[计算机硬件及网络]WCDMA分组域信令流程.ppt

PS信令流程,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,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。P-TMSI为一个4字节的BCD编码在3G TS 23.003中定义。 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IP4类的IP地址，或可选地有一个IP6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有一个位置区的子集，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 Point Identifier ,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I口的RANAP）消息交换TEID的值。 TEID基于NSAPI和IMSI（或在I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“”或“”）。 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,.mnc.mcc.gprs,APN 网络 标识符,APN 营运者 标识符,PS域相关标识,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,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 ,PS域业务介绍,SGSN,HLR,GGSN,1,2,3,MS发起的分组数据业务过程,3. 分组数据传送,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,PS域业务介绍,网络发起的分组数据业务,7. Transmission of packet data,1.GGSN收到 PDP PDU,2.GGSN从HLR获得MS路由信息,6.PDP 上下文激活,UTRAN,SGSN,HLR,GGSN,PDN,MS,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,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,PS域业务介绍,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,PS Attach,PS Signaling,Connection Release,PS Signaling,Connection Establish,PS Detach,PMM-,CONNECTED,PMM-IDLE,Detach,PS Attach Reject,RAU Reject,MS MM States,SM-ACTIVE or,INACTIVE,SM-ACTIVE or,INACTIVE,PMM-,DETACHED,PS Detach,PMM-,CONNECTED,Serving RNC,relocation,3G-SGSN MM States,SM-ACTIVE or,INACTIVE,SM-ACTIVE or,INACTIVE,Detach,PS Attach Reject,RAU Reject,PS Attach,PS Signaling,Connection Establish,PS Signaling,Connection Release,PMM-IDLE,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,GMM及相关信令流程,附着的信令流程,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。,GMM及相关信令流程,SGSN2,SGSN1,SS7,HLR,GGSN,路由更新示意,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）,2,3,4,RNC,SGSN,RAI,1,RAI,2,M,S,M,S,1,2,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）,5,4,6,1,HLR,SGSN 1,SGSN 2,M,S,M,S,5,5,GMM及相关信令流程,2,3,路由更新（Inter SGSN）流程,GMM及相关信令流程,路由更新（Inter SGSN）流程续,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,GMM及相关信令流程,Before,After,硬切换SRNC重定位,Before,After,GMM及相关信令流程,RA1,HLR/,AuC,SGSN1,GGSN,RA2,SGSN2,RNC1,MS,RNC2,SRNC重定位示意图,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,重要的是 具有了接口Iur,从数据传输角度考虑, 具有“软切换”概念,MS,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,GMM及相关信令流程,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,SM及相关信令流程,PDP上下文 PDP状态及相关的描述信息 包括 PDP context Identifier PDP Type、PDP State、PDP Address APN TEID for Gn TEID for Iu Qos Send/Receive PDU Number等,SM及相关信令流程,PDP状态转移图,SM及相关信令流程,未激活：对于该PDP地址没有激活的数据业务，相应的PDP上下文中没有路由或映射信息。此时，MS的位置更新不会引起PDP上下文的更新 激活：对于该PDP地址有激活的数据业务，相应的PDP上下文中包含了路由或映射信息。用户的MM状态为空闲或连接状态时，PDP状态才可能进入激活状态,SM及相关信令流程,SM及相关信令流程,MS向外部网络发送数据,MS,UTRAN,SGSN,GGSN,PDN,1. 无线接入段,3. 外部网络接入段,2. 核心网络段,用户的PDP PDU用PDCP进行封装，其中无线承载标识/无线接入承载标识（RB Identity/ RAB ID）一起用于对MS进行寻路，利用网络层业务接入点标识NSAPI来识别MS相应的PDP上下文。,SGSN根据APN得出GGSN IP地址，在SGSN和GGSN之间建立起传输路径并在此基础上利用GTP隧道机制来传送各PDP上下文的PDP PDU。隧道标识TID作为GTP字头,将PDP PDU封装成GTP PDU，TID用于识别在SGSN和GGSN之间隧道传送的PDP上下文。,GGSN去除封装在用户分组数据上的GTP字头，这时，PDP PDU利用外部数据网的PDP地址（即目的地IP地址）寻址到目的地。,外部网络向MS发送数据,MS,UTRAN,SGSN,GGSN,PDN,1. 无线接入段,3. 外部网络接入段,2. 核心网络段,RNC将TEID映射成NSAPI和RB Identity/ RAB ID用于无线接入段的寻址，将GTP PDU拆装后重新用PDCP进行封装后发往MS。,GGSN将MS的IP地址翻译成隧道标识TEID，将PDP PDU封装成GTP PDU，并根据