GPRS - 資料路由

資料路由，或者說移動使用者之間資料包的來回路由，是GPRS網路中最重要的先決條件之一。這一需求可以分為兩個方面：

• 資料包路由
• 移動性管理。

資料包路由

GGSN 的重要作用包括與外部資料網路的協同作用。GGSN 使用 SGSN 提供的關於 MS 位置的路由資訊更新位置目錄。它將封裝在 GPRS 骨幹網上的外部資料網路協議資料包路由到當前為 MS 提供服務的 SGSN。它還解封裝並將外部資料網路資料包轉發到相應的資料網路，並收集轉發到計費閘道器 (CG) 的計費資料。

有三種重要的路由方案：

• 移動端發起的訊息 - 此路徑始於 GPRS 移動裝置，終止於主機。

• 當 MS 處於其歸屬網路時，網路發起的的訊息 - 此路徑始於主機，終止於 GPRS 移動裝置。

• 當 MS 漫遊到另一個 GPRS 網路時，網路發起的的訊息 - 此路徑始於訪問網路的主機，終止於 GPRS 移動裝置。

GPRS 網路將其所有資料網路協議封裝到其自己的封裝協議中，稱為 GPRS 隧道協議 (GTP)。GTP 確保骨幹網路的安全，並簡化了 GPRS 網路上的路由機制和資料傳輸。

移動性管理

GPRS 的執行部分獨立於 GSM 網路。但是，某些過程與當前的 GSM 功能共享網路元素，以提高效率並充分利用空閒的 GSM 資源（例如未分配的時間隙）。

在 GPRS 系統中，MS 可以處於以下三種狀態中的任何一種。三態模型是分組無線電特有的。GSM 使用二態模型，即空閒或活動狀態。

活動狀態

只有當 MS 處於活動狀態時，才會在 MS 和 GPRS 網路之間傳輸資料。在活動狀態下，SGSN 知道 MS 的小區位置。

對活動 MS 的資料包傳輸是透過分組尋呼啟動的，以通知 MS 有傳入的資料包。資料傳輸在透過尋呼訊息指示的通道進行分組尋呼後立即進行。尋呼訊息的目的是簡化接收資料包的過程。MS 只監聽尋呼訊息，而不是下行鏈路通道中的所有資料包。這大大減少了電池的使用。

當 MS 有資料包要傳輸時，它必須訪問上行鏈路通道（即服務所在的資料包資料網路的通道）。上行鏈路通道由多個 MS 共享，其使用由 BSS 分配。MS 在隨機接入訊息中請求使用該通道。BSS 為 MS 分配一個未使用的通道，並在回覆隨機接入訊息時傳送一個接入授權訊息。

待機狀態

在待機狀態下，只有 MS 的路由區是已知的。（路由區可以包含 GSM 位置區內的一個或多個小區）。

當 SGSN 向處於待機狀態的 MS 傳送資料包時，必須尋呼 MS。由於 SGSN 知道 MS 的路由區，因此將尋呼訊息傳送到路由區。接收到分組尋呼訊息後，MS 將其小區位置中繼到 SGSN 以建立活動狀態。

空閒狀態

在空閒狀態下，MS 沒有啟用邏輯 GPRS 上下文或分配任何分組交換公共資料網路 (PSPDN) 地址。在此狀態下，MS 只能接收任何 GPRS MS 都可以接收的多播訊息。由於 GPRS 網路基礎設施不知道 MS 的位置，因此無法從外部資料網路向 MS 傳送訊息。

路由更新

當處於活動狀態或待機狀態的 MS 從一個路由區移動到一個 SGSN 服務區域內的另一個路由區時，它必須執行路由更新。SGSN 中的路由區資訊將被更新，並且該過程的成功將在響應訊息中指示。

當活動 MS 進入新小區時，將呼叫基於小區的路由更新過程。MS 透過 GPRS 通道向其當前 SGSN 傳送一條包含 MS 的身份及其新位置的簡短訊息。此過程僅在 MS 處於活動狀態時使用。

SGSN 間路由更新是最複雜的路由更新。MS 從一個 SGSN 區域更改到另一個 SGSN 區域，並且必須建立與新 SGSN 的新連線。這意味著在 MS 和新 SGSN 之間建立新的邏輯鏈路上下文，並通知 GGSN MS 的新位置。