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GPRS手机上网流程华为技术

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1 Gf Gi GnGb Gc Gp Gs MSC/VLR M SBSS TE Internet Um Gr HLR Other PLMN SGSN Gd SM-SC SMS-GMSC SMS-IWMSC GGSN EIR SGSN Gn FR SS7 ATM/ DDN/ ISDN/ Ethernet, etc BG GPRS backbone GGSN X.25 TE Gi CG M SBSS Um Gb GPRS体系结构图 2 GPR S 骨干网 SGSN SGSN GGSN GPRS手机上网方式 Gn IP类接口 七号信令类接口 BSSMSC SMS- GMSC A Um PDP network (IP/X.25) Gi TE MT MS HLR Gs Gr Gd Gc Gb 3 GPRS 手机分类 nA类 w可同时附着在GPRS网络和GSM网络上,并可同时 进行分组交换业务和电路交换业务。 nB类 w可同时附着在GPRS网络和GSM网络上,但不能同 时进行电路交换和分组交换业务。 nC类 w不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上,GPRS业 务和电路交换业务,仅能选择其中一种业务,未选 中业务的状态是断开状态,不能实现连接。 4 nMS多时隙能力的概念 w 定义要素:最大接收时隙数(下行时隙)、最大发射时隙数(上行 时隙)、最大总时隙数 w 定义:多时隙能力等级1-29;等级数越大,多时隙能力越强 n影响MS多时隙能力的因素 w 是否能同时发送和接收(取决于是否有多于一个的收发信机) w 考虑MS做邻近小区测量、收发信机发射准备、收发信机接收准备 等时间要求 GPRS 手机的多时隙能力 5 n模式I:SGSN与MSC/VLR通过Gs接口配合进行寻呼 ,CS的寻呼与PS寻呼在同一寻呼信道下发,MS只需 监视一个寻呼信道。如果给MS分配了分组数据信道, 则对该MS的寻呼就在该分组数据信道上下发。 n模式II:小区中未配置分组寻呼信道,CS寻呼和GPRS 寻呼都使用CCCH寻呼信道。MS只需监视CCCH寻呼 信道。 n模式III:CS寻呼在CCCH寻呼信道上发送,而GPRS 寻呼在分组寻呼信道(如果配置了的话)或CCCH寻 呼信道上发送。MS需要监视CCCH寻呼信道和分组寻 呼信道这两个信道。 GPRS 手机与网络工作模式 6 n不同的编码方式其传输速率不同、容错能力不同 nGPRS四种定义了CS-1至CS-4四种信道编码方式 w 数据速率依次为9.05 Kbps, 13.4 Kbps, 15.6 Kbps,21.4 Kbps w CS-1与SDCCH的信道编码相同;CS-1,CS-2所要求的C/I与电 路型基本相同,可覆盖小区的90%-100%;CS-3较高;CS-4对 C/I要求很高,需要良好的无线环境 n网络根据对无线传输的实时监测结果调整信道编码模式 w 不同的时隙可选择不同的信道编码方式 w 当无线传输质量较好时,应采用效率更高的编码方式 分组数据信道的编码方式 7 GPRS 手机状态 n空闲(Idle)状态: w用户未连到GPRS用户移动性管理(MM) wMS和SGSN Context不包含该用户的有效位置及路由信息 wGPRS MS不可及 n保持(Standby)状态: w用户被连到移动性管理,MS和SGSN为用户建立MM Context wSGSN MM Context中包含GPRS RA信息 wMS可接收寻呼,但不能进行数据传送 n就绪(Ready)状态: wMS执行移动性管理程序,网络获知用户小区位置信息 wMS可以发送和接收数据 wMM Context保持在就绪状态(无数据发送),直到定时器超时,转为保持 状态 8 Idle GPRS联接 或 PDP Context激活 GPRS 分离 定时器超时 PDU 发送或接收 定时器超时或位置取消 GMM状态模型 Ready 能获知 MS 小区位置信息 Standby 获知 MS 路由区位置信息 9 HLR GPRS用户信息 10 Attach_request (IMSI) Triplet request Authentication Update_location IMSI  current SGSN GPRS手机附着规程 (1) SGSN MS 空闲状态 HLR 11 Insert_subscriber_data Update_location_ack IMSI  TLLI + current RA + subscription data GPRS手机附着规程 (2) SGSN Attach_accept (TLLI) MS  TLLI MS 就绪 HLR 12 GPRS手机PDP上下文 n实体:SGSN、GGSN和MS nPDP上下文状态 w非激活状态:PDP上下文不包含处理分组数据包所需的路由及映射信息 ,对于用户的路由区更新信息不作修改,不能进行数据传送 w激活状态: PDP上下文包含处理分组数据包所需的路由及映射信息,可 以进行数据传送,此时的MM状态为就绪或待命 nPDP上下文信息 wMS、SGSN和GGSN中的PDP上下文信息略有不同 w包括PDP State,PDP Type,PDP Address,APN,Send N-PDU Number,Receive N-PDU Number,QoS Profile Negotiated等等 nAPN:用于推导出应接入的GGSN及外部网络 nPDP地址 w静态地址 w动态地址 13 BSS SS7 GPRS骨干网 GPRS MS PDP地址 NSAPI P-TMSI IMSI TLLI SS7编号 SGSN 内部PDP 地址 SS7编号 外 部 GGSN 地 址 内部PDP 地址 TID = IMSI+NSAPI X.25/X.75 网 X.121地址 IP网 IP地址 地址类型 n MS的PDP地址与所接入的外部网络相对应 n MS的PDP地址可以静态分配,也可以由GGSN动态分配 14 GPRS节点 GPRS MS (Subscriber) IP网络地址规划 nGSN节点的IP地址可以是私有的或公有的,需要在整个GPRS骨干 网内统一规划 n对于IPv4,现实的做法是采用位于10.0.0.0~10.255.255.255范围内 的私有地址 n一个GSN节点可以分配多个IP地址 n网络可以在用户签约时分配给其静态IP地址,或在PDP上下文激活 时分配动态IP地址 n静态IP地址必须是公有地址,而动态IP地址可以是私有的,也可以 是公有的(对IPv4网络来说是不可能的) n分配了私有地址的用户在访问外部IP网络时,网络需要做地址映射 和转换工作 n用户的IP地址可以由ISP、网络运营商或Intranet分配 15 GPRS手机固定和动态IP地址分配 l静态IP地址:存储在HLR l动态IP地址:每个GGSN域都分配 了一个IP地址集 l动态IP地址:动态IP地址的分配可以由外部的RADIUS 进行 BTS SGSN MS BSC GGSN Backbone ISP Corp. Network RADIUS HLR 16 APN结构定义 nAPN网络标识定义了GGSN所连接的外部网络,是 APN的必选项 nAPN运营商标识定义了GGSN位于的GPRS骨干网,是 APN的可选项 n包含了网络标识和运营商标识的APN对应一个GGSN 的域名 www.huawei.com.mnc.mcc.gprs APN网络 标识 APN运营商 标识 17 如何正确定位GGSN? DNS BTS SGSN MS DNS BSC GGSN (B) Backbone DNS ISP B ISP A Corp. Network GGSN (A) SGSN在PDP激活的时候,将APN翻译为与外部网络连 接的GGSN的 IP地址 18 Activate_PDP_context_req (NSAPI1,type [+ @ of PDP] , APN, QoS) TLLI ® (NSAPI1 + PDP ctxt)  (TID + @ of GGSN1) TLLI Activate_PDP_ctxt DNS_query (APN) DNS_response (@ IP of GGSN1) DNS PDP上下文激活规程 (1) SGSN MS 处于准备 或就绪状态 19 Create_PDP_context response (IP @) TID1  IP @  current SGSN Activate_PDP_context_accept (IP @) Create_PDP_context_req (type [+ @ of PDP] , APN, QoS) TLLI1  NSAPI + PDP context TID1 Create_PDP_ctxt @ GGSN1 PDP上下文激活规程 (2) SGSNGGSN 20 TLLI  IMSI æ NSAPI1 ® TID1 + @ GGSN1 NSAPI1 ® TLLI NSAPI1TLLI User packet User packet User packet TID1 @ GGSN1 PDP network (IP/X.25) GPRS手机数据发送 SGSN GGSN 21 type and @ of MS ® NSAPI1 ®. .TID1 ® @ current SGSN TID1 ® NSAPI1 ® TLLI + current RA NSAPI1TLLI Packet received Packet received TID1 @ SGSN @MS Paquet received PDP network (IP/X.25) GPRS手机数据接收 SGSN GGSN 如果MS 为保持状态,则在整个路由区进行寻呼 22 透明接入外部IP网络 Gi Reference Point Operator specific IP Network l 没有用户鉴权 l 动态IP地址可以由GGSN直接分配,也可以由外部的 DHCP服务器分配 GGSN Firewall/ Proxy DHCP DNS External IP Network PLMN GPRS Network 23 非透明接入外部IP网络 l RADIUS服务器的主要用途是用户鉴权 l RADIUS服务器也可以分配IP地址 l 一个GGSN可以支持多个APN BTS SGSN MS BSCGGSN Backbone ISP LAN RADIUS server RADIUS client PAP/CHAP Accept / Reject HLR Internet/ Intranet Router & Firewall 24 Intranet 208.86.86.y 208.86.86.y 不同接入方式时的IP地址分配 IP address 138.192.x.y Intranet IP address 168.86.x.y Internet GPRS network 138.192 GPRS network ISP ISP ISP ISP 168.86 25 分组路由和隧道传输 BTS SGSN MS Corp. Network BSC GGSN Backbone FW FW Application server Destination /source private IP addresses GGSN/FW public IP addresses GTP tunnelIPSec tunnel 26 漫游 - 连接到归属ISP Home PLMN GGSN GGSN BG ISP Network BG MS SGSN HLR Visiting PLMN Roaming MS Re-attach Subscription data GTP addres- sing IPSec tunnel hop-by-hop SGSN MS 27 Home PLMN GGSN GGSN BG Home ISP Network BG MS SGSN HLR Visiting PLMN Roaming MS Re-attach Visiting ISP Network SGSN RADIUS RADIUS Roaming agreement between ISP’s MS 漫游 - 连接到拜访ISP 28 Home PLMN GGSN GGSN MS BG Multi-Homed ISP Network BG MS SGSN HLR Visiting PLMN Roaming MS Re-attach SGSN Same or different IP server address 漫游 - 连接到多宿主ISP 29 30
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