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图一 漫游数据用户拜访地介入示意图
此时的用户接入监控点在拜访地的GGSN节点,而用户的管理数据存储在归属地,造成不能灵活地实时控制用户数据业务行为。尤其对于漫游用户恶意使用数据业务的行为,归属地无法实时监控,不能有效地控制恶意欠费问题。
未来3G网络会大力发展数据业务,并对其开展灵活的内容计费,即运营商通过对用户使用的数据包进行过滤和分析,以识别区分用户数据传送的内容种类、属性,并把相关的信息传送到运营商计费系统,使运营商可以通过这些内容计费信息对用户作出灵活的计费处理。
对于目前的2.5GGPRS系统以及未来的3G分组域,数据用户和外部网络的最终分界点就是GGSN,内容计费策略一般是在GGSN上定义,若采用拜访地GGSN接入方式,则漫游用户不能享受到本省定义的内容资费,不利于数据业务的开展。
为解决上述问题,在对3G分组域核心网网络架构合理规划基础上,需要对分组域的核心设备进行相应的新功能技术改造,使其在满足3GPP标准规定的基本网络协议处理功能基础上,做到面向未来数据业务多样化特点,实现对数据用户进行实时控制功能。
三、分组用户接入的标准流程
WCDMA分组网络主要根据数据用户终端设置的APN来判断用户的接入GGSN地址,从而确定分组用户的接入位置。
3GPPTS23.060GPRS Service Description附录A(APN and GGSN Selection)中,对APN解析及用户接入流程进行了详细定义。简单对其归纳为如图2所示的解析流程。
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图二 APN选择及解析流程
结合图2,一个正常的用户APN选择接入流程描述如下。
a)SGSN从用户的PDP激活请求中获取用户上报的APN。
b)如果用户上报APN非空,并且匹配HLR中的签约APN,则用户上报APN是合法APN。
c)如果SGSN发现用户上报的APN是空的,即用户没有带请求的APN,那么SGSN就分析用户附着时从HLR获取到的用户签约数据,看用户有没有签约通配符*(通配符表示可以允许用户使用任意APN接入系统)。
(a)如果用户签约了通配符*,那么SGSN将自己配置的APN(SGSN)分配给用户使用。
(b)如果用户未签约通配符*,那么SGSN判断一下用户在HLR中签约了几个APN。
·如果用户只签约了一个APN,那么SGSN就将用户签约的这个APN分配给用户使用。
·如果用户签约了多于一个的APN,由于SGSN无法判断用户应该使用哪个签约APN,因此SGSN将拒绝用户的激活请求。
d)选定用户使用的APN后,SGSN从自己配置的移动网号MNC、移动国家号MCC扩展出APNOI(运营商标志),并附加到APN上构成3GPP规定的APN完整形式(APN.MNC.MCC.GPRS),进行DNS查询GGSN的IP地址。
(a)若查询到GGSNIP,则APN选路结束,向该GGSN发起激活。
(b)若查询不到GGSNIP,SGSN给用户发送PDP激活拒绝消息。
四、漫游用户归属地接入实现方案
用户终端设置的APN从用途上分为2大类。
一类是为全网都支持接入的外部数据网分配的APN,也称通用APN,形如GPRS-Access,此类APN不包含用户的归属地区域信息。
另一类是为非全网性接入的外部数据网分配的APN,也称区域APN,形如isp.com.bj,此类APN包含用户的归属地区域信息。
由于中国移动通信网络的特点,不同省之间视为漫游但却使用完全相同的网号,因此根据如上的3GPP标准APN解析流程,若用户上报通用APN,则分组网络对于本地用户和漫游入用户请求的DNS解析的APN均为相同的通用APN,从而无法区分开接入GGSN,目前2.5GGPRS网络采用就近接入的方式,即统一使DNS解析到拜访地的GGSN地址,这就造成漫游数据用户的拜访地接入的现实。
如果运营商在未来的WCDMA分组域网络的建设中采用漫游用户归属地接入的方案,那么必须本着既方便用户不改变终端配置,又对网络改动最小的原则,在仍然保持原运营商定义的通用APN或者专用APN设置的同时,以满足漫游用户归属地接入的需求。漫游用户归属地接入如图3所示。
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图3 漫游用户归属地接入示意
以下提出几种归属地接入的实现方案,都是紧密结合3GPP现有的标准,对分组域核心网元设备提出了一定的功能改造需求。
3.1 APN覆盖方案
APN覆盖方案通过在HLR中对用户签约带有区域标志的通用APN,并改造现有SGSN使其具有APN覆盖功能,从而能在DNS解析时区分不同省份的GGSN。具体为:
每个用户所在的HLR根据其所在的省份设置相应的APN,比如每个北京用户的第一个APN都设为GPRS-Access.bj。
SGSN在基于图2所示的标准APN判定流程进行解析时,还需通过一定的特殊功能改造,使其具备APN覆盖功能。即对于用户请求的APN如果和HLR签约的APN不一致时,SGSN不会拒绝用户的接入,而是使用HLR中的第一个APN来覆盖用户请求的APN。这样可以保证用户使用带有区域省份标志的APN来进行DNS的解析查询。对于终端用户上报的专有APN及国际漫游来访用户上报的APN,SGSN会按照3GPP规范进行标准的扩展处理。
比如,对于北京用户来说,无论该用户漫游到哪一个SGSN,SGSN都会使用GPRS-Access.bj进行DNS解析查询,从而能正确地使用北京GGSN进行数据接入。
这就要求厂商设备应具备以下能力。
a)SGSN具备APN覆盖功能,需要对其进行一定的功能改造。
b)HLR对每一个用户可以定义多个APN,其中第一个APN设置为类似GPRS-Access.bj的形式。
3.2SGSN对用户号段分析方案
SGSN对用户号段分析方案通过在SGSN内部增加用户号段和归属省份标志对应的解析数据库,从而能在DNS解析时区分不同省份的GGSN。具体为:
SGSN在基于图2所示的标准APN判定流程进行解析时,还需通过一定的特殊功能改造,使其具备用户号段分析功能。即当用户请求的APN属于合法签约APN时,SGSN通过查询内置的数据库判断用户归属地,并在APN后面加上区域省份标志,送DNS解析,DNS根据此APN解析出对应的归属GGSN的地址,从而实现漫游用户的归属地接入。对于终端用户上报的专有APN及国际漫游来访用户上报的APN,SGSN会按照3GPP规范进行标准的扩展处理。
比如,对于北京用户来说,无论该用户漫游到哪一个SGSN,SGSN都会根据北京用户号段识别并增加区域省份标志,使用GPRS-Access.bj进行DNS解析查询,从而能正确的使用北京GGSN进行数据接入。
这就要求厂商设备要求具备以下能力。
a)SGSN具备号段分析能力,通过分析用户号段识别用户归属地,并能附加到用户上报APN上面。
b)SGSN能灵活的根据现网用户号段的分配来调整数据库,以正确的分析用户归属地。
3.3SGSN对用户号段扩展方案
SGSN对用户号段扩展方案通过用户的号码(MSISDN或者IMSI)区分出用户所在的区域,并对用户上报的通用APN进行相应的区域标志扩展,从而能在DNS解析时区分不同省份的GGSN。具体为:
SGSN在从用户终端接收到APN网络标识后,首先对用户连接请求信息(比如APN、IMSI、MSISDN)进行分析,如果是国内使用通用APN的用户,则提取带有用户归属地标志的信息(比如用户MSISDN中部分号码),同时结合APN的运营商标识MNC.MCC.GPRS,按照3GPP标准规定组成完整的APN,送至DNS服务器进行解析。对于终端用户上报的专有APN及国际漫游来访用户上报的APN,SGSN会按照3GPP规范进行标准的扩展处理。
通过对分组域核心网网元SGSN的如上改造,可以使省际漫游用户请求解析的通用APN携带有归属地信息,并对省内DNS及根DNS的解析数据库配置,使其能对通用APN中携带的归属地信息进行解析,从而向拜访地SGSN返回对应用户归属GGSN的IP地址,实现省际漫游用户归属地接入的要求。
以上各种方案都需要基于3GPP的标准协议对分组域相应网元设备作出一定改造,下面从网元改动以及设备配置角度对三种方案作出对比(如表1所示)。
表1 三种方案比较
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五、结论
虽然从3GPP标准演进上看,WCDMA分组域数据实时计费控制的实现是在3GPPR6阶段才有相应的标准协议规定,但为了网络平滑演进,并即时为3G数据用户提供优良的网络环境和可信赖的计费平台,有必要对3G分组域提前进行合理的规划,并对分组域设备提出相应的技术改造要求。
WCDMA分组域漫游用户归属地接入是实现数据用户实时控制的网络前提,并且也方便实现分组域用户的内容计费,对未来数据用户实时控制的需求奠定了网络基础,保证了运营商的投资效益。
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