GPRS - 架构

GPRS 体系结构与 GSM 网络在相同的过程中工作，但具有允许分组数据传输的附加实体。该数据网络与第二代 GSM 网络重叠，以 9.6 至 171 kbps 的速率提供分组数据传输。随着分组数据传输，GSM 网络允许多个用户同时共享相同的空中接口资源。

下图为GPRS架构图:

GPRS 试图尽可能重用现有的 GSM 网络元素，但要有效地构建基于分组的移动蜂窝网络，需要一些新的网络元素、接口和协议来处理分组流量。

因此，GPRS 需要对众多 GSM 网络元素进行修改，总结如下:

GSM 网络元素	GPRS 需要修改或升级。
移动终端(MS)	需要新的移动终端才能访问 GPRS 服务。这些新终端将向后兼容 GSM 的语音通话功能。
BTS	现有基站收发器 (BTS) 需要进行软件升级。
BSC	基站控制器 (BSC) 需要进行软件升级并安装称为数据包控制单元 (PCU) 的新硬件。 PCU 将数据流量引导至 GPRS 网络，并且可以是与 BSC 关联的独立硬件元素。
GPRS 支持节点 (GSN)	GPRS 的部署需要安装称为服务 GPRS 支持节点 (SGSN) 和网关 GPRS 支持节点 (GGSN) 的新核心网络元素。
数据库（HLR、VLR等）	网络中涉及的所有数据库都需要进行软件升级，以处理 GPRS 引入的新呼叫模型和功能。

GPRS 移动终端

新的移动终端 (MS) 需要使用 GPRS 服务，因为现有的 GSM 电话无法处理增强型空中接口或分组数据。可以存在多种 MS，包括支持高速数据访问的当前电话的高速版本、具有嵌入式 GSM 电话的新型 PDA 设备以及用于膝上型计算机的 PC 卡。这些移动终端向后兼容使用 GSM 进行语音呼叫。

每个 BSC 都需要安装一个或多个数据包控制单元 (PCU) 并进行软件升级。 PCU 为分组数据流量提供到基站子系统 (BSS) 的物理和逻辑数据接口。 BTS 也可能需要软件升级，但通常不需要硬件增强。

当语音或数据流量源自用户移动终端时，它会通过空中接口传输到 BTS，然后以与标准 GSM 呼叫相同的方式从 BTS 传输到 BSC。但是，在 BSC 的输出端，流量是分开的；语音按照标准 GSM 发送到移动交换中心 (MSC)，数据通过帧中继接口通过 PCU 发送到称为 SGSN 的新设备。

添加了以下两个新组件，称为网关 GPRS 支持节点 (GSN) 和服务 GPRS 支持节点 (SGSN):

网关 GPRS 支持节点充当外部网络的接口和路由器。它包含 GPRS 移动终端的路由信息，用于通过基于 IP 的内部骨干网将数据包传送到正确的服务 GPRS 支持节点。 GGSN 还收集与外部数据网络使用相关的计费信息，并可充当传入流量的数据包过滤器。

服务 GPRS 支持节点负责 GPRS 移动终端的认证、移动终端在网络中的注册、移动性管理以及收集空中接口使用计费信息。

内部骨干网是一个基于 IP 的网络，用于在不同的 GSN 之间传输数据包。 SGSN 和 GGSN 之间使用隧道，因此内部骨干不需要任何有关 GPRS 网络外部域的信息。从 GSN 到 MSC、HLR 或 EIR 的信令是使用 SS7 完成的。

GPRS 引入了路由区的概念。这个概念类似于 GSM 中的位置区，只是它通常包含较少的小区。由于路由区小于位置区，因此在广播寻呼消息时使用的无线电资源较少。