GPRS会话管理

InPtearc-PkLeMt N Bnaecktwboonrek
network
Gb
Serving GPRS
Support Node
(SGSN)
Gn
Border Gateway (BG)
Gp
Intra-PLMN backbone network (IP based)
Firewall Point-To-
内部资料 注意保密
移动用户编号
MSISDN-Mobile Subscriber/Station ISDN Number
PLMN中移动用户的电话号码，遵循E.164编码，最长15位，SIM卡上不存储， 而是记录在用户签约的HLR(Home Location Register)中 MSISDN格式：CC+NDC+SN
内部资料 注意保密
ISO的OSI七层模型
每一层只 关心同层 的协议过 程和实现
Open System Interconnection
内部资料 注意保密
OSI模型实例-步行去海南
对下层 --------对上层 封装(先穿袜，再穿鞋) > < 解封装(先脱鞋，再内脱部资袜料 )注意保密
OSI模型实例-QQ聊天
(Packet Switched)
内部资料 注意保密
移动通信-无线网与核心网
Base Transceiver Station
ME
BTS Base Station Controller BTS
HLR
EIR AUC
SIM
Abis interface
MS
BTS
BTS
BSC
Um interface BTS
01 China Unicom Operational GSM900/UMTS2100
06 China Unicom Not Operational UMTS2100
03 China Telecom Operational CDMA800 05 China Telecom Not Operational CDMA2000
Firewall
DPatcaket nneettwwoorrkk (X.25)
General Packet Radio Service
HLR/AuC
SMS-GMSC Gd
Corporate 1
EIR
Server
Router
Local area network
Corporate 2 Server
Router Local
CSCF MGCF IMS
MGW
MGW
CS
SGSN
GGSN
PS
BSS
RNS
GSM+GPRS
BSS
RNS
BSS
RNS
CS域引入软交换
引入IMS域，核心网
和无线接入网均采用
IP传输
3G/4G网络逐渐全IP化
内部资料 注意保密
GPRS网络环境
Um R/S
BTS
BSC
Packet nPeStwTNork
MSC
内部资料 注意保密
GPRS主要是PS域、核心网范畴
A
BSS TRAU
GDPUP GEPUG/GFGUG
Pcu unit
CS Core Network
Gb
BSS
NSS
PS Core Network
内部资料 注意保密
GPRS仍是今后一段时期核心网PS域主要方案
电路交换 分组交换
2.75G
3G UMTS(WCDMA) TD-SCDMA HSDPA/HSUPA
国际移动用户识别码，移动用户在全球的唯一识别号，遵循E.212编码，15位， SIM/USIM卡(Universal Subscriber Identity Module)在生产时按运营商需求烧写 唯一IMSI，运营商在HLR将其中与一个MSISDN绑定来确定用户分份
IMSI格式：MCC+MNC+MSIN
Base Station Subsystems (BSS)
MSC VLR
Cloud
A interface
GMSC
Cloud
PSTN Cloud Cloud
PDN
(Packet Data Network)
NNeettwwoorrk andd SSwwiittcchhiinngg SubsysSteumbsy(NstSemS)
GPRS会话管理
All by gonow @ GPRS家园论坛
预备知识
计算机通信
OSI七层模型、TCP/IP工作原理、路由器
移动通信网络
2G/2.5G无线网与核心网 CS域与PS域、电路交换、分组交换(包交换)
一些概念
PLMN、IMSI、MSISDN、GGSN、SGSN、APN DNS、DHCP、Proxy、NAT PPP、LLC 重要概念
CC： Country Code，国家号，如中国86，2位 NDC： National Destination Code，国内接入号，如中国移动135~139，3位 SN： Subscriber Number，用户号，最长10位
IMSI-International Mobile Subscriber Identity
内部资an料reetwa注or意k 保密
GPRS网络实体
GGSN: 网关GPRS支撑节点 SGSN: 服务GPRS支撑节点 HLR: 归属位置寄存器 MS: 移动台(2G) UE: 用户设备(3G) DNS: 域名解析服务器
MSC/VLR: 移动交换中心/拜访位置寄存器
BSS: GSM基站系统(2G)
Um
BSS
Gb
SGSN
Gn
GGSN
Gi
LLC: Logical Link Control RLC: Radio Link Control MAC: Media Access Control
GTP: GPRS Tunneling Protocol SNDCP: Sub-Network Dependency Conv内e部rg资e料nce注意Pr保o密tocol
BSSGP: BSS GPRS Protocol
GPRS相关实体- PCU(Packet Control Unit)
连接BSC基站控制器与SGSN
SGSN与BSS之间通讯的最上层是BSSGP协议，用来传输上层LLC数据，并 传输SGSN对BSS的控制信息
无线侧分组资源管理功能(RLC/MAC协议功能)
BTS
MS
BTS
BSC
PPCCUU
Abis
Pb
MS
BTS
MS
BTS
BSC PCU
SGSN
LLC
RLC
MAC
物理链路
内部资料 注意保密
物理RF
GPRS网络实体- SGSN
GMM/SM SNDCP
SMS
GPRS移动性管理GMM (GPRS Mobility Management)
负责用户终端的移动性、附着、分离、位置更新等过程
子系统
进展
GSM/GPRS
运营经验丰富
3GPP R99
协议成熟 有运营实例
3GPP R4
01年冻结,协议基本成熟 但运营实例较少
3GPP R5/R6
R5于02年冻结,R6尚未 冻结，协议还不成熟
业务
无线 接入网
话音/窄带数据
FDD TDMA 30K-56Kbps数据
话音/流媒体/宽带数据业务
• FDD WCDMA • 384K-2Mbps数据
GPRS会话管理SM (Session Management)
LLC
负责MS连接到外部数据网络所必须的PDP上下文管理
Relay
RLC
BSSGP
SGSN
Relay
SNDCP
GTP
LLC BSSGP
UDP/ TCP
IP
GGSN
IP/X.25 GTP
UDP/ TCP IP
MAC
MAC
NS
NS
Layer 2
Layer 2
GSM/GPRS RF
GSM/GPRS RF
Layer 1
Layer 1
Layer 1
Layer 1
MS
UTRAN:全球移动通信系统陆地无线接入网(3G)
PCU: 分组控制单元
内部资料 注意保密
AuC: 鉴权中心
CG: 计费网关(Charging Gateway)
GPRS网络实体互联
內部 Frame Relay 網路
Application IP/X.25 SNDCP LLC RLC
BTS
BSC/PCU
Multipoint
Gn
Service
Center
(PTM SC)
Gs Gr Gd
Gs
GPRS INFRASTRUCTURE
Gateway GPRS Support Node (GGSN)
Firewall Gi.IP
Gi.X.25
Gr Packet SnSe7twork Network
MAP-F
PPaacckkeettData nneettwwoorrkk (Internet)
公共陆地移动通信网，如中国移动、中国联通、中国电信
一张PLMN网由MCC+MNC唯一标识
MCC-Mobile Country Code国家号，中国运营商都为460
MNC-Mobile Network Code网络号
00 China Mobile Operational GSM900/GSM1800
02 China Mobile Operational TD-SCDMA2010
TD-SCDMA
IMS业务
• HSDPA 10Mbps下行 • IP-UTRAN
核心网 电路域
核心网 分组域
TDM 传输 分级网结构
IP 传输 SGSN/GGSN基 于GTP协议组网
沿用GSM网络结 构，无重大改进
承载与控制相分离 软交换网络结构
可采用IP承载
无重大改进
沿用 GPRS网络结构，无重大改进
GMLC
HLR
R4
SCP
MMSC
OMC
Billing Server
GMLC
HLR
R5
MMSC
OMC
SCP
GMLC
HSS
Billing Server
GMSC
MSC
CS
SGSN
GGSN
PS
MSC server
MGW
MGW
CS
GMSC server
SGSN GGSN
PS
MSC server GMSC
server
MSIN：Mobile Subscriber Identification Number，移动用户识别码，用户在一张 PLMN网内的唯一识别号，10位
OPhone上的IMSI信息示例
IMSI saved from xml=460000323121282 wiping all passwords and authtokens because IMSI changed (stored=460000323121282, current=460020263033266) [ril.IMSI]: [460020263033266] [ril.IMEI]: [352284040000072]
各个节点 必须实现 协议栈
Internet
内部资料 注意保密
通信网络编号
POTS-Plain Old Telephone Service
PSTN-Public Switched Telephone Network 公共交换电话网络，如中国电信、中国联通、中国铁通
PLMN-Public Land Mobile Network
384k~2Mb/s
ECSD
38.8 Kb/s
EGPRS EDGE
59.2*8=473.6 Kb/s
PSTN HLR/AUC
2.5G
HSCSD GPRS
14.4 Kb/s 21.4*8=171.2 Kb/s
MSC
SS7 Network
2G GSM 9.6 Kb/s
Border
SGSN
Gateway GPRS
内部资料 注意保密
电路交换与分组交换
电路交换：线路 独占、通路固定、
单一
电路交换
电路交换
电路交换
用户 A
分组交换
电路交换 分组交换
电路交换 分组交换
分组交换：线
路复用，通路可 变、多路
分组交换 分组交换
分组交换
分组交换 内部资料 注意保密
移动通信-CS域 与PS域 (Circuit Switched)
RLC无线链路控制层(Radio Link Control)主要负责LLC-PDU包的拆分和组装 ，采用确认或非确认模式在对等层之间传送数据
MAC媒体接入控制层(Media Access Control)定义多个MS共享传输媒体(物理
信道PDCH)的过程
G-Abis
GMM/SM SNDCP
SMS
MS
Inter-PLMN
2.75G/3G(R99)只在 network Firewall
Backbone IP based
无线侧改进，实际
PTM-SC
传输速度比理论低
GPRS Infrastructure
GGSN
内部资料 注意保密 Packet Data Network
(Internet)
GPRS仍是今后一段时期核wenku.baidu.com网PS域主要方案
在3G分组域上叠加基 于SIP协议的IMS网络
HLR 信令传输
支持GSM/GPRS
新的用户签约数据和多种业务增强
7号信令网：STP基于TDM链路组织
IP信令网：SIGTRAN
HSS->CS、PS、IMS 以SIP为主：基于IP传输
内部资料 注意保密
3G核心网演变
R99
SCP
MMSC
OMC
Billing Server