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GPRS原理(自编).doc

GPRS原理(自编)

道德贩子
2013-01-16 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《GPRS原理(自编)doc》,可适用于IT/计算机领域

)GPRSMSI终端设备TE(TeminalEquipment终端设备)是终端用户操作和使用的计算机终端设备在GPRS系统中用于发送和接收终端用户的分组数据。TE可以是独立的桌面计算机也可以将TE的功能集成到手持的移动终端设备上同MT(MobileTerminal)合二为一。从某种程度上说GPRS网络所提供的所有功能都是为了在TE和外部数据网络之间建立起一个分组数据传送的通路。II移动终端MT(MobileTermianl移动终端)一方面同TE通信另一方面通过空中接口同BTS通信并可以建立到SGSN的逻辑链路。GPRS的MT必须配置GPRS功能软件以使用GPRS系统业务。在数据通信过程中从TE的观点来看MT的作用就相当于将TE连接到GPRS系统的Modem。MT和TE的功能可以集成在同一个物理设备中。III移动台MS(移动台)可以看作是MT和TE功能的集成实体物理上可以是一个实体也可以是两个实体(TEMT)。MS有三种类型:A类:可同时进行分组交换业务和电路交换业务。B类:可同时附着在GPRS网络和GSM网络上但不能同时进行电路交换和分组交换业务。(我们现在用的手机基本上都是B类)C类:不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上。)分组控制单元PCU是在BSS侧增加的一个处理单元主要完成BSS侧的分组业务处理和分组无线信道资源的管理目前PCU一般实现在BSC和SGSN之间。)服务GPRS支持节点SGSN是GPRS网络的一个基本的组成网元是为了提供GPRS业务而在GSM网络中引进的一个新的网元设备。其主要的作用就是为本SGSN服务区域的MS转发输入输出的IP分组其地位类似于GSM电路网中的VMSC。SGSN提供以下功能:本SGSN区域内的分组数据包的路由与转发功能为本SGSN区域内的所有GPRS用户提供服务。加密与鉴权功能(GTP封装HLR手机用户认证)会话管理功能操作GPRSMS连接到外部网络的程序称作为SM移动性管理功能逻辑链路管理功能同GPRSBSS、GGSN、HLR、MSC、SMSGMSC、SMSIWMSC的接口功能话单产生和输出功能主要收集用户对无线资源的使用情况此外SGSN中还集成了类似于GSM网络中VLR的功能当用户处于GPRSAttach(GPRS附着)状态时SGSN中存储了同分组相关的用户信息和位置信息。同VLR相似SGSN中的大部分用户信息在位置更新过程中从HLR获取。)关口GPRS支持节点GGSN也是为了在GSM网络中提供GPRS业务功能而引入的一个新的网元功能实体提供数据包在GPRS网和外部数据网之间的路由和封装。用户选择哪一个GGSN作为网关是在PDP上下文s激活过程中根据用户的签约信息以及用户请求的接入点名(APN)确定的。GGSN主要提供以下功能:同外部IP分组网络的接口功能GGSN需要提供MS接入外部分组网络的关口功能从外部网的观点来看GGSN就好象是可寻址GPRS网络中所有用户IP的路由器需要同外部网络交换路由信息GPRS会话管理完成MS同外部网的通信建立过程将移动用户的分组数据发往正确的SGSN的功能话单的产生和输出功能主要体现用户对外部网络的使用情况)计费网关CG主要完成从各GSN的话单收集、合并、预处理工作并完成同计费中心之间的通信接口。在GSM原有网络中并没有这样一个设备GPRS用户一次上网过程的话单会从多个网元实体中产生而且每一个网元设备中都会产生多张话单。引入CG的目的就在话单送往计费中心之前对话单进行合并与预处理以减少计费中心的负担同时SGSN、GGSN这样的网元设备也不需要实现同计费中心的接口功能。)RADIUS服务器在非透明接入的时候需要对用户的身份进行认证RADIUS服务器(RemoteAuthenticationDialInUserServiceServer远程接入鉴权与认证服务器)上存储有用户的认证、授权。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。)域名服务器GPRS网络中存在两种域名服务器一种是GGSN同外部网之间的DNS主要功能是对外部网的域名进行解析其作用完全等同于固定Internet网络上的普通DNS另一种是GPRS骨干网上的DNS其作用主要有两点:其一是在PDP上下文激活过程中根据确定的APN(AccessPointName)解析出GGSN的IP地址另一是在SGSN间的路由区更新过程中根据旧的路由区号码解析出老的SGSN的IP地址。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。)边缘网关BG实际上就是一个路由器主要完成分属不同GPRS网络的SGSN、GGSN之间的路由功能以及安全性管理功能。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。主要网络接口)Um接口GPRSMS与GPRS网络侧的接口通过MS完成与网络侧的通信完成分组数据传送、移动性管理、会话管理、无线资源管理等多方面的功能。)Gb接口Gb接口是SGSN和BSS间接口(在华为的GPRS系统中Gb接口是SGSN和PCU之间的接口)通过该接口SGSN完成同BSS系统、MS之间的通信以完成分组数据传送、移动性管理、会话管理方面的功能。该接口是GPRS组网的必选接口。在目前的GPRS标准协议中指定Gb接口采用帧中继作为底层的传输协议SGSN同BSS之间可以采用帧中继网进行通信也可以采用点到点的帧中继连接进行通信。)Gi接口Gi接口是GPRS与外部分组数据网之间的接口。GPRS通过Gi接口和各种公众分组网如Internet或ISDN网实现互联在Gi接口上需要进行协议的封装解封装、地址转换(如私有网IP地址转换为公有网IP地址)、用户接入时的鉴权和认证等操作。)Gn接口Gn接口是GRPS支持节点间接口即同一个PLMN内部SGSN间、SGSN和GGSN间接口该接口采用在TCPUDP协议之上承载GTP(GPRS隧道协议)的方式进行通信。)Gs接口Gs接口是SGSN与MSCVLR之间接口Gs接口采用号信令上承载BSSAP协议。SGSN通过GS接口和MSC配合完成对MS的移动性管理功能包括联合的AttachDetach、联合的路由区位置区更新等操作。SGSN还将接收从MSC来的电路型寻呼信息并通过PCU下发到MS。如果不提供Gs接口则无法进行寻呼协调网络只能工作在操作模式II或III不利于提高系统接通率如果不提供Gs接口则无法进行联合位置路由取更新更新不利于减轻系统信令负荷。)Gr接口Gr接口是SGSN与HLR之间接口Gr接口采用号信令上承载MAP协议的方式。SGSN通过Gr接口从HLR取得关于MS的数据HLR保存GPRS用户数据和路由信息当发生SGSN间的路由区更新时SGSN将会更新HLR中相应的位置信息当HLR中数据有变动时也将通知SGSNSGSN会进行相关的处理。)Gd接口Gd接口是SGSN与SMSGMSC、SMSIWMSC之间的接口。通过该接口SGSN能接收短消息并将它转发给MSSGSN和SMSGMSC、SMSIWMSC、短消息中心之间通过Gd接口配合完成在GPRS上的短消息业务。如果不提供Gd接口当ClassC手机附着在GPRS网上时它将无法收发短消息。)Gp接口Gp节是GPRS网间接口是不同PLMN网的GSN之间采用的接口在通信协议上与Gn接口相同但是增加了边缘网关(BGBorderGateway)和防火墙通过BG来提供边缘网关路由协议以完成归属于不同PLMN的GPRS支持节点之间的通信。)Gc接口Gc接口是GGSN与HLR之间的接口主要用于网络侧主动发起对手机的业务请求时由GGSN用IMSI向HLR请求用户当前SGSN地址信息。由于移动数据业务中很少会有网络侧主动向手机发起业务请求的情况因此Gc接口目前作用不大。)Gf接口Gf接口是SGSN与EIR之间的接口由于目前网上一般都没有EIR因此该接口作用不大。分组路由和转发功能分组路由和转发功能完成对分组数据的寻址和发送工作保证分组数据按最优路径送往目的地。分组路由功能和转发功能由以下几个部分组成:转发功能(中继功能)路由功能地址转换和映射功能封装功能燧道功能压缩功能加密功能DNS功能)转发(中继)功能转发功能是指将数据包从一个节点送到路由中的下一个节点的功能。在GPRS中转发功能是指SGSN或GGSN接收来自输入的数据包然后转发节点的过程。SGSN和GGSN转发功能首先存贮所有有效的PDPPDU直到将PDPPDU发送出去或超时超时的PDPPDU将被丢弃。)路由功能路由功能是指利用数据包消息中提供的目的地址决定该数据包消息应该发往哪个节点和发送过程中应使用的下层服务的过程。分组路由和传输功能包括以下几个方面:在同一PLMN中的移动终端和外部网络之间也就是在参考点R和参考点Gi之间的路由功能。在不同PLMN(参考点R和参考点Gi在不同的PLMN)中的移动终端和外部网络之间也就是在通过Gp接口在参考点R和参考点Gi之间的路由功能。在不同终端之间也就是在不同MS的参考点R之间的路由功能。)地址翻译和映射功能地址翻译功能是指将一种地址转换为另外一种地址的功能。地址翻译可以将外部网络协议地址转换为内部网络协议地址以便于数据包在GPRSPLMN内部或GPRSPLMN之间路由和传输。地址映射功能是指将一个网络地址映射为另一个同类型的网络地址。地址映射功能拥有在GPRSPLMN或GPRSPLMN之间路由数据包。)封装功能封装是指为了在PLMN内部或PLMN之间路由数据包而在数据包的头部增加地址信息和控制信息。去封装是指将这些地址信息和控制信息去除从而解出数据包。GPRS提供一个MS和外部网络之间的透明通道封装功能存在于MS、SGSN和GGSN之中。在SGSN和GGSN之间GPRS骨干网通过在PDPPDU上封装一个GTP协议头组成一个GTP帧然后将GTP帧封装成TCP或UDP帧再将该帧封装成IP帧。GPRS骨干网通过包含在IP和GTP协议头中的GSN地址和隧道终点标志来唯一定位GSNPDP上下文。)隧道功能隧道功能是指将封装后的数据包在GPRSPLMN内部或GPRSPLMN之间、从封装点到去封装点之间传输的功能。)压缩功能通过压缩功能能够最大限度地利用无线传输能力。)加密功能加密功能用于提高在无线接口上传输的用户数据和信令保密性。它也用于保护GPRSPLMN不受外来的非法入侵。)DNS功能DNS功能将GSN的逻辑名字翻译成它的地址。GPRS数据传输平面和GSM相比GPRS体现出了分组交换和分组传输的特点即数据和信令是基于统一的传输平面从下面的几个图中可以看出在数据传输所经过的几个接口传输层(LLC)以下的协议结构对于数据和信令是相同的。而在GSM中数据和信令只是在物理层上相同。数据传输平面如下图所示:图GPRS数据传输平台对其中的功能实体说明如下:§GTP:GPRS燧道协议。所有在GSN间传送的PDU应经GTP重新包装GTP提供流量控制功能。§UDPTCP:传输层协议建立端到端连接的可靠链路TCP具有保护和流量控制功能确保数据传输的准确TCP面向连接的协议。UDP则是面向非连接的协议UPP不提供错误恢复能力也不关心是否已正确接收了报文只充当数据报的发送者和接收者。§IP:网络层协议此处不述。§L:数据链路层协议可采用一般以太网协议。§L:物理层。§NetworkService:数据链路层协议采用帧中继方式。§BSSGP:该层包含了网络层和一部分传输层功能主要解释路由信息和服务质量信息。§LLC:传输层协议提供端到端的可靠无差错的逻辑数据链路。§SNDCP:执行用户数据的分段、压缩功能等待详细分析。§MAC:介质控制接入强属于链路层协议。§RLC:无线链路控制子层属于链路层和网络层协议。SGSN与HLR间信令平面RoutingAreasThemobilitymanagementintheGPRSnetworkishandledalmostinthesamewayasintheexistingGSMsystemGPRShasanewlocationconcept:theroutingareaGPRS的移动性管理的操作模式与现有的GSM系统差不多只不过GPRS出现一个新的概念:路由区域OneormorecellsformaroutingareaXE"routingarea"TheRoutingareacanbethoughtofasbeingoneIPsubnetworkTheroutingareaisusedforpagingGPRSsubscribers一个或者多个蜂窝组成一个路由区路由区可认为是作为一个IP子网。路由区是用来传呼GPRS用户的。AroutingareaisalwaysservedbyjustoneSGSN,iearoutingareacannotbeservedbytwodifferentSGSNsThelimitationissimilartotheoneinGSMmobilitymanagementwherealocationareahastobeunderjustoneMSCVLRThisisrequiredforthecircuitswitchedcallstotheMStobecorrectlysetup,whichoneoftheMSCswouldpageforthesubscriberWherewouldthecallsberoutedTheproblemissimilarhere:whichSGSNwouldthepacketsgoingfromGGSNtowardstheMSberoutedto一个路由区只能服务于一个SGSN而不能服务于两个不同的SGSN。这种局限性相当于GSM的移动性管理中的位置区只能服务于一个MSCVLR。这是电路交换呼叫到MS的正确设置。哪一个MSC将传呼到用户?电话在哪里将寻址?这个问题很相似于:对于GGSN去往MS的包哪个SGSN将做出寻址。AroutingareacannotbelongtomorethanonelocationareaOnereasonforthisisthatwewanttobeabletodocombinedlocationupdatesandroutingareaupdatesthroughtheGPRSserviceincasethereisnoconnectionthroughthecircuitswitchedservice一个路由区不能放置在多个位置区是因为如果电路交换服务是不能连接的情况下我们将通过GPRS服务去做联合的位置更新和路由区更新。AroutingareaisidentifiedbytheRoutingAreaIdentity,RAITheRAIisdefinedbytheoperatorItisbroadcastbythesystemTheGPRSMSmonitorstheRAIwhenchangingcellstoseeifanRAborderhasbeencrossedIftheRAchanges,itistheresponsibilityoftheMStoinitiatetheRAupdateprocedureThestructureoftheRAIis:RAI=MCCMNCLACRAC路由区的辨别是通过路由区标识(RAI)而RAI是由人员来定义的。他在系统中广播。GPRSMS监测RAI当MS发现更换了RA边界网元如果RA出现变化MS的责任就是初始RA更新程序。Where:MCCisMobileCountryCode国家代码MNCisMobileNetworkCode运营商代码(移动联通)LACisLocationAreaCode一个MSC(BSC)就是一个LACRACisRoutingAreaCodeThestructureoftheLocationAreaIdentityisMCCMNCLACRememberingthiswecanseethatRAIisanumberLAIRACTheRAIisoffixedlengthdigits看一看LAI的结构MCCMNCLAC从这里我们就能看出RAI号实际上就是LAIRAC这个RAI的定长是个字段。FigureOneormorecellsformaroutingareaAroutingareaisalways(总是)servedbyjustoneSGSNOneSGSNcanhandleoneormoreroutingareasARoutingareamustbecontained(包含)inonlocationareaMobilityManagementStatesXE"MobilityManagementStates"ThetrackingofthelocationofanMSdependsonthemobilitymanagementstateGPRShasthreemobilitymanagementstatesMS的位置追踪依靠移动性管理状态GPRS有三个移动性管理状态。·TheIDLEstateXE"IDLEstate"isusedwhentheMSispassive(notGPRSattached)·AnMSisinREADYstateXE"READYstate"andintheactivephasewhenitistransmittingorhasjustbeentransmitting·TheSTANDBYstateXE"STANDBYstate"isenteredwhenthesubscriberhasendedanactivephaseIDLE状态是MS的被动状态(没有进行GPRS附着)让MS在READY状态时就是一个活动阶段他已经在传送或正在传输。STANDBY是一个用户结束了活动的阶段。ThechangebetweenthestateshappensuponactivityorwhenatimerexpiresWhenanMSisintheSTANDBYstate,thelocationoftheMSintheSGSNisknowndowntoroutingarealevelWhentheMSisinREADYstate,thelocationoftheMSisknowndowntocelllevel各个状态的变化发生在活动或者定时器超时时。当一个MS在STANDBY状态下MS的位置在SGSN中是可知的routingarealevel(LAIRAC)。当MS处于READY状态MS的位置是可知的celllevel(不但知道路由区还能知道路由区以下的蜂窝)。Let’scontinueourexamplewiththediplomatThediplomatstepsoutoftheGPRSterminalshopThenewMSisswitchedoffandwecansaythatitisinIDLEstateTheMSisnotattachedtotheGPRSnetworkThenetworkdoesnotknowtheroutingareaoftheMS当一个新的手机处在关机状态是我们可以说它处于IDIE状态。MS没有附着在GPRS网络中这个网络不知道这个MS的路由区。这里的图是有问题的这里的流程图是有MSCVLR联合更新的时候的。而在我国不是采用联合更新机制的所以这里的VLR是可以忽略的应该是HLR只有一个手机IMSI号码和一个位置区域号(手机附着时候传给HLR的)。SGSN上有RA和IMSI并且对以这个RA可以对应到相应的LA上只有在GPRS网络中才有RA的概念。CS是没有这个概念的所以LA只存在与BSC而RA只存在与LA。FigureTheMSisinIDLEstateItisnotreachablebythenetworkInourcasetheMShasnotregisteredtothenetworkThereisnomobilitymanagementinformationintheHLR,VLRortheSGSNWhenthediplomatswitchesthenewMSon,thefirstthingtheMSdoesistheGPRSattachAftersuccessfullycompletingGPRSattachtheMSisinREADYstate当新的MS开机后第一时间内MS进行GPRS附着在顺利的完成GPRS附着之后MS就处于READY状态。Atthispoint,thediplomatcanreceiveshortmessagestotheMS,butshecannotbeginsurfingthewebyetIftheoptionalinterfacebetweentheVLRandtheSGSNexistsinthenetwork,ausercanalsoreceivepagingforcircuitswitchedservicesthroughtheGPRSserviceThereasonwecannotsendreceivepacketstofromexternalnetworksis,thatthereisnowvalidPDPcontextyetThereisnoconnectiontotheexternalIPnetworkyet这时MS将可以收到短消息但是她还不能上网。IntheREADYstate:·TheMSisattachedtothemobilitymanagement(GPRSattachhasbeendone)andthelocationoftheMSisdowntocelllevelinsteadofjustroutingarealevelWhentheMSisattachedtothemobilitymanagement,wesaythenetwork(SGSN)andtheMSholdavalidmobilitymanagementcontextforthesubscriber在READY状态下:MS已经附着到移动性管理上(GPRS附着已经完成)MS知道的位置区已经到达蜂窝级别。当MS已经附着在移动性管理上我们可以说用户对这网络(SGSN)和MS已经掌握了合法的移动性管理上下文。·TheMSiscapableofreceivingandsendingdataTobeabletosenddatatoanexternalIPnetwork,theMSmustalsohaveanactivePDPcontextTheSGSNcansenddatatotheMSwithoutpagingatanytimeandtheMScansenddatatotheSGSNatanytime·Thenetworkdoesnothavetopageasubscriber·TheMSmayactivateanddeactivatePDPcontextsMS可以接收和发送数据需要MS发送数据到外部IP网络这个MS也必须有一个活动的PDP上下文。在并不需要每时每刻都要发出呼叫的情况下SGSN可以发送数据到MS并且MS在任何时候都可以发送数据到SGSN。网络是不能呼叫到用户的。MS可以建立和撤销PDP上下文。IntheREADYstatetheMSdoesnotnecessarilyhaveradioresourcesreservedallthetimeTheMScanusetheDiscontinuousReception(DRX)–featuretosavebatterypowerAtimersupervisesthereadystate:theREADYtimerIfthetimerexpiresthemobilitymanagementcontextischangedtoSTANDBY在就绪状态MS不一定有一直被预留的无线电资源。MS使用非连续性接待(DRX)特性来节省电池的功率。有一个计时器监视就绪状态:叫做就绪计时器如果这个计时器超时那移动性管理上下文切换到STANDBY状态。FigureMSisinthereadystateTheMShashasperformedlocationupdatewiththeVLRandaGPRSattachwiththeSGSNIntheSTANDBYstate:·TheMSisattachedtothemobilitymanagementandthelocationoftheMSisknowndowntoroutingarealevel·IftheMSsendsdata,theMSmovestoREADYstate·ThereisavalidmobilitymanagementcontextfortheMSintheSGSNandtheMS·TheMScanreceivepagingforcircuitswitchedservicesviatheSGSN·PacketdatatransmissionisnotpossibleinthisstateIftheMSsendsdataitmovestothereadystate·MS已经完成在移动性管理中的附着并且网络知道MS的位置区为路由区等级。·如果MS发送数据MS切换到READY状态·在MS与SGSN之间STANDBY状态是合法的移动性管理上下文。·MS可以从SGSN那接收到电路交换的呼叫。·在这个状态下数据包的传输是不可行的如果MS要发送数据包必须切换到ready状态。FigureMSisinSTANDBYstateThereisanothertimercalledtheMSreachabletimerTheMSreachabletimerstartstickingwhentheMSmovestothestandbystateIfthetimerexpiresthenetworkmaydetachtheMSTheMSwouldthengotoIDLEstateandthemobilitymanagementcontextcouldberemoved这里还有另一个计时器叫做MS可及计时器当MS移动到standby状态时这个MS可及计时器就开始计时。如果这个计时器超时这个网络就会分离出MS这个MS将进入IDLE状态并且可移动管理性上下文将会去除。这里面的废话比较多说白了就是没有开机或者开机但没有附着的情况下为IDLE状态。进行附着后SGSN获得了手机的RAI但由于手机没有进行通讯没有流量所以这时处于STANDBY状态。当手机开始上网有了流量以后那就是READY状态。MobilityManagementGPRSAttachXE"GPRSAttach"andDetachWiththeGPRSAttachandGPRSDetachXE"GPRSDetach"proceduresconnectionstotheGPRSnetworkcanbeestablishedandterminatedTheMSsendsarequesttoattachordetachfromtheGPRSnetworkASGSNreceivestherequestsandprocessesthemTheresultofasuccesfulGPRSAttachisthatthemobilemovestotheREADYstateandsomethingthatiscalledamobilitymanagementcontextisestablishedintheSGSNGPRS附着和GPRS分离就是GPRS网络的建立和被终止的。MS发送请求去附着和分离GPRS网络SGSN收到请求并且处理他们。FigureGPRSattach,firsttimeinPLMN:requestforGPRSattachLet’slookatGPRSattachstepbystepInFiguretheMS()RequestsGPRSattachTheMSisnotknowninthePLMNso(a)theSGSNrequestssubscriberidentity(b)theMSsendsitsIMSI让我看看GPRS附着的步骤在表中MS()请求GPRS附着。这个手机并不知道自己所在的PLMN所以(a)SGSN向MS发送一个用户身份请求。(b)MS发送自己的IMSI。FigureGPRSattach,firsttimeinPLMN:theSGSNauthenticatesthesubscriberTherearenovalidauthenticationtripletsforthenewsubscriberintheSGSN,so(Figure)the(a)SGSNrequeststripletsfromHLRTheACgeneratesthetriplets(RAND,SRES,Kc)and(b)handsthemtotheSGSNTheSGSN(c)sendsanauthenticationrequesttotheMS(alongwithRAND)TheSIMcalculatesaSRES’,and(f)theSRESissenttotheSGSNTheSGSNverifiestheauthentication(SRES=SRES’)在SGSN中没有合法的认证新的用户所以(表)SGSN(a)向HLR发送认证请求AC引出三种认证(RANDSRESKc)并且(b)递交他们到SGSN。SGSN(c)发送一个认证请求到MS(alongwithRAND)SIM卡计算出一个“SRES”并且(f)这SRES被发送到SGSN。SGSN对认证进行审核(SRES=SRES’)用户鉴权GPRS鉴权流程和GSM原有的鉴权流程是相似的不同点在于GPRS鉴权流程是由SGSN发起的GPRS鉴权三元组存贮在SGSN中同时在开始加密时将对所采用的加密算法进行选择。下图给出GPRS用户鉴权流程。对该规程说明如下:)SGSN向HLR发出发送鉴权信息(IMSI)HLR返回鉴权信息确认(包含鉴权Triplets:RAND、SRES和Kc))SGSN向MS发出鉴权请求(RAND、CKSN、加密算法)MS返回鉴权响应(SRES)完成鉴权过程。FigureGPRSattach,firsttimeinPLMN:IMEIcheckingTheGPRSattachcontinuesinFigurewithIMEIchecking(a)TheSGSNasksfortheMSIMEI,and(b)theMSsendstheIMEI(c)TheSGSNsendsaCheckIMEImessagetotheEIRandtheEIRreplieswitha(d)CheckIMEIackthatwillincludethelisttypewheretheIMEIwasfound(unknown,white,greyorblack)GPRS的附着在表中进行IMEI检查。(a)SGSM向MS请求一个MS的IMEI(b)MS发送自己的IMEI。(c)SGSN发送一个检查IMEI信息到EIR然后EIR回复(d)检查IMEI确认。FigureGPRSattach,firsttimeinPLMN:updatinglocationinformationintheHLRandallocationofnewPTMSIWecontinuetheGPRSattach(Figure)The(a)SGSNsendsanUpdatelocationmessagetotheHLRwiththesubscriberIMSI(b)TheHLRrespondsbygivingsubscriberdatatotheSGSN(c)TheSGSNacknowledgesthatithasreceivedthesubscriberdataok(d)TheHLRendsthetransactionwithanUpdateLocationack(a)TheSGSNacceptstheGPRSattachandsendstheMSanewPTMSIPTMSIisanaliasfortheGPRSMSjustliketheTMSI(b)TheMSacknowledgesthatithasreceivedthenewPTMSITheTLLI(TemporaryLogicalLinkIdentity)isderivedfromthePTMSITheTLLIisusedasanidentifierfortheconnectionbetweentheMSandtheSGSNAfteraGPRSAttach,theSGSNstartstrackingthelocationoftheMSTheMScansendandreceiveSMS,butnootherdataTotransferotherdataitfirsthastoactivateaPDPcontextWhenthesubscriberwantstoendaconnectiontotheGPRSnetwork,theGPRSDetachisusedGPRSDetachchangesthestateoftheMStoIDLEandthemobilitymanagementcontextintheSGSN(andintheMS)isremovedTheMScanalsobeimplicitlydetachedfromGPRSifalsothemobilereachabletimerexpiresTheMSnormallyinitiatesGPRSDetach,butitcanalsobeinitiatedbythenetwork我们继续GPRS附着(表)(a)SGSN发送一个更新位置信息给拥有用户IMSI的HLR。(b)HLR回应一个用户数据给SGSN(主要是说明手机用户的权限(可以访问何种网络)和类型还有是否有使用静态地址的权力)。(c)当SGSN从HLR收到用户数据完成了SGSN向HLR发出一个确认信息。(d)最后HLR向SGSN发送更新位置信息的确认。(a)SGSN承认GPRS附着并且向MS发送一个PTMSIPTMSI在GPRSMS里只是一个化名就像PMSI。(b)当MS收到一个PTMSI将会向SGSN发送一个确认消息。TLLI(临时逻辑链接标识)从PTMSI获得。TLLI的使用作为MS和SGSN之间的连接的标识符。GPRS附着之后SGSN开始追踪MS的位置。在这时MS只能发送和接收SMS如果想发送接收其他数据就必须进行PDP上下文激活。当用户希望结束连接GPRS网络GPRS分离将开始使用。GPRS分离切换MS的状态到IDLE并且移动性管理在SGSN和MS中分离。如果移动可及的计时器超时MS会从GPRS隐含地也被分离。这时MS正常的初始GPRS分离但是网络端也可以进行初始的GPRS分离。这里有个两次鉴权的流程:所谓二次鉴权就是如果第一次在NEWSGSN上无法与OLDSGSN取得联系的时候就再次用IMSI号去再次做鉴权的过程。在第一次附着的时候MS会发给NEWSGSN一个附着请求这里面包含了OLDRAI等信息那么NEWSGSN首先将会通过这个OLDRAI去找这个OLDSGSN如果可以找的到那么将会从OLDSGSN那里获得MS的IMSI号这样第一次鉴权就成功了。但是如果用OLDRAI无法找到OLDSGSN的时候(NEWSGSN在找OLDSGSN的时候通过DNS去找OLDRAI所对应的OLDSGSN但是DNS一般只存储临近的RAI稍远一点的DNS将不做解析比如广州到东莞的RAI就做了解析但是广州到上海就不会做解析)那么鉴权就是失败的当然也就无法得到MS的IMSI号这时候手机就会利用自己的IMSI号重新再一次向NEWSGSN去做一个新的附着请求。MS发起的PDP上下文激活对该流程的说明如下:)MS向SGSN发出激活PDP上下文请求(NSAPITIPDP类型APN要求的QoSPDP配置选项))可选地执行安全性规程)SGSN根据MS提供的激活类型、PDP地址、APN通过APN选择标准来解析GGSN地址从而检查该请求是否有效A如果SGSN不能从APN解析出GGSN地址或判断出该激活请求无效则拒绝该请求。B如果SGSN从APN解析出了GGSN地址则为所请求的PDP上下文创建一个TID(IMSINSAPI)并向GGSN发出创建PDP上下文请求(PDP类型PDP地址APN商定的QoSTID选择模式PDP配置选项)。GGSN利用SGSN提供的信息确定外部PDN分配动态地址启动计费限定QoS等:A如果能满足所商定的QoS则向SGSN返回创建PDP上下文响应(TIDPDP地址BB协议重新排序请求PDP配置选项商定的QoS计费ID原因)。B如果不能满足所商定的QoS则向SGSN返回拒绝创建PDP上下文请求。QoS文件由GGSN操作者来配置。)SGSN如果收到GGSN的创建PDP上下文响应则在该PDP上下文中插入NSAPI、GGSN地址、动态PDP地址根据商定的QoS选择无线优先权然后向MS返回激活PDP上下文接受消息(PDP类型PDP地址TI商定的QoS无线优先权PDP配置选项)。此时就已建立起MS与GGSN之间的路由开始计费可以进行分组数据传送。MobilityManagementLocationManagementHowdowecopewithasituationwheretheMSwhilemovingfromonecelltoanotheratthesametimereceivespacketdataOrhowdowecopewithasituationwheretheMSmovesfromaroutingareatoanotherinSTANDBYstateTheseproblemsaresolvedwithlocationmanagementLet’sfirsttakeanexampleBeforeboardingthetrainforHelsinkiourdiplomatisdrivinginandaroundthedowntownofTampereHerMSisinREADYmodedownloadingsomelargeemailThecellchangesseveraltimes,andtheMShastoupdatecellinformationintheSGSNThelocationmanagementproceduresareagroupofmobilitymanagementproceduresthatweusetohandlethechangingofacelloraroutingareaPeriodicRoutingareaupdateisusedforcheckingthataMSthathasnotdoneanyroutingareaupdatesforsomeperiodoftimeisstillreachableTheMSperformsaCellUpdatewhenitchangescellwithinaroutingareainREADYmodeThiscouldbecomparedtoahandoverinGSMforcircuitswitchedconnectionsCellupdatehaltspossiblereceptionorsendingofdataIftheMSortheSGSNsenddataduringcellupdate,thedatamostlikelywillbelostandhastoberesentWecanalsocallthecellupdatecellreselectionFigureCellupdate当MS处于READY状态时由一个小区进入同一路由区中的另一个小区该MS会发起小区更新规程。对小区更新规程的描述如下:)MS通过发送一个任意类型的、包含其ID的上行LLC帧给SGSN来启动小区更新规程。)BSS收到该LLC帧后在相应的BSSGP帧头带上新小区的CGI给SGSN。)SGSN收到该BSSGP帧后将MS驻留的新小区的CGI保留到该MS的MM上下文以后给该MS的业务都直接发向该新小区。WhentheMSchangescellbetweenthedifferentroutingareas,itperformsaRoutingAreaUpdateTherearetwotypesofroutingareaupdates,theIntraSGSNRoutingAreaUpdateandtheInterSGSNRoutingAreaUpdateOneSGSNcanmanagemanyroutingareasIfthenewroutingareaismanagedbyadifferentSGSN,anInterSGSNRoutingAreaUpdateisperformedIfthenewroutingareai

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