Giới thiệu công nghệ gprs

Chương 2: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ GPRS 2.1 Khái niệm công nghệ GPRS MT MS Đường trục GPRS Mạng số liệu gói PDN (Internet, Intranet) Báo hiệu Báo hiệu và số liệu Nâng cấp phần mềm cho GPRS Nâng cấp phần cứng và phần mềm cho GPRS Um Abis A Gb Gs Gn Gr MAP BTS BSC PCU GMSC MSC/VLR SGSN HLR, AUC GGSN Gc TE PCU : Packet Control Unit SGSN : Servicing GPRS Support Node GGSN : Gateway GPRS Support Node Hình 2.1: Cấu trúc mạng GPRS GPRS (General Packet Radio Service) là một chuẩn dữ liệu gói trong hệ thống GSM do uỷ ban truyền thông Châu Âu (ETSI) đưa ra. GPRS cung cấp một nguyên tắc truyền dẫn các gói tin trong truyền thông vô tuyến giữa các thiết bị di động của GSM với các mạng chuyển mạch gói khác. GPRS được triển khai trên nền mạng GSM là mạng chuyển mạch kênh. Chuyển mạch gói cắt dữ liệu thành các gói tin rồi truyền độc lập đến người sử dụng. Bằng cách thêm chức năng GPRS vào mạng PLMN, các thuê bao có thể sử dụng hiệu quả các tài nguyên vô tuyến để truy nhập trực tiếp vào các mạng công cộng dựa trên giao thức Internet (IP, X.25). Người sử dụng dịch vụ GPRS đăng ký vào một APN (tên một điểm truy nhập) và được cấp một địa chỉ giao thức tiêu chuẩn (IP, X.25). Thiết bị di động của GPRS có thể dùng từ một đến 8 kênh trên giao diện không gian tuỳ thuộc vào kiểu thiết bị MS GPRS, các kênh này được cấp phát động cho MS khi tiến hành thu phát các gói tin. Trong mạng GPRS, các kênh đường lên và đường xuống được phục vụ tách riêng nên MS có thể sử dụng được nhiều khe thời gian đồng thời. Do đó dung lượng đường lên và đường xuống có thể thay đổi khác nhau. Việc ấn định nguồn kênh trong mạng GPRS linh hoạt tuỳ theo nhu cầu sử dụng và khả năng cho phép của nguồn kênh. Các gói tin có thể được gửi trên các khoảng thời gian rỗi giữa hai lần hội thoại. Mạng GPRS cũng hỗ trợ dịch vụ bản tin ngắn SMS và các truy nhập ngầm định. 2.2 Các đặc điểm GPRS : * Tốc độ truyền dữ liệu cao hơn Tốc độ của GPRS có giới hạn từ 14,4 kbps (sử dụng một khe thời gian) đến 115 kbps (sử dụng tổng hợp các khe thời gian). Tuy nhiên tốc độ cực đại theo lý thuyết có thể đạt được là 171,2 kbps khi sử dụng đồng thời 8 khe thời gian cho một thiết bị di động. Tốc độ này lớn gấp ba lần tốc độ truyền dữ liệu qua các mạng cố định và mười lần so với các mạng GSM hiện nay. Bằng cách gán chức năng GPRS cho phép thông tin được truyền nhanh hơn, hiệu quả hơn, cước phí sử dụng dịch vụ GPRS sẽ ít hơn. Nhưng trung bình tốc độ chỉ khoảng 56 kbps, phụ thuộc vào việc cấp phát tài nguyên cho từng thuê bao. Tốc độ dữ liệu cao hơn cho phép thuê bao sử dụng thêm nhiều dịch vụ. * Luôn luôn kết nối Không giống như các dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh, truy nhập mạng GPRS không cần thủ tục thiết lập kết nối mạng trước khi gửi và nhận dữ liệu. Đặc tính này cho phép dữ liệu được gửi và nhận ngay khi có nhu cầu. Kiến trúc Publich/Subcriber là một mô hình ứng dụng hoàn hảo cho môi trường GPRS, cho phép các ứng dụng tự động đưa thông tin tới người sử dụng. Ví dụ như ứng dụng trong thị trường chứng khoán, người sử dụng di động yêu cầu được thông báo ngay khi nào cổ phiếu lên tới một giá cổ phần xác định. Server sẽ đưa thông tin này tới người sử dụng mà không cần thiết lập một cuộc gọi chuyển mạch kênh yêu cầu có thông báo đó. Giải pháp kết nối liên tục này của GPRS đã làm tăng lợi ích của các ứng dụng và làm phong phú thêm nhiều nhu cầu của người sử dụng. Tuy nhiên cũng có một vấn đề khi thực hiện kết nối liên tục là MS không ở trạng thái truyền nhận dữ liệu gói trong khi server muốn truyền bản tin. Chẳng hạn như một MS đang ở trong trạng thái thoại mà không ở trạng thái kết nối dữ liệu. Trong trường hợp này, phải có một đường truyền dữ liệu đan xen. Có thể dịch vụ SMS được sử dụng để thông báo cho người sử dụng di động biết rằng họ sẽ nhận một bản tin. Khi nhận được thông báo, người sử dụng sẽ chuyển MS từ trạng thái thoại sang trạng thái dữ liệu để nhận bản tin ứng dụng. * Tính trực tiếp Các phương tiện GPRS kết nối khi thông tin được gửi và nhận trực tiếp. Đối với mạng Internet, muốn truy nhập cần có một modem kết nối. Nhưng đối với mạng GPRS, không cần modem kết nối quay số vẫn có thể truy nhập vào các mạng công cộng và các mạng cơ vụ. * Đánh địa chỉ IP động Trong hệ thống GSM, mục tiêu thiết kế để phục vụ thoại di động là chính. Còn đối với GPRS, mục tiêu chính của nó là tạo ra khả năng truy nhập tới các mạng dữ liệu tiêu chuẩn (IP, X.25). Các mạng này coi GPRS là chỉ là một thành phần mạng con thông thường. Do đó mạng GPRS cũng sử dụng một cơ chế đánh địa chỉ giao thức Internet (IP Addressing). Tuy nhiên các địa chỉ này có hạn do đó giới hạn số lượng người sử dụng Internet cũng như các mạng không dây thế hệ 3G. Một phương pháp để giải quyết vấn đề này là cấp phát động các địa chỉ IP cho các thiết bị di động. Như vậy người sử dụng di động sẽ có một địa chỉ mạng dữ liệu tĩnh hoặc động và lưu lượng dữ liệu sẽ luôn sử dụng gateway do địa chỉ này chỉ dẫn. Một địa chỉ tĩnh (địa chỉ IP) có thể dùng tuỳ chọn. Trong trường hợp đó, địa chỉ này được cấp lâu dài cho một thuê bao. Nó sẽ hướng tới một gateway của mạng chủ, gói dữ liệu sẽ luôn được định tuyến qua mạng chủ. Một địa chỉ động cấp phát cho người sử dụng chỉ trong thời gian một kết nối. * Các dịch vụ được ưu tiên hóa Khi một thiết bị kết nối tới mạng GPRS, một thông số QoS (chất lượng dịch vụ) luôn đi kèm kết nối này. Nó chỉ ra khả năng đáp ứng yêu cầu của khách hành về tốc độ dữ liệu. GPRS có chức năng cho phép làm tăng hoặc giảm phần tài nguyên của mạng ấn định cho GPRS dựa trên khả năng phân bổ động và được điều hành bởi nhà điều hành mạng. GPRS có một số chỉ tiêu về chất lượng dịch vụ QoS. Nó có thể cung cấp cho khách hàng các loại QoS khác nhau. Mức độ ưu tiên của dịch vụ: cao/ trung bình/ thấp. Độ trễ. Độ tin cậy. Thông lượng: tốc độ bit tối đa và tốc độ bit trung bình. * Hỗ trợ nhiều ứng dụng Một đặc điểm quan trọng khi sử dụng GPRS là tăng tốc độ gắn liền với nhiều loại ứng dụng được hỗ trợ. Tốc độ của mạng chuyển mạch kênh GSM là 9,6 kbps với thời gian thiết lập cuộc gọi lớn và độ dài bản tin nhắn bị giới hạn là 160 kí tự, không đáp ứng được nhiều ứng dụng không dây cần tốc độ cao. Mạng GPRS dựa trên IP cho phép thuê bao truy nhập tất cả các ứng dụng Internet như các dịch vụ email, chat qua mạng di động; các dịch vụ hình ảnh động; các dịch vụ cung cấp thông tin (giá cả thị trường chứng khoán, thời tiết, mua vé xem phim,...); truyền file. GPRS cung cấp chức năng Internet di động bằng cách phối hợp hoạt động giữa mạng Internet và mạng GPRS. 2.3 Ngăn xếp giao thức trong GPRS : Ứng dụng IP / X.25 SNDCP LLC GSM RF RLC MAC MAC GSM RF RLC MAC Frame Relay BSSGP Relay SNDCP LLC Frame Relay BSSGP GTP UDP / TCP L 1 L 2 IP Relay IP / X.25 GTP UDP / TCP L 1 L 2 IP IP / X.25 L 2 L 1 Ứng dụng IP / X.25 L 2 L 1 Um Gb Gn Gi MS (máy trạm) BSS SGSN GGSN PDN (Máy chủ) SNDCP: SubNetwork Dependent RLC: Radio Link Control BSSGP: BSS GPRS Protocol Convergence Protocol MAC: Media Access Control GTP: GPRS Tunneling Protocol LLC: Logical Link Control GSM RF: GSM Radio Frequency L1, L2: Lớp 1 và lớp 2 của mô hình OSI Hình 2.2 Ngăn xếp giao thức trong GPRS Giới thiệu một số giao thức trong GPRS: Giao thức GTP: là giao thức để truyền dữ liệu và thông tin báo hiệu giữa các nút trong mạng trục GPRS bằng các đường hầm (tunnel). Tất cả các PDP-PDU sẽ được đóng gói bằng giao thức GTP tại các GSN trước khi được truyền đi. Thực chất của việc đóng gói là gắn vào PDP-PDU một GTP header có chứa địa chỉ GSN và chỉ số TID (Tunnel Identifier). Giao thức TCP/UDP : là giao thức để chuyển các GTP-PDU trên mạng trục GPRS. TCP chuyển các GTP-PDU trong mạng trục GPRS cho các giao thức yêu cầu phải có một liên kết dữ liệu với độ tin cậy cao. TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng và bảo vệ chống lại sự ngắt quãng hay thất thoát các GTP-PDU. UDP chuyển các GTP-PDU cho các giao thức không đòi hỏi phải có một liên kết dữ liệu độ tin cậy cao. UDP cung cấp các khả năng bảo vệ chống lại việc ngắt quãng các GTP-PDU cũng như chuyển các bản tin báo hiệu giữa các GSN. Giao thức IP: là giao thức được sử dụng trong mạng trục GPRS để định tuyến cho các thông tin báo hiệu cũng như dữ liệu của người dùng. Giao thức SNDCP : giao thức này phụ trách việc chuyển đổi các đặc tính lớp mạng và các đặc tính dưới lớp mạng. SNDCP thực hiện các chức năng sau. Ghép kênh các gói dữ liệu từ một hay nhiều ứng dụng vào một liên kết logic. Nén thông tin điều khiển và dữ liệu của người sử dụng trước khi được chuyển từ lớp mạng xuống lớp LLC. Phân mảnh và tập hợp dữ liệu, thông tin sau khi được nén sẽ được phân mảnh cho phù hợp với kích thước khung LLC. Điều khiển kết nối logic LLC (Logical Link Control) : giao thức này cung cấp các liên kết dữ liệu tin cậy giữa MS và SGSN đang phục vụ MS đó. LLC cung cấp các dịch vụ cần thiết cho việc duy trì liên kết dữ liệu được mã hóa giữa MS và SGSN. Khi MS di chuyển giữa các cell thuộc cùng một SGSN thì các kết nối LLC vẫn được duy trì. LLC hỗ trợ các thủ tục sau: Phục vụ truyền tải các LLC-PDU giữa MS và SGSN ở chế độ xác nhận và chế độ không xác nhận. Phát hiện và khôi phục các LLC-PDU bị thất lạc hoặc ngắt quãng. Điều khiển luồng và mã hóa các LLC-PDU giữa MS và SGSN. Các kết nối này sẽ được truyền “trong suốt” đối với BSC. Tất cả các bản tin báo hiệu tới BSC sẽ đi từ MS qua BSC tới SGSN rồi mới quay trở lại BSC. Lớp điều khiển kết nối vô tuyến/ Điều khiển truy cập môi trường truyền dẫn RLC/MAC bao gồm hai chức năng: RLC: cung cấp một liên kết tin cậy trên giao diện vô tuyến. MAC: điều khiển các thủ tục báo hiệu truy cập trên kênh vô tuyến và thực hiện sắp xếp các khung LLC vào các kênh vật lý. GSM RF( GSM Radio Frequency): tạo lập cấu trúc khung TDMA. Giao thức BSSGP ( Base Station System GPRS Protocol): giao thức này có trách nhiệm truyền đi các thông tin về định tuyến và các thông tin liên quan đến chất lượng dịch vụ QoS giữa lớp LLC và lớp dịch vụ mạng NS ( giữa BSC và SGSN). BSSGP không thực hiện chức năng sửa lỗi. Dịch vụ mạng (Network Service): truyền tải các BSSGP-PDU. 2.4 Các giao diện trong kiến trúc mạng GPRS : 2.4.1 Giao diện vô tuyến (Um): Hình 2.3 Giao diện Um 2.4.1.1 Lớp vật lý- Layer 1:Lớp này được phân chia thành hai lớp con là lớp RF vật lý và lớp liên kết vật lý. Lớp RF vật lý Thực hiện điều chế dạng sóng tín hiệu từ chuỗi bit nhận được từ lớp liên kết vật lý. Lớp này cũng giải điều chế dạng sóng thu được thành các chuỗi bit để chuyển lên lớp liên kết vật lý. Lớp này được sử dụng như là nền tảng cho GPRS. Lớp kết nối vật lý Cung cấp các kênh vật lý giữa trạm di động MS và mạng. Chức năng này bao gồm ghép khối dữ liệu, mã hoá số liệu, phát hiện và hiệu chỉnh lỗi truyền dẫn trên đường truyền vật lý. Lớp liên kết vật lý sử dụng các dịch vụ của lớp RF vật lý. Chức năng điều khiển lớp liên kết vật lý cho phép duy trì thông tin trên các kênh vật lý giữa MS và mạng. Các thủ tục chuyển giao sẽ không được sử dụng trong GPRS, thay vào đó là các thủ tục cập nhật định tuyến và cập nhật ô (cell). Lớp liên kết vật lý có nhiệm vụ thực hiện các thủ tục sau: - Mã hoá sửa lỗi trước, cho phép phát hiện và hiệu chỉnh từ mã đã phát đi và chỉ thị các từ mã không thể hiệu chỉnh được. - Ghép xen. - Thủ tục phát hiện nghẽn trên các liên kết vật lý. - Thủ tục đồng bộ để điều chỉnh tại tham số TA (Timing Advance - Định thời sớm). - Định thời sớm thủ tục giám sát và đánh giá chất lượng tín hiệu. - Thủ tục lựa chọn và tái lựa chọn ô. - Thủ tục điều khiển công suất phát. - Thủ tục cho phép tiết kiệm pin như thu không liên tục DRX (Discontinuous Reception) … 2.4.1.2 Lớp RLC/MAC MAC (Medium Access Control - Điều khiển truy nhập trung gian) : Xác định các thủ tục cho phép nhiều máy di động có thể cùng chia sẻ tài nguyên chung (ví dụ như cùng chia sẻ các kênh vật lý), MAC cho phép một máy di động đơn lẻ có thể sử dụng nhiều kênh vật lý đồng thời. RLC (Radio Link Control - Điều khiển kết nối vô tuyến) xác định thủ tục truyền lại các khối dữ liệu RLC bị lỗi, nó cũng cung cấp khả năng phân mảnh và sắp xếp lại các khối dữ liệu gói PDU trong lớp LLC vào trong khối dữ liệu RLC. Cụ thể: Chức năng của MAC: - Cung cấp khả năng ghép kênh dữ liệu và báo hiệu ở cả đường lên và đường xuống. - Điều khiển truy nhập các kênh vô tuyến, thực hiện các thủ tục phát hiện, khôi phục và tránh xung đột (đối với việc truy nhập được khởi tạo từ máy di động). - Quản lý hàng đợi của các gói dữ liệu đối với truy nhập kênh kết nối ở MS. - Quản lý các mức ưu tiên. Chức năng của RLC: - Truyền tải các PDU của LLC giữa lớp LLC và chức năng MAC. - Phân mảnh và sắp xếp các PDU của LLC vào các khối dữ liệu RLC. - Sửa lỗi bằng cách phát lại BEC (Back Error Correction): Nó cho phép truyền lại các từ mã có thể không đúng. - Truyền tải các từ mã tuỳ thuộc vào điều kiện của các kênh truyền dẫn. 2.4.1.3. Lớp LLC Các chức năng của lớp LLC bao gồm: - Truyền tải các khối dữ liệu giao thức phân hệ mạng SN – PDU (SubNetwork – Protocol Data Unit) giữa lớp SNDCP và lớp LLC. - Truyền tải các khối dữ liệu gói PDU của lớp điều khiển kết nối logic LLC (LLC – PDU) giữa máy di động SGSN. - Phân phát LLC – PDU từ điểm đến điểm ở cả hai chế độ: xác nhận và không xác nhận giữa máy di động SGSN. - Phân phát LLC – PDU từ điểm đến đa điểm giữa máy di động và SGSN. - Phát hiện và khôi phục các LLC – PDU bị thất lạc. - Điều khiển luồng và các LLC – PDU giữa máy di động và SGSN. - Mã hoá các LLC – PDU. 2.4.1.4 Giao thức hội tụ phụ thuộc mạng con SNDCP – Sub Network Dependent Convergence Protocol. Giao thức này dùng để ghép kênh dữ liệu đến từ các nguồn khác nhau trước khi chúng được gửi đi nhờ các dịch vụ do lớp LLC cung cấp. Ở các tầng phía trên, dữ liệu được xử lý để chuyển thành các đơn vị dữ liệu N-PDU ( Network Protocol Data Unit). Sau đó các N-PDU được phân đoạn thành các SN-PDU ( SubNetwork PDU bằng giao thức SNDCP. Các SN-PDU sẽ được sắp xếp vào khung LLC có kích cỡ thay đổi. Tiếp đến, LLC-PDU lại được chia thành các RLC/MAC block có kích cỡ tùy thuộc vào kỹ thuật mã hóa được sử dụng (CS1,CS2,CS3,CS4). Cuối cùng RLC/MAC block được mã hoá thành các khối vô tuyến ở lớp vật lý. 2.4.2. Giao diện Gb Hình 2.4: Giao diện Gb Giao diện Gb là giao diện giữa BSS và SGSN. SGSN với một hay nhiều khối điều khiển gói PCU (Packet Control Unit) được kết nối với nhau qua giao diện Gb. Nó cho phép nhiều người sử dụng có thể cùng chia sẻ nguồn tài nguyên chung. Các bản tin báo hiệu và dữ liệu người dùng có thể được gửi trên cùng nguồn tài nguyên vật lý. GMM/SM (GPRS Mobility Management/ Session Management – Quản lý di động GPRS/ Quản lý phiên): Giao thức này hỗ trợ cho chức năng quản trị di động trong mạng GPRS như nhập mạng, rời mạng, cập nhật vùng định tuyến, cập nhật vùng định vị, khởi tạo/ huỷ bỏ PDP context. Giao diện này hỗ trợ: - Dùng chung hạ tầng mạng: cho phép lưu lượng trên giao diện A (trong GSM) và Gb có thể cùng đi trên một con đường E1. - Kết hợp các liên kết: cho phép kết hợp nhiều giao diện Gb trên nhiều đường E1 về một đường E1. - Điều khiển luồng. 2.4.3 Giao diện Gc Hình 2.5 Giao diện Gc Giao diện Gc là giao diện giữa GGSN và HLR. Có 2 cách thiết lập tuyến báo hiệu giữa GGSN và HLR: Nếu giao diện SS7 được cài đặt trong GGSN thì giao thức MAP được sử dụng để trao đổi thông tin giữa GGSN và HLR. Nếu giao diện SS7 không được cài đặt trong GGSN thì GGSN và HLR phải giao tiếp thông qua một GGSN trung gian. Nút trung gian này phải có khả năng hỗ trợ 2 nhóm giao thức: Một nhóm giao thức để giao tiếp GGSN (GTP). Một nhóm giao thức sử dụng báo hiệu số 7 để giao tiếp với HLR (MAP). 2.4.4 Giao diện Gd Hình 2.6 Giao diện Gd Giao diện Gd là giao diện giữa SGSN với SMS-GMSC và SGSN với SMS-IWMSC cho phép sử dụng dịch vụ SMS trong mạng GPRS. Giao diện này sử dụng báo hiệu số 7. 2.4.5 Giao diện Gf Là giao diện giữa SGSN và EIR nhằm hỗ trợ cho các thủ tục xác nhận khi thuê bao đang thực hiện quá trình kết nối vào mạng bằng cách hỏi số IMEI của thuê bao MS. Tại giao diện này, giao thức MAP hỗ trợ cho báo hiệu giữa hai phần tử SGSN và EIR phục vụ cho việc nhận dạng thiết bị đầu cuối. 2.4.6 Giao diện Gr: MAP (Mobile Application Port): cổng ứng dụng di động TCAP (Transation Capabilities Application Part): phần ứng dụng các khả năng giao dịch SCCP (Signaling Connection Control Part): phần điều khiển kết nối báo hiệu MTP (Message Transfer Part): phần chuyển giao tin báo L1 (Layer 1): lớp 1. Hình 2.7 Giao diện Gr Giao diện này kết nối SGSN với HLR bởi báo hiệu số 7, nó cung cấp khả năng truy cập tới tất cả các nút trong mạng báo hiệu số 7, bao gồm HLR của nội PLMN và HLR của mạng PLMN khác nhằm mục đích tham chiếu vị trí của thuê bao GPRS.Tại giao diện này, giao thức MAP hỗ trợ cho khả năng trao đổi tín hiệu giữa SGSN và HLR. Còn các giao thức TCAP, SCCP, MTP3, MTP2 giống như giao thức được sử dụng hỗ trợ MAP trong mạng GSM. 2.4.7 Giao diện Gs Hình 2.8 Giao diện Gs Giao diện Gs là giao diện giữa SGSN và MSC/VLR, nhằm trao đổi các thông tin về vị trí, tìm gọi phối hợp phân phối và sử dụng tài nguyên vô tuyến để hỗ trợ cho những thuê bao kết nối vào cả hai hệ thống GPRS và GSM. Giao diện này sử dụng báo hiệu số 7. Tại giao diện này, BSSAP+ ( Base Station System Application Part +): là một bộ phận của BSSAP nhằm hỗ trợ cho việc báo hiệu giữa SGSN và MSC/VLR. 2.4.8 Giao diện Gi: Hình 2.9 Giao diện Gi Giao diện Gi là giao diện giữa GGSN và mạng số liệu bên ngoài như mạng X.25, mạng IP, Internet, Intranet… nhằm phục vụ cho việc trao đổi dữ liệu thuê bao di động và các mạng ngoài. 2.4.9 Giao diện Gn: Hình 2.10 Giao diện Gn Giao diện Gn là giao diện giữa SGSN với GGSN trong mạng GPRS để điều khiển báo hiệu ( quản lý di động, quản lý phiên) và truyền dẫn dữ liệu của user trên các mạng trục khi thuê bao di chuyển từ SGSN này sang SGSN khác. GTP- GPRS Tunnelling Protocol: là giao thức đừơng hầm, cho phép truyền các bản tin báo hiệu cũng như dữ liệu của user trên mạng trục GPRS thông qua đường hầm ( tunel). TCP/UDP( Transmission Control Protocol/ User Datagram Protocol): chuyển các bản tin báo hiệu giữa SGSN với GGSN. 2.5 Các kênh trong kiến trúc mạng GPRS 2.5.1 Kênh vật lý của GPRS : PDCH- Packet Data Channel: là các kênh vật lý ( các khe thời gian trong khung TDMA) được ấn định để sử dụng cho GPRS. Sự ấn định này có thể cố định hay tạm thời ( trong trường hợp tái thiết lập cấu hình động cho việc sử dụng các kênh vật lý giữa GSM và GPRS). Đa khung PDCH bao gồm 52 khung TDMA với 2 khung rỗi, 2 khung dùng để truyền thông tin của kênh PTCCH và 48 khung còn lại được chia làm 12 block, mỗi block có 4 khung. Đa khung này có thể coi tương tự như đa khung 26 khung trong GSM. Mỗi đa khung PDCH có độ dài 240 ms. Hình 2.11 Cấu trúc đa khung của GPRS. Ở huớng xuống: chỉ có một kênh PDCH được chọn để truyền PBCCH block. Thông tin cụ thể quy định PDCH nào truyền PBCCH block được chứa trong nội dung của kênh BCCH. Block đầu tiên của cấu trúc đa khung truyền trên kênh PBCCH. Các block còn lại sẽ truyền các kênh PPCH, PAGCH, PNCH, PDTCH, PACCH. Ở hướng lên: truyền các kênh PRACH, PDTCH, PACCH. Thông thường block đầu tiên được chọn để truyền kênh PRACH. Đối với kênh vật lý không mang PCCCH: tất cả các block đều có thể được dùng để truyền thông tin của kênh PDTCH hay PACCH. Hai khung rỗi và hai khung dùng cho PTCCH được MS sử dụng để đo tín hiệu và nhận dạng trạm BTS. Việc sắp xếp các kênh vào đa khung được điều khiển bởi các tham số phát quảng bá trên kênh PBCCH. 2.5.2 Các kênh logic: PDCH PAGCH PBCCH PTCCH/U PTCCH/D PACCH PDTCH PRACH PNCH PPCH PCCCH Hình 2.12 : Các kênh logic của GPRS 2.5.2.1 Kênh điều khiển quảng bá PBCCH-Packet Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá PBCCH: là kênh hướng xuống dùng để phát quảng bá các thông tin về hệ thống dữ liệu gói. PBCCH được sắp xếp lênh kênh vật lý tương tự như BCCH trong hệ thống GSM. Sự tồn tại cảu PBCCH trong hệ thống sẽ được BCCH thông báo. Thực sự, sự tồn tại của kênh PBCCH trong hệ thống GPRS là không quá cần thiết, do đó nếu PBCCH không được cấp thì thông tin quảng bá sẽ được phát trên BCCH. 2.5.2.2 Các kênh điều khiển chung PCCCH – Packet Common Control Channel Các kênh điều khiển chung PCCCH có chức năng tương tự như CCCH trong mạng GSM. Nếu trong một ô không tồn tại PCCCH thì việc truyền tải dữ liệu có thể được khởi tạo từ CCCH. Kênh truy cập ngẫu nhiên PRACH- Packet Random Access Channel: là kênh hướng lên do MS sử dụng để khởi đầu cho việc gửi các thông tin số liệu hoặc thông tin báo hiệu ( ví dụ như trả lời bản tin tìm gọi). Cụm truy nhập- Access Burst được sử dụng trên kênh PRACH còn chứa đựng thông tin về định thời của MS Kênh tìm gọi PPCH - Packet Paging Channel: là kênh hướng xuống, sử dụng để tìm gọi một MS khi có yêu cầu gửi dữ liệu đến MS đó. PPCH có thể dùng để tìm MS đang hoạt động ở cả hai chế độ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói, nhưng nó chỉ có hiệu lực đối với các máy MS ở lớp A và lớp B. Khi đang ở trong chế độ nhận/gửi dữ liệu vẫn có thể nhắn tìm MS cho các dịch vụ chuyển mạch kênh thông qua kênh điều khiển kết hợp PACCH Kênh cho phép truy cập PAGCH – Packet Access Grant Channel: là kênh hướng xuống, sử dụng để gửi bản tin ấn định tài nguyên đến MS sau khi MS gửi bản tin truy cập trên kênh PRACH. Bản tin ấn định tài nguyên này cũng có thể gửi trên PACCH trong trường hợp MS đang thực hiện truyền tải dữ liệu. Kênh thông báo gói PNCH – Packet Notification Channel: là kênh hướng xuống, dùng để gửi một thông báo PTM-M – Point to Multipoint- Multicast đến một nhóm MS trước khi truyền gói PTM-M. Bản thông báo này có dạng như bản tin ấn định tài nguyên. 2.5.2.3 Các kênh điều khiển dành riêng PDCCH: Kênh điều khiển liên kết PACCH – Packet Associated Control Channel: được sử dụng cho cả hướng lên và hướng xuống để truyền các thông tin báo hiệu liên quan đến máy di động được chọn như : thông tin về điều khiển công suât, báo nhận, các bản tin ấn định và ấn định lại tài nguyên cho MS… Một PACCH được kết hợp với một hay một vài kênh lưu lượng gói dành cho một máy di động. Ngoài ra, PACCH còn truyền tải bản tin tìm gọi MS cho các dịch vụ chuyển mạch kênh khi MS đó đang gửi/nhận dữ liệu. Kênh PTCCH – Packet Timing Advance Control Channel: truyền các thông tin về đồng bộ khung, bao gồm 2 loại: PTCCH/U – TCCH Uplink: truyền các cụm truy nhập ngẫu nhiên cho phép mạng có thể ước lượng được sự sớm pha về thời gian của một MS trong chế độ truyền gói. PTCCH/D – PTCCH Downlink: truyền các thông tin cập nhật về sự sớm pha thời gian cho nhiều MS. Một PTCCH/D được kết hợp với nhiều PTCCH/U. 2.5.2.4 Kênh lưu lượng PDTCH Kênh lưu lượng PDTCH dùng để truyền dữ liệu qua giao diện vô tuyến, nó được dành riêng tạm thời cho một hay một nhóm MS ( trong trường hợp PTM – M). Một MS có thể sử dụng đồng thời nhiều PDTCH (tối đa là 8 cho mỗi đường lên/xuống) để phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu.Tất cả cá kênh PDTCH đều là kênh đơn hướng: PDTCH/U: sử dụng cho hướng lên đối với quá trình truyền tải dữ liệu được khởi tạo từ MS. PDTCH/D: sử dụng cho hướng xuống đối với quá trình truyền tải dữ liệu kết cuối ở MS. Khi chỉ sử dụng một khe TS để truyền dữ liệu thì PDTCH là kênh toàn tốc PDTCH/F hay kênh bán tốc PDTCH/H là tuỳ thuộc vào việc nó dùng trên PDCH/F hay PDCH/H tương ứng. Còn khi sử dụng đồng thời nhiều TS để truyền dữ liệu thì PDTCH là kênh toàn tốc. Như vậy tập hợp các kênh logic của GPRS nó cũng gần giống với GSM nhưng nó có điểm nổi bật đó chính là khả năng linh hoạt khi sử dụng các kênh lưu lựơng PDTCH tuỳ thuộc vào nhu cầu của thuê bao và trạng thái hoạt động của mạng để phục vụ việc truyền tải dữ liệu qua giao diện vô tuyến. .