再发射回测试仪。测试仪将接收到的数据与原先发射的数据比较，计算误码率。依据是否考虑信道编码，再GSM的标准中有不同的BER 定义。
对于BLER测试，数据的发送类似BER测试，但计算是采用的是接收到的误差块和发送块的比较。一个块具有四个突发，每个块具有一个块检查序列（BCS）。若发现BCS错误，则这一块被认为有错。
在正常的工作中，移动台接收块，若媒体接入控制（MAC）设定标题查询比特，移动台会发送回ACK（确定）或NACK（没有确定）响应，这取决于块是否被正确接收。发射设备（即测试仪中的模拟基站）能够记录移动台未被确认的块的相对数目与被确认的块的总数目。两者比值用于计算BLER.。这种方法的优点在于网络能够监视正常使用时BLER的性能。
BLER测试仪基于3GPP 51.010（即先前的ETSI GSM 11.10）14.16 (GPRS)章及14.18.1 (EGPRS)章。
5.2测试GPRS的方法
在GSM系统中，非常容易将移动台设定在连续发射合接收状态（仅仅要作的进行一次通话），在GPRA移动台中，转移数据时才进行收发。这样，需要有一种方法迫使移动台进行连续通讯。主要的测试方法有：
BLER 测试模式
BLER 链接模式使一种具有Agilent知识产权的方法，这种方法采用标准的信令信息。采用分组的来自移动台的确认/不确认计数来计算BLER。作一个确认移动台必须发射。通过保持对接收的块的计数，就可以评估移动台接收机复制即将到来数据能力的优劣。
这种连接的方法通过导频比特组发送GPRS移动性管理（GPRS Mobility Management, GMM）信息到移动台。这会迫使移动台响应确认/不确认信息，这种信息使测试仪计算BLER指标。在Agilent BLER模式中针对不同的用户移动台，有多种附加的用户结构来提高连接的可靠性。
BLER 可以同时测试移动台的收发性能。这种测试方法的优点是不需在移动台中增加特殊的固件。所有其它的GPRS测试模式需要在外部对移动台进行控制（以产生PRBS序列）或具有回环数据能力。
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这种测试模式的工作采用无线电链接控制/媒体接入控制（RLC/MAC）层,以认证底层协议是否正确工作，到达移动台的信令如同正常通讯。
人们同时也可采用BLER模式来评估接收机灵敏度
当人们说一个移动台的最小灵敏度指标是－XdBm,这就是接收机能够无差错接收的最小电平。在发布的 99 GSM5.05（现在的3GPP 45005）中有GPRS移动台的参考灵敏度标准。下表给出了在静态条件下GPRS移动台在各个带内的参考灵敏度输入电平。
在以上各种情况下的BLER指标必须小于等于10％。
ETSI 测试模式
为测试GPRS移动台，ETSI已经定义了专门针对类型论证的测试模型。主要集中在测试移动台对给定的空中接口刺激所产生的反应。ETSI测试模式 A仅对发射机进行测试而测试模式B既对发射机也对接收机进行测试。
ETSI测试模式A
一旦移动台接收到测试仪发出的基站信号并且完成了GPRS附着，便建立了下行临时块流（TBF）,测试仪发出的基站信号在空中接口中发出了“开始ETSI测试模式A”的协议信息。（一个TBF是两个无线资源（RR）采用的支持在分组数据物理信道上的逻辑链接控制（LLC）分组数据单元（PDU）无方向转移一个物理链接）这指示移动台进入测试模式A。链接的配置（信道、时隙、编码方案等）尝试着与通常的传输规则相适应，如GSM 04。60所定义的。移动台然后必须产生其自身的PRBS（伪随机二进制序列）以填充数据块，在每个帧中连续发射。
一旦移动台处在发射状态，测试仪器能够完成移动台的发射机测试以保证移动台的发射指标在容差范围内。
这个测试模式的缺点在于它要求移动台具有特殊的固件以使移动台能够产生PRBS以增加数据块。在移动台中实现这个功能会增加研发时间。此外，此模式仅能用于发射机测试。然而，接收机测试也是GPRS设备生产商关注的另一重要测试。
ETSI测试模式B
一旦移动台链接上基站信号，完成GPRS附着，下行的TBF建立，“开始ETSI测试模式B”协议信息就会在空中链路中发送。这指示移动台进入测试模式B。链接的配置（信道、时隙、编码方案等）尝试着与通常的传输规则相适应，如GSM 04。60所定义的。
测试仪器在下行链路上发送数据块，数据块中包含有伪随机数据序列。对于上行链路，数据块的有效载荷包含先前发送到移动台的下行链路上的数据载荷。这个过程继续直到测试仪器终止下行链路的TBF。
由于移动台将下行数据环回到上行链路，有可能完成计算BER的数据比较。由于移动台在每个帧均发射，测试仪器也能够进行发射机测试。由于测试模式B提供了移动台在GPRS模式下的最大测试范围，工业界较多地采用了B模式。虽然BLER 也提供了接收机测试，BER依然使接收机性能地更精确的测试。虽然如此，GPRS的接收机测试依旧定义为BLER而不是BER。
测试模式B同时具有许多优点和缺点。从优点方面来看，这是移动台收发能力的优秀的测试。而它要求在移动台上加入固件，加大了研发难度。
生产测试模式
在这个测试中，移动台和测试仪器被全部独立控制，就是，在移动台和测试仪器间没有协议控制。移动台的生产商必须采用适当的通讯方法来控制他们的移动台。若移动台能够同步在从测试仪发出的基站信号（BCH）并能接收/回环下行PDTCH信号，人们就能进行BER 测试，并评估接收机能力。
在GPRS中，下行功率控制是由RLC(Radio Link Control, 射频链接控制)数据块头的信息辅助完成的，此信息告诉移动台将要到达的大致功率。这有助移动台调整它的AGC回路。通常在生产测试模式中，块内的数据均是PRBS，若移动台采用RLC字头内的功率减少字段以调整移动台的输入电路，这就会给移动台带来问题。PR字段有两个数据位，在下行链路功率控制（DPC）模式A中，定义有两种偏移。
人们可以看到，若字段填充的是随机数据，经移动台解码后作用于接收电路，接收机有可能会被击穿，其BER值会增加。
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生产测试模式有时被称为仪器测试模式、工程测试模式、生产测试模式、有限测试模式或就叫测试模式。
测试模式即有优点也有缺点：优点是移动台在不采用空中接口的情况下，可以被控制，去除了移动台的链接、GPRS附着等过程，因而也减少了测试时间。不利的方面在于必须在移动台中加入固件，移动台必须人工控制或由计算机遥控。这会增加移动台的研发时间。再说，这类测试不能全面覆盖移动台的测试。
为何采用基于协议的测试模式
若不采用基于协议的测试模式，移动台必须单独控制，任何链接上的变化必须针对移动台和测试仪分别进行。这增加了研发时间。
GPRS 的测试必须采用基于协议的测试方案。GPRS的信令开销大大高于GSM。GPRS必须处理丢失数据块问题、进行数据重发及相关的信令。根据接收机的特性和性能，每个移动台的信令开销均不相同。
切换性能对GPRS来说非常重要。不采用信令，这个指标不能被充分测试。事实上不采用信令，就不可能完成一个真实的切换。真实的切换涉及到移动台和测试仪器重新调谐到一个新的频率。在切换的实际过程中，掉话比其它任何时间更多。这对GPRS的数据传输比语音传输更要命。你不得不放弃下载到一半的大文件而重新开始下载。
采用测试模式不能充分检测本振/频合器（LO/PLL）的性能。移动台不能完成收发间的重新调谐测试以采用首次输入的BA表来测试相邻蜂窝内的功率。此项测试之所以重要是因为LO/PLL子系统是GPRS移动台较GSM移动台变化较多的部分。
采用基于协议的测试模式，人们还可以认证移动台的协议栈。
5.3 测试仪器
业内使用较多的测试仪器是安捷伦公司的。早在1991年安捷伦的前身HP公司便率先推出了8922GSM综合测试仪；1993年推出了8924CDMA移动基站测试仪；1996年发布8960系列10型无线通信测试仪；2000年率先发表基于8960系列10型无线通信测试仪的GPRS测试解决方案，并发布CDMA200生产测试解决方案，用于IS-2000标准的CDMA2000手机的生产；2001年，安捷伦推出市场上第一套3G手机测试系统，使CDMA2000、GPRS和多制式手机的批量生产成为可能。
另外近期呼声较高的是IFR系统公司推出的加入了GPRS测试固件2935无线测试系统。
5.4 测试实例
这里的测试实例采用的仪器是8960 配E1968A。GPRS移动台主要进行的测试内容有：发射功率、功率时间曲线、相位频率误差、输出RF频谱、BER测量及块差错率测试。
发射功率
对于不能自动执行GPRS附着功能的手机，将移动台设定在数据模式。
按8960面板上的测试选择键，选择发射功率测试，按F1键,设定测试参数。如设定测试超时为5S。典型的测试结果如下图所示。
功率时间测试
对于能够支持两个相邻上行时隙的移动台，手机测试时将测试结果与仪器内设定的功率时间模板比对。
另外测试仪还能显示突发的上升沿，下降沿和各个偏离位置处的功率。
下图显示的是两个相邻上行突发的显示图。
相位及频率误差测试
按测试选择键，选择相位及频率测试。按F1以设定相位及频率，测试超时设定未10S。下图是典型的测试结果图。
输出射频频谱
误码率测试
块差错率测试
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好文章!可惜图没的
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回复：GPRS手机测试基础
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我们是一地方硅橡胶生产企业，现面向社会揭露商业骗子不讲诚信----南京尚普电子科技有限公司，老总黄建林。我们公司为其投入了很大尽力协助他们生产仪器按键，我们生产的按键已经得到工程师的验收合格。我以和该公司王工多次电话，并且确认产品没有任何质量问题！并且使用在仪器中。但是最后该公司老总黄建林拒绝付模具。以一句样品公司内部认定不合格，就将我们的产品全部否定。否定了我们所有的努力。并且以产品问题，还要要求我们赔款。按照正常的商业规章，应该先付一般模具款。但是由于仪器按键相对于我们工厂是新的产品类别。由于该公司 采购陶小姐（业已离职，就不公布该姓名）一再保证说他们是大公司，一定在收到样品后付清模具款，不会为难 我们的。并且一在保证不会出现问题，于是就草签合同，先开模具，再付清模具款！当时负责技术的王工就提醒 我说，你们这种行为很危险，没有付一般模具款就开模具，不符合商业规则。的确不符合商业规则，我想毕竟是 仪器的，公司整体素质应该满高的。但是这准确是恶梦的开始，黄建林从开始汇款，许诺汇款，到最后拒绝汇款 中间横跨5个月。一直以黄建林出差为名一直往下拖。并且中途和我们联系的采购辞职了。该采购的理由是该老总 黄建林不讲信誉，由于黄建林不讲商业信誉，她当初许诺我们关于模具款的事。现在不能办到，比较为难就离职 了！黄建林在使用了我们的产品后拒绝付款（只是维修的仪器，几台仪器的按键损坏，中间以量产的幌子，诱骗我们 上当，开模具）。要求合格6片样品之后逃之夭夭。。。该公司为二手仪器回购、仪器校准服务、维修。我们厂为该公司做了一套仪器硅橡胶按键。从开始按照图纸开模 具，之后按照他们的图纸修改模具。从刚开始提供的配色方案到最后又修改按键配色方案。我们样品送了5次。现摘录我和该公司前采购的QQ对话：
**静子 09:54:25 会的，我们老总如果再有挑剔的话就真的不是人了。 **静子 17:21:49 不好意思，我没想到我们老板是这么不守信用的人，气的我辞职了，
**静子 17:24:00 没什么，反正那个公司我也是做的累死了，做的好，他反而不赏识
**静子 17:28:33 他这个人太狂了，没办法的
我业已和黄建林电话联系。可气的是此人还要向我们索赔。此人的确老奸巨滑，声音有点猥琐（此为我的对其的 人生攻击吧）。。。 警惕和南京尚普电子科技有限公司，黄建林合作的供应商，一定要小心，不要被这只老狐狸给玩了。浪费钱不说 ，浪费时间和尽力那个损失就 大了！ 也希望各位求职招聘应聘的睁大眼睛，在这种老狐狸手下工作的前途如何。 也希望采购或者租赁黄建林仪器的客户看清楚此人 该公司电话025-52338716-8001（黄建林分机） 025-52338330 网站：http://www.njsunpower.com
邮箱：sunpower@163.com
地址: 南京市升州路385号升州商务楼3楼C座 黄建林
南京尚普电子科技有限公司|黄建林|商业骗子|不讲商业道德|不讲诚信
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