GPRS - 数据路由

数据路由或数据包路由来回移动用户，是 GPRS 网络中的关键要素之一。 需求可以分为两个方面:

• 数据包路由
• 移动管理。

数据包路由

GGSN 的重要作用涉及与外部数据网络的协同作用。 GGSN 使用 SGSN 提供的关于 MS 位置的路由信息更新位置目录。 它将封装在GPRS骨干网上的外部数据网络协议包路由到当前为MS服务的SGSN。 它还解封装外部数据网络数据包并将其转发到适当的数据网络，并收集转发到计费网关 (CG) 的计费数据。

三种重要的路由方案:

• 移动终端发起的消息 - 此路径从 GPRS 移动终端开始，到主机结束。

• 当 MS 在其归属网络中时网络发起的消息 - 此路径从主机开始到 GPRS 移动终端结束。

• 当 MS 漫游到另一个 GPRS 网络时网络发起的消息 - 此路径从访问网络的主机开始，到 GPRS 移动终端结束。

GPRS 网络将所有的数据网络协议封装到它自己的封装协议中，称为GPRS 隧道协议(GTP)。 GTP 确保了骨干网的安全性，并简化了 GPRS 网络上的路由机制和数据传输。

移动管理

GPRS 的操作部分独立于 GSM 网络。 然而，一些程序与当前的 GSM 功能共享网络元素以提高效率并优化使用免费的 GSM 资源（例如未分配的时隙）。

MS在GPRS系统中可以处于以下三种状态中的任何一种。 三态模型是分组无线电所独有的。 GSM 使用空闲或活动的二态模型。

激活状态

数据只有在MS处于激活状态时才能在MS和GPRS网络之间传输。 在激活状态下，SGSN 知道 MS 的小区位置。

到活动 MS 的数据包传输由数据包寻呼启动，以通知 MS 有传入数据包。 数据传输在通过寻呼消息指示的信道进行分组寻呼后立即进行。 寻呼消息的目的是简化接收数据包的过程。 MS 只监听寻呼消息，而不监听下行链路信道中的所有数据包。 这会大大减少了电池使用量。

当 MS 有数据包要传输时，它必须访问上行链路信道（即，到服务所在的分组数据网络的信道）。 上行链路信道由多个MS共享，其使用由BSS分配。 MS 在随机接入消息中请求使用信道。 BSS 为 MS 分配一条未使用的信道，并发送一条接入许可消息作为对随机接入消息的答复。

待机状态

在待机状态下，只有MS的路由区域是已知的。 （路由区可以由 GSM 定位区内的一个或多个小区组成）。

当SGSN向处于待机状态的MS发送数据包时，MS必须被寻呼。 因为SGSN知道MS的路由区，所以向路由区发送分组寻呼消息。 在接收到分组寻呼消息后，MS 将其小区位置中继到 SGSN 以建立活动状态。

空闲状态

在空闲状态下，MS 没有激活逻辑 GPRS 上下文或分配任何分组交换公共数据网络 (PSPDN) 地址。 在这种状态下，MS 只能接收那些可以被任何 GPRS MS 接收的组播消息。 因为 GPRS 网络基础设施不知道 MS 的位置，所以不可能从外部数据网络向 MS 发送消息。

路由更新

当处于主用或备用状态的MS在一个SGSN的服务区内从一个路由区移动到另一个路由区时，它必须执行路由更新。 更新SGSN 中的路由区信息，并在响应消息中指示过程成功。

当活动 MS 进入新小区时，将调用基于小区的路由更新过程。 MS 通过 GPRS 信道向其当前的 SGSN 发送包含 MS 身份和其新位置的短消息。 此过程仅在 MS 处于活动状态时使用。

SGSN 间的路由更新是最复杂的路由更新。 MS 从一个 SGSN 区域切换到另一个区域，它必须与新的 SGSN 建立新的连接。 这意味着在 MS 和新 SGSN 之间创建一个新的逻辑链路上下文，并通知 GGSN 关于 MS 的新位置。