UMTS PS核心网络知识讲座.ppt

UMTSPS核心网络知识讲座 2 PS域移动性管理状态 UMTSPS核心网络结构 内容提纲 PS域信息流程 PS域路由和数据发送 UMTSPS域和GPRS的关系 3 Iu CS Iu CS Iu PS Iu PS Iub RNC NodeB NodeB RNS Iur Iub RNC NodeB NodeB RNS VLRMSC A GMSC Abis BSC BTS BTS BSS PSTN PSTN EIR F HLR AUC D C H Abis BSC BTS BTS BSS otherPLMN Gi WCDMA基本网络结构 PS域 4 PS域移动性管理状态 UMTSPS核心网络结构 内容提纲 PS域信息流程 PS域路由和数据发送 UMTSPS域和GPRS的关系 5 Uu MS UTRAN 3G SGSN 3G GGSN Eg Ip PPP Eg IP PPP Iu PS Gn PS域用户面结构 1 6 SNDCP SNDCP GTP U Um MS BSS 3G SGSN 3G GGSN Eg Ip PPP Eg IP PPP NETWORKSERVICE L1bis BSSGP MAC L1 RLC Gb Gn PS域用户面结构 2 GTP U 7 L1 GMM SM SMS PS域控制面结构 1 RRC Uu MS UTRAN 3G SGSN 3G GGSN MAC RLC Iu PS Gn RANAP GTP C GTP C RRC RANAP L1 MAC RLC GMM SM SMS 8 PS域控制面结构 2 MS BSS 3G SGSN 3G GGSN Gb Gn GTP C GTP C NETWORKSERVICE L1bis BSSGP GMM SM SMS MAC L1 RLC GMM SM SMS Um 9 Gn Gp控制面结构 GGSN SGSN SGSN Gn Gp GTP C L2 L1 TCP UDP IP GTP C L2 L1 TCP UDP IP Gn Gp接口 L1 L2及UDP IP层的功能与传输平台的相同 GTP C协议 负责传送路径管理 隧道管理 移动性管理和位置管理等相关信令消息 用于对传送用户数据的隧道进行控制 10 PS域Gr Gf Gd接口协议栈结构 HLR SMS GMSC SMS IWMSC EIR 3G SGSN Gr Gd Gf TCAP MTP2 L1 SCCP MTP3 MAP TCAP MTP2 L1 SCCP MTP3 MAP 实现鉴权 登记 移动性管理以及短消息传送等功能 11 GGSN HLR接口协议栈结构 1 3G GGSN HLR Gc TCAP MTP2 L1 SCCP MTP3 MAP TCAP MTP2 L1 SCCP MTP3 MAP GGSN与HLR相连的方式一 选择Gc接口与HLR相连 Gc接口所使用的协议栈与Gr Gf Gd接口的相同 也是采用MAP协议来实现移动性管理相关功能 12 SGSN GGSN Gn TCAP MTP2 L1 SCCP MTP3 MAP TCAP MTP2 L1 SCCP MTP3 MAP GTP C L2 L1 TCP UDP IP GTP C L2 L1 TCP UDP IP HLR Gr GGSN与HLR相连的方式二 通过具有GTP MAP转换功能的GSN与HLR相连 GGSN利用GTP协议与转换实体通信 而转换实体再通过MAP协议与HLR通信 GGSN HLR接口协议栈结构 2 13 SGSN MSC VLR接口的协议栈结构 MSC VLR 3G SGSN Gs BSSAP MTP2 L1 SCCP MTP3 BSSAP MTP2 L1 SCCP MTP3 Gs接口为可选接口 只用于传送信令 采用BSSAP 协议实现联合的移动性管理 寻呼等功能 也是利用SS7进行传送 14 RNC GMM SM MAP DB DNS LLC CGF 信令 Gb Gd Gs Gr Ga Gn GTP消息 BSS Gs SMS SNDCP SSF CAP RLC RRC MS 数据和信令 数据 GGSN SGSN软件结构 Iu PS 协议转换 协议转换 协议转换 15 Gn GTP消息 IP透明方式 IP非透明方式 IP 带FA功能 IP M代理 PPP接入 DHCP互连 路由器 防火墙 PDN X 25 X 75 GGSN软件结构 16 SGSN GGSN SGSN SGSN SGSN SGSN SGSN GGSN GGSN InternetX 25 X 75 RSSBSS GGSN IP地址SS7编号外部网络地址 IMSIP TMSIPDP地址 PLMN PS域网元的地址 编号和寻址 1 PDN 17 GSN的IP 地址 地址类型 地址长度 地址 2 比特 6 比特 最多为 1 6 字节 表 8 GSN 地址结构的相应参数 地址类型 地址长度 地址 0 4 Ipv4 地址 1 16 Ipv6 地址 18 GGSNassociatedwith X 121address IPaddressSAP Gi GGSNassociatedwith IPaddress Gi MS RABID X 25 X 75 IP NSAPI 2 RBIdentity RBIdentity RBIdentity RBIdentity RABID RABID RABID RNC 3G SGSN AccessStratum NSAPI 1 NSAPI 1 NSAPI 1 X 121addressSAP NSAPI 1 NSAPI 2 NSAPI 2 NSAPI 2 PS域网元的地址 编号和寻址 2 UTRAN SGSN GGSN 19 内容提纲 PS域移动性管理状态 UMTSPS核心网络结构 PS域信息流程 PS域路由和数据发送 UMTSPS域和GPRS的关系 20 PMM DETACHED PSAttach PSSignaling ConnectionRelease PSSignaling ConnectionEstablish PSDetach PMM CONNECTED PMM IDLE Detach PSAttachReject RAUReject MSMMStates SM ACTIVEor INACTIVE SM ACTIVEor INACTIVE 移动性管理状态模型 PMM DETACHED PSDetach PMM CONNECTED ServingRNC relocation 3G SGSNMMStates SM ACTIVEor INACTIVE SM ACTIVEor INACTIVE Detach PSAttachReject RAUReject PSAttach PSSignaling ConnectionEstablish PSSignaling ConnectionRelease PMM IDLE 21 移动性管理状态描述 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 MM上下文 分组移动性管理的三种状态在不同事件的触发下互相转换 每种状态对应了一种确定的功能级以及一系列相关信息 这些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 MS UTRAN NEWSGSN OldSGSN NEWMSC GGSN HLR OldMSC 6d CancelLocationAck 6c CancelLocation 6b UpdateLocation 6g UpdateLocationAck 6f InsertSubscriberDataAck 5d InsertSubscriberData 5c CancelLocationAck 5b CancelLocation 3 IdentityResponse 2 IdentificationResponse 2 IdentificationRequest 1 AttachRequest 3 IdentityRequest 4 Authentication 5a UpdateLocation 6a LocationUpdateRequest 6h LocationUpdateAccept 5f UpdateLocationAck 5e InsertSubscriberDataAck 8 AttachComplete 7 AttachAccept 9 TMSIReallocationComplete 移动台附着模型 6e InsertSubscriberData 23 3 IMSIDetachIndication 2 DeletePDPContextResponse 1 DetachRequest 2 DeletePDPContextRequest 5 DetachAccept 4 GPRSDetachIndication 6 PSSignalingConnectionRelease MS BSS UTRAN SGSN MSC VLR GGSN 分离模型 MS发起 24 2 DeletePDPContextResponse 1 DetachRequest 2 DeletePDPContextRequest 5 DetachAccept 3 GPRSDetachIndication 6 PSSignalingConnectionRelease MS BSS UTRAN SGSN MSC VLR GGSN 分离模型 SGSN发起 25 3 DeletePDPContextResponse 2 DetachRequest 3 DeletePDPContextRequest 5 DetachAccept 4 GPRSDetachIndication 7 PSSignalingConnectionRelease MS BSS UTRAN SGSN MSC VLR GGSN 分离模型 HLR发起 HLR 1 CancelLocation 6 CancelLocationAck 路由区更新程序 MS UTRAN NEWSGSN OldSGSN NEWMSC GGSN HLR OldMSC 11b CancelLocation 11c CancelLocationAck 11d InsertSubscriberData 15 TMSIReallocationComplete 11f UpdateLocationAck 12 LocationUpdateAccept 14 RoutingAreaUpdateComplete 13 RoutingAreaUpdateAccept 7 CancelLocation 7 CancelLocationAck 5 UpdatePDPContextResponse 5 UpdatePDPContextRequest 6 UpdateLocation 9 UpdateLocationAck 11a UpdateLocation 10 LocationUpdateRequest 2 SGSNContextResponse 3 SecurityFunctions 2 SGSNContextRequest 1 RoutingAreaUpdateRequest 8 InsertSubscriberData 8 InsertSubscriberDataAck 11e InsertSubscriberDataAck 4 SGSNContextAck 服务RNC切换过程 MS SourceRNC TargetRNC GGSN NEWSGSN OldSGSN 3 ForwardRelocationRequest 4 RelocationRequest 2 RelocationRequired 6 RelocationCommand 5 ForwardRelocationResponse 4 RelocationRequestAcknowledge 9 RelocationDetect 13 RelocationComplete 13 ForwardRelocationComplete 10 RNTIReallocation 12 RNTIReallocationComplete EstablishmentofRadioAccessBearers 15 RoutingAreaUpdate 11 UpdatePDPContextRequest 14 IuReleaseCommand 14 IuReleaseComplete 1 Decisiontoperform SRNSrelocation 7 RelocationCommit 8 Forwardingofdata 11 UpdatePDPContextResponse 2 ServiceRequest 3 SecurityFunctions 1 RRCConnectionRequest 1 RRCConnectionSetup 6 RadioAccessBearerAssignmentResponse 5 RadioBearerSetup 6 RadioBearerSetup Complete MS RNC SGSN HLR MS发起业务请求程序 4 RadioAccessBearerAssignmentRequest 7 UplinkPDU 4 ServiceRequest 5 SecurityFunctions 3 RRCConnectionRequest 3 RRCConnectionSetup 6 RadioAccessBearerAssignmentResponse 6 RadioBearerSetup 6 RadioBearerSetup Complete MS RNC SGSN HLR 网络侧发起的业务请求程序 6 RadioAccessBearerAssignmentRequest 2 Paging 2 Paging 1 DownlinkPDU 7 DownlinkPDU 8 IuReleaseCommand 8 IuReleaseComplete 6 SRNSContextAcknowledge 7 ForwardPackets 1 Intersystemchangedecision 3 SRNSContextRequest 4 SRNSContextResponse 2 RoutingAreaUpdateRequest 9 RoutingAreaUpdateAccept 10 RoutingAreaUpdateComplete 11 BSSPacketFlowContextProcedure 5 SecurityFunctions MS BSS SRNS 2G 3G SGSN SGSN内的系统间转换 UMTS转入GPRS 4 RoutingAreaUpdateAccept 7 RABAssignmentRequest 5 RoutingAreaUpdateComplete 6 ServiceRequest 1 Intersystemchangedecision 2 RoutingAreaUpdateRequest 3 SecurityFunctions MS BSS SRNS 2G 3G SGSN 7 RABAssignmentResponse SGSN内的系统间转换 GPRS转入UMTS MS BSS SRNS NEW2G SGSN Old3G SGSN GGSN HLR 17 RouteingAreaUpdateComplete 16 RoutingAreaUpdateAccept 12 CancelLocation 12 CancelLocationAck 10 UpdatePDPContextResponse 10 UpdatePDPContextRequest 11 UpdateGPRSLocation 15 UpdateGPRSLocationAck 4 SRNSContextRequest 18 BSSPacketFlowContextProcedure 5 SGSNContextResponse 6 SecurityFunctions 3 SGSNContextRequest 2 RouteingAreaUpdateRequest 14 InsertSubscriberData 14 InsertSubscriberDataAck 7 SGSNContextAck 8 SRNSContextAck 9a ForwardPackets 9b ForwardPackets 13 IuReleaseCommand 4 SRNSContextReponse 1 Intersystemchangedecision SGSN间的系统间转换 UMTS转入GPRS 13 IuReleaseComplete SGSN间的系统转换 GPRS转入UMTS MS BSS SRNS NEW3G SGSN Old2G SGSN GGSN HLR 15 RouteingAreaUpdateComplete 14 RouteingAreaUpdateAccept 11 CancelLocation 11 CancelLocationAck 9 UpdatePDPContextResponse 9 UpdatePDPContextRequest 10 UpdateGPRSLocation 13 UpdateGPRSLocationAck 4 SGSNContextResponse 5 SecurityFunctions 3 SGSNContextRequest 2 RouteingAreaUpdateRequest 12 InsertSubscriberData 12 InsertSubscriberDataAck 6 RABAssignmentRequest 8 ForwardPackets 1 Intersystemchangedecision 6 RABAssignmentResponse 7 SGSNContextAck RadioBearerSetup 34 PS域移动性管理状态 UMTSPS核心网络结构 PS域信息流程 PS域路由和数据发送 UMTSPS域和GPRS的关系 内容提纲 35 DeactivatePDPContext or MMstatechangetoIDLE orPMM DETACHED ActivatePDPContext INACTIVE ACTIVE PDP状态有两种 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 一个用户所申请的UMTSPS业务涉及一个或多个外部PDN 如Internet X 25等 则在其UMTSPS签约数据中就将包括一个或多个与这些PDN对应的PDP地址 每个PDP地址对应有一个PDP上下文 每个PDP上下文由PDP状态及相关信息来描述 存在于MS SGSN GGSN中 一个用户的所有PDP上下文都与该用户唯一的一个MM上下文相关联 PDP状态模型 IMSIMSISDNSGSNNumberSGSNAddressSubscribedChargingCharacteristicsTraceReferenceTraceTypeInitiatingOMCIdentitySMSParametersMSPSPurgedforGPRSMNRGGGSN list PDPContextIdentifierPDPTypePDPAddressAccessPointNameQoSProfileSubscribedVPLMNAddressAllowedGPRS CSI HLR签约的用户分组信息 基本分组信息 PDP上下文 IMSIMMStateP TMSIP TMSISignatureIMEIMSISDNRouteingAreaCellIdentityCellIdentityAgeServiceAreaCodeServiceAreaCodeAgeVLRNumberNewSGSNAddressAuthenticationTripletsAuthenticationVectorsKcCKSNCipheringalgorithmCK PDPContextIdentifierPDPStatePDPTypePDPAddressAPNSubscribedAPNinUseNSAPITITEIDforGn GpTEIDforIuGGSNAddressinUseVPLMNAddressAllowedQoSProfileSubscribedQoSProfileRequestedQoSProfileNegotiatedRadioPriorityPacketFlowIdSendN PDUNumberReceiveN PDUNumberGTP SNDGTP SNURLC SNDRLC SNUChargingId SGSN存储的用户分组信息 MM上下文等基本信息 每个MM对应的PDP上下文 IKKSIRadioAccessClassmarkSGSNClassmarkDRXParametersMNRGNGAFPPFSubscribedChargingCharacteristicsTraceReferenceTraceTypeTriggerIdInitiatingOMCIdentityOMCIdentitySMSParametersRecoveryRadioPrioritySMSGPRS CSI SGSN在MS处于PMM IDLE PMM CONNECTED状态时保持该MS的MM上下文和PDP上下文 38 IMSINSAPIMSISDNPDPTypePDPAddressDynamicAddressAPNinUseTEIDTFTQoSProfileNegotiatedSGSNAddress GGSN存储的的用户分组信息 PDP上下文 MNRGRecoveryGTP SNDGTP SNUChargingIdChargingCharacteristicsTraceReferenceTraceTypeTriggerIdInitiatingOMCIdentityOMCIdentity GGSN只保持处于激活状态的PDP上下文 39 IMSIMMStateP TMSIP TMSISignatureRouteingAreaCellIdentityKcCKSN KSICipheringalgorithmCKCKNextIKIKNextClassmarkDRXParametersRadioPrioritySMS MS存储的分组信息 PDPTypePDPAddressPDPStateDynamicAddressAllowedAPNRequestedNSAPITIQoSProfileRequestedQoSProfileNegotiatedTFTRadioPriorityPacketFlowIdSendN PDUNumberReceiveN PDUNumberRLC SNDRLC SNU MM和PDP上下文 MM和PDP上下文MS在处于PMM DETACHED PMM IDLE 和PMM CONNECTED状态时应保持MM上下文和PDP上下文 40 IMSITraceReferenceTraceTypeTriggerIdInitiatingOMCIdentityOMCIdentityNSAPITEIDGGSNAddressinUseQoSProfileNegotiatedGTP SNDGTP SNURLC SNDRLC SNU RNC存储的的用户分组信息 RNC上下文 RNC保持处于PMM CONNECTED状态的MS的RNC上下文以及RNCRAB上下文 RNC上下文中主要包含与CN相关的信息 RNCRAB上下文主要包含激活的RAB的相关信息 41 3 InvokeTrace 4 CreatePDPContextRequest 2 RadioAccessBearerSetup 1 ActivatePDPContextRequest 6 ActivatePDPContextAccept MS UTRAN 3G SGSN 3G GGSN MS发起的PDP上下文激活 5 CreatePDPContextReponse 42 MS SGSN HLR GGSN 网络发起的PDP上下文激活 3 PDUNotificationRequest 1 PDPPDU 2 SendRouteingInfoforGPRS 2 SendRouteingInfoforGPRSAck 4 RequestPDPContextActivation 5 PDPContextActivationprocedure 3 PDUNotificationResponse 43 4 RadioAccessBearerModification MS UTRAN SGSN GGSN MS发起的PDP上下文修改 3 UpdatePDPContextResponse 1 ModifyPDPContextRequest 2 UpdatePDPContextRequest 5 ModifyPDPContextAccept 44 5 RadioAccessBearerModification MS UTRAN SGSN GGSN SGSN发起的PDP上下文修改 2 UpdatePDPContextReponse 3 ModifyPDPContextRequest 6 InvokeTrace 1 UpdatePDPContextRequest 4 ModifyPDPContextAccept 45 4 RadioAccessBearerModification MS UTRAN SGSN GGSN GGSN发起的PDP上下文修改 5 UpdatePDPContextReponse 2 ModifyPDPContextRequest 1 UpdatePDPContextRequest 3 ModifyPDPContextAccept 46 MS UTRAN SGSN GGSN MS发起的PDP上下文去激活 1 DeactivatePDPContextRequest 2 DeletePDPContextRequest 3 DeletePDPContextResponse 4 DeactivatePDPContextAccept 5 RadioAccessBearerRelease 47 MS UTRAN SGSN GGSN SGSN发起的PDP上下文去激活 3 DeactivatePDPContextRequest 1 DeletePDPContextRequest 2 DeletePDPContextResponse 4 DeactivatePDPContextAccept 5 RadioAccessBearerRelease 48 MS UTRAN SGSN GGSN GGSN发起的PDP上下文去激活 2 DeactivatePDPContextRequest 1 DeletePDPContextRequest 4 DeletePDPContextResponse 3 DeactivatePDPContextAccept 5 RadioAccessBearerRelease 49 MS UTRAN SGSN GGSN MS向外部数据网发送数据 PDN 1 无线接入段 3 外部网络接入段 2 核心网络段 用户的PDPPDU用PDCP进行封装 其中无线承载标识 无线接入承载标识 RBIdentity RABID 一起用于对MS进行寻路 利用网络层业务接入点标识NSA