中移动3G核心网SGSNGGSN设备技术规范.docx
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中移动3G核心网SGSNGGSN设备技术规范
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中国移动通信企业标准
3G核心网
SGSN/GGSN设备技术规范
（征求意见稿）
前言
本技术规范适用于中国移动WCDMA核心网分组域设备。
本技术规范解释权属于中国移动通信集团公司。
本方案起草单位：
集团公司研发中心
1、范围
规定了中国移动通信集团公司WCDMA系统核心网分组域设备（包括SGSN、GGSN、CG等）在结构配置、业务和功能、性能、编号与互通、接口、计费、操作维护、机械和环境、电源和接地、同步、验收测试、技术文件、培训、售后服务及技术支援等方面的要求。
适用于中国移动通信集团公司WCDMA系统核心网技术试验，为设备引进、网络规划与设备制造、工程设计、网络运行、管理和维护等提供技术依据。
2、引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文。
在标准出版时，所示版本均有效。
所在标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
本规范遵循的标准为3GPP标准中R4的最新版本。
GF015.1-95
“900MhzTDMA数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范（第一分册）交换系统设备技术规范”。
YD/TXX-XXXX
900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网移动应用部分（Phase2+）技术规范
YD/TXXX-XXXX
900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备规范：
交换子系统
3GPP TS22.060
"GeneralPacketRadioService（GPRS）;Servicedescription;Stage 1".
3GPPTS23.060
"GeneralPacketRadioService（GPRS）;ServiceDescription;Stage2".
3GPP TS29.002
"MobileApplicationPart（MAP）specification".
3GPP TS29.060
"GeneralPacketRadioService（GPRS）;GPRSTunnellingProtocol（GTP）acrosstheGnandGpInterface".
3GPP TS29.061
"GeneralPacketRadioService（GPRS）;InterworkingbetweenthePublicLandMobileNetwork（PLMN）supportingGPRSandPacketDataNetworks（PDN）".
3GPP TS 32.215:
"ChargingdatadescriptionforthePacketSwitched（PS）domain".
3GPP TS25.413
"UTRANIuInterfaceRANAPSignalling".
3GPP TS33.102
3GSecurity;Securityarchitecture
3、相关术语与缩略语解释
3.1缩略语
AAL
ATMAdaptationLayer
ATM适配层
AAL5
ATMAdaptationLayer5
ATM适配层类型5
APN
AccessPointName
接入点名
ASN
AbstractSyntaxNotation
抽象语法标识
ATI
AnyTimeInterrogate
任意时间查询
ATM
AsynchronousTransferMode
异步传输模式
ATSI
AnyTimeSubscriptionInterrogation
任意时间签约数据查询
AuC
AuthenticationCenter
鉴权中心
BER
BasicEncodeRule
基本编码规则
BG
BorderGateway
边界网关
B-ISDN
Broadband-ISDN
宽带的ISDN
BS
BillingSystem
计费系统
BSS
BaseStationSub-system
基站子系统，包括BSC和BTS
BSSGP
BSSGPRSProtocol
基站子系统GPRS协议
CDR
ChargingDataRecord
计费数据记录
CDR
CallDetailRecord
呼叫详细记录
CG
ChargingGateway
计费网关
CGF
ChargingGatewayFunction
计费网关功能
CN
CoreNetwork
核心网
CS
CircuitSwitched
电路交换
DHCP
DynamicHostConfigurationProtocol
动态主机配置协议
DNS
DomainNameServer
域名服务器
EIR
EquipmentIdentificationRegister
设备标识寄存器
G-CDR
GatewayGPRSSupportNodeCallDetailedRecord
关口GPRS支持节点-呼叫详细记录
GCI
GlobalCellIdentify
全球小区识别码
GGSN
GatewayGPRSSupportNode
网关GPRS支持节点
GMSC
GatewayMobileSwitchingCenter
网关MSC
GPRS
GeneralPacketRadioService
通用分组无线业务
GSM
GlobalSystemMobile
全球移动通信系统
GSN
GPRSSupportNode
GPRS支持节点
GTP
GPRSTunnelProtocol
GPRS隧道协议
GTP-U
GPRSTunnellingProtocolforUserPlane
用户面的GTP隧道协议
HLR
HomeLocationRegister
归属位置寄存器
HPLMN
HomePLMN
归属陆地移动通信网
IETF
InternetEngineeringTaskForce
因特网工程任务组
IMSI
InternationalMobileSubscriberIdentity
国际移动用户识别码
IP
InternetProtocol
因特网协议
IPv4
InternetProtocolversion4
因特网协议版本4
IPv6
InternetProtocolversion6
因特网协议版本6
ISDN
IntegratedServicesDigitalNetwork
综合业务数字网
ISP
InternetServiceprovider
因特网业务提供者
ISUP
ISDNUserPart
ISDN用户部分
Iu-CS
InterfacebetweentheRNSandthecorenetworkforCSDomain
RNS与核心网CS域的接口
Iu-PS
InterfacebetweentheRNSandthecorenetworkforPSDomain
RNS与核心网PS域的接口
Iu-UP
Iu接口的用户面协议
LAI
LocationAreaIdentify
位置区识别码
LLC
LogicalLinkControl
逻辑链路控制
M3UA
MTP3UserAdaptation
MTP3用户适配层协议
MAC
MediumAccessControl
媒体接入控制
MAP
MobileApplicationPart
移动应用部分
MCC
MobileCountryCode
移动国家号码
M-CDR
Mobile-CallDetailedRecord
移动-呼叫详细记录
MNC
MobileNetworkCode
移动网号
MNRG
MobileStationNotReachableforGPRSFlag
MSGPRS不可及标志
MS
MobileStation
移动台
MSC
MobileSwitchingCenter
移动交换中心
MSIN
MobileSubscriberIdentificationNumber
移动用户识别码
MTBF
MeanTimeBetweenFailures
平均故障间隔时间
MTP
MessageTransferPart
消息传输部分
NAS
NetworkAccessServer
网络接入安全性
NGAF
Non-GPRSalertFlag
非GPRS提示标志
NSAPI
NetworklayerServiceAccessPointIdentifier
网络层业务访问点标志符
NSS
NetworkSubSystem
网络交换子系统
NTP
NetworkTimeProtocol
网络时间协议
PCU
PacketControlUnit
分组控制单元
PDCH
PacketDataChannel
分组数据信道
PDN
PacketDataNetwork
分组数据网
PDP
PacketDataProtocol
分组数据协议
PDU
PacketDataUnit
分组数据单元
PPP
Point-to-PointProtocol
点到点协议
PS
PacketSwitched
分组交换
PSS
PrepaidSupplementaryService
预付费业务
P-TMSI
Packet-TMSI
分组临时移动用户识别
PTP
PointToPoint
点对点业务
PTP-CLNS
PointToPoint-ConnectionlessNetworkservice
点对点无连接网络业务
PVC
Permanentvirtualcircuit
永久虚电路
QAAL2
AAL2承载控制协议
QoS
QualityofService
业务质量
RA
RoutingArea
路由区
RAB
RadioAccessBearer
无线接入承载
RAC
RoutingAreaCode
路由区域码
RADIUS
RemoteAuthenticationDial-InUserService
远端拨入用户验证服务
RAI
RoutingAreaIdentity
路由区识别号
RAN
RadioAccessNetworl
无线接入网
RANAP
RadioAccessNetworkApplicationPart
无线接入网应用部分
RLC
RadioLinkControl
无线链路控制
RNC
RadioNetworkController
无线网络控制器
SCCP
SignallingConnectionControlPart
信令连接控制部分
S-CDR
ServingGPRSSupportNode-CallDetailedRecord
服务GPRS支持节点呼叫详细记录
SCP
ServiceControlPoint
业务控制点
SGSN
ServingGPRSSupportNode
服务GPRS支持节点
SIM
SubscriberIdentifyModule
用户识别卡
SMS
ShortmessageService
短消息业务
SMS_MO
SMS_MobileOriginated
移动发起的短消息业务
SMS_MT
SMS_MobileTerminated
移动接收的短消息业务
SMSC
ShortMessageServiceCenter
短消息业务中心
SMS-CDR
ShortMessageService-CallDetailedRecord
短消息业务-呼叫详细记录
SRF
ServiceResourceFunction
业务资源功能
SSCF
ServiceSpecificCo-ordinationFunction
特定服务的协调功能
SSCOP
ServiceSpecificConnectionOrientedProtocol
特定服务的面向连接协议
S-SMO-CDR
SGSNdeliveredShortmessageMobileOriginated-CallDetailRecord
SGSN传递的移动终端发起的短消息呼叫详细记录
TA
TerminalAdaptor
终端适配器
TCAP
TransactionCapabilityApplicationPart
事务能力应用部分
TCP
TransmissionControlProtocol
传输控制协议
TE
TerminalEquipment
终端设备
TEID
TunnellingEndpointIndentification
隧道端点标识符
TID
TunnelIdentifier
隧道标识
TLLI
TempoaryLogicallinkIdentity
临时逻辑链路识别
UDP
UserDatagramProtocol
用户数据报协议
UMTS
UniversalMobileTelecommunicationSystem
通用移动通讯系统
UP
UserPlane
用户面
UTRAN
UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork
UMTS陆地无线接入网
VLR
VisitedLocationRegister
拜访位置寄存器
VMSC
VisitMobileSwitchingCentre
拜访移动交换中心
VPLMN
VisitedPublicLandMobileNetwork
拜访公共陆地移动通信网
WCDMA
WidebandCodeDivisionMultipleAccess
宽带CDMA
3.2标识符
Ga
GSN与计费网关之间的接口
Gb
SGSN与BSS之间的接口
Gc
GGSN与HLR之间的接口
Gd
SMS－GMSC/SMS-IWMSC与SGSN之间的接口
Gf
SGSN与EIR之间的接口
Gi
GGSN与外部数据网之间的接口
Gn
同一PLMN内两个GSN之间的接口
Gp
不同PLMN中两个GSN之间的接口
Gr
SGSN与HLR之间的接口
Gs
SGSN与MSC/VLR之间的接口
Iu
UTRAN与CN间的接口
Uu
MT与UTRAN间的接口
Um
MT与BSS之间的接口
4、概述
4.1网络结构
WCDMA系统核心网分组域的基本结构如图4-1所示：
图4-1核心网分组域的系统结构示意图
其中，实线表示支持用户业务的接口，虚线为支持信令的接口。
各接口的详细说明参见第9章。
4.2网络设备
4.2.1PS域设备
UMTS核心网分组域设备包括：
服务GPRS支持节点（SGSN）：
执行移动性管理、安全管理和接入控制和路由选择等功能，要求支持IPv4及IPv6，并且支持IPv4及IPv6的PDP类型。
网关GPRS支持节点（GGSN）：
负责提供GPRSPLMN与外部分组数据网的接口，并提供必要的网间安全机制（如防火墙功能），要求支持IPv4及IPv6，并且支持IPv4及IPv6的PDP类型。
计费网关（CG）：
当作为一个外置物理设备时，负责接收SGSN、GGSN生成的话单，进行相应的话单合并、检错等预处理功能，并将处理后的话单按要求传送到计费系统。
4.2.2提供PS业务需要的辅助网络实体
域名服务器（DNS）：
负责分组域内用户激活PDP上下文时APN及分组域网元逻辑名的解析，对于同样的APN解析请求，DNS应能根据发出解析请求的源地址的不同返回不同的响应结果。
时间服务器（NTP）：
负责向分组域内网元SGSN、GGSN提供时间同步服务。
5、业务
UMTS可以通过协商业务量和QOS特征的方式支持高比特率的承载业务；另外，UMTS可以有效地支持突发和不对称业务，使UMTS可以支持N-ISDN应用和多媒体的业务应用。
表5-1UMTS各承载业务类别所要求的QoS值范围
业务类别
会话型业务
数据流型业务
交互型业务
后台型业务
最大比特率[kbps]
<2000
<2000
<2000–开销
<2000–开销
传送顺序
是/否
是/否
是/否
是/否
最大SDU尺寸[字节]
<1500
<1500
<1500
<1500
SDU格式信息
待定
待定
待定
待定
差错SDU的传送
是/否/-
是/否/-
是/否/-
是/否/-
残留误码率
5*10-2,10-2,10-3,10-4
5*10-2,10-2,10-3,10-4,10-5,10-6
4*10-3,10-5,6*10-8
4*10-3,10-5,6*10-8
SDU差错率
10-2,10-3,10-4,10-5
10-2,10-3,10-4,10-5
10-3,10-4,10-6
10-3,10-4,10-6
传送延时[ms]
100–最大值
500–最大值
保证的比特率[kbps]
<2000
<2000
5.1IP、PPP承载业务
IP/PPP承载业务通过UMTS与外界数据网共同提供，在UMTS侧应确保切换的连续性。
IP业务应支持IPv4及IPv6版本的PDP类型，其中PPP为可选业务。
UMTS分组网现阶段应支持的承载业务是点对点无连接网络业务（PTP-CLN），具体业务特征见表5-2。
表5-2承载业务编号和它的属性取值
承载业务编号
承载业务名称
接入结构
接入速率
信息传输容量
QOS属性
70
GPRS
异步
可变
UDI
T或NT
6、设备功能
6.1SGSN的功能要求
6.1.1网络接入控制功能
6.1.1.1安全功能
1、UMTS鉴权功能；
SGSN应能通过鉴权功能实现网络对用户和用户对网络的互鉴权以及密钥协商。
鉴权包括对IMSI、P-TMSI的校验，通常与移动性管理程序一起执行。
可通过人机命令启用或关闭鉴权功能。
（1）必须鉴权的场合包括：
●MS首次附着；
●当使用IK的次数达到门限值时收到以下请求时：
✧业务请求（servicerequest）
✧路由区更新请求（RAupdaterequest）
✧附着请求（attachrequest）
✧分离请求（detachrequest）
✧PDP上下文激活请求（PDPContextActivationrequest）
●进行路由区更新时P-TMSI和P-TMSISIGNATURE不符合的情况下；
（2）可选的鉴权场合如下：
●其它附着过程；
●其它路由区更新；
●其它业务请求过程；
●发起短消息传送；
2、P-TMSI分配功能和P-TMSI签名
P-TMSI可作为临时用户标识，可保护IMSI的安全性。
P-TMSI签名可选，主要用于验证P-TMSI的合法性。
P-TMSI重分配过程通常伴随着分配P-TMSI签名过程。
应能通过人机命令选择是否发送P-TMSI签名和进行P-TMSI重分配的场合，可发起P-TMSI重分配过程的场合如下：
●附着过程
●路由区更新过程
应支持在PMM连接状态下用户的P-TMSI和P-TMSI签名定时重分配功能。
3、用户身份识别功能
SGSN应支持通过标识请求流程（IdentityRequest）获取用户标识，如IMSI等。
4、信令和数据加密功能
SGSN在与终端的鉴权和密钥协商过程之后，选择加密算法，然后在Iu接口上发起安全模式命令（SecurityModeCommand）启动加密。
5、信令完整性保护功能
SGSN在与终端的鉴权和密钥协商过程之后，选择完整性保护算法，然后在Iu接口上发起安全模式命令（SecurityModeCommand）启动完整性保护。
6、3元组和5元组转换功能
当SGSN可接入不同制式接入网时或用户使用SIM卡接入UTRAN时，SGSN应该支持3元组与5元组之间的转换功能。
6.1.1.2许可控制
SGSN应具有许可控制功能，以计算支持所请求的QoS需要哪些网络资源，确定是否可以提供这些资源，并预留这些资源。
6.1.2移动性管理功能
6.1.2.1移动性管理状态模型
SGSN应支持如图6-1所示的3GPMM状态模型，该状态模型包括PMM-分离、PMM空闲和PMM连接三种状态，SGSN应能管理这三种状态之间的转换。
图6-1PMM状态模型
6.1.2.2移动性管理定时器
1、周期性路由区更新定时器管理功能
SGSN应支持周期性路由区更新定时器的管理功能。
周期性路由区更新定时器的时长在路由区内是唯一的，并可根据运营者的要求进行调整。
此定时器数值是由SGSN下发给每一登录在其中的MS。
当定时器超时，MS发起周期性路由区更新.
2、用户可及定时器管理功能
SGSN应支持用户可及定时器管理功能。
6.1.2.3附着
通过执行附着过程，在MS和SGSN中应建立MM上下文。
SGSN应支持以下附着类型：
●GPRS附着;
●已IMSI附着的MS进行GPRS附着;
●联合的GPRS/IMSI附着（当SGSN与MSC/VLR之间存在可选的Gs接口时）。
6.1.2.4分离
分离过程可由MS或网络侧发起。
SGSN应支持以下分离类型：
1、MS发起的分离类型：
●GPRS分离；
●已联合附着MS的IMSI分离（当SGSN与MSC/VLR之间存在可选的Gs接口时）；
●联合的GPRS/IMSI分离（当SGSN与MSC/VLR之间存在可选的Gs接口时）。
2、网络侧发起的分离类型：
●SGSN发起的分离；
ØDetachTimer功能：
SGSN可支持基于定时器（Detach Timer）机制来发起对MS的分离，DetachTimer在MS附着成功后启动，在MS激活PDP上下文或分离后失效。
如果DetachTimer超过一个预设的门限，SGSN应发
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