4 26 Wcdma Hsdpa Core Network[1]

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

e-mail

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)


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 –– 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



음성+ SMS

음성 + 무선인터넷

인터넷 + 인터넷



기존 대비 1.5 ~ 3배 수준의 속도

고품질 동영상 QVGA 제공

유선인터넷 접속(USB모뎀이용)



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


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


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


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.


약어 명칭 할당 기관CC Country Code ITUNDC National Destination Code National Authority(국내)SN Subscriber Number National Authority(국내)


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)


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


• 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


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


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


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


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) : ,


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


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


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


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


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


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.


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,


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


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


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


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


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


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


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


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


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))


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)



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)


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


• 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


• 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


• 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


• 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


• 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)


• 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




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


USIM의 보안 함수

f1 f4f3f2

SQNK

RAND

IKCKRESXMAC

Verify SQN

SQN ⊕ AK AMF MAC

AUTN

⊕AK

f5

Verify MAC = XMAC


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


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


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


Max BRGuaranteed BR

etc...

2No

144 kbit/s64 kbit/s

etc...

BronzeUser


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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



Service Profile-1

Service Profile-2

IMS Subscription


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


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


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


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


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


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


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


Re-Registration information flow – User currently registered

P-CSCF HSS I-CSCF

1. Register2. Register

3. Cx-Query

UE


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


Mobile initiated de-registration (Expires: 0)

P-CSCF HSSI-CSCFUE


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


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


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 . IN V IT E


1 0 . IN V IT E


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!

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