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WCDMA Core WCDMA Core Network(HSDPANetwork(HSDPA))
April 26, 2007
김 정 근
Contents
1. 개요
2. 망 구조
3. 3G 번호 체계
4. CS 망5. PS 망6. IMS
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요
지금까지 이동통신은 주로 시스템 용량 개선이나 품질 개선을 위하여 FDMA 방식의 1세대인 아날로그 이동통신에서 CDMA나 TDMA 방식을 이용한 2세대 디지털 이동통신으로 발전하여 왔다.
3세대 이동통신이라고 할 수 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000)은 2세대 이동통신의 문제점인 저속 및 낮은 품질의 데이터 전송과 지역별로 국한된 표준 사용으로 인한 글로벌로밍(global roaming) 문제 등을 해결하기 위하여 1985년 ITU에서 처음으로 논의하기 시작하였다. ITU(International Telecommunication Union)는 국제 통신 연합으로서 여러 종류의 통신 규격의 제정과 제안된 규격의 심사 등의 업무를 수행하는 곳이다.
IMT-2000이라는 용어는 1996년부터 사용되기 시작하였는데 초기에는 FPLMTS(Future Pulic Land Mobile Telecommunication Systems)로 칭하였으나, 발음이 어렵고 2000년 경에 2000MHz의 대역을 사용한다는 의미를 강조하기 위하여 명칭이 변경되었다.
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– IMTIMT--20002000배경배경
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 망의망의 발전발전
▣ WCDMA 주파수 대역
3GPP 규격에서 정의한 사용 가능 대역
- 기지국 송신 : 60MHz ( 2110MHz ~ 2170MHz )
- 기지국 수신 : 60MHz ( 1920MHz ~ 1980MHz )
SKT 사용 주파수
- 기지국 송신 : 20MHz ( 2130MHz ~ 2150MHz )
- 기지국 수신 : 20MHz ( 1940MHz ~ 1960MHz )
FA번호FA번호
채널번호(기지국송신)채널번호(기지국송신)
FA1FA1
1942.80
FA2FA2
1947.80
FA3FA3
1952.60
FA4FA4
1957.40
2132.80 2137.80 2142.60 2147.40
10664 10689 10713 10737
기지국 수신기지국 수신
기지국 송신기지국 송신
채널번호(기지국수신)채널번호(기지국수신) 9714 9739 9763 9787
※ 채널번호 = 5 ×주파수(MHz)
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 주파수주파수 대역대역
IMT-2000
1885 2025
MSS20101980
IMT-2000
2110 2200
MSS2170
한국
PCS
1885 2025
기타사용
20101990
미사용
2110 2200
기타 사용
2150
북미
1885 2025
IMT-2000
1920
일본 MSS20101980
IMT-2000
2200
MSS2170
PHS
1895 1918
DECT
1885 2025
IMT-2000
1920
유럽 MSS20101980
IMT-2000
2200
MSS21701900
2110
2110
국가별 주파수 사용
MSS : Mobile Satellite Service
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 국가별국가별 주파수주파수 사용사용
• “언제”, “어디서나 ”단말기의 이동성 구현
• 범세계적 서비스
• 유선 + 무선 복합 시스템
• 무선망의 이동성 및유선망의 지능성/서비스 다양성/속도성 확보
IMT 2000 서비스는 유무선 통합 시스템 구축에 의해 이동성 및 속도성을 최대한확보하여 멀티미디어 서비스 및 Global Roaming서비스가 가능토록 함.
멀티미디어서비스
유·무선 통합서비스
Global Roaming서비스
International
Mobi le
Telecomm-
unication
2000
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 -- 서비스영역서비스영역
IMT-2000 서비스
전송속도 (bps )
1.2 K
9.6 K2.4 K
16 K
32 K
64 K
384 K
2 M
Mobile Multimedia Broadcast
Database Access
Symmetric Asymmetric Multicast
Point to Point Multi Point
VideoConference
(High Quality)
VideoConference
(Low Quality)
TelephoneConference
Telephone
InternetAccess
WWW
ftp
IP
telephony
etc
Remote MedicalService
(Medical image)
VideoMail
VideoCatalog
shopping
Video on Demand- Sports- News
- Movies
Electronic Newspaper
ISDNKaraoke
Electronic Publishing
ElectronicMail FAX
InformationDistribution
ServicesNews
WeatherForecast
TrafficInformation
SportsInformation
LeisureInformation
Mobile TV
Mobile Radio
Image
DataVoice
Pager
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 서비스영역서비스영역
WCDMA CDMA20001x-EVDO
반송파 간격 5MHz 1.25MHz
Chip속도 3.84Mcps 1.2288Mcps
무선자원관리 QoS제공 없음
패킷 데이터 부하에 기초한 패킷 스케쥴링 Sharing
전송속도 순/역방향:최대 2Mbps 비대칭 순:2Mbps 역:153Kbps
기지국 동기 자체동기 GPS에 의존
구 분
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– CDMACDMA와와 비교비교
WCDMA
Base Protocol UMTS Based Protocol
Paging 처리 SGSN
이동성 관리 프로토콜 GTP
IP 어드레스 할당 GGSN
단말(가입자) 인증 HLR, AuC, EIR
구 분
국제로밍 쉽다
CDMA20001x(EVDO)
IETF Based Protocol
MSC
Mobile IP
PDSN
AuC, AN-AAA, AAA
약간 복잡
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– CDMACDMA와와 비교비교
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 -- HSDPA BenefitHSDPA Benefit
HSDPA : High Speed Downlink Packet Access – Peak 14 MbpsHSDPA : High Speed Downlink Packet Access – Peak 14 Mbps
Service Operator Service Operator Mobile Subscriber Mobile Subscriber
Higher Service RateLower Service ChargeHigher Service Rate
Lower Service ChargeHigher Capacity per Cell
Larger users per Cell Lower CAPEX
Higher Capacity per Cell Larger users per Cell
Lower CAPEX
Lower LatencyLower LatencyHigher QoSLower Latency, Higher BW
Higher QoSLower Latency, Higher BW
Various Multimedia ServiceVarious Multimedia Service Generation of New ServiceStreaming/Interactive/Background
Generation of New ServiceStreaming/Interactive/Background
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 -- HSDPA Spec. in 3GPPHSDPA Spec. in 3GPP
Feasibility Study as a part of 3GPP items (Mar/2000 ~
Mar/2001)
Approved HSDPA in Release 5 Spec.
RAN 1/2/3 Work Items were closed Dec/2002
RAN 4 Work Items were closed Jun/2003
R5 ASN.1 Frozen (06/2004)
R6 HSDPA Enhancement
Fractional DPCH
ACK/NACK Tx Power Reduction
Feasibility Study as a part of 3GPP items (Mar/2000 ~
Mar/2001)
Approved HSDPA in Release 5 Spec.
RAN 1/2/3 Work Items were closed Dec/2002
RAN 4 Work Items were closed Jun/2003
R5 ASN.1 Frozen (06/2004)
R6 HSDPA Enhancement
Fractional DPCH
ACK/NACK Tx Power Reduction
WCDMA/HSDPAHSDPA
Feasibility Study
HSDPA
Work Item in R5
R5 ASN.1
R6 HSDPA
Enhancement
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 -- R4R4와와 HSDPA HSDPA 비교비교
Uses 2ms TTI to adapt air interfaceUses 2ms TTI to adapt air interfaceUses 2ms TTI to adapt air interface
Backward compatibility with 3GPP R'99/R4Backward compatibility with 3GPP R'99/R4Backward compatibility with 3GPP R'99/R4
Support HSDPA and voice in the same FA Support HSDPA and voice in the same FA Support HSDPA and voice in the same FA
Adaptive Modulation/Coding according to CH qualityAdaptive Modulation/Coding according to CH qualityAdaptive Modulation/Coding according to CH quality
Retransmission based on H-ARQ as well as RLCRetransmission based on HRetransmission based on H--ARQ as well as RLCARQ as well as RLC
Node B Fast Scheduling based on TDM/CDMNode B Fast Scheduling based on TDM/CDMNode B Fast Scheduling based on TDM/CDM
Air InterfaceAir InterfaceAir Interface
CH allocationCH allocationCH allocation
Scheduling UnitScheduling UnitScheduling Unit
RetransmissionRetransmissionRetransmission
CodingCodingCoding
R’99 / R4RR’’99 / R499 / R4
RNCRNCRNC
10ms10ms10ms
RLCRLCRLC
QPSKQPSKQPSK
R5 HSDPAR5 HSDPAR5 HSDPA
Node-BNodeNode--BB
2ms2ms2ms
RLC + HARQRLC + HARQRLC + HARQ
QPSK + 16QAMQPSK + 16QAMQPSK + 16QAM
R4 - Dedicated 채널HSDPA – Big Shared Pipe 제공(Dedicated채널과 동시 사용 가능)
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 -- R4R4와와 HSDPA HSDPA 비교비교
R’99/R4R5
10 ms(min) 10 ms10 ms2 msFrame (TTI)
TDM/CDMCDMTDM/CDMTDM/CDMMultiplexing
RLC levelRLC levelRLC levelPacket Combining
at Layer 1
Retransmission, HARQ
QPSKQPSKQPSKQPSK, 16QAMModulation
Fixed
SF 256 ~ 4
Fixed
SF 512 ~ 4
Variable (SF256~4)
Frame by Frame
Fixed
SF16Spreading Factor
FACHDownlink DCHDSCHHS-DSCH (HSDPA)Transport Channel
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 -- R4R4와와 HSDPA HSDPA 비교비교
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– EVEV--DODO와와 HSDPA HSDPA 비교비교
1. 음성과 DO데이터 동시사용 불가
2. 음성 주파수 여유에도 불구하고EV-DO데이터로 사용할 수없음
1. 음성,데이터,화상 채널을상호 공유 가능
2. HSDPA용 전용 FA로 구축 가능
UE categories
Cat. 1
Cat. 3
Cat. 5
Cat. 7
Cat. 9
Cat. 10Cat. 10
Cat. 11
Category
1.216Mbps7298
1.8245Mbps7298
3.649Mbps7298
7.2055Mbps14411
10.1255Mbps20251
13.976Mbps13.976Mbps2795227952
907.5Kbps3630
Max HS-DSCH bits per TTI Max Data Rate
3
2
1
1
1
11
2
Min.Inter TTI
5
5
5
10
15
1515
5
Number of receivableHS-DSCH Codes
Cat. 12 1.815Mbps363015
QPSK only
HSDPA Peak
QPSK & 16QAM
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– CategoriesCategories
spare(0), lowest(1), .., highest(14), no priority(15)
C_Iftraffic_Interactive
Traffic Handling Priority
0 ~ 65535 msC_Iftraffic_ConvStream
Transfer Delay
…
0 ~ 16,000,000 bpsC_Iftraffic_ConvStream
Guaranteed Bit Rate
1 ~ 16,000,000 bpsMMaximum Bit Rate
…
Conversational, streaming, interactive or background
MTraffic Class
ValuePresenceParameter
QoS 정보
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– HSDPA HSDPA QoSQoS
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 1. WCDMA 개요개요 –– HSDPA RABHSDPA RAB조합조합
수신자/발신자 모두
WCDMA커버리지 내에서 이용 가능
화상 가능 단말기(WCDMA폰이나
EV-DO 화상 폰)사용
Circuit망을 이용
이용조건 및 서비스 특징
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 서비스서비스
음성, 화상, 데이터 모두 가능
WCDMA 자동 로밍 (임대로밍 아님)
일본, 싱가폴, 홍콩, 대만, 독일,
프랑스, 이탈리아 등
이용조건 및 서비스 특징
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 서비스서비스
음성+ SMS
음성 + 무선인터넷
인터넷 + 인터넷
이용조건 및 서비스 특징
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 서비스서비스
기존 대비 1.5 ~ 3배 수준의 속도
고품질 동영상 QVGA 제공
유선인터넷 접속(USB모뎀이용)
이용조건 및 서비스 특징
1. WCDMA 1. WCDMA 개요개요 –– 서비스서비스
2. 2. 망망 구조구조
LAN
ServerCorporate 1
Intra-PLMNbackbonenetwork(IP based)
SGSN
GGSN
HLR/AuCMSC/VLR
RNCNode B Packet
networkPSTN
PacketnetworkSS7Network
Packetnetwork
DataNetwork(Internet)
Packetnetwork
Packetnetwork
Inter-PLMNBackbonenetwork
BG
Uu
SMSC
EIR
SCP
Router CGDataNetwork
GMLC
PS Domain
CS Domain
2. 2. 망구조망구조
3. 3G 3. 3G 번호번호 체계체계
IMSIIMSI(International Mobile Station Identity) :
로밍 지역에 상관없이 가입자를 유일하게 식별할 수 있도록 망 내부에서 사용되는 가입자 식별자이다. 즉, IMSI는 가입자의 위치등록, 인증, 발신 및 착신 등의처리 시 가입자의 유일한 식별자로 사용된다. 가입자가 발신하거나 착신할 때 쓰이는 다이얼링번호(예; MDN)와는 별개이다.
규격
ITU-T Recommendation E.212 (The international identification plan for mobile terminals and mobile users)에서 정의하고 있다.
배경MIN은 원래 북미의 이동전화 가입자나 단말기를 식별하기 위한 것이었기 때문에 다른 국가에서 사용하는 MIN과 충돌이 발생할 수 있다. 또한 10 digit MIN이국제로밍을 제공하기 위해 필요한 추가 정보를 포함할 수 없다는 점 때문에 IMSI 체계가 필요하게 되었다.
IMSI 는 GSM 표준에서는 계속 지원 되었고, CDMA 표준에서는 IS-41D에서부터IMSI를 수용하도록 표준화가 진행 되었다.
3. 3G3. 3G번호번호
–
약어 명칭 할당 기관MCC Mobile Country Code ITU(TSB)MNC Mobile Network Code National Authority 또는 TSBMSIN Mobile Subscriber
Identification NumberNational Authority(국내)(MNC 를 할당 받은 사업자)
IMSI 구조
3. 3G3. 3G번호번호
TMSITMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)
Air Interface상에 IMSI의 노출을 최소화 하기 위하여, 최초 위치 등록시Original IMSI대신에 TMSI를 가입자별로 할당하며, 이 후 단말과 교환기간 주고받는 가입자 식별번호는 TMSI가 됨.
TMSI 구조
TMSI는 4byte형태이며, 교환기(VLR) 자체 알고리즘에 의해 할당하고 할당한 교환기내에서만 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. 3G3. 3G번호번호
IMEI IMEI(International Mobile station Equipment Identity)
UMTS 단말을 구분하기 위한 단말 번호로써, EIR에서 관리함.
IMEI 구조
IMEI 15 digits
TAC
8 digits
SNR
6 digits
spare
1 digit
-Type Allocation Code (TAC) : 제조사별 할당
-Serial Number (SNR) : TAC당 유일한 단말 ID-Spare digit: 0
3. 3G3. 3G번호번호
MSISDNMSISDN(Mobile Station International ISDN Number)은 GSM 표준에서 IS-41표준의 MDN과 같은 역할을 한다. 즉 발신자가 호를 성립시키기 위해 실제로다이얼링을 하는 착신 번호이다.
규격E.164, 3G TS 23.003에서 규정하고 있다.
MSISDN 구조MSISDN은 ITU-T Recommendation E.164에서부터 할당되었다. 따라서 앞의PSTN의번호체계와 같은 구조로 되어 있다. (CC + NDC + SN)
MSISDN은 SCCP(Signaling Connection Control Part)에서 Global Title 주소로 사용하여 이동단말의 HLR로 message를 라우팅 할 수 있는 구조로 되어있어야 한다. CC와 NDC 가 그러한 정보를 제공한다.
3. 3G3. 3G번호번호
약어 명칭 할당 기관CC Country Code ITUNDC National Destination Code National Authority(국내)SN Subscriber Number National Authority(국내)
3. 3G3. 3G번호번호
MSRNMSRN
MSRN(Mobile Station Roaming Number)은 TLDN과 동일한 개념으로, GSM표준에서 호 설정을 위해 MSC/VLR에 의해서 이동단말(MS)에 임시로할당되는 번호이다. MSRN은 TLDN과 마찬가지로 dialing번호로 사용되지않는 번호이다.
규격
ITU-T E.164, E.213에 의한다.
구조
MSRN은 로밍번호가 할당되어 있는 지역에서 앞의 국제 PSTN번호와 같은구조를 가진다. (CC + NDC + SN)
3. 3G3. 3G번호번호
Number관련 처리
Number Format
단말에서 올라오는 번호/국제 Call forwarding용 ICC
MAP/CAP전달 번호
단말에서 ‘+’누른상태에서 올라온번호
ISUP/BICC전달 번호
용도
011-758-xxxxNDC + SNH’A1(B’10100001)National
H’81(B’10000001)Unknown
82-11-758-xxxxCC+NDC+SNH’91(B’10110001)International
예시형태Nature Of
Address(NOA)구분
Number Format 변환
3. 3G3. 3G번호번호
• MIN(Mobile Identification Number)- 10Digits
011 4 010 ‘0’
• IMSI : International MobileSubscriber Identity
- 15 Digits
MCC( )+MNC( )
(MDN/MSISDN)
• MDN(Mobile Directory Number)- 011 10~11Digits - 017 10Digits
• MSISDN(Mobile Station ISDN)- ‘010’ 11Digits
(MIN/IMSI)
(IRM)
• IRM(International Roaming MIN)- 10Digits - IFAST /
MIN
• IMSI -
GSM
(MGT)
• MGT(Mobile Global Title)- 15Digits - ITU-T E.164
• MGT(Mobile Global Title)- 15Digits - ITU-T E.164
3. 3G3. 3G번호번호
4. 4. CS(CircuitCS(Circuit Switched) NetworkSwitched) Network
Node-B
HLR
SCP
Node-B
Legacy MobileNetwork
PSTN
IuCS
Data Transfer & Signaling InterfaceSignaling Interface
Application & Services
Nb
D CCAP CAP
RNC MGW MGW/SGW
MSCServer
GMSCServer
ATM/IP BackboneNetwork
IuCS
Nc
McMc Mc
Physical Signaling Interfacethrough IP Backbone Network
4. CS 4. CS –– 망망 구성구성
LAI LAI(Location Area Identity)
UE가 Location Update(위치등록)없이 이동할 수 있는 cell의 Area로써, RNC에서 지정됨.
LAI 용도
- 위치 등록
- 착신 Paging
LAI 구조
-Location Area Code (LAC) : 동일 PLMN내에서 location area를 구분하는 2 octet의 Code이며, 따라서 동일 PLMN에서는 unique해야함
-0000, and FFFE는 특수 목적으로 reserved
Location Area IdentificationMCC MNC LAC
4. CS 4. CS –– 망망 구성구성
RA(s) handled by one 3G_SGSNLA(s) handled by one 3G_MSC/VLR
RA1 RA2 RA3
LA1 LA2
RA4
LA3
RA5
URALA RA
MSC 1 MSC 2
SGSN 1 SGSN 2 SGSN 3
4. CS 4. CS –– 망망 구성구성
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 4. CS –– 망망 구성구성
MSC Server 주요 기능호제어 기능이동성관리 및 VLR 기능외부망요소와 정합기능운용관리 기능유지보수 기능
Media Gateway 주요 기능기존 MSC가 제공하는 모든 종류의 자원을 제공주요 자원으로는 트래픽 송수신 및 서버와의 신호 정합을 위한 AAL2, IP, 트랜스코딩을 위한 보코더, 톤 및 안내방송 장치, 신호 정합을 위한Broad 및 Narrow-band No.7 장치 등이 있다
4. CS 4. CS –– MSC & MSC & MGwMGw
HLR: 대용량의 실시간 Database를 갖추고, 망 구성 요소들에서 요구하는 이동가입자 혹은 이동 단말기에 대한 정보를 처리해 주는 망구성 요소
HLR 주요 기능위치 등록 및 삭제호 처리가입자 정보관리가입자 식별 및 번호계획 관련 정보가입자 운영 관련 정보부가 서비스 관련 정보과금 관련 정보부가 서비스 등록 및 취소시스템 운용관리 및 유지보수운용자 정합SS No.7 하위계층(MTP, SCCP, TCAP) 지원 관리Routing 정보관리지능망 처리를 위한 CAP 연동 지원
4. CS 4. CS -- HLR HLR
SCP 지능망 서비스 제어 시스템(SCP : Service Control Point)은 WCDMA 망에서 가입자들에게 다양한 지능망 서비스를 제공하기 위한 시스템으로서, 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.
CAMEL phase1,2,3 기능 제공
서비스 로직 실행 환경 제공
지능망 서비스 관련 가입자 데이터 제공
시스템 운용 및 유지 보수
4. CS 4. CS -- SCP SCP
IP(Intelligent Peripheral)IP는 주문화된 안내 방송, 음성 인식, 음성 합성, 음성 녹음, DTMF(Dualtone Multi-frequency) 디지트 수집기, 프로토콜 변환기 등과 같은 특수자원을 가지며, 사용자와 지능망 사이의 유연한 상호 작용을 제공한다.
UMTS IP 는 아래와 같은 기능을 모두 수용한다.
음성 녹음/재생/편집
DTMF 분석
운용자 정합
시스템 관리 및 유지 보수
CAMEL 프로토콜 지원
4. CS 4. CS -- IP IP
SMC(Short Message Center)는 SME(Short Message Entity)와 UMTS 망 사이에 단문의 alphanumeric message를 교환해 주는 시스템
주요 기능
메시지 처리 기능
메시지 수집, 전송, 변경,삭제, 추가 및 스케쥴링 기능
무선 망 연동 기능
2G IS-41C 및 3GPP 29.002 규격을 지원
단말기 연동 기능
2G IS-637 와 3GPP 23.040 규격에 정의한 기능을 제공
SMSC 간 연동 기능
복수의 SMSC간 연동을 위하여 TCP/IP 및 SS7 통신 방법을 제공한다. SMSC간의 연동은 TCP/IP인 경우에는 SMPP 및 SMDP를 사용하여 가능하며 SS7를 사용할 경우에는 IS-41C 또는 3GPP 23.040, 29.002 을사용한 SMSC간 연동 방법을 따른다.
4. CS 4. CS -- SMSSMS
AuC 주요 기능
인증가입자 관리 기능
인증 벡터 생성 기능
교환기가 요구하는 개수 만큼의 인증벡터를 생성및 HLR/MSC로 전달
MSC 인증 관련 주요 기능
인증벡터 분배 기능
VLR에서 관리하는 유효한 인증벡터가 없는 경우 AuC로 인증벡터를요구하여 VLR의 가입자 DB에 저장함
인증 벡터 관리 기능
VLR에서는 최대 5개까지의 인증벡터를 관리함
선택적 인증 기능
이벤트별로 인증 활성화/비활성화 제어 기능
4. CS 4. CS -- AUC AUC
개요 : EIR은 MSC 와 F, SGSN과 Gf Interface 를 통하여 국제 가입자 장치 관리기능 제공
IMEI 상태 관리기능단말기마다 고유하게 할당되는 IMEI의 상태 정보를 관리, 변경, 통보 지원.
Parameter name Request Indication Response ConfirmInvoke id M M(=) M(=) M(=)IMEI C C(=) C C(=)Equipment status C C(=)User error C C(=)Provider error 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 4. CS -- EIREIR
GMLC(Gateway Mobile Location Center)는 이동단말의 위치정보 관련서비스(LCS)를 지원하기 위해 필요한 기능을 포함한다.
GMLC는 Lh 인터페이스를 경유하여 HLR로 Routing정보를 요구할 수있다.
GMLC 시스템은 이동단말의 현재 위치 정보를 외부 LCS 클라이언트에게 제공해 주는 장치이다.
GMLC 는 아래와 같은 기능을 수용할 수 있다.
위치 클라이언트 연동 기능
위치 좌표 변환 기능
위치 시스템 운영 기능
위치 시스템 과금 기능
4. CS 4. CS -- GLMCGLMC
Iu 인터페이스 : RNC와 Core Network간 인터페이스
Mc 인터페이스 : MSC Server와 MGW간 인터페이스
Nc 인터페이스 : MSC Server간 NNI Control 인터페이스
Nb 인터페이스 : MGW간 인터페이스
MGW MGW
GMSC ServerMSC Server
UTRAN
HLR
T-SGW
Application & Service
PSTN/Legacy/ExternalIu
Iu
Mc Mc
Nb
Nc
CD
CAP
Signaling Interface
Signaling and Data Transfer interface
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
Iu 인터페이스(RANAP)
MSC Server와 RNC간 제어 정보 및 사용자 데이터의 전송을 수행하는어플리케이션 프로토콜RANAP (Radio Access Network Application Part) 는 MSC Server와RNC간의 RAB 할당 및 해제, Relocation 제어 및 단말과의 MM, CC, 부가서비스 관련 메시지(SS), SMS의 전달을 수행
RNCRNC MSC ServerMSC
ServerRANAP
AAL5
SSCF-NNI
SSCOP
MTP-3B
SCCP
RANAP
AAL5
SSCF-NNI
SSCOP
MTP-3b
SCCP
RANAP
SSCF(Service Specific Co-ordination Function) : SSCOP(Service Specific Connection Oriented Protocol) : ,
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
Iu 인터페이스(ALCAP)
ALCAP(Access Link Control Application Protocol)은 MGW와 RNC간ATM(AAL2) 베어러를 설정 및 해제하기 위한 프로토콜주요 기능: AAL2 베어러 설정 및 해제, 설정된 베어러의 속성 변경, 특정 채널(Path)에 대한 block/unblock
RNCRNC MGWMGWALCAP
AAL5
SSCF-NNI
SSCOP
MTP-3B
Q.2130.1
Q.2630.2
AAL5
SSCF-NNI
SSCOP
MTP-3b
Q.2130.1
Q.2630.2
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
Iu 인터페이스(UP)
RNCRNC MGWMGWIu UP
Physical Layer
ATM
AAL2
User Plane
UP(User Plan)는 RANAP 및 ALCAP을 통해 설정된 ATM bearer(AAL2)를통하여 코딩된 가입자의 User Data를 전송하는 영역User Data의 전송에 앞서 UP는 각 UP Entity간에 제어 정보를 전달하여기본적인 시그널링을 수행
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
UE GMSCRNC O-MSC MGW
Initial UE(CM Service Request)
DT(Setup) [CalledNumbert]
DT(Call Proceeding)
CM Service Accept
IAM [CalledNumber]
Security
ACM
Add Op.[Get Binding ID]RAB Assignment Request
ALCAP(ERQ)
ALCAP(ECF)UP(Initialization)
UP(Initialization_Ack)
RAB Assignment Complete
DT(Alerting) ANM DT(Connect)
DT(Connect Ack)
RANAP
MO 시 Iu CS 예시
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
Nc 인터페이스
BICC
ATM
AAL5
SSCOP
SSCF-NNI
MTP3b
Ethernet
IP
SCTP
M3UAMSC
ServerMSC
ServerMSC
ServerMSC
ServerNc Interface
(BICC)
MSC Server간 중계호 처리에 필요한 호제어 및 호처리 메시지 전달 기능 수행주요 기능Bearer Independent : ATM, IP 등 Packet 기반 BearerBICC 메시지 처리 및 메시지 분석에 따른 RoutingBICC와 MEGACO간 Bearer information 생성 및 교환Codec Negotiation / Codec Modification을 통해 중계호 간 TrFO처리
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
Mc 인터페이스
MEGACO
ATM
AAL5
SSCOP
SSCF-NNI
MTP3b
Ethernet
IP
SCTP
M3UA
Ethernet
IP
SCTPMSC
ServerMSC
Server MGWMGWMc Interface (MEGACO)
MSC Server와 MGW 간 시스템 연동 및 베어러 제어 수행주요 기능MSC Server에 의한 MGW 베어러 자원 할당, 해제 , 변경 및 제거MSC Server/MGW간의 장애 처리 및 복구MGW의 등록/재등록 처리Physical Termination 의 생성 및 제거MGW 감사 기능안내방송/Tone/DTMF 처리 기능
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
MAPMobile 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 4. CS -- InterfaceInterface
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 4. CS -- InterfaceInterface
CAP : “CAMEL(Customized App. for Mobile Network Enhanced Logic) Application Part”의 약자
CS CAMEL Functional Entities
HLR
GMSC
gsmSCF
MSC
Forwarded leg
MSIncom ing line
Visited NetworkInterrogating Network
Home Network
gsmSSFVLR
Roaming leg
CAPCAP
MAP
MAP MAP
gsmSSF
gsmSRFHome/Interrogating/Visited Network
CAP
MO call - Outgoing leg(or Forwarding leg)
MAP
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
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 저장 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
지능망 요소
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
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
Home network operator의 통제 하에서의 single platform에 기본 서비
스 제공
GSM service와 그것들의 통합에 대한 충격 최소화
GSM architecture을 고려하여 비용을 최소화하고 기존의 노드들과 네트
웍 상호이용성을 이용 -> 기존의 GSM entity 사이에 MAP을 사용
Home Network service의 적용성 확장과 통합을 fully mobile service에
도 적용 가능하게 한다. -> phase approach
가능한 기존 고정망 IN CS-x의 기능들의 재사용 - > service control과
service switching 사이의 INAP을 사용
CAMEL 정의
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
감지점(Detection Point)처리 기능 : 감지점 감시 및 보고
CSI(CAMEL Subscription Information) 처리 기능
Basic Call State Model에 의한 발,착신 기본 이동 호처리 기능
부가 서비스 로직과의 서비스 상호작용 제어 기능
확장된 프로토콜
- HLR 및 VLR 간 MAP 기능 보완
- SCP와의 인터페이스를 위한 MAP 및 CAP 기능 추가
- IP와의 인터페이스를 위한 CAP 기능 추가
CAMEL Switching Point (MSC+gsmSSF) 기능
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
O-CSI(발신측 서비스)
발신측 서비스로 HLR에 가입자에 대해서 trigger 한다.Trigger Detection Point(TDP) :DP2인 collectedInfo,DP4인 routeSelectFailure- collectedInfo : DestinationNumber Criteria,Basic Service Criteria
Forwarding Criteria - routeSelectFailure : Release Cause Code에 대한 Criteria *또는 #으로 시작하는 서비스 활용TTL Ting, 지역할인, VPN 등 기존 지능망 서비스에 활용
CSI(CAMEL Subscriber Information)
가입자별로 DP를 지정한 정보
DP가 감지될 경우, SCP나 HLR로 Initial DP Operation을 수행
동기 망의 Origination Request수행을 위한 orig_trigger,TTNR을 수행하는 term_trig와 유사
위치등록시 VLR에 저장됨
CSI 종류
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
D-CSI(발신측 서비스)
발신측 서비스로 SCP에 가입자에 대해서 서비스를 trigger정보를 설정한다 .Detection Point(DP)로는 DP3인 analysedInfo가 있다TTL Ting, 지역할인, VPN 등 기존 지능망 서비스에 활용
N-CSI(발신측 서비스) 발신측 서비스로 MSC내부에서 특정번호에 대해서 Trigger정보를 설정한다Trigger Detection Point(TDP)로는 DP3인 analysedInfo가 있다080서비스 등에 활용
T-CSI(착신측 서비스)착신측 서비스로 HLR에 가입자에 대해서 trigger를 setting 한다 .TDP : DP12(termAttemptAuthorized), DP13(tBusy), DP14(tNoAnswer)
VT-CSI(착신측 서비스)착신측 서비스로 HLR에 가입자에 대해서 trigger정보를 설정한다 .TDP : DP12(termAttemptAuthorized), DP13(tBusy), DP14(tNoAnswer)CRS 에 사용된다
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
PPS 기본 호처리
InitialDP (Service Key)
Connect (destinationRoutingAddress)
InitialDP (Service Key)
CallInformationRequest (RequestedInformationType)
ApplyCharging(maxCallPeriodDuration)RequestReportBCSMEvent(EventTypeBCSM)
Connect(destinationRoutingAddress)
Conversation
ApplyChargingReport
EventReportBCSM (EventTypeBCSM)
ApplyChargingReport
CallInformationReport (RequestedInformationValue)
ApplyCharging(maxCallPeriodDuration))
MSCO HLR IP MSCTSCP
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
GMSCO-MSC MGWa
IAM [CalledNumber, CodecList]
VT-MSC MGWcMGWb
SendRoutingInformation[ CalledNumber ]
ProvideRoamingNumber
HLR
ProvideRoamingNumberAck[ MSRN ]
SendRoutingInformationAck[ MSRN ]
IAM [ MSRN, CodecList ]
APM[ BIWF Address, Codec list]
ADD.request ($)
ADD.reply (T5)
ALCAP(ERQ)
ALCAP(ECF)
UP(Initialization)
UP(Initialization_Ack)
ADD.request ($)
ADD.reply (T5)
MAP
BICC(Nc)
Mc
Nb
4. CS 4. CS -- InterfaceInterface
Location Update ProcedureNormal Location Update 및 Periodic Location Update으로 구분Normal Location Update는 Attached된 단말의 이동에 의해 LA 변경 시 수행Periodic Location Update는 Attached된 단말의 가용성을 주기적으로Network로 통보 시 수행
RNC MSC
LOCATION UPDATE
location update
MM INFORMATION
SGSN
Iu_PS Gs
4. CS 4. CS –– 호처리호처리((위치등록위치등록))
Detach 및 Purge Procedure 단말의 비활성화(Power off 등) 상태 혹은 USIM이 단말로부터 제거 시 수행처리 완료 후 Network는 해당 단말에 대해 Detached 상태로 표시Detached 된 가입자에 대한 Purge 등록 Timer가 종료되면, 해당 가입자 정보를삭제하고 HLR로 Purge MS 를 보냄HLR은 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 4. CS –– 호처리호처리(Detach)(Detach)
기본 호처리 : 3G Mobile To 3G Mobile
prn (MSRN)
PRN (IMSI)SRI (MSISDN,NetSigInfo=speech)
sri (MSRN)
IAM
ACM
MSCO HLR MSCT
착신 WCDMA교환기에서는 Intl형태의 MSRN할당(82102092602xxxx)Dual Stack HLR에서는 Intl형태의 MSRN을 발신WCDMA MSC로 전달(82102092602xxxx)
발신 WCDMA교환기는 HLR에서 받은 MSRN을 Natl형태로 변경후ISUP진행(0102092602xxxx)
4. CS 4. CS –– 호처리호처리((음성음성))
기본 호처리 : 2G Mobile To 3G Mobile
prn (MSRN)
PRN (IMSI)LOC (MDN)
loc (MSRN)
IAM
ACM
MSCO HLR MSCT
착신 WCDMA교환기에서는 Intl형태의 MSRN할당(82102092602xxxx)Dual Stack HLR에서는 Intl형태를 Natl형태로 변경한 MSRN을2G MSC로 전달(0102092602xxxx)발신 2G 교환기는 HLR에서 받은 MSRN(TLDN)으로 ISUP진행(0102092602xxxx)
4. CS 4. CS –– 호처리호처리((음성음성))
기본 호처리 : 3G Mobile To 2G Mobile
rtr (TLDN)
RTR (MIN)
SRI (MSISDN, NetSigInfo=speech)
sri (TLDN)
IAM
ACM
MSCO HLR MSCT
착신 2G교환기에서는 Natl형태의 TLDN할당(193741xxxx)Dual Stack HLR에서는 Natl 형태를 Intl 형태로 변경한 MSRN을3G MSC로 전달(8210193741xxxx)발신 WCDMA교환기는 HLR에서 받은 MSRN을 Natl형태로 변경후 DEL=3처리 후ISUP진행(010193741xxxx 193741xxxx)
4. CS 4. CS –– 호처리호처리((음성음성))
Setup(ITC=UDI ,ORA=H.223&H.245)
MS MSCO HLR MSCT MS
Call ProceedingSetup(ITC=UDI,ORA=H.223&H.245)
SRIPRN
sri prn
IAM(TMR=64kbit/s unrestricted, USI=BC) PagingPaging Response
H.245 Negotiation
Audio/Video over H.223
Call Confirmed
AlertConnect
Connect Ack
ACM
ANMAlert
ConnectConnect Ack
BC = (ITC='UDI''; ORA='H223&H245'; …),USI = BCBC:Bearer Capability, USI:User Service Information, ITC : Information Transfer Capability, UDI=Unrestricted digital information, ORA=Other Rate Adaptation
4. CS 4. CS –– 호처리호처리((영상통화영상통화))
5. 5. PS(PacketPS(Packet Switched Network)Switched Network)
SGSN • Mobility Management
• Session Management
• Authentication
• GTP tunneling to GGSN
• Interaction with HLR, MSC/VLR
• Charging & Statistics
이동 가입자 정보와 라우팅 정보 저장
지능망 서비스 제어기
MSC,SGSN 연동발,착신 단문 메시지 전송
HLR
GMLC
SCP
SMSC
LCS(Location Service) 제공
EIR IMEI 저장
GGSN•Session Management
•GTP tunneling to SGSN
•Interfaces to external IP networks
•Charging & Statistics
5. PS 5. PS –– 주요노드주요노드
AUC 인증센터로 암호화, 무결성 Key제공
X
MS
X
X
X
XXX
X
XXX
UTRAN
X
X
X
X
XX
X
XX
X
SGSN
X
XX
X
X
X
XX
X
GGSN
XX
X
X
X
X
XX
X
X
HLR
X
X
XX
Authentication and Authorization
Function
Admission Control
Network Access ControlRegistration
Operator Determined Barring
Message Screening
Packet Routing and Transfer
Packet Terminal AdaptationCharging Data Collection
Encapsulation
Relay
Tunneling
RoutingAddress Translation and Mapping
Radio Resource Management
CompressionCiphering
Mobility Management
5. PS 5. PS –– 노드기능노드기능
• Control Planes
RRC : Radio Resource Control
GMM : GPRS Mobility Management
SM : Session Management
SCCP : Signalling Connection Control Part
SB : Signalling Bearer
GGSNSGSNMS UTRAN
Signalling
UDP/IPL2
Uu Iu-PS Gn Gi
UDP/IPL2
SCCPSB
AAL5
SCCPSB
AAL5
RLCMAC
RRC RANAPRelay
MACRLC
RRC GTP-C
ATML1L1
ATM
RANAP
GMM,SM,SMS
GMM,SM,SMS
GTP-C
L1 L1
5. PS 5. PS –– InterfaceInterface
• User Planes
PDCP : Packet Data Convergence Protocol
GTP : GPRS Tunneling Protocol
UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network
RLC/MAC : Radio Link Control/Medium Access Control
GGSNSGSNMS UTRAN
End User IP ConnectivityIP,PPPApp
UDP/IPL2L1
IP,PPPL2
Uu Iu-PS Gn Gi
UDP/IPL2L1
UDP/IPAAL5ATM
GTP-U GTP-URelay
UDP/IPAAL5ATM
RLCMAC
L1
PDCP GTP-URelay
L1MACRLC
PDCP GTP-U
5. PS 5. PS –– InterfaceInterface
• Control Planes
- MAP : Mobile Application Part (refer to 3G TS 29.002)- TCAP : Transaction Capability Application Part- SCCP : Signalling Connection Control Part
TCAPSCCP
SignallingBearer
MAPTCAPSCCP
SignallingBearer
MAP
SGSN HLRGr
TCAPSCCP
SignallingBearer
MAPTCAPSCCP
SignallingBearer
MAP
SGSN EIRGf
5. PS 5. PS –– InterfaceInterface
• Control Planes
- 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
BSSAP+SCCP
SignallingBearer
BSSAP+SCCP
SignallingBearer
SGSN MSC/VLRGs
TCAPSCCP
SignallingBearer
MAPTCAPSCCP
SignallingBearer
MAP
SGSN SMS-MSCGd
5. PS 5. PS –– InterfaceInterface
• Control Planes
- CAP : CAMEL Application Part- CAMEL : Customised Applications for Mobile network Enhanced Logic - TCAP : Transaction Capability Application Part- SCCP : Signalling Connection Control Part
TCAPSCCP
SignallingBearer
CAPTCAPSCCP
SignallingBearer
CAP
SGSN SCPGe
5. PS 5. PS –– InterfaceInterface
• Control Planes
1) MAP-based GGSN – HLR signalling
2) GTP and MAP-based GGSN – HLR signalling
TCAPSCCP
SignallingBearer
MAPTCAPSCCP
SignallingBearer
MAP
GGSN HLRGc
TCAPSCCP
SignallingBearer
MAP
TCAPSCCP
SignallingBearer
MAP
HLRGc
UDPIP
GSN
L2L1
GTP-C
UDPIP
GGSN
L2L1
GTP-C
Gn
5. PS 5. PS –– InterfaceInterface
• SS7 Signalling Transport in CN
MTP2MTP1
MTP3-UserMTP3
SCTPIP
MTP3-UserM3UA
AAL5
MTP3 B
ATM
SSCFSSCOP
MTP3-User
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)
5. PS 5. PS –– InterfaceInterface
• 세가지 MS 동작 모드
– PS/CS 동시 모드
– PS 모드
– CS 모드
PS/CS ModePS Service and
CS Service Simultanously
PS Mode Only PS Service
CS Mode Only CS Service
5. PS 5. PS –– 단말동작단말동작
• 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 5. PS –– 단말동작단말동작
Two Iu signalling connections (“two RANAP instances”)
UTRAN
3G SGSN
HLR
3G MSC/VLR
UE
CS servicedomain
Two CN service domains
One RRC connection
UTRAN withdistributionfunctionality
PS servicedomain
Common subscription data base
CS state PS state
PS stateCS state
CS location PS location
5. PS 5. PS –– 상태관리상태관리
PMM-DETACHED
PS Attach
PS SignallingConnection Release
PS SignallingConnection Establish
PS Detach(Implicit GPRS Detach)
PMM-CONNECTEDPMM-IDLE
Detach,PS Attach Reject,RAU Reject
PMM-DETACHED
PS Detach(MS ReachableTimer Expired)
PMM-CONNECTED
Serving RNCrelocation
SGSN MM StatesMS MM States
SM-ACTIVE orINACTIVE
SM-ACTIVE orINACTIVE
SM-ACTIVE orINACTIVE
SM-ACTIVE orINACTIVE
Detach,PS Attach Reject,RAU RejectPS Attach
PS SignallingConnection Establish
PS SignallingConnection Release
PMM-IDLE
5. PS 5. PS –– 상태관리상태관리(MM: Mobility Management)(MM: Mobility Management)
Deactivate PDP ContextorMM state change to PMM-DETACHED
Activate PDP Context
INACTIVE
ACTIVE
5. PS 5. PS –– 상태관리상태관리(SM: Session Management)(SM: Session Management)
INACTIVE
ACTIVE
IDLE
MM Context : OIu Signal : X
PDP Context : XRAB : X
MM Context : OIu Signal : X
PDP Context : ORAB : X
CONNECTED
MM Context : OIu Signal : O
PDP Context : XRAB : X
MM Context : OIu Signal : O
PDP Context : ORAB : ?
GMM state
SM state
5. PS 5. PS –– GMM & SM GMM & SM 관계관계
MS UTRAN new SGSN old SGSN GGSN EIR newMSC/VLR
HLR oldMSC/VLR
1.Attach Request 2.Identification Request
2.Identification Responsed3.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 Request7b. Update Location
7d. Cancel Location Ack7c. Cancel Location
7e.Insert Subscriber Data7f.Insert Subscriber Data Ack7g.Update Location Ack7h. Location update Accept
c18a.Attach Accept
9.Attach Complete 10. TMSI Reallocation Compete
5. PS 5. PS –– 호처리호처리((위치등록위치등록))
Security 기능불법 사용 방지(망에 의한 MS 인증, 서비스 요청에 대한Validation)
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
1 . Send Authenticatio n Info
2. Authenticatio n and C iphering R equest 1 . Send Authenticatio n Info Ack
2. Authenticatio n and C iphering R espo nse
M S B SS/U T R A N H LRSG SN
5. PS 5. PS –– 호처리호처리(Security)(Security)
AuC의 보안 함수
인증벡터 (RAND, RES, CK, IK, AUTH) 생성
f1 : 네트웍 인증 함수f2 : 사용자 인증 함수f3 : 암호화 키 생성 함수f4 : 무결성 키 생성 함수f5 : 익명성 키 생성 함수
f1 : 네트웍 인증 함수f2 : 사용자 인증 함수f3 : 암호화 키 생성 함수f4 : 무결성 키 생성 함수f5 : 익명성 키 생성 함수
Generate SQN
f1 f5f4f3f2
Generate RAND
SQN AMF
K
RAND
AKIKCKXRESMAC
AUTN := (SQN ⊕ AK) || AMF || MAC
AV := RAND || XRES || CK || IK || AUTN
AV : Authentication VectorAUTN : Authentication Token
USIM이 Network을 인증XRES : Expected Response
Network이 USIM을 인증MAC : Message Authentication CodeSQN : Sequence NumberAMF : Authentication Management
FieldCK : Cipher KeyIK : Integrity KeyAK : Anonymity KeyVLR은 최대 5개까지의 AV 저장
AV : Authentication VectorAUTN : Authentication Token
USIM이 Network을 인증XRES : Expected Response
Network이 USIM을 인증MAC : Message Authentication CodeSQN : Sequence NumberAMF : Authentication Management
FieldCK : Cipher KeyIK : Integrity KeyAK : Anonymity KeyVLR은 최대 5개까지의 AV 저장
5. PS 5. PS –– 호처리호처리(Security)(Security)
USIM의 보안 함수
f1 f4f3f2
SQNK
RAND
IKCKRESXMAC
Verify SQN
SQN ⊕ AK AMF MAC
AUTN
⊕AK
f5
Verify MAC = XMAC
5. PS 5. PS –– 호처리호처리(Security)(Security)
3G-GGSN
9. Activate PDP Context Accept
4. Create PDP Context Response
4. Create PDP Context Request
1. Activate PDP Context Request
3G-SGSNUTRANM S
5. Radio Access Bearer Setup
C1
C2
6. Invoke Trace
8. Update PDP Context Response
8. Update PDP Context Request
5. PS 5. PS –– 호처리호처리((세션설정세션설정))
MS SGSN GGSN
3. PDU Notification Request
HLR
1. PDP PDU
2. Send Routeing Info for GPRS
2. Send Routeing Info for GPRS Ack
4. Request PDP Context Activation
5. PDP Context Activation procedure
3. PDU Notification Response
5. PS 5. PS –– 호처리호처리((세션설정세션설정))
GGSN
3. Update PDP Context Response
2. Update PDP Context Request
SGSNUTRANMS
1. Modify PDP Context Request
5. Modify PDP Context Accept
4. Radio Access Bearer Modification
C1
5. PS 5. PS –– 호처리호처리((세션수정세션수정))
Node-B RNCSGSN
GGSN
Internet
VISITEDPLMN
HOMEPLMN
BG
BG
RootDNS
Inter-PLMNBackbone
VisitedDNS
GGSN
Home OperatorHome Operator
Visited OperatorVisited Operator
APN
1
23
4
5
8
HomeDNS
6
7
9APN: my.isp.com.myoperator.fi.gprs
my.isp.com
myoperator.fi.gprs
1
3
4
5
6
2
7
8
9
방문 가입자가 home APN을 선택
단말이 "activate PDP context”를 송신
SGSN은 APN을 key로 visited DNS에 GGSN IP 어드레스를 질의
visited DNS 는 GPRS root DNS에 질의 : "who knows the IP address for this name?"
visited DNS는 home DNS에게 GGSN 어드레스를 질의
GPRS root DNS 는 visited DNS에게 home DNS 어드레스를 알려줌
Visited DNS는 SGSN 에 응답
SGSN은 home GGSN과 PDP context 생성
Home DNS는 GGSN IP 어드레스 응답
5. PS 5. PS –– 호처리호처리((패킷로밍패킷로밍))
Packetnetwork
Internet
GGSN
SGSN
Core Network
Access Network
MS
Node B
RNC
CG
• M-CDR• S-CDR• S-SMO-CDR• S-SMT-CDR Billing System
Data Flow
과금 정보
• G-CDR
5. PS 5. PS –– 호처리호처리((과금과금))
QoS는 사용자가 느낄 수 있는 차별화 된 서비스를 말한다.
UMTS QoS3GPP2는 QoS에 대해 특별히 정의하지 않았다.3GPP는 QoS를 서비스의 주요한 요소로 정의하여 규격화시켰다.3GPP는 서비스를 4가지 Class로 구분하여 서비스를 제공하도록 하고 있다.
QoS 관련 용어DiffServ, RSVPClassifying ShapingPolicingSchedulingMarking
5. PS 5. PS –– QoSQoS
RF Domain
PacketDomain
Services Domain
Intranet/Internet
Packet Network
HLRHLRHLR SCPSCPSCP
GTPGTPGGSNGGSN
IuIu
Data CenterData Center
RNCRNCRNC
Policing
MarkingDSCP
Shaping
Scheduling
DiffServ Packet Edge Treatment
Load Load BalancerBalancer
Preside QoS Policy Management/Control
Content Delivery Space
RRMRRM
SGSNSGSN
5. PS 5. PS –– QoSQoS
RNCRadio Resource ManagementDiffserv MarkingMapping Diffserv to ATM
HLRSubscriber Classification
SGSNDiffserv Marking for roamersNegotiates between Requested and Subscribed QoSKey trigger to the RRM
GGSNTraffic Shaping/PolicingApplication ClassificationAPN based policy management
5. PS 5. PS –– QoSQoS
UMTS BSManager
TEExt.
Netw.MT UTRAN CN CN GW
Adm./Cap.
ControlTrans
l.
CN BSManag
er
Ext. BS
Manager
BB NSManag
er
UMTS BSManager
Adm./Cap.
Control
Iu BSManag
er
CN BSManag
er
Iu NSManag
er
BB NSManag
er
RABManager
Adm./Cap.
Control
Iu BSManag
er
Iu NSManag
er
UMTS BSManager
Adm./Cap.
ControlTrans
l.
Local BS
Manager
Radio BS
Manager
UTRA Ph.BS
Manag.
Subscr.
Control
Radio BS
Manager
UTRA Ph.BS
Manag.
LocalServiceControl
Ext.ServiceControl
Protocol interface
Service primitive interface
BS = Bearer Service
NS = Network Service
5. PS 5. PS –– QoSQoS((제어제어))
Resource
Manager
TEExt.
Netw.MT UTRAN CN CN GW
Class.
External BS
Cond.
Mapper
BB network service
Iu network serviceUTRA phys. BS
Local BSResour
ceManage
r
Resource
Manager
Resource
Manager
Resource
Manager
Resource
Manager
MapperMapperCond.
Class.
Cond.
: Data flow
5. PS 5. PS –– QoSQoS((데이터처리데이터처리))
Traffic Class
Conversational Class
Conversational RT
Streaming ClassStreaming RT
Interactive ClassInteractive Best
Effort
Background ClassBackground Best
Effort
FundamentalCharacteristics
Delay 값이 작다 Delay값이 크다 요청에 대한 응답이오는 형태
어떤 시간 내에는응답이 와야 한다.
응답시간에 대한 기대값이 없다.
Example of the
application
- Voice - Streaming video - Web browsing- BackgroundDownload of Emails
5. PS 5. PS –– QoS(ClassQoS(Class))
QoSInteractive
QoSconversational
QoSStreaming
QoSBackground
GoldUser
Priority LevelPreemption
Max BRGuaranteed BR
etc...
1Yes
384 kbit/s144 kbit/s
etc...
SilverUser
Priority LevelPreemption
Max BRGuaranteed BR
etc...
2No
144 kbit/s64 kbit/s
etc...
BronzeUser
Priority LevelPreemption
Max BRGuaranteed BR
etc...
3No
144 kbit/s16 kbit/s
etc...
etc...
Application ClassificationSu
bscr
iber
Cla
ssifi
catio
n
RAB QoS attributesTraffic class
Maximum bitrate(UL / DL)Guaranteed bit rate (UL / DL)
Delivery orderMaximum SDU size
SDU error ratioResidual bit error ratio
Delivery of erroneous SDUsTransfer delay
Traffic handling priorityPre-emption Capability
Pre-emption VulnerabilityQueueing
5. PS 5. PS –– QoS(ClassQoS(Class))
Traffic Class
Maximum bit rate X X X X
Delivery order
Max SDU size
SDU format information
SDU error ratio
Residual bit error ratio
Delivery of erroneous SDU
Transfer delay
Guaranteed Bit Rate
Traffic handling priority
Allocation/Retention Priority
X X X X
X X X
XX
X X X
X X X
X X X
XX
XX
X
X XX
X
X
X
X
X
Conversational class Streaming class Interactive class Background class
X X
5. PS 5. PS –– QoSQoS((속성값속성값))
Octet 16
Guaranteed bit rate for downlink (extended)
Octet 15
Maximum bit rate for downlink (extended)
Octet 14
Source Statistics DescriptorSignal-ling
Indicat-ion
0 0 0spare
Octet 13
Guaranteed bit rate for downlink
Octet 12Guaranteed bit rate for uplink
Octet 11
Traffic Handling priorityTransfer delay
Octet 10
SDU error ratioResidual BER
Octet 9
Maximum bit rate for downlink
Octet 8
Maximum bit rate for uplink
Octet 7
Maximum SDU size
Octet 6
Delivery of erroneous SDUDelivery orderTraffic Class
octet 5
Meanthroughput
0 0 0spare
octet 4
Precedenceclass
0spare
Peak throughput
octet 3
Reliabilityclass
Delayclass
0 0spare
Octet 2
Length of quality of service IE
octet 1
Quality of service IEI
12345678
Octet 16
Guaranteed bit rate for downlink (extended)
Octet 15
Maximum bit rate for downlink (extended)
Octet 14
Source Statistics DescriptorSignal-ling
Indicat-ion
0 0 0spare
Octet 13
Guaranteed bit rate for downlink
Octet 12Guaranteed bit rate for uplink
Octet 11
Traffic Handling priorityTransfer delay
Octet 10
SDU error ratioResidual BER
Octet 9
Maximum bit rate for downlink
Octet 8
Maximum bit rate for uplink
Octet 7
Maximum SDU size
Octet 6
Delivery of erroneous SDUDelivery orderTraffic Class
octet 5
Meanthroughput
0 0 0spare
octet 4
Precedenceclass
0spare
Peak throughput
octet 3
Reliabilityclass
Delayclass
0 0spare
Octet 2
Length of quality of service IE
octet 1
Quality of service IEI
12345678
5. PS 5. PS –– QoSQoS((포맷포맷))
5. PS 5. PS –– QoSQoS((속성값속성값))
Yes/No (9)Signalling Indication
Speech/unknownSpeech/unknownSource statistic descriptor
1,2,31,2,31,2,31,2,3Allocation/Retention priority
1,2,3 (9)Traffic handling priority
<= 16 000 (2)<= 16 000 (2)Guaranteed bit rate (kbps)
280 (8) – maximum value100 – maximum value Transfer delay (ms)
10-3, 10-4, 10-610-3, 10-4, 10-610-1, 10-2, 7*10-3, 10-3, 10-4, 10-5
10-2, 7*10-3, 10-3, 10-4, 10-5SDU error ratio
4*10-3, 10-5, 6*10-8 (7) 4*10-3, 10-5, 6*10-8 (7) 5*10-2, 10-2, 5*10-3, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6
5*10-2, 10-2, 5*10-3, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6
Residual BER
Yes/No/- (6)Yes/No/- (6)Yes/No/- (6)Yes/No/- (6) Delivery of erroneous SDUs
(5)(5)SDU format information
<=1 500 or 1 502 (4)<=1 500 or 1 502 (4)<=1 500 or 1 502 (4)<=1 500 or 1 502 (4)Maximum SDU size (octets)
Yes/NoYes/NoYes/NoYes/NoDelivery order
<= 16 000 - overhead (2) (3)<= 16 000 - overhead (2) (3)<= 16 000 (2)<= 16 000 (2)Maximum bitrate (kbps)
Background classInteractive classStreaming classConversational classTraffic class
Yes/No (9)Signalling Indication
Speech/unknownSpeech/unknownSource statistic descriptor
1,2,31,2,31,2,31,2,3Allocation/Retention priority
1,2,3 (9)Traffic handling priority
<= 16 000 (2)<= 16 000 (2)Guaranteed bit rate (kbps)
280 (8) – maximum value100 – maximum value Transfer delay (ms)
10-3, 10-4, 10-610-3, 10-4, 10-610-1, 10-2, 7*10-3, 10-3, 10-4, 10-5
10-2, 7*10-3, 10-3, 10-4, 10-5SDU error ratio
4*10-3, 10-5, 6*10-8 (7) 4*10-3, 10-5, 6*10-8 (7) 5*10-2, 10-2, 5*10-3, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6
5*10-2, 10-2, 5*10-3, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6
Residual BER
Yes/No/- (6)Yes/No/- (6)Yes/No/- (6)Yes/No/- (6) Delivery of erroneous SDUs
(5)(5)SDU format information
<=1 500 or 1 502 (4)<=1 500 or 1 502 (4)<=1 500 or 1 502 (4)<=1 500 or 1 502 (4)Maximum SDU size (octets)
Yes/NoYes/NoYes/NoYes/NoDelivery order
<= 16 000 - overhead (2) (3)<= 16 000 - overhead (2) (3)<= 16 000 (2)<= 16 000 (2)Maximum bitrate (kbps)
Background classInteractive classStreaming classConversational classTraffic class
6. IMS(IP Multimedia Subsystem)6. IMS(IP Multimedia Subsystem)
Convergence
Time
6. IMS 6. IMS -- 개요개요
IMS
NGN 유무선 통합 방송/통신 융합
- Network & Service Convergence- Standard-based
6. IMS 6. IMS -- 개요개요
IMS = IP Multimedia CN SubsystemIP Multimedia Domain for call control based on SIP
User/Service Profile Management
Session Triggering and Routing
Security and Charging
QoS Control
Interworking with other networks(CS/PSTN)
Standardization 3GPP R5: Frozen in March/June 2002
3GPP R6: Frozen in March 2005
3GPP R7: Currently being specified, March 2007
Well-organized infrastructure for globally interoperable IP multimedia services
Based on global standard
6. IMS 6. IMS -- 개요개요
Needs for IP Multimedia servicesBroadband access and growing customer needs for IP(internet) multimedia services
User experience improvement
Competition beween Telco and Internet (Skype,Yahoo, Google,etc)
Convergent network & services environmentFMC(Fixed-Mobile Convergence)
Telecommunication & Broadcasting convergence
Shorter Time-to-Market Market trends change faster and customer requirements are getting various
Reduced CAPEX & OPEXCost savings through efficient network and services deployment
6. IMS 6. IMS -- 개요개요
IMS Standard Evolution
3GPPR5 IMS
3GPP2WLANOMA
3GPPR6 IMS
3GPPR7 IMS
ITU-TTISPAN
ATISCableLabs
Fixed-Mobile Convergence
(NGN IMS)
3GPP IMS Specification endorsement in another 3G mobile(3GPP2), OMA, wireline NGN(ITU-T,TISPAN,ATIS) and cable(CableLabs)
Efficient Role & Responsibility between Standard bodies
Lesson learned from SIP standard history in IETF
6. IMS 6. IMS -- 개요개요
Why Common IMS in all NGN?3GPP IMS already fulfills the NGN requirements for IP multimedia services
Well organized for managed and carrier grade telecom network and services
In R6 there already becomes applicable to a range of access networks (3GPP,3GPP2,WLAN)
Globally Standardized ArchitectureCommon IMS over diverse Access Networks
Growing IMS market (Economy of Growth)
Wider choice of IMS suppliers and customers
Interoperability and Harmonization between Wireless/ Wireline NGNs
6. IMS 6. IMS –– 개요개요
IMS는 CDMA 및 UMTS의 망 진화과정의 필수 단계임
IMS는 3GPP, 3GPP2, WLAN 모두에 공통사용 가능
따라서 CDMA 및 UMTS 사업을 동시에 진행하는 사업자(SKT, KTF 등)에게 Network Deployment 비용 절감, 운용비용 절감 효과가 있음
유선 NGN으로 확장 가능
Access Network에 Independent함
3GPP IMS표준이 사실상 유무선의 Reference가 되고 있음
2.3GHz Wibro와도 연결 가능
Access Control Router (ACR)을 통해서 IMS와 연동
따라서 IMS 도입은 CDMA, UMTS, 유무선 통합, 그리고 2.3GHz Mobile Internet까지 포함하는 망 진화/통합의 필수요건임
6. IMS 6. IMS -- 개요개요
Application
Scope of NGN
Man
agem
ent f
unct
ions
T-7:TrunkMedia
Gateway
FE
T-6:Inter-
connection Border
Gateway FE
S-6: S.Authentication & Authorization FE
S-8: Access GWControl FE
NACF RACF
LegacyTerminal
RGW
Customer Network
NGNTerminal
LegacyTerminal
ANIApplications
S-11: User Signaling Interworking FE
End-User Function
S-3: Interrogating Call Session Control FE
S-14: Media Resource Broker FE
T-17: TransportResource Control FE
Access Packet Transport Functions
T-2: AccessNode FE
T-1: AccessMedia
GatewayFE
T-3: Edge Node FE
T-5:AccessBorder
GatewayFE
S-1: Serving Call Session Control FE
S-10: BreakoutGateway Control
FE
S-13: Media Resource
Control FE
Core Packet Transport Functions
T-8:Media
ResourceProcessing
FE
T-12: T. User Profile FE
T-4: AccessRelay FE
S-2: Proxy Call SessionControl FE
T-10:Network Access
Configuration FE
S-4: Subscription Locator FE
S-5: S. User Profile FE
S-4: Subscription Locator FE
S-5: S. User Profile FE
T-16: Policy Decision FE
S-12: Network Signaling
Interworking FE
T-9:SignallingGateway
FE
S-15:Multimedia Service FE
NGN UNI
Other NGN
RACF
*
T-14: Access M anagement FE
T-15: Home G ateW ayConfiguration FE
T-11:T. Authentication
&Authorization FE
T-16: Policy Decision FE
T-17: Transport Resource Control FE
T-13: T. Locationmanagement FE
Application Support Functions & Service Support Functions(may include own Authentication, Authorization and Accounting)
other IP MMNetwork
(e.g. IMS)
PSTN/ISDN
S-9: Media GW
Control FE
S-7: Interconnection Border Gateway
Control FE
Core transport
Access transport
Service control
6. IMS 6. IMS –– 구성구성(ITU(ITU--T NGN)T NGN)
Other IP N
etworks
IP Transport (Access and Core)
T-MGF
I-BGF
AS
UPSF
P-CSCF
I/S-CSCF
BGCF
SLF
ChargingFunctions
IWF
«Core IMS»
Mw
Mw/Mk/Mm
Mr
Mg
Mj
Mi
Mp MnGm
Gq
ISCCx Dx
DhSh
Ic
Rf/Ro
Rf/RoIb
Ia
Id
PSTN/ISD
N
SGFMRFC MGCF
MRFP
Resource and Admission Control Subsystem
Network Attachment Subsystem
If
Ie
MwIBCF
Mk
Mk
UE
Ut
6. IMS 6. IMS –– 구성구성(TISPAN NGN)(TISPAN NGN)
6. IMS 6. IMS –– 구성구성(ATIS NGN)(ATIS NGN)
Configuration of IMS entities
P-CSCF
IM Subsystem
CSCF MGCF HSS
Cx
IP Multimedia Networks
IMS-MGW
PSTN
Mn
Mb
Mg
Mm
MRFP
Mb
Mr
Mb
Legacy mobile signalling Networks
CSCF
Mw
Mw
Gm
BGCF MjMi
BGCF
Mk Mk
C, D, Gc, Gr
UE
Mb
Mb
Mb
MRFC
SLF Dx
Mp
PSTN
PSTN
Gq
6. IMS 6. IMS –– 구성구성(3GPP (3GPP 구성구성))
Home-network based servicesSupport of roaming users
UE
P-CSCF
Serving CSCF
Home Network
Home/ Visited Network
Service Platform
Gm
Mw
UE
P-CSCF
Serving CSCF
Home Network
Home/VisitedNetwork
External Service Platform
Gm
Mw
6. IMS 6. IMS –– 서비스서비스 개념개념
QoS requirements for IMS sessionIndependence between QoS signalling and Session Control
Necessity for End-to-End QoS Signalling and Resource Allocation
Restricted Resource Access at the IP BS Level
Restricted Resource Access at the IP-Connectivity Access Network (i.e. layer-2) Level
Co-ordination between Session Control and QoSSignalling/Resource Allocation
The Efficiency of QoS Signalling and Resource Allocation
Dynamic QoS Negotiation and Resource Allocation
Prevention of Theft of Service
Prevention of Denial of Service
6. IMS 6. IMS –– 서비스서비스 개념개념
QoS requirements for IMS signallingThe UE shall be able to establish a dedicated signalling IP-CAN bearer for IM Subsystem related signalling or utilize a general-purpose IP-CAN bearer for IM subsystem signalling traffic
The use of a dedicated signalling IP-CAN bearer for IM Subsystem related signalling may provide enhanced QoSfor signalling traffic
The IP-CAN shall be able to identify IM CN subsystem signalling traffic in order for the operator to decide on what particular rating to apply to the IM CN subsystem signallingtraffic
6. IMS 6. IMS –– 서비스서비스 개념개념
Identification of users : Private user identitiesThe private identity is assigned by the home network operator, and used, for example, for Registration, Authorisation, Administration, and Accounting purposes
This identity shall take the form of a Network Access Identifier (NAI) as defined in RFC 2486
It is possible for a representation of the IMSI to be contained within the NAI for the private identity
This Identity is not used for routing of SIP messages
An ISIM application shall securely store one Private User Identity
This Identity identifies the subscription, not the user
This Identity is used to identify the user's information (for example authentication information) stored within the HSS (for use for example during Registration)
This Identity is authenticated only during registration of the user
6. IMS 6. IMS –– Naming & AddressingNaming & Addressing
Identification of users : Public user identitiesThe Public User Identity/identities are used by any user for requesting communications to other users
Both telecom numbering and Internet naming schemes can be used to address users
This Identity/identities shall take the form of a SIP URI (as defined in RFC 3261 and RFC 2396) or the "tel:"-URI format RFC 3966
An ISIM application shall securely store at least one Public User Identity
A Public User Identity shall be registered either explicitly or implicitly
Public User Identities may be used to identify the user's information within the HSS (for example during mobile terminated session set-up)
Public User Identities are not authenticated by the network during registration
6. IMS 6. IMS –– Naming & AddressingNaming & Addressing
Identification of users : Routing of SIP signallingwithin IMS
Routing of SIP signalling within the IMS shall use SIP URIsor other(non SIP) AbsoluteURIs(RFC3761,RFC3966)
Routing of SIP signalling within the IMS using AbsoluteURI(non SIP) shall only be supported for IMS signalling from IMS user to external networks
E.164 format Public User Identities shall not be used for routing within the IMS
Session requests based upon E.164 format Public User Identities will require conversion into SIP URI format for internal IMS usage
6. IMS 6. IMS –– Naming & AddressingNaming & Addressing
Identification of users : Handling of dialled number formats
When using a phone number as the dialled address, the UE can provide this number in the form of a SIP URI or a TEL URI
This phone number can be in the form of E.164 format (prefixed with a '+' sign), or a local format using local dialling plan and prefix
The IMS will interpret the phone number with a leading '+' to be a fully defined international number
6. IMS 6. IMS –– Naming & AddressingNaming & Addressing
Identification of users : Relationship of Private and Public User Identities
IMSSubscription
PrivateUser Identity
PublicUser Identity
PublicUser Identity
PublicUser Identity
ServiceProfile
ServiceProfile
Private User Identity-1
Private User Identity-2
Public User Identity - 1
Public User Identity - 2
Public User Identity - 3
Service Profile-1
Service Profile-2
IMS Subscription
6. IMS 6. IMS –– Naming & AddressingNaming & Addressing
Identification of network nodesThe CSCF, BGCF and MGCF nodes shall be identifiable using a valid SIP URI (Host Domain Name or Network Address) on those interfaces supporting the SIP protocol(e.g.Gm,Mw,Mm,and Mg)
E.164 address to SIP-URI resolution in an IMSThe S-CSCF shall support the ability to translate the E.164 address contained in a Request-URI in the non-SIP URI Tel: URI format IETF RFC 3966 to a SIP routable SIP URI using an ENUM DNS translation mechanism with the format as specified in IETF RFC 3761
If this translation fails, then the session may be routed to the PSTN or appropriate notification shall be sent to the mobile, depending on network operator configuration
6. IMS 6. IMS –– Naming & AddressingNaming & Addressing
Public Service IdentitiesWith the introduction of standardized presence, messaging, conferencing, and group service capabilities in IM CN subsystem, there is a need for Public Service Identities (PSIs) which are hosted by Application Servers
Public Service Identities are used to identify groups. For example a chat-type service may use a Public Service Identity (e.g. sip:[email protected]) to which the users establish a session to be able to send and receive messages from other session participants
Public Service Identities shall take the form as defined in TS 23.003
The IMS shall provide the capability for users to create, manage, and use Public Service Identities under control of AS
6. IMS 6. IMS –– Naming & AddressingNaming & Addressing
Proxy CSCFthe first contact point within the IM CN subsystem
P-CSCF behaves like a Proxy, i.e. it accepts requests and services them internally or forwards them on
P-CSCF shall not modify the Request URI in the SIP INVITE message
P-CSCF may behave as a User Agent, i.e. in abnormal conditions it may terminate and independently generate SIP transactions
Generation of CDRs
Maintain a Security Association between itself and each UE, as defined in TS 33.203
Should perform SIP message compression/decompression
6. IMS 6. IMS –– 노드노드
Interrogating CSCFthe contact point within an operator's network for all connections destined to a user of that network operator, or a roaming user currently located within that network operator's service area
Registration
Assigning a S-CSCF to a user performing SIP registration
Session-related and session-unrelated flows
Route a SIP request received from another network towards the S-CSCF
Obtain from HSS the Address of the S-CSCF
Forward the SIP request or response to the S-CSCF determined by the step above
Generation of CDRs
operator may use a Topology Hiding Inter-network Gateway (THIG) function in the I-CSCF
6. IMS 6. IMS –– 노드노드
Serving CSCFperforms the session control services for the originating/terminating UE
May behave as a Registrar, i.e. it accepts registration requests and makes its information available through the location server (HSS)
May behave as a Proxy Server, i.e. it accepts requests and services them internally or forwards them on, possibly after translation
May behave as a User Agent, i.e. it may terminate and independently generate SIP transactions
Interaction with Services Platforms for the support of Services
Provide endpoints with service event related information (e.g. notification of tones/announcement together with location of additional media resources, billing notification)
Generation of CDRs
6. IMS 6. IMS –– 노드노드
Breakout Gateway Control FunctionReceives request from S-CSCF to select appropriate PSTN/CS Domain break out point for the session
Select the MGCF in the network in which the interworkingwith PSTN/CS Domain is to occur and forward the SIP signalling to that MGCF
If the interworking is in another network, then the BGCF will forward the SIP signalling to the BGCF of that network
If the interworking is in another network and network hiding is required by the operator, the BGCF will forward the SIP signaling via an I-CSCF(THIG) toward the BGCF of the other network
Generation of CDRs
6. IMS 6. IMS –– 노드노드
Multimedia Resource Function Controller (MRFC) Control the media stream resources in the MRFP
Interpret information coming from an AS and S-CSCF (e.g. session identifier) and control MRFP accordingly
Generate of CDRs
Multimedia Resource Function Processor (MRFP) Control of the bearer on the Mb reference point
Provide resources to be controlled by the MRFC
Mixing of incoming media streams (e.g. for multiple parties)
Media stream source (for multimedia announcements)
Media stream processing (e.g. audio transcoding, media analysis)
Floor Control (i.e. manage access rights to shared resources in a conferencing environment)
Application Server with regards to MRFConference booking and management of booking information
6. IMS 6. IMS –– 노드노드
Procedures related to local CSCF discoveryDHCP/DNS procedure for P-CSCF discovery
UE IP-CAN
DHCP Server
DNSServer
1.IP-CAN Bearer
Establishment
2. DHCP- Query/Response
2. DHCP-Relay
3. DNS- Query/Response
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리((등록등록))
Registration information flow – User not registered
P-CSCF HSS I-CSCF
1. Register2. Register
3. Cx-Query/Cx-Select-Pull
UE
Visited Network Home Network
4. Cx-Query Resp/Cx-Select-Pull Resp
7. Cx-Put Resp/Cx-Pull Resp
5. Register
9. 200 OK10. 200 OK
11. 200 OK
6. Cx-put/Cx-Pull
S-CSCF
8. Service Control
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리((등록등록))
Re-Registration information flow – User currently registered
P-CSCF HSS I-CSCF
1. Register2. Register
3. Cx-Query
UE
Visited Network Home Network
4. Cx-Query Resp
5. Register
9 . 200 OK10. 200 OK
11. 200 OK
6. Cx-put/Cx-Pull
7. Cx-put Resp/Cx-Pull Resp
S-CSCF
8. Service Control
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리((등록등록))
Mobile initiated de-registration (Expires: 0)
P-CSCF HSSI-CSCFUE
Visited Network Home Network
1. REGISTER
2. REGISTER
3. Cx-Query
4. Cx-Query-Resp
5. REGISTER
9. 200 OK
10. 200 OK
11. 200 OK
7. Cx-Put
8. Cx-Put Resp
S-CSCF
6. Service Control
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리((등록등록))
Network initiated de-registration, Registration TimeoutS-CSCFP-CSCF HSS
3. Cx-Put
4. Cx-Put-Resp
UE
1. TimerExpires
1. TimerExpires
2. Service Control
Network initiated de-registration, Administrative
P-CSCF HSSS-CSCF
7. Cx-DeregisterResp.
1. Cx-Deregister
3. Deregister
5. OK 200
UE
4 . UE Inform
6 . OK 200
2. Service Control
P-CSCF HSSS-CSCF
6. Cx-Put
7. Cx-Put resp
2. Deregister
4. OK 200
UE
3. UE Inform
5. OK 200
1. Service Control
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리((등록등록))
Overview of session flow procedures
UE#1 S-CSCF#1 S-CSCF#2 UE#2
One of the S-CSCF to S-CSCF Invitesequence information flows inserted
here
One of the MO InviteSequence information
flows inserted here
One of the MT InviteSequence information
flows inserted here
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리(Multimedia (Multimedia 세션연결세션연결))
(MO#1) Mobile origination, roaming(MO#2) Mobile origination, home(PSTN-O) PSTN origination (NI-O) Non-IMS network origination
(external SIP client)(AS-O) Application Server origination
(S-S#1) Session origination and termination are served by different network operators
(S-S#2) Session origination and termination are served by the same operator
(S-S#3) Session origination with PSTN terminationin the same network as the S-CSCF
(S-S#4) Session origination with PSTN terminationin a different network to the S-CSCF
(MT#1) Mobile termination, roaming (MT#2) Mobile termination, home (MT#3) Mobile termination, CS Domain
roaming (PSTN-T) PSTN termination (NI-T) Non-IMS network termination (AS-T#1) PSI based Application Server
termination, direct(AS-T#2) PSI based Application Server
termination, indirect (AS-T#3) PSI based Application Server
termination, direct, using DNS (AS-T#4) PUI based Application Server
termination, indirect
Overview of session flow procedures
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리(Multimedia (Multimedia 세션연결세션연결))
1 . I N V I T E
2 7 . 1 8 0 ( R i n g i n g )
3 . I N V I T E
U E # 1 P - C S C F S - C S C F
8 . 1 8 3 ( S e s s i o n P r o g r e s s )
1 1 . 1 8 3 ( S e s s i o n P r o g r e s s )
1 2 . P R A C K
1 6 . 2 0 0 ( O K )
2 5 . 1 8 0 ( R i n g i n g )
2 8 . P R A C K
3 1 . 2 0 0 ( O K )
3 5 . 2 0 0 ( O K )
3 7 . 2 0 0 ( O K )
1 9 . U P D A T E
2 2 . 2 0 0 ( O K )
3 8 . A C K
6 . I N V I T E
2 6 . 1 8 0 ( R i n g i n g )
9 . 1 8 3 ( S e s s i o n P r o g r e s s )
3 4 . 2 0 0 ( O K )
1 3 . R e s o u r c eR e s e r v a t i o n
5 . E v a l u a t i o n o f I n i t i a lF i l t e r C r i t e r i a s
2 . 1 0 0 ( T r y i n g )
4 . 1 0 0 ( T r y i n g )
7 . 1 0 0 ( T r y i n g )
1 4 . P R A C K 1 5 . P R A C K
1 7 . 2 0 0 ( O K )1 8 . 2 0 0 ( O K )
2 0 . U P D A T E 2 1 . U P D A T E
2 3 . 2 0 0 ( O K )2 4 . 2 0 0 ( O K )
2 9 . P R A C K 3 0 . P R A C K
3 2 . 2 0 0 ( O K )3 3 . 2 0 0 ( O K )
3 9 . A C K4 0 . A C K
V i s i t e d N e t w o r k H o m e N e t w o r k
1 0 . A u t h o r i z e Q o S r e s o u r c e s
3 6 . A p p r o v a l o f Q o S c o m m i t
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리(Mobile Origination, Roaming)(Mobile Origination, Roaming)
4 . IN V IT E
2 9 . 1 8 0 R in g in g
S -C S C F # 1 S -C S C F # 2
1 3 . 1 8 3 S e s s io nP ro g re s s
1 6 . P R A C K
1 9 . 2 0 0 O K
3 2 P R A C K
3 5 . 2 0 0 O K
3 9 . 2 0 0 O K
2 2 . U P D A T E
2 5 . 2 0 0 O K
4 2 . A C K
I -C S C F H S S
7 IN V IT E
1 4 . 1 8 3 S e s s io nP ro g re s s
1 . IN V IT E
1 5 . 1 8 3 S e s s io nP ro g re s s
1 0 . IN V IT E
1 2 . 1 8 3 S e s s io nP ro g re s s
2 8 . 1 8 0 R in g in g
3 1 . 1 8 0 R in g in g
3 8 . 2 0 0 O K
4 1 . 2 0 0 O K
H o m e N e tw o rk # 2O r ig in a t in g N e tw o rk T e rm in a t in g N e tw o rk
3 0 . 1 8 0 R in g in g
4 0 . 2 0 0 O K
2 . 1 0 0 T ry in g
8 . 1 0 0 T ry in g
1 1 . 1 0 0 T ry in g
1 7 . P R A C K 1 8 . P R A C K
5 . 1 0 0 T ry in g
2 0 . 2 0 0 O K2 1 . 2 0 0 O K
2 3 . U P D A T E2 4 . U P D A T E
2 6 . 2 0 0 O K2 7 . 2 0 0 O K
3 3 . P R A C K 3 4 . P R A C K
3 6 . 2 0 0 O K3 7 . 2 0 0 O K
4 3 . A C K4 4 . A C K
3 . E v a lu a t io n o fin it ia l f i l te c r ite r ia s
9 . E v a lu a t io n o fn it ia l f i l t r c r i te r ia s
H o m e N e tw o rk # 1
6 . C x : U s e r lo c a t io n q u e ry
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리(Session Origination & Termination by Other)(Session Origination & Termination by Other)
4 . I N V I T E
2 5 . 1 8 0 ( R i n g i n g )2 6 . 1 8 0 ( R i n g i n g )
S - C S C F P - C S C F
7 . 1 0 0 ( T r y i n g )
1 0 . 1 8 3 ( S e s s i o nP r o g r e s s )
1 2 . P R A C K
1 7 . 2 0 0 ( O K )
2 8 . P R A C K
3 1 . 2 0 0 ( O K )
3 4 . 2 0 0 ( O K )
3 6 . 2 0 0 ( O K )
1 9 . U P D A T E
U E # 2
6 . I N V I T E
3 8 . A C K
1 . I N V I T E
1 1 . 1 8 3 ( S e s s i o nP r o g r e s s )
2 7 . 1 8 0 ( R i n g i n g )
3 7 . 2 0 0 ( O K )
1 8 . R e s o u r c eR e s e r v a t i o n
3 . E v a l u a t i o n o f i n i t i a lf i l t e r c r i t e r i a s
2 . 1 0 0 ( T r y i n g )
5 . 1 0 0 ( T r y i n g )
8 . 1 8 3 ( S e s s i o nP r o g r e s s )
1 3 . P R A C K1 4 . P R A C K1 5 . 2 0 0 ( O K )
1 6 . 2 0 0 ( O K )
2 1 . U P D A T E2 2 . 2 0 0 ( O K )
2 4 . 2 0 0 ( O K )
2 9 . P R A C K3 0 . P R A C K
3 2 . 2 0 0 ( O K )3 3 . 2 0 0 ( O K )
3 9 . A C K4 0 . A C K
2 0 . U P D A T E
2 3 . 2 0 0 ( O K )
H o m e N e t w o r k V i s i t e d N e t w o r k
9 . A u t h o r i z e Q o S R e s o u r c e s
3 5 . A p p r o v a l o f Q o S c o m m i t
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리(Mobile Termination, Roaming)(Mobile Termination, Roaming)
Mobile terminal initiated session release
UES-CSCFUE
Home Network
P-CSCF/PCFIP-CAN
Visited Network
14. Rls Response
12. SIP OK
IP-CAN
Visited Network
5. Hangup
P-CSCF/PCF
15. SIP OK13. Release resource16. SIP OK
S-CSCF
Home Network
1. Hangup
7. Hangup
17. SIP OK
4. Remove authorisation
6. Service Control
8. Service Control
9. Hangup
10. Remove authorisation
11. Hangup
3. Rls Response
2. Release resource
18. SIP OK
for bearer resources
for bearer resources
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리((세션해제세션해제))
Network initiated session release - S CSCF Initiated
6. SIP OK7. SIP OK
UE#1 P-CSCF#1
2. Hangup
4. Hangup
3. Remove resourceauthorization
10. Hangup
S-CSCF#2 P-CSCF#2
14. SIP OK15. SIP OK
UE#2
12. Hangup
9. Service Control
11.Remove resourceauthorization
8. Hangup
S-CSCF#1
16. SIP OK
5. Stop media flow;release resources
13. Stop media flow;release resources
1. Service Control
6. IMS 6. IMS –– 호처리호처리((세션해제세션해제))
참고자료참고자료
3GPP TS 21.905 Vocabulary for 3GPP Specifications
3GPP TS 23.002 Network Architecture
3GPP TS 23.003 Numbering, Addressing and Identification
3GPP TS 23.205 Bearer-independent circuit-switched core network; Stage 2
3GPP TS 25.410 UTRAN Iu Interface: General Aspects and Principles
3GPP TS 25.411 UTRAN Iu interface Layer 1
3GPP TS 25.412 UTRAN Iu interface signalling transport
3GPP TS 25.413 UTRAN Iu interface RANAP signalling
3GPP TS 25.414 UTRAN Iu interface data transport & transport signalling
3GPP TS 25.415 UTRAN Iu interface user plane protocols
3GPP TS 25.953 TrFO/TFO
3GPP TS 23.060 General Packet Radio Service
3GPP TS 23.107 QoS Concept and Architecture
3GPP TS 29.002 Mobile Application Part (MAP) specification
3GPP TS 29.232 Media Gateway Controller (MGC) - Media Gateway (MGW) interface; Stage 3
3GPP TS 23.207 End-to-End QoS Concept and Architecture
3GPP TS 23.221 Architecture Requirements(Release 5)
3GPP TS 23.228 IP Multimedia Subsystem
Thank You!