4 26 Wcdma Hsdpa Core Network [PDF]

Zitiervorschau

WCDMA Core Network(HSDPA)

April 26, 2007 김 정 근

Contents 1. 개요 2. 망 구조 3. 3G 번호 체계 4. CS 망 5. PS 망 6. IMS

1. WCDMA 개요

1. WCDMA 개요 – IMT-2000배경 ‰ 지금까지 이동통신은 주로 시스템 용량 개선이나 품질 개선을 위하 여 FDMA 방식의 1세대인 아날로그 이동통신에서 CDMA나 TDMA 방식 을 이용한 2세대 디지털 이동통신으로 발전하여 왔다. ‰3세대 이동통신이라고 할 수 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000)은 2세대 이동통신의 문제점인 저속 및 낮 은 품질의 데이터 전송과 지역별로 국한된 표준 사용으로 인한 글로벌 로밍(global roaming) 문제 등을 해결하기 위하여 1985년 ITU에서 처 음으로 논의하기 시작하였다. ITU(International Telecommunication Union)는 국제 통신 연합으로서 여러 종류의 통신 규격의 제정과 제안 된 규격의 심사 등의 업무를 수행하는 곳이다. ‰IMT-2000이라는 용어는 1996년부터 사용되기 시작하였는데 초기에 는 FPLMTS(Future Pulic Land Mobile Telecommunication Systems) 로 칭하였으나, 발음이 어렵고 2000년 경에 2000MHz의 대역을 사용한 다는 의미를 강조하기 위하여 명칭이 변경되었다.

1. WCDMA 개요 – 망의 발전

1. WCDMA 개요 – 주파수 대역 ▣ WCDMA 주파수 대역 9

3GPP 규격에서 정의한 사용 가능 대역 - 기지국 송신 : 60MHz ( 2110MHz ~ 2170MHz ) - 기지국 수신 : 60MHz ( 1920MHz ~ 1980MHz )

9

SKT 사용 주파수 - 기지국 송신 : 20MHz ( 2130MHz ~ 2150MHz ) - 기지국 수신 : 20MHz ( 1940MHz ~ 1960MHz )

FA번호 FA번호

FA1 FA1

FA2 FA2

FA3 FA3

FA4 FA4

기지국 기지국 송신 송신

2132.80

2137.80

2142.60

2147.40

기지국 기지국 수신 수신

1942.80

1947.80

1952.60

1957.40

채널번호(기지국송신) 채널번호(기지국송신)

10664

10689

10713

10737

채널번호(기지국수신) 채널번호(기지국수신)

9714

9739

9763

9787

※ 채널번호 = 5 ×주파수(MHz)

1. WCDMA 개요 – 국가별 주파수 사용 ‰국가별 주파수 사용 한국

IMT-2000 1885

1980

북미

일본

2110

2010

2170

미사용 2025

2110

MSS 2200

기타 사용

2150

2200

1918

PHS 1885

IMT-2000 1920

DECT 1885

2025

기타사용 1990

1895

유럽

2010

PCS 1885

IMT-2000

MSS

1980

IMT-2000

1900 1920

MSS : Mobile Satellite Service

1980

IMT-2000

MSS 2010

2025

2110

2170

IMT-2000

MSS 2010

2025

2110

MSS

2170

2200

MSS 2200

1. WCDMA 개요 - 서비스영역

‰IMT 2000 서비스는 유무선 통합 시스템 구축에 의해 이동성 및 속도성을 최대한 확보하여 멀티미디어 서비스 및 Global Roaming서비스가 가능토록 함.

멀티미디어 서비스 In te rn at io na

• “언제”, “어디서나 ” 단말기의 이동성 구현 • 범세계적 서비스

Global Roaming 서비스

m m co o n le ati e T n ic l 2000 u M o b i l e

유·무선 통합 서비스

• 유선 + 무선 복합 시스템 • 무선망의 이동성 및 유선망의 지능성/서비스 다양성/ 속도성 확보

1. WCDMA 개요 – 서비스영역 ‰IMT-2000 서비스 Mobile Multimedia

전송속도 (bps )

2M

Video Conference (High Quality)

Internet Access

Remote Medical Service (Medical image)

384 K Video Conference (Low Quality)

16 K

Video on Demand - Sports - News - Movies

e-mail

64 K

32 K

Database Access

Video Catalog shopping

WWW

Broadcast

Electronic Newspaper

ftp Telephone Conference

Video Mail IP

Telephone

2.4 K 1.2 K

Services News

Weather Forecast

Traffic Pager Information

Electronic Publishing

Electronic Mail

etc

Mobile TV

ISDN Karaoke Mobile Radio

Sports Information

telephony 9.6 K

Information Distribution

FAX

Leisure Information

Image Data Voice

Asymmetric

Symmetric Point to Point

Multicast Multi Point

1. WCDMA 개요 – CDMA와 비교

구 분

WCDMA

CDMA20001x-EVDO

반송파 간격

5MHz

1.25MHz

Chip속도

3.84Mcps

1.2288Mcps

전송속도

순/역방향:최대 2Mbps

비대칭 순:2Mbps 역:153Kbps

기지국 동기

자체동기

GPS에 의존

무선자원관리

QoS제공

없음

패킷 데이터

부하에 기초한 패킷 스케쥴링

Sharing

1. WCDMA 개요 – CDMA와 비교

구 분

WCDMA

CDMA20001x(EVDO)

Base Protocol

UMTS Based Protocol

IETF Based Protocol

Paging 처리

SGSN

MSC

단말(가입자) 인증

HLR, AuC, EIR

AuC, AN-AAA, AAA

이동성 관리 프로토콜

GTP

Mobile IP

IP 어드레스 할당

GGSN

PDSN

국제로밍

쉽다

약간 복잡

1. WCDMA 개요 - HSDPA Benefit

Various VariousMultimedia MultimediaService Service

Generation GenerationofofNew NewService Service Streaming/Interactive/Background Streaming/Interactive/Background

Higher HigherQoS QoS Lower Latency, Lower Latency,Higher HigherBW BW

Lower LowerLatency Latency

Higher HigherService ServiceRate Rate Lower LowerService ServiceCharge Charge

Higher HigherCapacity Capacityper perCell Cell Larger users per Cell Larger users per Cell Lower LowerCAPEX CAPEX

Mobile MobileSubscriber Subscriber

Service ServiceOperator Operator

HSDPA HSDPA::High HighSpeed SpeedDownlink DownlinkPacket PacketAccess Access––Peak Peak14 14Mbps Mbps

1. WCDMA 개요 - HSDPA Spec. in 3GPP

HSDPA Feasibility Study

WCDMA/HSDP ‰ of 3GPP items (Mar/2000 ~ ‰Feasibility FeasibilityStudy Studyas asaapart A part of 3GPP items (Mar/2000 ~ Mar/2001) Mar/2001) ‰ ‰Approved ApprovedHSDPA HSDPAininRelease Release55Spec. Spec.

HSDPA Work Item in R5

„„ RAN RAN1/2/3 1/2/3Work WorkItems Itemswere wereclosed closedDec/2002 Dec/2002 „„ RAN RAN44Work WorkItems Itemswere wereclosed closedJun/2003 Jun/2003

‰ ‰R5 R5ASN.1 ASN.1Frozen Frozen(06/2004) (06/2004) ‰ ‰R6 R6HSDPA HSDPAEnhancement Enhancement

R5 ASN.1 R6 HSDPA Enhancement

„„ Fractional FractionalDPCH DPCH „„ ACK/NACK ACK/NACKTx TxPower PowerReduction Reduction

1. WCDMA 개요 - R4와 HSDPA 비교 Backward compatibility with 3GPP R'99/R4 Support HSDPA and voice in the same FA Uses 2ms TTI to adapt air interface Adaptive Modulation/Coding according to CH quality Retransmission based on H -ARQ as well as RLC H-ARQ Node B Fast Scheduling based on TDM/CDM

R ’99 / R4 R’99

Air Interface

R5 HSDPA

RNC

CH allocation

Node -B Node-B

10ms

Scheduling Unit

2ms

RLC

Retransmission

RLC + HARQ

QPSK

Coding

QPSK + 16QAM

1. WCDMA 개요 - R4와 HSDPA 비교

R4 - Dedicated 채널 HSDPA – Big Shared Pipe 제공(Dedicated채널과 동시 사용 가능)

1. WCDMA 개요 - R4와 HSDPA 비교

R’99/R4

R5 Transport Channel

HS-DSCH (HSDPA)

DSCH

Downlink DCH

FACH

Spreading Factor

Fixed SF16

Variable (SF256~4) Frame by Frame

Fixed SF 512 ~ 4

Fixed SF 256 ~ 4

Modulation

QPSK, 16QAM

QPSK

QPSK

QPSK

Retransmission, HARQ

Packet Combining at Layer 1

RLC level

RLC level

RLC level

Frame (TTI)

2 ms

10 ms

(min) 10 ms

10 ms

Multiplexing

TDM/CDM

TDM/CDM

CDM

TDM/CDM

1. WCDMA 개요 – EV-DO와 HSDPA 비교

1. 음성과 DO데이터 동시 사용 불가 2. 음성 주파수 여유에도 불구하고 EV-DO데이터로 사용할 수 없음

1. 음성,데이터,화상 채널을 상호 공유 가능

2. HSDPA용 전용 FA로 구축 가능

1. WCDMA 개요 – Categories  UE categories

QPSK & 16QAM

Category

Number of receivable HS-DSCH Codes

Min. Inter TTI

Max HS-DSCH bits per TTI

Max Data Rate

Cat. 1

5

3

7298

1.216Mbps

Cat. 3

5

2

7298

1.8245Mbps

Cat. 5

5

1

7298

3.649Mbps

Cat. 7

10

1

14411

7.2055Mbps

Cat. 9

15

1

20251

10.1255Mbps

Cat. Cat. 10 10

15 15

11

27952 27952

13.976Mbps 13.976Mbps

Cat. 11

5

2

3630

907.5Kbps

Cat. 12

5

1

3630

1.815Mbps

HSDPA Peak QPSK only

1. WCDMA 개요 – HSDPA QoS  QoS 정보 Parameter

Presence

Value

Traffic Class

M

Conversational, streaming, interactive or background

Maximum Bit Rate

M

1 ~ 16,000,000 bps

Guaranteed Bit Rate

C_Iftraffic_Conv Stream

0 ~ 16,000,000 bps

Transfer Delay

C_Iftraffic_Conv Stream

0 ~ 65535 ms

Traffic Handling Priority

C_Iftraffic_Intera ctive

spare(0), lowest(1), .., highest(14), no priority(15)

…

…

1. WCDMA 개요 – HSDPA RAB조합 ‰TS34.108 „ 2004 -09 ‹

‹

Interactive or background / UL:64 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB Interactive or background / UL:384 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB

„ 2005-01 ‹

‹

‹

‹

‹

‹

Conversational / UL:12.2 DL:12.2 kbps / CS RAB + Interactive or background / UL:384 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB Conversational / UL:12.2 DL:12.2 kbps / CS RAB + Interactive or background / UL:64 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB Conversational / UL:64 DL:64 kbps / CS RAB + Interactive or background / UL:384 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB Conversational / UL:64 DL:64 kbps / CS RAB + Interactive or background / UL:64 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB Interactive or background / UL:384 DL:HSDPA / PS RAB + Interactive or background / UL:384 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB Interactive or background / UL:64 DL:HSDPA / PS RAB + Interactive or background / UL:64 DL:HSDPA / PS RAB + UL:3.4 DL:3.4 kbps SRB

1. WCDMA 개요 – 서비스

이용조건 및 서비스 특징

수신자/발신자 모두 WCDMA커버리지 내에서 이용 가능 화상 가능 단말기(WCDMA폰이나 EV-DO 화상 폰)사용 Circuit망을 이용

1. WCDMA 개요 – 서비스

이용조건 및 서비스 특징

음성, 화상, 데이터 모두 가능 WCDMA 자동 로밍 (임대로밍 아님) 일본, 싱가폴, 홍콩, 대만, 독일, 프랑스, 이탈리아 등

1. WCDMA 개요 – 서비스

이용조건 및 서비스 특징

음성+ SMS 음성 + 무선인터넷 인터넷 + 인터넷

1. WCDMA 개요 – 서비스

이용조건 및 서비스 특징

기존 대비 1.5 ~ 3배 수준의 속도 고품질 동영상 QVGA 제공 유선인터넷 접속(USB모뎀이용)

2. 망 구조

2. 망구조 Node B Uu

Packet network PSTN

RNC

HLR/AuC

MSC/VLR

SMSC

CS Domain

BG Packet Inter-PLMN network Backbone network

Packet SS7 network Network

SGSN

GMLC

Intra-PLMN backbone network (IP based)

EIR

SCP Corporate 1

CG

Data Packet Network network (Internet)

GGSN

PS Domain

Packet Data network Network

Server

Router LAN

3. 3G 번호 체계

3. 3G번호 IMSI ‰ IMSI(International Mobile Station Identity) : 로밍 지역에 상관없이 가입자를 유일하게 식별할 수 있도록 망 내부에서 사용되 는 가입자 식별자이다. 즉, IMSI는 가입자의 위치등록, 인증, 발신 및 착신 등의 처리 시 가입자의 유일한 식별자로 사용된다. 가입자가 발신하거나 착신할 때 쓰 이는 다이얼링번호(예; MDN)와는 별개이다. ‰ 규격 ITU-T Recommendation E.212 (The international identification plan for mobile terminals and mobile users)에서 정의하고 있다. ‰ 배경 MIN은 원래 북미의 이동전화 가입자나 단말기를 식별하기 위한 것이었기 때문 에 다른 국가에서 사용하는 MIN과 충돌이 발생할 수 있다. 또한 10 digit MIN이 국제로밍을 제공하기 위해 필요한 추가 정보를 포함할 수 없다는 점 때문에 IMSI 체계가 필요하게 되었다. IMSI 는 GSM 표준에서는 계속 지원 되었고, CDMA 표준에서는 IS-41D에서부터 IMSI를 수용하도록 표준화가 진행 되었다.

3. 3G번호 IMSI 구조

ԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨ ԰⌆ԱԨԼԽԸԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԸԽԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԸԿԺՁԻԨ–ԨԼԼԸԸԸ ՕՋՋ ԻԨ⒎ᚪ

ՕՖՋ ԺֆԻԨ⒎ᚪ

Օ՛ՑՖ ⩚࿾ԨԹԸԨ⒎ᚪ

⩚࿾ԨԹԽԨ⒎ᚪ ՑՕ՛Ց ՑՕ՛Ց ⑖Ԩ੪╮ 약어 MCC MNC MSIN

명칭 Mobile Country Code Mobile Network Code Mobile Subscriber Identification Number

할당 기관 ITU(TSB) National Authority 또는 TSB National Authority(국내) (MNC 를 할당 받은 사업자)

3. 3G번호 TMSI ‰TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity) Air Interface상에 IMSI의 노출을 최소화 하기 위하여, 최초 위치 등록시 Original IMSI대신에 TMSI를 가입자별로 할당하며, 이 후 단말과 교환기간 주고 받는 가입자 식별번호는 TMSI가 됨. † TMSI 구조 TMSI는 4byte형태이며, 교환기(VLR) 자체 알고리즘에 의해 할당하고 할당한 교 환기내에서만 유효함. † TMSI 할당 시기 - 단말에서 IMSI로 위치등록이나 발/착신 호를 시도하는 경우 - 단말이 위치등록이나 발/착신 호 시도 시 사용한 TMSI로 가입자 찾지 못해 단말로 IMSI요구하는 경우 - 시스템에 최초 위치등록 하는 경우 - 위치 변경된 경우

3. 3G번호 IMEI ‰ IMEI(International Mobile station Equipment Identity) UMTS 단말을 구분하기 위한 단말 번호로써, EIR에서 관리함. † IMEI 구조 8 digits

6 digits

1 digit

TAC

SNR

spare

IMEI 15 digits

-Type Allocation Code (TAC) : 제조사별 할당 -Serial Number (SNR) : TAC당 유일한 단말 ID -Spare digit: 0

3. 3G번호 † MSISDN MSISDN(Mobile Station International ISDN Number)은 GSM 표준에서 IS-41 표준의 MDN과 같은 역할을 한다. 즉 발신자가 호를 성립시키기 위해 실제로 다이얼링을 하는 착신 번호이다.

† 규격 E.164, 3G TS 23.003에서 규정하고 있다.

† MSISDN 구조 MSISDN은 ITU-T Recommendation E.164에서부터 할당되었다. 따라서 앞의 PSTN의번호체계와 같은 구조로 되어 있다. (CC + NDC + SN) MSISDN은 SCCP(Signaling Connection Control Part)에서 Global Title 주소 로 사용하여 이동단말의 HLR로 message를 라우팅 할 수 있는 구조로 되어 있어야 한다. CC와 NDC 가 그러한 정보를 제공한다.

3. 3G번호

ԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨ԰⌆ԱԨԨՀԺԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԻԹԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԨԿԹԸԵԹԺԻԼ ՋՋ

ՖՌՋ

ԹֆԻ԰նԱԨ⒎ᚪ

՛Ֆ ⩚࿾Ԩ԰ԹԽԵնԱԨ⒎ᚪ

ՖթռձշնթմԨ԰ջձկնձծձիթնռԱԨնսյժխպ ⩚࿾ԨԹԽԨ⒎ᚪ ՑնռխպնթռձշնթմԨոսժմձի ռխմխիշյյսնձիթռձշնԨնսյժխպ ⚾㌓⓿Ԩ⓿⎧⑂Ԩ␂㉚Ԩ੫┚ ՘՛՜Ֆ ᦆ㌶ 약어 CC NDC SN

명칭 Country Code National Destination Code Subscriber Number

할당 기관 ITU National Authority(국내) National Authority(국내)

3. 3G번호 MSRN ‰ MSRN MSRN(Mobile Station Roaming Number)은 TLDN과 동일한 개념으로, GSM표준에서 호 설정을 위해 MSC/VLR에 의해서 이동단말(MS)에 임시로 할당되는 번호이다. MSRN은 TLDN과 마찬가지로 dialing번호로 사용되지 않는 번호이다. ‰ 규격 ITU-T E.164, E.213에 의한다. ‰ 구조 MSRN은 로밍번호가 할당되어 있는 지역에서 앞의 국제 PSTN번호와 같은 구조를 가진다. (CC + NDC + SN)

3. 3G번호 Number관련 처리 ‰ Number Format Nature Of Address(NOA)

형태

National

H’A1(B’10100001)

NDC + SN

ISUP/BICC전달 번호

011-758-xxxx

International

H’91(B’10110001)

CC+NDC+SN

MAP/CAP전달 번호 단말에서 ‘+’누른상태에서 올라온 번호

82-11-758-xxxx

Unknown

H’81(B’10000001)

구분

‰ Number Format 변환

용도

단말에서 올라오는 번호/국제 Call forwarding용 ICC

예시

3. 3G번호 ੪᪂

ࣾ⒃⒎ ⑶Ίᦆ㌶ (MDN/MSISDN)

თମΊ ᦆ㌶⦲ূ • MDN(Mobile Directory Number) - 011␾ 10~11Digits ᶪ⎧☏

- 10Digits ⦲ূᕚ ┓㌓㍒ ‫ ؾ‬011 4⒎ᚪ ੫ᦆ ᤍ 010␾ ⦩⒎ᚪ ‘0’⑂ ┚⍶ ᶪ⎧

• IRM(International Roaming MIN) ੫┚ᕚᤋ Ὶ ࿦ᛎମ ⑶Ίᦆ㌶ (IRM)

• MSISDN(Mobile Station ISDN) - ‘010’ 11Digits ᶪ⎧

- 017␾ 10Digits ᶪ⎧☏ • MIN(Mobile Identification Number)

࿦ᛎମ ⑶Ίᦆ㌶ (MIN/IMSI)

ᭂთମΊ ᦆ㌶⦲ূ

- 10Digits ⦲ূᕚ ┓㌓㍒ - ੫┚ IFAST⋎Ḛ ᦆ㌶ ᤮┓/৾ᚪ

• IMSI : International Mobile Subscriber Identity - 15 Digits ⦲ূᕚ ┓㌓㍒ ‫ ؾ‬MCC(੫ࣾⱒᇚ)+MNC(ᶪ⋃⒎ⱒᇚ)リ㉦

• IMSI თ⑺ᶪ⎧ - ੫ࣾⱒᇚ ᤮┓␺ᕚ ੫┚ᕚᤋ ┚≻ ⋄⑊

‫ ؾ‬MIN৺ ☏᧳Ὶ ੫┚ᕚᤋ ┚≻ ᤚᷛ

GSMᛛ৺ ૾ᕚᦊ ᕚᤋ Ὶ ᝒῚ⚾ ᗦ〃⑂ ␂㉚ ◺Ẋ (MGT)

• MGT(Mobile Global Title) - ⩚࿾ 15Digits ⑲඲ ⦲ূ - ITU-T E.164⋎Ḛ ┓⑖

• MGT(Mobile Global Title) - ⩚࿾ 15Digits ⑲඲ ⦲ূ - ITU-T E.164⋎Ḛ ┓⑖

4. CS(Circuit Switched) Network

4. CS – 망 구성

HLR

Application & Services

Data Transfer & Signaling Interface

SCP

Signaling Interface D CAP

CAP

MSC Server

IuCS

Physical Signaling Interface through IP Backbone Network

C

Mc

Nc

ATM/IP Backbone Network

GMSC Server

Mc

Legacy Mobile Network Node-B Nb

IuCS

RNC

MGW

MGW/SGW PSTN

Node-B

4. CS – 망 구성 LAI ‰ LAI(Location Area Identity) UE가 Location Update(위치등록)없이 이동할 수 있는 cell의 Area로써, RNC 에서 지정됨. † LAI 용도 - 위치 등록 - 착신 Paging † LAI 구조 MCC

MNC

LAC

Location Area Identification

-Location Area Code (LAC) : 동일 PLMN내에서 location area를 구분하는 2 octet의 Code이며, 따라서 동일 PLMN에서는 unique해야함 -0000, and FFFE는 특수 목적으로 reserved

4. CS – 망 구성

MSC 1

MSC 2

RA1

SGSN 1

LA3

LA2

LA1 RA2

SGSN 2

LA

RA5

RA4

RA3

SGSN 3

RA

URA

RA(s) handled by one 3G_SGSN LA(s) handled by one 3G_MSC/VLR

4. CS – 망 구성 SAI ‰ SAI(Service Area Identity) 동일 LA내에 있는 Cell을 구분하는 ID † SAI 용도 - 친구찾기를 위한 가입자 Location 정보 - 특번 할당을 위한 기지국 정보 † SAI 구조 SAI = PLMN-Id + LAC + SAC - SAC is defined by the operator, and set in the RNC via O&M

4. CS – MSC & MGw ‰ MSC Server 주요 기능 z z z z z

호제어 기능 이동성관리 및 VLR 기능 외부망요소와 정합기능 운용관리 기능 유지보수 기능

‰ Media Gateway 주요 기능 z 기존 MSC가 제공하는 모든 종류의 자원을 제공 z 주요 자원으로는 트래픽 송수신 및 서버와의 신호 정합을 위한 AAL2, IP, 트랜스코딩을 위한 보코더, 톤 및 안내방송 장치, 신호 정합을 위한 Broad 및 Narrow-band No.7 장치 등이 있다

4. CS - HLR ‰ HLR : 대용량의 실시간 Database를 갖추고, 망 구성 요소들에서 요구 하는 이동가입자 혹은 이동 단말기에 대한 정보를 처리해 주는 망 구성 요소 ‰ HLR 주요 기능 z 위치 등록 및 삭제 z 호 처리 z 가입자 정보관리 z 가입자 식별 및 번호계획 관련 정보 z 가입자 운영 관련 정보 z 부가 서비스 관련 정보 z 과금 관련 정보 z 부가 서비스 등록 및 취소 z 시스템 운용관리 및 유지보수 z 운용자 정합 z SS No.7 하위계층(MTP, SCCP, TCAP) 지원 관리 z Routing 정보관리 z 지능망 처리를 위한 CAP 연동 지원

4. CS - SCP ‰ SCP 지능망 서비스 제어 시스템(SCP : Service Control Point)은 WCDMA 망에서 가입자들에게 다양한 지능망 서비스를 제공하기 위한 시스템으 로서, 지능망 서비스 제어를 위한 서비스 제어 기능(SCF : Service Control Function)과 서비스 데이터 기능(SDF : Service Data Function) 을 제공하는 망 구성 요소이다.

‰ UMTS SCP 는 아래와 같은 기능을 모두 수용한다. z CAMEL phase1,2,3 기능 제공 z 서비스 로직 실행 환경 제공 z 지능망 서비스 관련 가입자 데이터 제공 z 시스템 운용 및 유지 보수

4. CS - IP ‰ IP(Intelligent Peripheral) IP는 주문화된 안내 방송, 음성 인식, 음성 합성, 음성 녹음, DTMF(Dual tone Multi-frequency) 디지트 수집기, 프로토콜 변환기 등과 같은 특수 자원을 가지며, 사용자와 지능망 사이의 유연한 상호 작용을 제공한다.

‰ UMTS IP 는 아래와 같은 기능을 모두 수용한다. z 음성 녹음/재생/편집 z DTMF 분석 z 운용자 정합 z 시스템 관리 및 유지 보수 z CAMEL 프로토콜 지원

4. CS - SMS ‰ SMC(Short Message Center)는 SME(Short Message Entity)와 UMTS 망 사이에 단문의 alphanumeric message를 교환해 주는 시스템 ‰ 주요 기능 z 메시지 처리 기능 메시지 수집, 전송, 변경,삭제, 추가 및 스케쥴링 기능 z 무선 망 연동 기능 2G IS-41C 및 3GPP 29.002 규격을 지원 z단말기 연동 기능 2G IS-637 와 3GPP 23.040 규격에 정의한 기능을 제공 zSMSC 간 연동 기능 복수의 SMSC간 연동을 위하여 TCP/IP 및 SS7 통신 방법을 제공한다. SMSC간의 연동은 TCP/IP인 경우에는 SMPP 및 SMDP를 사용하여 가 능하며 SS7를 사용할 경우에는 IS-41C 또는 3GPP 23.040, 29.002 을 사용한 SMSC간 연동 방법을 따른다.

4. CS - AUC ‰ AuC 주요 기능 z 인증가입자 관리 기능 z 인증 벡터 생성 기능 z 교환기가 요구하는 개수 만큼의 인증벡터를 생성및 HLR/MSC로 전달 ‰ MSC 인증 관련 주요 기능 z 인증벡터 분배 기능 VLR에서 관리하는 유효한 인증벡터가 없는 경우 AuC로 인증벡터를 요구하여 VLR의 가입자 DB에 저장함 z 인증 벡터 관리 기능 VLR에서는 최대 5개까지의 인증벡터를 관리함 z 선택적 인증 기능 이벤트별로 인증 활성화/비활성화 제어 기능

4. CS - EIR ‰ 개요 : EIR은 MSC 와 F, SGSN과 Gf Interface 를 통하여 국제 가입자 장치 관리 기능 제공 ‰ IMEI 상태 관리기능 단말기마다 고유하게 할당되는 IMEI의 상태 정보를 관리, 변경, 통보 지원. Parameter name Invoke id IMEI Equipment status User error Provider error

Request M C

Indication M(=) C(=)

Response M(=) C C C

Confirm M(=) C(=) C(=) C(=) O

Equipment status에 White_listed(0), Black_listed(1), Grey_listed(2) 가 MSC/SGSN 으로 반송되어 MSC는 이에 따라 적절한 호제어 및 관리를 수행한다.

4. CS - GLMC ‰ GMLC(Gateway Mobile Location Center)는 이동단말의 위치정보 관련 서비스(LCS)를 지원하기 위해 필요한 기능을 포함한다. ‰ GMLC는 Lh 인터페이스를 경유하여 HLR로 Routing정보를 요구할 수 있다. ‰ GMLC 시스템은 이동단말의 현재 위치 정보를 외부 LCS 클라이언트에 게 제공해 주는 장치이다. ‰ GMLC 는 아래와 같은 기능을 수용할 수 있다. z 위치 클라이언트 연동 기능 z 위치 좌표 변환 기능 z 위치 시스템 운영 기능 z 위치 시스템 과금 기능

4. CS - Interface Nb Iu UTRAN

Mc Iu

MGW

PSTN/Legacy/ External

GMSC Server

T-SGW

MGW

Mc Nc

MSC Server CAP

C

D Application & Service

HLR

Signaling Interface Signaling and Data Transfer interface

„ Iu 인터페이스 : RNC와 Core Network간 인터페이스 „ Mc 인터페이스 : MSC Server와 MGW간 인터페이스 „ Nc 인터페이스 : MSC Server간 NNI Control 인터페이스 „ Nb 인터페이스 : MGW간 인터페이스

4. CS - Interface Iu 인터페이스(RANAP) RANAP

RNC RNC

RANAP

MSC MSC Server Server

SCCP MTP-3b MTP-3B SSCF-NNI SSCOP AAL5 AAL5

‰ MSC Server와 RNC간 제어 정보 및 사용자 데이터의 전송을 수행하는 어플리케이션 프로토콜 ‰ RANAP (Radio Access Network Application Part) 는 MSC Server와 RNC간의 RAB 할당 및 해제, Relocation 제어 및 단말과의 MM, CC, 부가서비스 관련 메시지(SS), SMS의 전달을 수행 SSCF(Service Specific Co-ordination Function) : ᛛ๶ᇚ⋎Ḛ⑖ Ὶ૶ฎᚿ⑂ ␂㉚ Ḛᭂᾢ ৾ᔦ ╮┓ମྣ ἖㊇ SSCOP(Service Specific Connection Oriented Protocol) : ┓᧲ │ẟ⑖ ῞ᖮḯ⑂ ᧲⒣㉖ମ ␂㉲ 㑎ᚂ┚⊲, ⋎ᓪ⦖ᚪᇯ⑂ ἖㊇

4. CS - Interface Iu 인터페이스(ALCAP) Q.2630.2

RNC RNC

ALCAP

MGW MGW

Q.2130.1 MTP-3b MTP-3B SSCF-NNI SSCOP AAL5

‰ ALCAP(Access Link Control Application Protocol)은 MGW와 RNC간 ATM(AAL2) 베어러를 설정 및 해제하기 위한 프로토콜 ‰ 주요 기능 : AAL2 베어러 설정 및 해제, 설정된 베어러의 속성 변경, 특정 채널(Path)에 대한 block/unblock

4. CS - Interface Iu 인터페이스(UP) User Plane

RNC RNC

Iu UP

MGW MGW

AAL2 ATM Physical Layer

‰ UP(User Plan)는 RANAP 및 ALCAP을 통해 설정된 ATM bearer(AAL2)를 통하여 코딩된 가입자의 User Data를 전송하는 영역 ‰ User Data의 전송에 앞서 UP는 각 UP Entity간에 제어 정보를 전달하여 기본적인 시그널링을 수행

4. CS - Interface MO 시 Iu CS 예시 UE

RNC

O-MSC

MGW

Initial UE(CM Service Request) Security CM Service Accept DT(Setup) [CalledNumbert] DT(Call Proceeding)

IAM [CalledNumber]

RAB Assignment Request

Add Op. [Get Binding ID]

ALCAP(ERQ) ALCAP(ECF) UP(Initialization) UP(Initialization_Ack) RAB Assignment Complete ACM DT(Alerting) DT(Connect)

ANM

DT(Connect Ack)

RANAP

GMSC

4. CS - Interface Nc 인터페이스

MSC MSC Server Server

Nc Interface (BICC)

MSC MSC Server Server

BICC MTP3b SSCF-NNI

M3UA

SSCOP

SCTP

AAL5

IP

ATM

Ethernet

‰ MSC Server간 중계호 처리에 필요한 호제어 및 호처리 메시지 전달 기능 수행 ‰ 주요 기능 Bearer Independent : ATM, IP 등 Packet 기반 Bearer BICC 메시지 처리 및 메시지 분석에 따른 Routing BICC와 MEGACO간 Bearer information 생성 및 교환 Codec Negotiation / Codec Modification을 통해 중계호 간 TrFO처리

4. CS - Interface Mc 인터페이스 MEGACO

MSC MSC Server Server

Mc Interface (MEGACO)

MGW MGW

MTP3b SSCF-NNI

M3UA

SCTP

SSCOP

SCTP

AAL5

IP

IP

ATM

Ethernet

Ethernet

‰ MSC Server와 MGW 간 시스템 연동 및 베어러 제어 수행 ‰ 주요 기능 MSC Server에 의한 MGW 베어러 자원 할당, 해제 , 변경 및 제거 MSC Server/MGW간의 장애 처리 및 복구 MGW의 등록/재등록 처리 Physical Termination 의 생성 및 제거 MGW 감사 기능 안내방송/Tone/DTMF 처리 기능

4. CS - Interface MAP ‰ Mobile Subscriber 정보 관리

-. Insert (Delete) Subscriber Data, ‰ Location Management 서비스 -. Update Location , Cancel Location, Send Identification, Purge Ms, -. Note Mm Event. ‰ Authenticate -. Send Authentication Info, Authentication Failure Report, ‰ Circuit Call Handling -. Send Routing Information. Provide Roaming Number, ‰ HandOver -. Prepare Handover , Send End Signal, Process Access Signal, Forward Access Signal, etc.

4. CS - Interface MAP ‰ Supplementary Service Control & Management -. Register SS , Erease SS, Active ( Inactive) SS, Register Passwd, etc, ‰ Operation and Maintenance -. ActiveTraceMode, DeactiveTraceMode, TraceSubsActivity etc. -. Send IMSI ( 41c: Call Data Request ) ‰ Short Message Center Interface -. Send Routing Info for SM, MO( MT) Forward SM, SM_REPORT_DELIVERY_STATUS, ‰ Location Service Interface -. Routing Info For LCS, Etc, ‰ CCBS/NMS System interface ‰ IMEI ; Check IMEI,

4. CS - Interface ‰ CAP : “CAMEL(Customized App. for Mobile Network Enhanced Logic) Application Part”의 약자 ‰ CS CAMEL Functional Entities Hom e Netw ork M AP

H LR

gsm SC F

CAP

M AP

CAP

M AP

Incom ing line

Roam ing leg

G M SC

gsm SSF

VLR

gsm SSF

MS

M SC

M AP M O call - O utgoing leg (or Forwarding leg)

Forwarded leg Interrogating Netw ork

CAP

gsm SR F

Visited Netw ork

Hom e/Interrogating/Visited Netw ork

4. CS - Interface 지능망 요소 ‰

SSP (Service Switching Point) „ 사용자가 망으로 Access할 수 있음 „ 호연결(통화)을 위한 교환기능/지능망의 제공 „ 타 망요소의 동작제어를 수행하는 SCP 같은 망 요소와 통신기능

‰

„ 지능망 서비스의 감지기능 SCP (Service Control Point) „ 실제 지능망 서비스 처리에 필요한 기능 즉, 서비스 로직 프로그램 수행과 데이터 저

장 기능 „ 신호망을 통한 SSP, IP, SMS등과의 연계 기능 „ Service의 Reliability를 향상할 수 있는 Multi SCP 기능이 가능. „ Computer Architecture & Environments

‰

IP (Intelligent Peripheral) „ 주문화된 안내방송, 음성인식, DTMF 디지트등의 수집기능과 같은 자원을 가짐. „ 사용자와 망사이의 유연한 상호작용 제공. „ 하나 이상의 SSP와 연결되어 있음 „ 신호망과의 연결이 가능하여 SCP로의 직접 연동이 가능함

4. CS - Interface CAMEL 정의 ‰ CAMEL (Customized Application for Mobile network Enhanced Logic) „ Provides the mechanisms to support services consistently independently of the serving network „ Tool to allow network operator to provide subscribers the Operator Specific Services even when roaming outside of the HPLMN (Virtual Home Environment) „ 설계 목표 ƒ Home network operator의 통제 하에서의 single platform에 기본 서비 스 제공 ƒ GSM service와 그것들의 통합에 대한 충격 최소화 ƒ GSM architecture을 고려하여 비용을 최소화하고 기존의 노드들과 네트 웍 상호이용성을 이용 -> 기존의 GSM entity 사이에 MAP을 사용 ƒ Home Network service의 적용성 확장과 통합을 fully mobile service에 도 적용 가능하게 한다. -> phase approach ƒ 가능한 기존 고정망 IN CS-x의 기능들의 재사용 - > service control과 service switching 사이의 INAP을 사용

4. CS - Interface CAMEL Switching Point (MSC+gsmSSF) 기능 ƒ 감지점(Detection Point)처리 기능 : 감지점 감시 및 보고 ƒ CSI(CAMEL Subscription Information) 처리 기능 ƒ Basic Call State Model에 의한 발,착신 기본 이동 호처리 기능 ƒ 부가 서비스 로직과의 서비스 상호작용 제어 기능 ƒ 확장된 프로토콜 - HLR 및 VLR 간 MAP 기능 보완 - SCP와의 인터페이스를 위한 MAP 및 CAP 기능 추가 - IP와의 인터페이스를 위한 CAP 기능 추가

4. CS - Interface CSI(CAMEL Subscriber Information) ƒ가입자별로 DP를 지정한 정보 ƒ DP가 감지될 경우, SCP나 HLR로 Initial DP Operation을 수행 ƒ 동기 망의 Origination Request수행을 위한 orig_trigger, ƒ TTNR을 수행하는 term_trig와 유사 ƒ 위치등록시 VLR에 저장됨

CSI 종류 O-CSI(발신측 서비스) z 발신측 서비스로 HLR에 가입자에 대해서 trigger 한다. z Trigger Detection Point(TDP) :DP2인 collectedInfo,DP4인 routeSelectFailure - collectedInfo : DestinationNumber Criteria,Basic Service Criteria Forwarding Criteria - routeSelectFailure : Release Cause Code에 대한 Criteria z *또는 #으로 시작하는 서비스 활용 z TTL Ting, 지역할인, VPN 등 기존 지능망 서비스에 활용

4. CS - Interface ‰ D-CSI(발신측 서비스) z 발신측 서비스로 SCP에 가입자에 대해서 서비스를 trigger정보를 설정한다 . z Detection Point(DP)로는 DP3인 analysedInfo가 있다 z TTL Ting, 지역할인, VPN 등 기존 지능망 서비스에 활용 ‰ N-CSI(발신측 서비스) z 발신측 서비스로 MSC내부에서 특정번호에 대해서 Trigger정보를 설정한다 z Trigger Detection Point(TDP)로는 DP3인 analysedInfo가 있다 z 080서비스 등에 활용 ‰T-CSI(착신측 서비스) z 착신측 서비스로 HLR에 가입자에 대해서 trigger를 setting 한다 . z TDP : DP12(termAttemptAuthorized), DP13(tBusy), DP14(tNoAnswer) ‰ VT-CSI(착신측 서비스) z 착신측 서비스로 HLR에 가입자에 대해서 trigger정보를 설정한다 . z TDP : DP12(termAttemptAuthorized), DP13(tBusy), DP14(tNoAnswer) z CRS 에 사용된다

4. CS - Interface PPS 기본 호처리 MSCO

HLR

SCP

InitialDP (Service Key) Connect (destinationRoutingAddress) InitialDP (Service Key) CallInformationRequest (RequestedInformationType) ApplyCharging(maxCallPeriodDuration) RequestReportBCSMEvent(EventTypeBCSM) Connect(destinationRoutingAddress) Conversation

ApplyChargingReport ApplyCharging(maxCallPeriodDuration)) EventReportBCSM (EventTypeBCSM) ApplyChargingReport CallInformationReport (RequestedInformationValue)

IP

MSCT

4. CS - Interface O-MSC

MGWa

GMSC

MGWb

HLR

IAM [CalledNumber, CodecList] SendRoutingInformation [ CalledNumber ]

SendRoutingInformationAck [ MSRN ]

VT-MSC

MGWc

MAP ProvideRoamingNumber ProvideRoamingNumberAck [ MSRN ]

IAM [ MSRN, CodecList ]

BICC(Nc) ADD.request ($) ADD.reply (T5)

APM [ BIWF Address, Codec list] ADD.request ($) ADD.reply (T5)

Mc ALCAP(ERQ) ALCAP(ECF) UP(Initialization) UP(Initialization_Ack)

Nb

4. CS – 호처리(위치등록) ‰ Location Update Procedure z Normal Location Update 및 Periodic Location Update으로 구분 z Normal Location Update는 Attached된 단말의 이동에 의해 LA 변경 시 수행 z Periodic Location Update는 Attached된 단말의 가용성을 주기적으로 Network로 통보 시 수행 SGSN

RNC

MSC

LOCATION UPDATE Iu_PS

Gs

MM INFORMATION

location update

4. CS – 호처리(Detach) ‰ Detach 및 Purge Procedure z 단말의 비활성화(Power off 등) 상태 혹은 USIM이 단말로부터 제거 시 수행 z 처리 완료 후 Network는 해당 단말에 대해 Detached 상태로 표시 z Detached 된 가입자에 대한 Purge 등록 Timer가 종료되면, 해당 가입자 정보를 삭제하고 HLR로 Purge MS 를 보냄 z HLR은 해당 가입자에 대해 MS Purged 되었다고 설정 후, MSC로 Purge MS Ack 통보 RNC

MSC

HLR

IMSI DETACH IU RELEASE COMMAND IU RELEASE COMPLETE PURGE purge

4. CS – 호처리(음성) 기본 호처리 : 3G Mobile To 3G Mobile ‰ 착신 WCDMA교환기에서는 Intl형태의 MSRN할당(82102092602xxxx) ‰ Dual Stack HLR에서는 Intl형태의 MSRN을 발신 WCDMA MSC로 전달(82102092602xxxx) ‰ 발신 WCDMA교환기는 HLR에서 받은 MSRN을 Natl형태로 변경후 ISUP진행(0102092602xxxx) MSCO

HLR

MSCT

SRI (MSISDN,NetSigInfo=speech) PRN (IMSI) prn (MSRN) sri (MSRN) IAM ACM

4. CS – 호처리(음성) 기본 호처리 : 2G Mobile To 3G Mobile ‰ 착신 WCDMA교환기에서는 Intl형태의 MSRN할당(82102092602xxxx) ‰ Dual Stack HLR에서는 Intl형태를 Natl형태로 변경한 MSRN을 2G MSC로 전달(0102092602xxxx) ‰ 발신 2G 교환기는 HLR에서 받은 MSRN(TLDN)으로 ISUP진행(0102092602xxxx) MSCO

HLR

MSCT

LOC (MDN) PRN (IMSI) prn (MSRN) loc (MSRN) IAM ACM

4. CS – 호처리(음성) 기본 호처리 : 3G Mobile To 2G Mobile ‰ 착신 2G교환기에서는 Natl형태의 TLDN할당(193741xxxx) ‰ Dual Stack HLR에서는 Natl 형태를 Intl 형태로 변경한 MSRN을 3G MSC로 전달(8210193741xxxx) ‰ 발신 WCDMA교환기는 HLR에서 받은 MSRN을 Natl형태로 변경후 DEL=3처리 후 ISUP진행(010193741xxxx Æ 193741xxxx) MSCO

HLR

MSCT

SRI (MSISDN, NetSigInfo=speech) RTR (MIN) rtr (TLDN) sri (TLDN) IAM ACM

4. CS – 호처리(영상통화) MS

MSCO

HLR

MSCT

MS

Setup(ITC=UDI,ORA=H.223&H.245) Call Proceeding

SRI

PRN prn

sri

IAM(TMR=64kbit/s unrestricted, USI=BC)

Paging Paging Response Setup(ITC=UDI ,ORA=H.223&H.245) Call Confirmed

Alert Connect

Alert

ACM

Connect

ANM

Connect Ack

Connect Ack H.245 Negotiation Audio/Video over H.223 BC = (ITC='UDI''; ORA='H223&H245'; …), USI = BC BC:Bearer Capability, USI:User Service Information, ITC : Information Transfer Capability, UDI=Unrestricted digital information, ORA=Other Rate Adaptation

5. PS(Packet Switched Network)

5. PS – 주요노드 SGSN

• Mobility Management • Session Management • Authentication • GTP tunneling to GGSN • Interaction with HLR, MSC/VLR • Charging & Statistics •Session Management

GGSN

•GTP tunneling to SGSN •Interfaces to external IP networks •Charging & Statistics

HLR

z 이동 가입자 정보와 라우팅 정보 저장

SCP

z 지능망 서비스 제어기

SMSC

z MSC,SGSN 연동 z 발,착신 단문 메시지 전송

GMLC

z LCS(Location Service) 제공

AUC

z 인증센터로 암호화, 무결성 Key제공

EIR

z IMEI 저장

5. PS – 노드기능 Function

MS

UTRAN

SGSN

GGSN

HLR

Network Access Control Registration Authentication and Authorization Admission Control Message Screening Packet Terminal Adaptation Charging Data Collection Operator Determined Barring

X X

X

X X

X X X X

X X X

X

X X X X X

X X X X X

X

Packet Routing and Transfer Relay Routing Address Translation and Mapping Encapsulation Tunneling Compression Ciphering

Mobility Management Radio Resource Management

X X X X X X X X

X X X X X X X

X X

X

X X

5. PS – Interface • Control Planes Uu

Iu-PS

MS

UTRAN

GMM,SM,

Signalling

SMS RRC

Gi GGSN

SGSN GMM,SM, SMS

Relay RANAP

GTP-C

GTP-C

SCCP

SCCP

UDP/IP

UDP/IP

SB

SB

L2

L2

AAL5

AAL5

ATM

ATM

L1

L1

RRC

RANAP

RLC

RLC

MAC

MAC

L1

L1

RRC : Radio Resource Control GMM : GPRS Mobility Management SM : Session Management SCCP : Signalling Connection Control Part SB : Signalling Bearer

Gn

5. PS – Interface • User Planes Uu MS

Iu-PS

Gn

Gi

SGSN

UTRAN

GGSN

App End User IP Connectivity

IP,PPP PDCP

IP,PPP

Relay

Relay

GTP-U

PDCP

GTP-U

GTP-U

GTP-U

RLC

RLC

UDP/IP

UDP/IP

UDP/IP

UDP/IP

MAC

MAC

AAL5

AAL5

L2

L2

L1

L1

ATM

ATM

L1

L1

PDCP : Packet Data Convergence Protocol GTP : GPRS Tunneling Protocol UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network RLC/MAC : Radio Link Control/Medium Access Control

L2

5. PS – Interface • Control Planes

MAP TCAP SCCP

MAP TCAP SCCP

MAP TCAP SCCP

MAP TCAP SCCP

Signalling

Signalling

Signalling

Signalling

Bearer

Bearer

Bearer

Bearer

HLR

SGSN

SGSN

Gr

- MAP : Mobile Application Part (refer to 3G TS 29.002) - TCAP : Transaction Capability Application Part - SCCP : Signalling Connection Control Part

Gf

EIR

5. PS – Interface • Control Planes

BSSAP+ SCCP

BSSAP+ SCCP

Signalling

Signalling

Bearer

Bearer

SGSN

Gs

MSC/VLR

MAP TCAP SCCP

MAP TCAP SCCP

Signalling

Signalling

Bearer

Bearer

SGSN

- BSSAP+ : Base Station System Application Part + (refer to 3G TS 29.018) - MAP : Mobile Application Part (refer to 3G TS 29.002) - TCAP : Transaction Capability Application Part - SCCP : Signalling Connection Control Part

Gd

SMS-MSC

5. PS – Interface • Control Planes

CAP TCAP SCCP

CAP TCAP SCCP

Signalling

Signalling

Bearer

Bearer

SGSN

Ge

SCP

- CAP : CAMEL Application Part - CAMEL : Customised Applications for Mobile network Enhanced Logic - TCAP : Transaction Capability Application Part - SCCP : Signalling Connection Control Part

5. PS – Interface • Control Planes

1) MAP-based GGSN – HLR signalling

MAP TCAP SCCP

MAP TCAP SCCP

Signalling

Signalling

Bearer

Bearer

GGSN

Gc

HLR

2) GTP and MAP-based GGSN – HLR signalling

GTP-C UDP IP L2 L1 GGSN

MAP

MAP

TCAP SCCP

TCAP SCCP

Signalling

Signalling

Bearer

Bearer

GTP-C UDP IP L2 L1 Gn

GSN

Gc

HLR

5. PS – Interface • SS7 Signalling Transport in CN 1) MTP-based SS7 signalling transport network

2) IP-based SS7 signalling transport network

3) ATM-based SS7 signalling transport network - MTP : Message Transfer Part - SSCF: Service Specific Co-ordination Function - SSCOP: Service Specific Connection Oriented Protocol - M3UA : MTP3-User Adaptation - SCTP : Stream Control Transmission Protocol(RFC 2960)

MTP3-User MTP3 MTP2 MTP1 MTP3-User M3UA SCTP IP MTP3-User MTP3 B SSCF SSCOP AAL5 ATM

5. PS – 단말동작 • 세가지 MS 동작 모드 – PS/CS 동시 모드 – PS 모드 – CS 모드

PS/CS Mode

PS Service and CS Service Simultanously

PS Mode

Only PS Service

CS Mode

Only CS Service

5. PS – 단말동작 • 두개의 망 동작 모드 – Gs 인터페이스의 유무에 따라 구분 – Gs 인터페이스에 의한 MSC/VLR과 SGSN의 Interaction이 가능

Mode

Network Configuration Combined Procedure

I

Gs is present

Yes

II

Gs is not present

No

5. PS – 상태관리 Common subscription data base

HLR PS location

CS location

Two CN service domains

CS service domain

3G SGSN

3G MSC/VLR

PS service domain

PS state

CS state

Two Iu signalling connections (“two RANAP instances”)

UTRAN with distribution functionality

UTRAN

One RRC connection CS state

PS state UE

5. PS – 상태관리(MM: Mobility Management)

PMMDETACHED PS Detach (Implicit GPRS Detach) PS Attach PS Signalling Connection Release PMM-IDLE SM-ACTIVE or INACTIVE

PS Signalling Connection Establish

PMMDETACHED Detach, PS Attach Reject, RAU Reject

PMMCONNECTED SM-ACTIVE or INACTIVE

PS Detach (MS Reachable Timer Expired)

PS Attach PS Signalling Connection Release

PMM-IDLE

Detach, PS Attach Reject, RAU Reject

PMMCONNECTED

SM-ACTIVE or SM-ACTIVE or PS Signalling INACTIVE INACTIVE Connection Establish

Serving RNC relocation

MS MM States

SGSN MM States

5. PS – 상태관리(SM: Session Management)

INACTIVE

Activate PDP Context Deactivate PDP Context or MM state change to PMM-DETACHED

ACTIVE

5. PS – GMM & SM 관계

GMM state

IDLE

CONNECTED

SM state

INACTIVE

MM Context : O Iu Signal : X PDP Context : X RAB : X

MM Context : O Iu Signal : O PDP Context : X RAB : X

ACTIVE

MM Context : O Iu Signal : X PDP Context : O RAB : X

MM Context : O Iu Signal : O PDP Context : O RAB : ?

5. PS – 호처리(위치등록)

MS

UTRAN

new SGSN

1.Attach Request

old SGSN

GGSN

2.Identification Request

EIR

new MSC/VLR

HLR

old MSC/VLR

2.Identification Responsed

3.Identity Request 3.Identity Reponse 4. Authentication 5. IMEI Check

6a. Update Location 6b. Cancel Location 6c. Cancel Location 6d. Insert Subscriber Data 6e. Insert Subscriber Data Ack 6f. Update Location Ack 7a. Location Update Request 7b. Update Location 7c. Cancel Location 7d. Cancel Location Ack

7h. Location update Accept 8a.Attach Accept 9.Attach Complete

c1 10. TMSI Reallocation Compete

7e.Insert Subscriber Data 7f.Insert Subscriber Data Ack 7g.Update Location Ack

5. PS – 호처리(Security)

‰Security 기능 „ 불법 사용 방지(망에 의한 MS 인증, 서비스 요청에 대한 „ „ „ „

Validation) 사용자 Identity에 대한 기밀성 유지(P-TMSI 할당) 사용자 데이터 및 시그널링 기밀성(Ciphering) 무결성 지원(Integrity Protection) Authentication of the Network by the MS MS

B S S /U T R A N

SGSN

HLR

1 . S end A u thenticatio n Info 1 . S end A u thenticatio n Info A ck 2 . A u thenticatio n and C ip hering R eq u est 2 . A u thenticatio n and C ip hering R esp o nse

5. PS – 호처리(Security)

‰AuC의 보안 함수 „ 인증벡터 (RAND, RES, CK, IK, AUTH) 생성 Generate SQN Generate RAND RAND

SQN AMF K

z z f1 f1 :: 네트웍 네트웍 인증 인증 함수 함수 z z f2 f2 :: 사용자 사용자 인증 인증 함수 함수 z f3 : 암호화 키 생성 z f3 : 암호화 키 생성 함수 함수 z z f4 f4 :: 무결성 무결성 키 키 생성 생성 함수 함수 z z f5 f5 :: 익명성 익명성 키 키 생성 생성 함수 함수

z z AV AV :: Authentication Authentication Vector Vector z z AUTN AUTN :: Authentication Authentication Token Token

f1

f2

f3

f4

f5

Ï Ï USIM이 USIM이 Network을 Network을 인증 인증

z z XRES XRES :: Expected Expected Response Response

Ï Ï Network이 Network이 USIM을 USIM을 인증 인증

MAC

XRES

CK

AUTN := (SQN ⊕ AK) || AMF || MAC AV := RAND || XRES || CK || IK || AUTN

IK

AK

z z MAC MAC :: Message Message Authentication Authentication Code Code z SQN : Sequence Number z SQN : Sequence Number z z AMF AMF :: Authentication Authentication Management Management

Field Field z z CK CK :: Cipher Cipher Key Key z IK : Integrity z IK : Integrity Key Key z z AK AK :: Anonymity Anonymity Key Key z zVLR은 VLR은 최대 최대 5개까지의 5개까지의 AV AV 저장 저장

5. PS – 호처리(Security)

‰USIM의 보안 함수 RAND f5 AK

AUTN SQN ⊕ AK

AMF

MAC

⊕ SQN

K

f1 XMAC

f2

f3

f4

RES

CK

IK

Verify MAC = XMAC Verify SQN

5. PS – 호처리(세션설정)

MS

U T RAN

3G -SG SN

3G -G G SN

1. Activate PD P Context Request C1 4. Create PD P Context Request 4. Create PD P Context Response 5. Radio Access B earer Setup 6. Invoke T race 8. U pdate PD P Context Request 8. U pdate PD P Context Response C2 9. Activate PD P Context Accept

5. PS – 호처리(세션설정)

MS

SGSN

HLR

GGSN 1. PDP PDU

2. Send Routeing Info for GPRS 2. Send Routeing Info for GPRS Ack 3. PDU Notification Request 3. PDU Notification Response 4. Request PDP Context Activation 5. PDP Context Activation procedure

5. PS – 호처리(세션수정)

MS

UTRAN

SGSN

GGSN

1. Modify PDP Context Request 2. Update PDP Context Request 3. Update PDP Context Response 4. Radio Access Bearer Modification 5. Modify PDP Context Accept C1

5. PS – 호처리(패킷로밍)

1

Visited Operator Node-B

1

방문 가입자가 home APN을 선택

2

단말이 "activate PDP context”를 송신

3 4

RNC

2

SGSN

8

Visited DNS

3

7 VISITED SGSN은 APN을 key로 visited DNS에 GGSN IP 어드레스를 질 PLMN

5

의 visited DNS 는 GPRS root DNS에 질의 : "who knows the IP address for this name?"

5

GPRS root DNS 는 visited DNS에게 home DNS 어 드레스를 알려줌

6

visited DNS는 home DNS에게 GGSN 어드레스를 질의

GGSN

BG

4 Inter-PLMN Backbone BG

7

Home DNS는 GGSN IP 어드레스 응답

8

Visited DNS는 SGSN 에 응답

9

SGSN은 home GGSN과 PDP context 생성 APN: my.isp.com.myoperator.fi.gprs

HOME PLMN

Home DNS

Internet Root DNS

Home Operator 6

GGSN

9

A P N

my.isp.com

myoperator.fi.gprs

5. PS – 호처리(과금)

Core Network

G-CDR

GGSN

Access Network Node B

•

RNC

Data Flow

Packet network

Internet MS

SGSN

• • • •

M-CDR S-CDR S-SMO-CDR S-SMT-CDR

과금 정보

CG Billing System

5. PS – QoS ‰QoS는 사용자가 느낄 수 있는 차별화 된 서비스를 말한다. ‰UMTS QoS „ 3GPP2는 QoS에 대해 특별히 정의하지 않았다. „ 3GPP는 QoS를 서비스의 주요한 요소로 정의하여 규격화 시켰다. „ 3GPP는 서비스를 4가지 Class로 구분하여 서비스를 제공하 도록 하고 있다. ‰QoS 관련 용어 „ DiffServ, RSVP „ Classifying „ Shaping „ Policing „ Scheduling „ Marking

5. PS – QoS

RF Domain

Packet Domain

Services Domain

Preside QoS Policy HLR SCP Management/Control

RRM RNC

Packet Network

Iu

GTP

GGSN Intranet/ Internet

SGSN

Marking Scheduling DSCP

Shaping

Load Balancer

Policing Data Center

DiffServ Packet Edge Treatment

Content Delivery Space

5. PS – QoS

‰RNC „ Radio Resource Management „ Diffserv Marking „ Mapping Diffserv to ATM

‰HLR „ Subscriber Classification

‰SGSN „ Diffserv Marking for roamers „ Negotiates between Requested and Subscribed QoS „ Key trigger to the RRM

‰GGSN „ Traffic Shaping/Policing „ Application Classification „ APN based policy management

5. PS – QoS(제어)

TE

MT

Trans l.

Adm./Ca p. Control

UTRAN Adm./Ca p. Control

CN Adm./Ca p. Control

Subscr . Control

CN GW Adm./Ca p. Control

Ext. Netw.

Trans l.

Local Service Control

Ext. Service Control UMTS BS Manager

Local BS Manag er

RAB Manager

UMTS BS Manager

UMTS BS Manager

Radio BS Manag er

Radio BS Manag er

Iu BS Manag er

Iu BS Manag er

CN BS Manag er

CN BS Manag er

UTRA Ph. BS Manag.

UTRA Ph. BS Manag.

Iu NS Manag er

Iu NS Manag er

BB NS Manag er

BB NS Manag er

Protocol interface

BS = Bearer Service

Service primitive interface

NS = Network Service

Ext. BS Manag er

5. PS – QoS(데이터처리)

TE

MT

Local BS

UTRAN

CN GW

Class.

Class.

Cond.

Cond.

Resour ce Manage r

Cond.

Mapper

Resour ce Manage r

Resour ce Manage r

UTRA phys. BS : Data flow

CN

Mapper

Resour ce Manage r

Iu network service

Ext. Netw.

Mapper

Resour ce Manage r

Resour ce Manage r

BB network service

External BS

5. PS – QoS(Class)

Traffic Class

Conversational Class Conversational RT Delay 값이 작다

Streaming Class Streaming RT

Delay값이 크다

Interactive Class

Background Class

Interactive Best Effort

Background Best

요청에 대한 응답이 오는 형태

Effort 응답시간에 대한 기대 값이 없다.

어떤 시간 내에는 응답이 와야 한다. Fundamen tal Character istics

Example of the applicatio n

- Voice

- Streaming video

- Web browsing

- Background Download of Emails

5. PS – QoS(Class)

Subscriber Classification

Application Classification QoS Interactive

QoS conversational

Gold User

Priority Level Preemption Max BR Guaranteed BR etc...

1 Yes 384 kbit/s 144 kbit/s etc...

Silver User

Priority Level Preemption Max BR Guaranteed BR etc...

2 No 144 kbit/s 64 kbit/s etc...

Bronze User

Priority Level Preemption Max BR Guaranteed BR etc...

3 No 144 kbit/s 16 kbit/s etc...

etc...

QoS Streaming

QoS Background

RAB QoS attributes Traffic class Maximum bitrate(UL / DL) Guaranteed bit rate (UL / DL) Delivery order Maximum SDU size SDU error ratio Residual bit error ratio Delivery of erroneous SDUs Transfer delay Traffic handling priority Pre-emption Capability Pre-emption Vulnerability Queueing

5. PS – QoS(속성값)

Traffic Class

Conversational class

Streaming class

Interactive class

Background class

Maximum bit rate

X

X

X

X

Delivery order

X

X

X

X

Max SDU size

X

X

X

X

SDU format information

X

X

SDU error ratio

X

X

X

X

Residual bit error ratio Delivery of erroneous SDU

X

X

X X

X

X

X

X

X

Transfer delay

X

X

Guaranteed Bit Rate

X

X

Traffic handling priority Allocation/Retention Priority

X X

X

X

X

5. PS – QoS(포맷) 8

7

0

6

5

3

Length of quality of service IE

Octet 2

0

Delay class 0 spare

0 spare

0

Reliability class

octet 3

Precedence class

octet 4

Mean throughput

Traffic Class

Delivery order

octet 5

Delivery of erroneous SDU

Octet 7

Maximum bit rate for uplink

Octet 8

Maximum bit rate for downlink

Octet 9 SDU error ratio

Transfer delay

Traffic Handling priority

Guaranteed bit rate for uplink Guaranteed bit rate for downlink 0

Octet 6

Maximum SDU size

Residual BER

0 spare

1

octet 1

Peak throughput

0

2

Quality of service IEI

spare

0

4

Signal -ling Indica t-ion

Source Statistics Descriptor

Octet 10 Octet 11 Octet 12 Octet 13

Octet 14

Maximum bit rate for downlink (extended)

Octet 15

Guaranteed bit rate for downlink (extended)

Octet 16

5. PS – QoS(속성값)

Traffic class Maximum bitrate (kbps) Delivery order

Conversational class

Streaming class

Interactive class

Background class