basic call set up pada gsm
TRANSCRIPT
Basic Call Set Up pada GSM&
GPRS
by
Uke Kurniawan Usman
Lab SISKOM – STT Telkom
I. GSM Basic Call SequenceI. GSM Basic Call Sequence
Mobile to Land Sequence
Land to Mobile Sequence
Mobile Initiated Call Clearing Sequence
MSC
VLR
HLR
PSTN
(RACH) (SDCCH) BTS
BSC
(TCH)
Allocated channel on the air interface
Allocated Terrestrial Channel & Connect to PSTN
GSM Basic Call Sequence
I.1. AuthenticationI.1. Authentication
Authentication may be Authentication may be executed during setup, executed during setup, location updating and location updating and supplementary supplementary servicesservices
Authentication SequenceAuthentication Sequence
KI (M)KI ( N)
IMSI(m)
RANDGENERATOR
A8 A3
KI(IMSI)
IMSIBUFFER
RAND
RANDRAND
RAND
KC
12
5
KC KC
KC
SRES
SRESSRES
SRES
TEMPDATA
AUC
HLR/AUC
HLR
AUTH REQ
RANDKC
SRES
RAND
A8 A3
SRES
EQUAL
CKSN
KC BSS
KI(IMSI)
VLR SIM
RAND 16byte KI 16byte kc 8byte SERS 4byte CKSN low 3bits of 1byte
IMSI(n)
SRESKI I MSI +RAND( ) A3
KI (I MSI )+RAND A8 KCM+KC A5 KC(M)
(MS/ BSS)
KC(M)+KC MA5(MS/ BSS)
Authentication and CipheringMS BSS MSC VLR HLR PSTN
AUTHENTICATE
AUTHENTICATION RESPONSE
CIPHER MODECOMMAND
CIPHER MODE OMPLETE
PRE – SENDTRIPPLES TO VLR
AUTHENTICATIONREQUEST
START CIPHERING
<SDCCH>
<SDCCH>
<SDCCH>
<SDCCH>
(SRES)
(RAND)
(RAND)
EIR
1
2
345
I.2. TMSI ReallocationI.2. TMSI Reallocation
MS VLR
Location Update Req
Location Update Acc
TMSI Reallocation Comp
(TMSI)
I.3. Equipment Identification
ID RESPONSE
CHECK IMEI RESPONSE
EQUIPMENT ID REQUEST
CHECK IMEI
<SDCCH>
<SDCCH>(IMEI)
MS BSS MSC VLR HLR PSTN EIR
Note : IMEI chechk may beclearred unti after traffic
channel has been established
12
3
MS BSS MSC VLR HLR PSTN
DCCH ASSIGN
AUTHENTICATION
FORWARD NEW TMSI
LOCATION UPDATEACCEPT
TMSI REALOCATECOMPLETE
TMSI ACK
CLEAR COMMAND
CLEARCOMPLETE
CHANNEL REQUEST
LOCATION UPDATE REQUEST
CIPHERING
<RACH>
<AGCH>
<SDCCH>
<SDCCH>
<SDCCH>
<SDCCH>
I.4. Location Update Sequence
(TMSI)
<SDCCH>
(LAI & TMSI)
(TMSI)
Only sent to HLRif this is the first timethe MS has LocationUpdated in this VLR
1
2
3
4
5
6
Proses Panggilan dalam GSM
MOBILE ORIGINATING CALL MOBILE ORIGINATING CALL
•Mobile Station (MS) dials Nomor Telepon•MS terdaftar sebagai visitor•Network akan menganalisa Pemanggi sbb :
•berhak atau tidak memakai network•aktivis permintaan •route panggilan
Call dapat menuju tipe (Fix Telp, Mobile Tilp) bila :•Fix akan mengikuti route PSTN•Mobile St dalam satu network, maka MSC memulai dengan prosedur Inquiry sebagaimana PSTN originating
I.5. Mobile to Land Sequences
CHANNEL REQUEST
DCCH ASSIGN
SIGNALLING LINKESTABLISHED
REQUEST FOR SERVICES
AUTHENTICATION
SET CIPHER MODE
SET-UP
EQUIPMENT ID REQUEST
COMPLETE CALL
CALL PROCEEDING
ASSIGMENT COMMAND
ASSIGNMENT COMPLETE
INITIAL AND FINAL ADDRESS (IFAM)
ADDRESS COMPLETE (ACM)
ALERTING MS HEARSRINGTONEFROM LANDPHONE
ANSWER (ANS)
CONNECT RINGTONESTOPS
CONNECT ACKNOWLEDGEBILLISNG STARTS ‘Hello…
MS BSS MSC VLR HLR PSTN EIR<RACH>
<AGHC>
<SDCCH>
<FACCH>(TCH)
(Call Info)
<TCH>
<SDCCH>
<SDCCH>
<FACCH>
<FACCH>
<SDCCH>(channel)
<FACCH>
CRCC
(circuit)
SUBSCRIBERDETAILS
SUBSCRIBERIF NECESSARY
DETAILS
1
2
3456
7
8
9
10
Proses Panggilan dalam GSM
Call Set-Up MS to PSTN Call Set-Up MS to PSTN
1. MS menggunakan RACH (Random Access Channel) untuk meminta kanal signaling, SDDCH, utk keperluan Call Set - Up
2. BSC mengalokasikan kanal signalling, dengan menggunakan AGCH3. MS mengirimkan “Call Setup request” melalui SDCCH ke MSX/VLR.
Diantaranya termasuk pemberian tanda pada MSX/VLR MS sibuk, prosedur authentifikasi, ciphering, pengiriman “B-number” (nomor PSTN), dan pengecekan service yang dimiliki pelanggan PSTN (misa:outgoing call bearring).
4. MSC/VLR meminta BSC utk mengalokasikan TCH diteruskan ke BTS & MS5. MSC/VLR meneruskan “B – number” ke sentral PSTN
TE
BSC MSC
1
4
23
1
2
3
445
I.6. Mobile Initiated Call Clearing Sequence
MS BSS MSC VLR HLR PSTN
PSTN RELEASE
PSTN RELEASE COMPLETE
CLEAR COMMAND
CHANNEL RELEASE
DISC
U/A
CLEAR COMPLETE
RLSD
RELEASE COMPLETE
DISCONNECT
MS MSC SIGNALING RELEASED
MOBILE RELEASE
MOBILE RELEASE COMPLETE
<FACCH>
<FACCH>
<FACCH>
<FACCH>
<FACCH>
<FACCH>
1
2
3
4
5
I.7. Land to Mobile SequencesMS BSS MSC VLR HLR PSTNGMSC
SEND ROUTING INFO
ROUTING INFORMATION ACK
INITIAL AND FINAL ADDRESS(IFAM)
SEND INFO FOR I/CCALL SETUP
PAGE
PAGING REQUEST
CHANNEL REQUEST
DCCH ASIGN
SIGNALLING LINK ESTABLIHSED
PAGE RESPONSE
INITIAL AND FINAL ADDRESS (IFAM)
<PCH>(TMSI)
<RACH>
<AGCH>
<SDCCH>
<SDCCH>(TMSI)
(TMSI)
(TMSI & Status)
(MSRN)
(MSRN)
(MSRN)
(MSRN)
(IMSI)
(LAI & TMSI)
(Status)
(MSISDN)
(MISSDN)1
23
4
5
6
Land to Mobile Sequences …MS BSS MSC VLR HLR PSTNGMSC
SET - UP
CALL INFORMATION
ADDRESS COMPLETE (ACM)
ASSIGNMENT COMMAND
ASSIGNEMENT COMPLETE
ALLERT RING TO NEAT MS
CONNECTSUBSCRIBER PICKS UP
CONNECT ACK
COMPLETE CALL
<TCH>
<SDCCH>
<TMSI>
(LAI & TMSI)
(MISSDN)
ANSWER (ANS)
* ATHENTICATION
<SDCCH>
(channel)
<SDCCH>
<FACCH>
<FACCH>
<FACCH>
<FACCH>
<TCH>
(circuit)
BILLING STARTS
RINGING STOPS
AT LANDPHONE
RING TONEAT LANDPHONE
“ Hello…
7
8
9
10
Step Call Set-UpStep Call Set-Up
A PSTN GMSC HLR MSC/VLR
Call Set – Up(MSISDN) Analyze Number
Call Set – Up (MSISDN)
MSISDN
MSRN
IMSI
MSRN
Call Set – UpMSRN
PagingSpeech
Signalling
Proses Panggilan dalam GSM
Proses Panggilan dalam GSM Call Set-Up PSTN to MS Call Set-Up PSTN to MS
1. Pelanggan PSTN dial MSISDN ke network GSM2. GMSC analisa MSISDN untuk HLR MS terdaftar3. HLR merubah MSISDN menjadi MSRN lokasi MS(VLR)4. HLR minta MSRN dari MSC/VLR MSRN beri informasi
MSC/VLR5. MSC/VLR mengembalikan MSRN melalui HLR ke GMSC.6. GMSC merouting ke MSC/VLR lewat PSTN 7. MSC mengetahui lokasi (LA) MS.Paging message
dikirimkan ke MSC yang mengontrol LA.8. BSC kearah BTS kemudian oleh BTS menuju MS via air
interface 9. MS mendeteksi paging message MS respon via sinaling
SDCCH10. BSC memberikan SDDCH, dengan menggunakan AGCH11. SDDCH digunakan utk call return MS originating call,
kemudian TCH dialokasikan, SDDCH direlease
BSC
GMSC TE
MSC
HLR
VLR
1
PSTN
1110
98
11 10
98
7 11
1
5
8
1
6
5
I.7. Inter – BSS Handover Sequence
MS BSS MSC VLR HLR PSTN
HANDOVER REQUIRED
HANDOVER REQ ACK
INFORMATION INTEREXCHANGE
HANDOVER COMPLETE
CLEAR COMMAND
PERIODIC MEASUREMENTREPORTS
PERIODICMEASUREMENT REPORTS
HANDOVER REQUEST
HANDOVER COMMAND
<SACCH>
<FACCH>
<FACCH>
… and so Isaid to ….
ORIGINATING NEW
<SACCH>
(HO Ref. No.)
(HO Ref. No.)
(TMSI cct. Code)
New BSS ASSIGNSAIR-INTERFACE
TRAFFIC CHANNEL
MS
oBSSNBSS
MSC
47
3
6
9 1
5
5 8
2
123456789
• Secara umum General Packet Radio Service atau GPRS adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD.
• Jaringan GPRS merupakan jaringan terpisah dari jaringan GSM dan saat ini hanya digunakan untuk aplikasi data.Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah :– GGSN; gerbang penghubung jaringan GSM ke jaringan internet– SGSN; gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS– PCU; komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan
GPRS• Secara teori kecepatan pengiriman data GPRS dapat mencapai 115 kb/s.
Namun dalam implementasinya sangat tergantung dari berbagai hal seperti :– Konfigurasi dan Alokasi time slot di level Radio/BTS– Teknologi software yang digunakan – Dukungan ponsel
• Ini menjelaskan mengapa pada saat-saat tertentu; di lokasi tertentu; akses GPRS terasa lambat; dan bahkan bisa lebih lambat dari akses CSD yang memiliki kecepatan 9,6 kb/s
• Secara umum General Packet Radio Service atau GPRS adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD.
• Jaringan GPRS merupakan jaringan terpisah dari jaringan GSM dan saat ini hanya digunakan untuk aplikasi data.Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah :– GGSN; gerbang penghubung jaringan GSM ke jaringan internet– SGSN; gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS– PCU; komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan
GPRS• Secara teori kecepatan pengiriman data GPRS dapat mencapai 115 kb/s.
Namun dalam implementasinya sangat tergantung dari berbagai hal seperti :– Konfigurasi dan Alokasi time slot di level Radio/BTS– Teknologi software yang digunakan – Dukungan ponsel
• Ini menjelaskan mengapa pada saat-saat tertentu; di lokasi tertentu; akses GPRS terasa lambat; dan bahkan bisa lebih lambat dari akses CSD yang memiliki kecepatan 9,6 kb/s
II. Sistim GPRS II. Sistim GPRS
Perbedaan GSM dgn GPRS
II.1. GPRS Architecture Network Diagram
Konfigurasi Sistim GPRS Konfigurasi Sistim GPRS
Arsitektur Dasar Jaringan GPRS dalam GSM
MS
BTSPDN
BTS
EIR&AUC HLRVLR
SGSN GGSNBSC
Gb Gn Gi
Gc
D
Gf
Gs
Gr
MSC DATABASE
SGSN Serving GPRS Suport NodeGGSN GatewayGPRS Support NodePDN Public Data Network
User Data and SignallingSignalling
PCU
GR
RAN NETWORK CORE NETWORK
Fungsi Komponen GPRS• SGSN ( Serving GPRS Support Node)
– mengantarkan packet data ke MS– Update pelanggan ke HLR– Registrasi pelanggan baru
• GGSN ( Gateway GPRS Support Node )– Interface ke PDN– Information Routing
• transfer data dari PDU ke SGSN – Network Screening– User Screening– Address Mapping
II.2. PCU
New Core Equipment
II.3. GPRS Mobile Equipment
II.4. GPRS Attach
II.5.GPRS Routing Area Update
II.6. Notion PDP Context
PDP Context Activation
II.7. Data Transfer
Routing of Data Packet GPRS
II.8. GPRS Dimensioning
II.9. Timeslot dan Multiframe GPRS
• Setiap time slot (TS) merupakan satu kanal trafik (TCH). Panjang satu frame TDMA adalah 4,613 ms dengan panjang satu time slot 576,9 s. Data rate maksimum yang dapat dicapai setiap TCH adalah 9,6 Kbps. Apabila diinginkan data rate yang lebih tinggi dapat digunakan beberapa TCH secara simultan untuk satu terminal MS. Trafik data pada sistem GPRS adalah asymmetric dimana jumlah time slot yang digunakan serta data rate uplink dan downlink berbeda.
• Struktur multiframe untuk PDCH pada sistem GPRS terdiri dari 52 frame TDMA, dibagi kedalam 12 frame paket data (B0 – B11) dimana tiap 4 frame membentuk satu blok yang ditransmisikan secara berurutan, 2 frame untuk PTCCH dan 2 frame kosong (idle).
Pembagian Kanal GPRS • Seperti terlihat pada table, kanal logik pada GPRS dapat dibagi menjadi
dua kategori yaitu kanal trafik dan kanal signalling (kontrol ) yang meliputi :
Skema kanal logic pada GPRS
Timeslot sharing
GPRS Network Protocol Stack
Physical Layer
52 Multiframe for GPRS
GPRS : The Class A,B & C MS
II.10. Skema Coding Sistem GPRS
• Skema coding untuk kanal-kanal trafik logik GPRS
Seperti terlihat pada tabel diatas, teknologi GPRS memiliki empat buah skema coding yaitu CS-1, CS-2, CS-3, dan CS-4. Skema coding ini digunakan untuk kanal-kanal trafik logik, dimana masing-masing channel coding mempunyai bit rate yang berbeda. Nilai throughput tiap skema coding diperoleh dengan membagi besarnya data yang dikirim dengan panjang satu frame kanal logika (4 burst data) sebesar 20 ms, untuk setiap pengiriman data. Teknik channel coding ini telah distandarisasi oleh ETSI pada GSM 05.03.
II.11. EDGE
EDGE Network
Dimensioning principle : Transmission
II.12.Evolution step GSM / GPRS/UMTS/HSDPA
MSCHLR/AuCEIR
BSCBTS
PSTNNetwork
SS7Network
Um
GSMINFRASTRUCTURE
BorderGateway (BG)
Serving GPRSSupport Node(SGSN)
Gateway GPRSSupport Node(GGSN)
Lawful InterceptionGateway (LIG)
Inter-PLMNnetwork
GPRSbackbon
enetwork
(IP based)
Internet
PCU
GPRSINFRASTRUCTURE
Node-B
RNC
IuIWU
Um
UMTS (WCDMA)INFRASTRUCTURE
Edge
Edge TRX
AbisHSDPA
HSDPA TRX