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WN-012-C1 ZXWN 系统 —— PS 信令流程 V0505. 中兴通讯学院 课程经理:刘瑾. 课程内容: PS 域相关标识 PS 域业务介绍 GMM 及相关信令流程 SM 及相关信令流程. PS 域相关标识. 分组 TMSI ( Packet-Temporary mobile subscriber identification number , P-TMSI) 一个分组临时移动用户识别将分配给每个 GPRS 附着的 MS 。在 3G TS 23.003 中定义 P-TMSI 为一个 4 字节的 BCD 编码。
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WN-012-C1 ZXWN系统—— PS信令流程 V0505 中兴通讯学院 课程经理:刘瑾
课程内容: • PS域相关标识 • PS域业务介绍 • GMM及相关信令流程 • SM及相关信令流程
PS域相关标识 分组TMSI(Packet-Temporary mobile subscriber identification number,P-TMSI) • 一个分组临时移动用户识别将分配给每个GPRS附着的MS。在3G TS 23.003中定义P-TMSI为一个4字节的BCD编码。 • 在MSC和SGSN都覆盖的区域中,SGSN分配的P-TMSI最高两比特为11,MSC分配的TMSI最高两比特为00、01和10。
PS域相关标识 GSN号码(GSN number ) • 每个SGSN应有一个SGSN号码用于与HLR和EIR通信。 • 每个可选地支持基于SS7信令的Gc接口的GGSN应有一个GGSN号码用于与HLR通信。 GSN地址( GSN Address ) • 每个SGSN和GGSN应有一个IPv4类的IP地址,或可选地有一个IPv6类的IP地址,用于在骨干网上内部通信。 • 全部PLMN的GSN和其他骨干节点的IP地址建立了一个从公众Internet不能访问的私有地址空间。对于SGSN和GGSN,这个IP地址也可能与一个或多个DNS类型的逻辑GSN名相对应。
PS域相关标识 路由区(Routing Area Identity ,RAI) • 一个路由区是一个且只是一个位置区的子集,意味着一个RA不能扩展到多个LA。 • 一个RA只由一个SGSN提供服务
PS域相关标识 网络层业务接入点标识符( Network Service Access PointIdentifier ,NSAPI) • 网络层业务接入点标识符(NSAPI)和IMSI用于网络层路由。一个NSAPI/IMSI对用来指配一个隧道端点标识符(TEID)。 • 在MS,NSAPI标识PDP-SAP;在SGSN和GGSN,NSAPI标识与一个MM上下文相关联的PDP上下文。
PS域相关标识 无线接入承载(Radio Access Bearing ID ,RAB ID) • CN通过Iu-PS与RNC的通信,RAB ID用来标识无线接入承载,并且那个信息单元应设置为与NSAPI的值相一致。 • 在NSAPI、无线接入承载和PDP上下文之间存在一对一关系。 • 当MS发起PDP上下文激活时,MS选取一个未用的NSAPI。当SGSN发起一个RAB指配过程时,SGSN将在RAB ID信息单元中包括NSAPI。
PS域相关标识 PDP 地址 (PDP Address) • 由IMSI标识的分组域用户将有一个或多个网络层地址,也即,临时的和/或永久的相关联的PDP地址,遵从所采用的各自网络层业务的标准地址方案,比如: • IPv4地址 • IPv6地址
PS域相关标识 隧道端点标识符(Tunnel Endpoint ID,TEID) • 隧道端点标识符由GPRS隧道协议用来在GSN之间、RNC和SGSN之间,在接收GTP-C或GTP-U协议的实体中标识一个隧道端点,和标识一个PDP上下文. • GTP隧道的接收端本地分配TEID的值,发送端必须应用该值。隧道两端用GTP-C(或在Iu口的RANAP)消息交换TEID的值。 • TEID基于NSAPI和IMSI(或在Iu口的RAB ID和IMSI)分配。在一个逻辑节点如RNC,SGSN,或GGSN的一个IP地址内TEID是一个唯一的标识。
PS域相关标识 APN(接入点名,Access Point Name) 1.在骨干网,接入点名是对使用的GGSN的一个参考。并且,接入点名在GGSN可以标识外部网络和可选地一个提供的业务。 2. APN网络标识符是必备的,是一个标签(例如“corporation”或“service”)或一组由点分割的标签:一个依据DNS命名规则的正式域名(例如“company.com”或“service.company.com”)。 3. APN营运者标识符是可选的。它是一个依据DNS命名规则的正式域名,由三个标签组成。APN营运者标识符应以“.gprs”结尾。APN correspond to a GGSN domain name
PS域相关标识 www.zte.com.cn.mnc<MNC>.mcc<MCC>.gprs APN 营运者 标识符 APN 网络 标识符
PS域相关标识 Qos (Quality of Service)
课程内容: • PS域相关标识 • PS域业务介绍 • GMM及相关信令流程 • SM及相关信令流程
PS域业务介绍 • 分组域的典型业务 • 流媒体、视频点播 • FTP文件传输 • Internet网页浏览 • WAP网页浏览 • JAVA • 彩信 • ……
GGSN HLR SGSN NodeB RNC PS域业务介绍 • MS发起的分组数据业务过程 2 3 1 • 1.GPRS附着 • 附着请求 • 鉴权加密 • 位置更新 • P-TMSI 重分配 2.PDP 上下文激活 3. 分组数据传送
PS域业务介绍 • 网络发起的分组数据业务 SGSN HLR GGSN PDN MS UTRAN 1.GGSN收到 PDP PDU 2.GGSN从HLR获得MS路由信息 3.GGSN通知SGSN收到外部网络 PDP PDU 4.在RA对MS寻呼 5.SGSN向MS请求激活PDP 6.PDP 上下文激活 7. Transmission of packet data
PS域业务介绍 • 分组基本信令流程 • GPRS移动性管理GMM • Attach/Detach • 路由更新 • 业务请求 • RNC重定位 • 会话管理SM • PDP建立、删除、修改
课程内容: • PS域相关标识 • PS域业务介绍 • GMM及相关信令流程 • SM及相关信令流程
GMM及相关信令流程 • GMM基本概念 • GMM指GPRS移动性管理,它与CS域移动性管理相对应,3GPP制定了一系列协议规程对用户在PS网络中的位置进行管理。 • 分组域的移动性管理的功能,主要是依靠MS、SGSN和HLR结合相应用户的MM上下文来配合实现的 。MS和SGSN存储了用户的MM上下文
GMM及相关信令流程 • MM上下文 • MM状态及相关信息就组成了MM上下文;一个用户(或IMSI)对应唯一的一个MM上下文,MM上下文存在于MS、SGSN中。
GMM及相关信令流程 • GMM状态转移图 PMM- DETACHED PMM- DETACHED Detach, PS Attach Reject, Detach, PS Attach PS Detach PS Attach PS Detach PS Attach Reject, RAU Reject RAU Reject PS Signaling PS Signaling Connection Release Connection Release PMM- PMM- PMM-IDLE PMM-IDLE CONNECTED CONNECTED SM-ACTIVE or SM-ACTIVE or SM-ACTIVE or SM-ACTIVE or INACTIVE INACTIVE INACTIVE INACTIVE PS Signaling PS Signaling Connection Establish Connection Establish Serving RNC relocation MS MM States 3G-SGSN MM States
GMM及相关信令流程 • 分组移动性管理分离(PMM-DETACHED)状态: • MS和SGSN上下文中没有有效的MS位置或路由信息,MS不可及 • 分组移动性管理空闲(PMM-IDLE)状态: • MS和SGSN中的MM上下文已建立,可在RA的层次上对MS进行管理,对MS进行寻呼等 • 分组移动性管理连接(PMM-CONNECTED)状态: • MS的位置可由SRNC跟踪,可在小区的层次上对MS进行移动性管理
GMM及相关信令流程 • GMM包括的流程 • 接入控制与安全 • 附着Attach • 分离Detach • 路由更新 • 业务请求 • RNC重定位
GMM及相关信令流程 • 接入控制和安全 • 包括用户的鉴权、标识校验、加密、P-TMSI重分配等接入控制管理 • 基本流程与CS域相同 • 增加可选参数P-TMSI Signature和TMSI同时使用来加强安全性保护
GMM及相关信令流程 • 附着 CS域用户开机即附着CS网络,而PS用户需要通过显示附着或者发起PS业务来触发附着流程进行PS网络的附着。
GMM及相关信令流程 • 附着的信令流程
GMM及相关信令流程 • 分离 • 用户发起(分组业务完成,关机,显示去附着) • 网络发起(用户长时间不活动,可以Purge用户或者HLR永久删除用户)
GMM及相关信令流程 • 分离(MS发起)信令流程
GMM及相关信令流程 • 分离(网络发起)信令流程
GMM及相关信令流程 • 路由更新 • 在分组系统中,移动用户的位置是按路由区RA来进行位置管理的。路由区是位置区的子集,即一个位置区可以作为一个路由区,也可进一步划分为几个路由区。每个路由区都只有一个SGSN对其提供服务 。 • 当用户的路由区RA变化了,会发起路由更新流程。
4 3 1 2 SS7 HLR SGSN1 通知SGSN插入用户数据 PDP上下文更新 GPRS骨干网 NodeB NodeB RNC RNC 索取MS上下文 路由更新请求 GMM及相关信令流程 • 路由更新示意 GGSN SGSN2
GMM及相关信令流程 • 路由更新(按路由更新发生的范围) • 局内(Intra SGSN) • 局间(Inter SGSN)
GMM及相关信令流程 • 路由更新(按系统运行模式是否存在Gs接口) • 路由更新 • 联合路由/位置更新
GMM及相关信令流程 • 路由更新(Intra SGSN) M RAI S 1 2 SGSN 2 1 RAI 3 4 M 2 RNC S
GMM及相关信令流程 • 路由更新(Intra SGSN)流程
GMM及相关信令流程 • 路由更新(Inter SGSN) SGSN 1 M 5 5 S 3 2 HLR 4 1 6 M SGSN 2 S 5
GMM及相关信令流程 • 路由更新(Inter SGSN)流程
GMM及相关信令流程 • SRNC重定位(按RNC更新发生的范围) • 局内(Intra SGSN) • 局间(Inter SGSN)
GMM及相关信令流程 • SRNC重定位(按是否存在RNC间的Iur接口) • SRNC重定位(软切) • 硬切换SRNC重定位(硬切)
GMM及相关信令流程 • SRNC重定位 Before… After…
GMM及相关信令流程 • 硬切换SRNC重定位 Before… After…
GMM及相关信令流程 缓存区发生在RNS;降低了SGSN的设计复杂性,平衡无线信道容量和处理能力 HLR/ AuC GGSN ③ 重要的是 具有了接口Iur ① ③ ① SGSN1 SGSN2 ① ③ ① RNC1 RNC2 ② ① ① ③ RA2 RA1 ③ ① ① 从数据传输角度考虑, 具有“软切换”概念 MS MS SRNC重定位示意图
GMM及相关信令流程 • SRNC重定位流程
GMM及相关信令流程 • 业务请求 • 处于PMM-IDLE状态的MS利用业务请求程序向SGSN请求建立一条安全的信令连接,用于发送上行链路信令消息或用户数据 。 • 处于PMM-CONNECTED状态的MS对已激活的PDP上下文进行资源保留.
GMM及相关信令流程 • 业务请求(MS发起)流程
GMM及相关信令流程 • 业务请求(网络发起)流程
课程内容: • PS域相关标识 • PS域业务介绍 • GMM及相关信令流程 • SM及相关信令流程
SM及相关信令流程 • SM基本概念 • 分组数据在PS网络中的传送 • SM信令流程
SM及相关信令流程 • SM基本概念 • 会话管理SM:管理用户PDP(分组数据传输)上下文 • 接收从MS发来的PDP会话请求,建立、修改、删除SGSN中对应的PDP上下文;同时根据MS的不同请求向GGSN发起各类PDP会话上下文,完成对应MS的分组数据传输的激活去活和传输参数修改 • 接收执行GGSN侧发起的PDP反向激活请求 ,完成向MS的分组数据传输