WCDMA分组域信令流程

1、PS信令流程课程内容：PS域相关标识PS域业务介绍GMM及相关信令流程SM及相关信令流程PS域相关标识分组分组TMSI （Packet-Temporary mobile subscriber identification number，P-TMSI)一个分组临时移动用户识别将分配给每个GPRS附着的MS。P-TMSI为一个4字节的BCD编码在3GTS23.003中定义。在MSC和SGSN都覆盖的区域中，SGSN分配的P-TMSI最高两比特为11，MSC分配的TMSI最高两比特为00、01和10。PS域相关标识GSNGSN号码（号码（ GSN number ）每个SGSN应有一个SGSN号码用于

2、与HLR和EIR通信。每个可选地支持基于SS7信令的Gc接口的GGSN应有一个GGSN号码用于与HLR通信。GSN地址地址（ GSN Address ）每个SGSN和GGSN应有一个IP4类的IP地址，或可选地有一个IP6类的IP地址，用于在骨干网上内部通信。全部PLMN的GSN和其他骨干节点的IP地址建立了一个从公众Internet不能访问的私有地址空间。对于SGSN和GGSN，这个IP地址也可能与一个或多个DNS类型的逻辑GSN名相对应。PS域相关标识路由区路由区 (Routing Area Identity ,RAI)一个路由区是一个且只有一个位置区的子集，意味着一个RA不能扩展到多个L

3、A。一个RA只由一个SGSN提供服务PS域相关标识网络层业务接入点标识符（网络层业务接入点标识符（ Network Service Access Point Identifier ,NSAPI)网络层业务接入点标识符（NSAPI）和IMSI用于网络层路由。一个NSAPI/IMSI对用来指配一个隧道端点标识符（TEID）。在MS，NSAPI标识PDP-SAP；在SGSN和GGSN，NSAPI标识与一个MM上下文相关联的PDP上下文。PS域相关标识无线接入承载无线接入承载(Radio Access Bearing ID ,RAB ID)CN通过Iu-PS与RNC的通信，RABID用来标识无线接入承

4、载，并且那个信息单元应设置为与NSAPI的值相一致。在NSAPI、无线接入承载和PDP上下文之间存在一对一关系。当MS发起PDP上下文激活时，MS选取一个未用的NSAPI。当SGSN发起一个RAB指配过程时，SGSN将在RABID信息单元中包括NSAPI。PS域相关标识 PDP 地址地址 (PDP Address) 由IMSI标识的分组域用户将有一个或多个网络层地址，也即，临时的和/或永久的相关联的PDP地址，遵从所采用的各自网络层业务的标准地址方案，比如：IPv4地址IPv6地址PS域相关标识隧道端点标识符隧道端点标识符 (Tunnel Endpoint ID,TEID) 隧道端点标识符由G

5、PRS隧道协议用来在GSN之间、RNC和SGSN之间，在接收GTP-C或GTP-U协议的实体中标识一个隧道端点，和标识一个PDP上下文.GTP隧道的接收端本地分配TEID的值，发送端必须应用该值。隧道两端用GTP-C（或在I口的RANAP）消息交换TEID的值。TEID基于NSAPI和IMSI（或在I口的RABID和IMSI）分配。在一个逻辑节点如RNC，SGSN，或GGSN的一个IP地址内TEID是一个唯一的标识。PS域相关标识APN(APN(接入点名，接入点名，AccessAccess Point Name)1.在骨干网，接入点名是对使用的GGSN的一个参考。并且，接入点名在GGSN可以标

6、识外部网络和可选地一个提供的业务。2.APN网络标识符是必备的，是一个标签（例如“corporation”或“service”）或一组由点分割的标签：一个依据DNS命名规则的正式域名（例如“”或“”）。3.APN营运者标识符是可选的。它是一个依据DNS命名规则的正式域名，由三个标签组成。APN营运者标识符应以“.gprs”结尾。APNcorrespondtoaGGSN.mnc.mcc.gprsAPN网络标识符APN营运者标识符PS域相关标识PS域相关标识Qos (Quality of Service) 课程内容： PS域相关标识 PS域业务介绍 GMM及相关信令流程 SM及相关信令流程 分组域

7、的典型业务 流媒体、视频点播 FTP文件传输 Internet网页浏览 WAP网页浏览 JAVA 彩信 PS域业务介绍RNCNode BSGSNHLRGGSN123 MS发起的分组数据业务过程3.分组数据传送 1.GPRS附着附着请求鉴权加密位置更新P-TMSI重分配2.PDP上下文激活PS域业务介绍 网络发起的分组数据业务7.Transmissionofpacketdata 1.GGSN收到PDPPDU2.GGSN从HLR获得MS路由信息6.PDP上下文激活UTRANSGSNHLRGGSNPDNMS3.GGSN通知SGSN收到外部网络PDPPDU4.在RA对MS寻呼5.SGSN向MS请求激活

8、PDPPS域业务介绍 分组基本信令流程 GPRS移动性管理GMM Attach/Detach 路由更新 业务请求 RNC重定位 会话管理SM PDP建立、删除、修改PS域业务介绍课程内容：PS域相关标识PS域业务介绍GMM及相关信令流程SM及相关信令流程 GMM基本概念 GMM指GPRS移动性管理，它与CS域移动性管理相对应，3GPP制定了一系列协议规程对用户在PS网络中的位置进行管理。 分组域的移动性管理的功能，主要是依靠MS、SGSN和HLR结合相应用户的MM上下文来配合实现的。MS和SGSN存储了用户的MM上下文GMM及相关信令流程 MM上下文 MM状态及相关信息就组成了MM上下文；一个

9、用户（或IMSI)对应唯一的一个MM上下文，MM上下文存在于MS、SGSN中。GMM及相关信令流程 GMM状态转移图PMM-DETACHEDPS AttachPS SignalingConnection ReleasePS SignalingConnection EstablishPS DetachPMM-CONNECTEDPMM-IDLEDetach,PS Attach Reject,RAU RejectMS MM StatesMS MM StatesSM-ACTIVE orINACTIVESM-ACTIVE orINACTIVEPMM-DETACHEDPS DetachPMM-CONNEC

10、TEDServing RNCrelocation3G-SGSN MM States3G-SGSN MM StatesSM-ACTIVE orINACTIVESM-ACTIVE orINACTIVEDetach,PS Attach Reject,RAU RejectPS AttachPS SignalingConnection EstablishPS SignalingConnection ReleasePMM-IDLEGMM及相关信令流程 分组移动性管理分离（PMM-DETACHED）状态： MS和SGSN上下文中没有有效的MS位置或路由信息，MS不可及 分组移动性管理空闲（PMM-IDLE）

11、状态： MS和SGSN中的MM上下文已建立，可在RA的层次上对MS进行管理，对MS进行寻呼等 分组移动性管理连接（PMM-CONNECTED）状态： MS的位置可由SRNC跟踪，可在小区的层次上对MS进行移动性管理GMM及相关信令流程 GMM包括的流程 接入控制与安全 附着Attach 分离Detach 路由更新 业务请求 RNC重定位GMM及相关信令流程接入控制和安全包括用户的鉴权、标识校验、加密、P-TMSI重分配等接入控制管理基本流程与CS域相同增加可选参数P-TMSISignature和TMSI同时使用来加强安全性保护GMM及相关信令流程附着CS域用户开机即附着CS网络，而PS用户需要

12、通过显示附着或者发起PS业务来触发附着流程进行PS网络的附着。GMM及相关信令流程GMM及相关信令流程 7d. Cancel Location Ack 7c. Cancel Location 7b. Update Location 7g. Update Location Ack 7e. Insert Subscriber Data 7f. Insert Subscriber Data Ack 6d. Insert Subscriber Data 6c. Cancel Location Ack 6b. Cancel Location 3. Identity Response 2. Identif

13、ication Response 2. Identification Request 1. Attach Request 5. IMEI Check 3. Identity Request 4. Authentication 6a. Update Location 7a. Location Update Request 7h. Location Update Accept 6f. Update Location Ack 6e. Insert Subscriber Data Ack MS UTRAN new SGSN old SGSN GGSN HLR EIR old MSC/VLR new M

14、SC/VLR 9. Attach Complete 8. Attach Accept 10. TMSI Reallocation Complete C1 附着的信令流程分离 用户发起（分组业务完成，关机，显示去附着） 网络发起（用户长时间不活动，可以Purge用户或者HLR永久删除用户）GMM及相关信令流程 分离（MS发起）信令流程GMM及相关信令流程 3. IMSI Detach Indication 2. Delete PDP Context Response 1. Detach Request 2. Delete PDP Context Request 5. Detach AcceptM

15、SBSS/UTRANGGSNSGSNMSC/VLR 4. GPRS Detach Indication 6. PS Signalling Connection ReleaseC2C1 分离（网络发起）信令流程GMM及相关信令流程 2. Delete PDP Context Response 1. Detach Request 2. Delete PDP Context Request 4. Detach AcceptMSBSS/UTRANGGSNSGSNMSC/VLR 3. GPRS Detach Indication 5. PS Signalling Connection ReleaseC1

16、C2路由更新在分组系统中，移动用户的位置是按路由区RA来进行位置管理的。路由区是位置区的子集，即一个位置区可以作为一个路由区，也可进一步划分为几个路由区。每个路由区都只有一个SGSN对其提供服务。当用户的路由区RA变化了，会发起路由更新流程。GMM及相关信令流程RNCNode BSGSN2RNCNode BSGSN1SS7HLRGGSNGPRS骨干网骨干网1路由更新请求路由更新请求索取索取MS上下文上下文2PDP上下上下文更新文更新34通知通知SGSN插插入用户数据入用户数据路由更新示意GMM及相关信令流程路由更新（按路由更新发生的范围） 局内（IntraSGSN） 局间（InterSGSN）

17、GMM及相关信令流程路由更新（按系统运行模式是否存在Gs接口） 路由更新 联合路由/位置更新GMM及相关信令流程 路由更新（IntraSGSN）234RNCSGSNRAI1RAI2MSMS12GMM及相关信令流程 路由更新（IntraSGSN）流程 1. Routeing Area Update Request 3. Routeing Area Update Accept 2. Security FunctionsMSRNSSGSN 4. Routeing Area Update CompleteGMM及相关信令流程 路由更新（InterSGSN）5461HLR SGSN1 SGSN2 MSM

18、S55GMM及相关信令流程23 路由更新（InterSGSN）流程GMM及相关信令流程 3. SGSN Context Response 4. Security Functions 2. SGSN Context Request 1. Routeing Area Update Request MS old SRNS GGSN old 3G-SGSN new 3G-SGSN HLR new MSC/VLR old MSC/VLR 5. SGSN Context Ack 11. Cancel Location 11. Cancel Location Ack 9. Update PDP Contex

19、t Response 9. Update PDP Context Request 10. Update Location 13. Update Location Ack 14. Location Update Request 12. Insert Subscriber Data 12. Insert Subscriber Data Ack 2a. SRNS Context Request 2a. SRNS Context Response 11a. Iu Release Command 11a. Iu Release Complete 6. SRNS Data Forward Command

20、7. Forward Packets 8. Forward Packets new SRNS C1 路由更新（InterSGSN）流程续 MS old SRNS GGSN old 3G-SGSN new 3G-SGSN HLR new MSC/VLR old MSC/VLR 15b. Cancel Location 15c. Cancel Location Ack 15d. Insert Subscriber Data 19. TMSI Reallocation Complete 15f. Update Location Ack 16. Location Update Accept 18. R

21、outeing Area Update Complete 17. Routeing Area Update Accept 15a. Update Location 15e. Insert Subscriber Data Ack C3 C2 new SRNS SRNC重定位（按RNC更新发生的范围） 局内（IntraSGSN） 局间（InterSGSN）GMM及相关信令流程SRNC重定位（按是否存在RNC间的Iur接口） SRNC重定位（软切） 硬切换SRNC重定位（硬切）GMM及相关信令流程 SRNC重定位GMM及相关信令流程 LA1, RA1 MSHLR/AuC old SGSNsource

22、 RNC GGSN LA2, RA2 new SGSNold MSC/VLRnew MSC/VLRtarget SRNC LA1, RA1HLR/AuC old SGSN GGSN LA2, RA2 new SGSNsource SRNCnew MSC/VLRold MSC/VLR MStarget RNCBeforeAfter LA1, RA1 MSHLR/AuC old SGSNsource RNC GGSN LA2, RA2 new SGSNtarget SRNCold MSC/VLRnew MSC/VLR LA1, RA1 MSHLR/AuC old SGSN GGSN LA2, RA

23、2 new SGSNtarget RNCsource SRNCnew MSC/VLRold MSC/VLR硬切换SRNC重定位BeforeAfterGMM及相关信令流程 RA1HLR/AuC SGSN1 GGSN RA2 SGSN2RNC1MSRNC2SRNC重定位示意图缓存区发生在RNS;降低了SGSN的设计复杂性,平衡无线信道容量和处理能力重要的是具有了接口Iur从数据传输角度考虑,具有“软切换”概念MSGMM及相关信令流程 SRNC重定位流程 MS Target RNC Source RNC Old SGSN New SGSN GGSN 3. Forward Relocation Req

24、uest 4. Relocation Request 2. Relocation Required 6. Relocation Command 5. Forward Relocation Response 4. Relocation Request Acknowledge 9. Relocation Detect 11. Relocation Complete 12. Forward Relocation Complete 10. RAN Mobility Information 10. RAN Mobility Information Confirm Establishment of Rad

25、io Access Bearers 13. Update PDP Context Request 14. Iu Release Command 14. Iu Release Complete 1. Decision to perform SRNS relocation 8. Relocation Commit 7. Forwarding of data 13. Update PDP Context Response 12. Forward Relocation Complete Acknowledge GMM及相关信令流程业务请求处于PMM-IDLE状态的MS利用业务请求程序向SGSN请求建立

26、一条安全的信令连接，用于发送上行链路信令消息或用户数据。处于PMM-CONNECTED状态的MS对已激活的PDP上下文进行资源保留.GMM及相关信令流程 业务请求（MS发起）流程SGSNMS2. Service Request3. Security FunctionsRNC1. RRC Connection Request8. Uplink PDU1. RRC Connection Setup4. Radio Access Bearer AssignmentRequest6. Radio Access Bearer AssignmentResponse5. Radio Bearer Setup

27、6. Radio Bearer SetupCompleteHLRGGSN7. SGSN-Initiated PDP Context Modification4. Service AcceptGMM及相关信令流程 业务请求（网络发起）流程7. SGSN-Initiated PDP Context Modification Procedure8. Downlink PDUSGSNMS5. Security FunctionsRNC3. RRC Connection Request1. Downlink PDU3. RRC Connection Setup6. Radio Access Bearer

28、 AssignmentRequest6. Radio Access Bearer AssignmentResponse6. Radio Bearer Setup6. Radio Bearer SetupComplete2. Paging2. Paging4. Service RequestHLRGGSNGMM及相关信令流程课程内容：PS域相关标识PS域业务介绍GMM及相关信令流程SM及相关信令流程 SM基本概念 分组数据在PS网络中的传送 SM信令流程SM及相关信令流程 SM基本概念会话管理SM:管理用户PDP（分组数据传输）上下文接收从MS发来的PDP会话请求，建立、修改、删除SGSN中对应

29、的PDP上下文；同时根据MS的不同请求向GGSN发起各类PDP会话上下文，完成对应MS的分组数据传输的激活去活和传输参数修改接收执行GGSN侧发起的PDP反向激活请求，完成向MS的分组数据传输SM及相关信令流程 PDP上下文 PDP状态及相关的描述信息 包括 PDPcontextIdentifier PDPType、PDPState、PDPAddress APN TEIDforGn TEIDforIu Qos Send/ReceivePDUNumber等SM及相关信令流程 PDP状态转移图DeactivatePDPContextorMMstatechangetoIDLEorPMM-DETACH

30、EDActivatePDPContextINACTIVEINACTIVEACTIVEACTIVESM及相关信令流程 未激活：对于该PDP地址没有激活的数据业务，相应的PDP上下文中没有路由或映射信息。此时，MS的位置更新不会引起PDP上下文的更新 激活：对于该PDP地址有激活的数据业务，相应的PDP上下文中包含了路由或映射信息。用户的MM状态为空闲或连接状态时，PDP状态才可能进入激活状态SM及相关信令流程SM及相关信令流程 MS向外部网络发送数据用户的PDPPDU用PDCP进行封装，其中无线承载标识/无线接入承载标识（RBIdentity/RABID）一起用于对MS进行寻路，利用网络层业务接

31、入点标识NSAPI来识别MS相应的PDP上下文。SGSN根据APN得出GGSNIP地址，在SGSN和GGSN之间建立起传输路径并在此基础上利用GTP隧道机制来传送各PDP上下文的PDPPDU。隧道标识TID作为GTP字头,将PDPPDU封装成GTPPDU，TID用于识别在SGSN和GGSN之间隧道传送的PDP上下文。GGSN去除封装在用户分组数据上的GTP字头，这时，PDPPDU利用外部数据网的PDP地址（即目的地IP地址）寻址到目的地。 外部网络向MS发送数据RNC将TEID映射成NSAPI和RBIdentity/RABID用于无线接入段的寻址，将GTPPDU拆装后重新用PDCP进行封装后发

32、往MS。GGSN将MS的IP地址翻译成隧道标识TEID，将PDPPDU封装成GTPPDU，并根据存储或从HLR查询得到的SGSNIP地址建立起隧道将GTPPDU传输至SGSN。外部数据网节点根据MS的动态/静态IP地址将发往该MS的PDPPDU寻路到相应的GGSN。SM及相关信令流程RNSSGSN用户IP地址池GPRS子网子网GnGnGn/GpGGSNGiInternetMobile ISPGPRS BackboneLayers 1 & 2L1L2IPGTP - UUserPayloadUDPTunnel payloadTransport layerGPRS TunnelATM Backbon

33、eLayers 1 & 2ATMAAL5IPGTP - UUserPayloadUDPTunnel payloadTransport layerGPRS Tunnel L1Public Data Network Layers 1 & 2Network layerTransport layerApplication LayerIPAPPL1L2TCP / UDP分组数据包的传输过程SM及相关信令流程NodeBSGSNMSCorp.NetworkRNCGGSNBackboneFWFWApplicationserverDestination/sourceprivateIPaddressesGGSN/

34、FWpublicIPaddressesGTPtunnelL2TP、GRE、IPSectunnel分组路由和隧道传输SM及相关信令流程 SM信令流程 PDP激活 MS发起 网络发起（反向激活） PDP修改 MS发起 SGSN发起 GGSN发起 PDP去激活 MS发起 SGSN发起 GGSN发起SM及相关信令流程 PDP激活（MS发起）3G-GGSN 5. Activate PDP Context Accept 4. Create PDP Context Response 4. Create PDP Context Request 1. Activate PDP Context Request3G

35、-SGSNUTRANMS2 Radio Access Bearer Setup 3. Invoke TraceSM及相关信令流程 PDP激活（网络发起）UTRANSGSNGGSN 3. PDU Notification RequestHLR 1. PDP PDU 2. Send Routeing Info for GPRS 2. Send Routeing Info for GPRS Ack 4. Request PDP Context Activation5. PDP Context Activation procedure 3. PDU Notification ResponseSM及相关信令流程 PDP修改（MS发起）GGSN3. Update PDP