6.1 计费管理

分组交换服务的计费原理与电路交换服务的计费原理是不同的，分组交换服务是基于流量计费而电路交换服务是基于时间计费，因此，GPRS的计费管理有别于GSM的计费管理。GPRS引入新的计费网关CG和计费中心BC，结合SGSN和GGSN组件，构成一个计费系统。如图6-1所示。

图6-1 GPRS的计费系统

GPRS的基本计费单元称为CDR(Call Detail Record),一个CDR含有一个PDP通话(一个PDP上下文)期间收集的计费数据的参数。若通话持续时间超过指定的时间或者流量计数器已计满，则产生计费信息的部分输出(部分CDR)。一个部分CDR收集的计费参数短于一个PDP通话周期期间的计费参数。

GPRS计费是基于流量(IP负荷 ，SMS数量)以及通话时长。每个PDP占用一定的计费时长。这一计费时长是随着话务周期、Qos、PDP去活以及O&M参数(如PDP上下文超时、PDP上下文CDR门限值等)的不同而改变的。

SGSN和GGSN使用计费识别符收集计费数据CDR，收集到的CDR形成计费数据文件，计费数据文件又组合成计费记录输出CRO(Chzrge Record Output)，CRO通过计费网关CG以FTP协议传送到外部计费中心，计费中心得到CRO后，进行一系列的存储、处理，完成计费过程。

6.2 计费信息

由于在GPRS网络中引入了两个新增节点SGSN和GGSN，因此GPRS网络中的计费信息是由给该MS提供服务的SGSN和GGSN从每一个MS中搜集。有关无线网络使用的计费信息由SGSN收集，而有关外部数据网络的使用的计费信息由GGSN收集，这两个GSN都收集有关GPRS网络资源使用的计费信息。点对点计费信息是为GPRS用户搜集的。

SGSN应收集下列计费信息：

• 无线接口的使用：计费信息应描述按照QoS和用户协议分类的在MO和MT方向传输的数据量；
• 分组数据协议地址的使用：计费信息应描述MS使用了分组数据协议地址的时间长短；
• GPRS一般资源的使用：计费信息应描述其他GPRS相关资源的使用和MS的GPRS网络活动(如移动性管理)；
• MS的定位：本地公共陆地移动网络(HPLMN)、拜访地公共陆地移动网络(VPLMN)以及可选的更高精确度的定位信息。

GGSN应收集下列计费信息：

• 目的端和源端：计费信息应能以GPRS运营商定义的精确程度来描述目的端和源地址；
• 外部数据网络的使用：计费信息应能描述流入和流出自外部数据网络的数据量；
• 分组数据协议地址的使用：计费信息应能描述MS使用PDP地址的时间长短；
• MS的定位：HPLMN、VPLMN以及可选的更高精确度的定位信息。

6.3 计费网关

计费网关简化了计费系统中对GPRS计费的处理，从而保障了在移动网中方便引入GPRS业务。在移动网中引入0PRS，对于运营商来说，市场时机通常是最重要的，但最重要的是在管理和计费系统上作好工作，这样才不会导致引入时的延误，抓住市场时机。

以上说明了GPRS的计费信息必须从新增的SGSN和GGSN节点中搜集，这两种节点使用了与AXE MSC不同的接口，所搜集的信息生成新的呼叫数据记录(CDR)类型。根据来源的不同，CDR可分为以下类型：

• S-CDR：与对无线网络的使用有关，从SGSN中得到；
• G-CDR：与对外部数据网络的使用有关，从GGSN中得到；
• M-CDR：与移动性管理活动有关，从SGSN中得到；
• 与在GPRS中使用短消息业务相关的CDR类型。

在GPRS标准规范中，计费网关的功能性(CGF)既可以作为单独的中心网络单元来实现，也可以分布于各个GSN中。GPRS计费网关(BGw)增强了GSM系统中计费系统的功能，提供了在GPRS标准中规范的所有高级功能。

7.1 GPRS无线网络结构

一个GPRS蜂窝网络由以下主要区域组成。

• GPRS服务区(SA)
• 公共陆地移动网(PLMN)
• SGSN服务区
• SGSN路由区(RA)
• 位置更新区(LA)
• BSC控制区
• 基站小区

图7-1所示了GPRS系统的蜂窝无线网络结构。

图7-1 GPRS无线网络结构

1. GPRS服务区(SA)

SA是MS能获得GPRS服务的地理区域，也就是在一个GPRS网络内MS能够发送和接收数据的区域。它可以由一个或多个PLMN组成。

公共陆地移动网(PLMN)是由一个网络运营商提供的GPRS服务区域，一个PLMN可以由一个或多个SGSN路由区域组成。

2. SGSN服务区

SGSN服务区是一个SGSN提供的网络服务区域，也就是终端的登记区域。一个SGSN服务区可以由一个或多个SGSN路由区组成。一个SGSN服务区可以包含一个或多个BSC控制区。

一个SGSN服务区并不需要与一个MSC/VLR服务区相同。

3. SGSN路由区(RA)

RA是位置更新区的一个子集，在SGSN 路由区，MS移动时不需要更新SGSN。一个SGSN能够控制处理多个路由区。路由区的路由范围可以从一个城市的一部分到整个省份，甚至一个小国家。一个RA可以由一个或多个小区组成。

4. 位置更新区(LA)

LA是MS移动时不需要更新VLR的区域，一个LA可以包含一个或多个基站小区(Cell)。

LA不同于VLR区域，也不同于MSC区域。

5. BSC控制区

BSC控制区是一个BSC控制的一个或多个小区组成无线覆盖区域，BSC控制区的边界与LA区域的区界不需要一致。

6. 基站小区

基站小区是GPRS服务区中最小的地理单元，也是一个移动蜂窝网络的基本单元，它由一个BTS覆盖。有两种类型的基站小区：全向小区和方向小区。

7.2 GPRS系统的组网

由于GPRS的组件(SGSN、GGSN、PCU等)与原GSM组件之间的连接具有较大的灵活性，使得GPRS系统的组网也具有较大的灵活性。

• SGSN可与多个MSC连接，一个SGSN服务区可包含多个MSC/VLR服务区；
• SGSN和GGSN可以分开配置，也可以合一配置。分开配置时，一个GGSN可以与多个SGSN连接；合一配置时，SGSN与GGSN之间的通信协议可进行较大的简化和改进，提高系统的处理效率；
• PCU作为独立设备时，可以与多个MSC连接，它可以和其中一个BSC放置在一起。

GPRS的组网结构如图7-2所示。

图7-2 GPRS的组网

GGSN可以配置Gc接口，也可以不配置Gc接口。不配置Gc接口时，通过SGSN连接HLR/GR。

在物理接口上，Gb接口提供E1接口，SGSN和BSC的连接采用点到点方式连接，或连接FR网；Gn/Gp/Gi接口采用PPP over SDH、PPP over E1、FR over E1、ATM、LAN等多种接口。

7.3 GPRS无线组网

GPRS无线组网有以下原则：

• 充分利用现有GSM系统的设备资源，保护GSM的投资；
• 与GSM共用频率资源；
• 利用现有的基站实现无线覆盖，不单独增加GPRS基站。

另外无线组网需要对BTS、BSC、MSC/VLR、HLR等组件进行软件升级，并需增加PUC组件。

7.4 GPRS骨干网组网

GPRS骨干网将成为未来业务和网络的通用平台，GPRS组网的关键就是建设好GPRS骨干网，且GPRS骨干网的建设对于平滑过渡到3G具有重大意义。

对GPRS骨干网组网有以下建议：

1. 全国移动GPRS骨干网可以分阶段建设

(1) 首先组建省内GPRS骨干网或中心城市组建市GPRS骨干网。

(2) 省内GPRS骨干网实现互通，有条件的省间GPRS骨干网实现互通。

(3) 全国移动全网支持GPRS并实现互通。

(4) 和国外GPRS骨干网的组网。

2. 省移动GPRS骨干网的组网

(1) 在主要城市组建本地的GPRS骨干网。

(2) 中心城市的GPRS网络之间通过DDN或光纤连接。

(3) 小城市的GSN结点通过DDN直接连接中心城市的GPRS骨干网。

GPRS的骨干网的联网也非常灵活，其传输层可采用ATM、FR、LAN、DDN和ISDN等。GPRS的内部和外部骨干网如图7-所示。

图7-2 GPRS内部骨干网和外部骨干网

由于GPRS系统是在原有的GSM网络的基础上建立起来，因此GPRS的系统规划和GSM网络有着密切的关系。GPRS的容量与GSM网络的容量之间是互相制约的，前者的容量增大将会影响到后者话音信道的容量，GPRS系统的传输速率取决于现有GSM的网络结构、同频干扰情况。此外，由于GPRS系统采用分组交换技术取代电路交换技术，增加了SGSN和GGSN等网络结点，使得在GPRS系统规划时除了要考虑GSM网络规划外，还要考虑GPRS独有的因素：

• SGSN和GGSN的合理设置
• IP地址规划
• 无线网络规划
• 分组数据用户容量的测算
• 对GSM网络话音的影响等。
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