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WBUB-010-1

ZXWN系统——

PS信令流程V0411

中兴通讯学院

课程经理：刘瑾


课程内容：

•PS域相关标识

•PS域业务流程

•GMM及相关信令流程

•SM及相关信令流程


PS域相关标识

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3G TS 23.003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

GSN号码（ GSN number ）

• 每个SGSN应有一个SGSN号码用于与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（ GSN Address ）• 每个SGSN和GGSN应有一个IPｖ4类的IP地址，或可选地有一个IPｖ6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 (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LA。

• 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（ Network Service Access PointIdentifier ,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(Radio Access Bearing ID ,RAB ID)

• CN通过Iu-PS与RNC的通信，RAB ID用来标识无线接入承载，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RAB ID信息单元中包括NSAPI。


PS域相关标识

GGSN associated with:X.121 address

IP address SAP

Gi

GGSN associated with:IP address

Gi

MS

RAB ID

X.25 /X.75

IP

NSAPI-2

RB Identity

RB Identity RB Identity

RB Identity RAB ID

RAB ID

RAB ID

RNC 3G-SGSN

Access Stratum

NSAPI-1 NSAPI-1NSAPI-1

X.121 address SAP

NSAPI-1

NSAPI-2 NSAPI-2 NSAPI-2

UTRAN SGSN GGSN


PS域相关标识

PDP 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 (Tunnel Endpoint ID,TEID) • 隧道端点标识符由GPRS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Iｕ口的RANAP）消息交换TEID的值。

• TEID基于NSAPI和IMSI（或在Iｕ口的RAB ID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(接入点名，Access 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“company.com”或“service.company.com”）。

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。APN correspond to a GGSN domain name


www.zte.com.cn.mnc<MNC>.mcc<MCC>.gprs

APN网络标识符

APN营运者标识符

PS域相关标识


课程内容：

• PS域相关标识

• PS域业务流程

• GMM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

一、PS域信令流程

MSMS UTRANUTRAN SGSNSGSN GGSNGGSN PDNPDN

PDUPDU

1. 1. 无线接入段无线接入段 3. 3. 外部网络接入段外部网络接入段2. 2. 核心网络段核心网络段

RAB ID TEID IP


• 外部网络向MS发送数据


MSMS UTRANUTRAN SGSNSGSN GGSNGGSN PDNPDN

PDUPDU

1. 1. 无线接入段无线接入段 3. 3. 外部网络接入段外部网络接入段2. 2. 核心网络段核心网络段

RAB ID TEID IP


• MS发起的分组数据业务


4. 分组数据传送

1建立无线连接

2.GPRS附着•附着请求•鉴权加密•位置更新•P-TMSI 重分配

3.PDP 上下文激活

UTRAN SGSN HLR GGSN PDNMS


• 网络发起的分组数据业务


7. Transmission of packet data

1.GGSN收到 PDP PDU

2.GGSN从HLR获得MS路由信息

6.PDP 上下文激活

UTRAN SGSN HLR GGSN PDNMS

3.GGSN通知SGSN收到外部网络 PDP PDU

4.在RA对MS寻呼

5.SGSN向MS请求激活PDP


二、GMM及相关信令流程

L1L1

GMM/SMGMM/SM/SMS/SMS

RRCRRC

MSMS UTRANUTRAN 33GG--SGSNSGSN 33GG--GGSNGGSN

L2L2

L1L1

TCP/UDPTCP/UDP

IPIPMACMAC

RLCRLC

RANAPRANAP GTPGTP--CC

AAL5AAL5

ATMATM

SignallingSignallingBearerBearer

SCCPSCCP

L2L2

L1L1

TCP/UDPTCP/UDP

IPIP

GTPGTP--CCRRCRRC RANAPRANAP

L1L1

MACMAC

RLCRLC

AAL5AAL5

ATMATM

SCCPSCCP




• GMM基本概念• GPRS移动性管理• 包括

• 普通流程：P－TMSI重分配、鉴权、标识、GPRS Information

• 特定流程：Attach、Detach、路由更新、服务请求、Paging响应

• MS和SGSN存储用户的MM上下文（MM状态及相关信息就组成了MM上下文；一个用户（或IMSI)对应唯一的一个MM上下文，MM上下文存在于MS、SGSN中）。



• GMM状态转移图PMM-

DETACHED

PS Attach

PS SignalingConnection Release

PS SignalingConnection Establish

PS Detach

PMM-CONNECTEDPMM-IDLE

Detach,PS Attach Reject,RAU Reject

MS MM States

SM-ACTIVE orINACTIVE SM-ACTIVE or

INACTIVE

PMM-DETACHED

PS Detach

PMM-CONNECTED

Serving RNCrelocation3G-SGSN MM States

SM-ACTIVE orINACTIVE

SM-ACTIVE orINACTIVE

Detach,PS Attach Reject,RAU Reject

PS Attach

PS SignalingConnection Establish

PS SignalingConnection Release

PMM-IDLE



• 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）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



• 鉴权

Send Authentication Info

Authentication Request Send Authentication Info Ack

Authentication Response

MS RNS HLR SGSN



• P-TMSI重分配

P-TMSI Reallocation Complete

P-TMSI Reallocation Command

MS RNS SGSN



• 标识校验

Identity Response Check IMEI

Identity Request

Check IMEI Ack

MS RNS EIR SGSN



• 附着


5d. Insert Subscriber Data

5c. Cancel Location Ack

5b. Cancel Location

3. Identity Response

2. Identification Response

2. Identification Request1. Attach Request

3. Identity Request

4. Authentication

5a. Update Location

5f. Update Location Ack

5e. Insert Subscriber Data Ack

MS UTRAN new SGSN old SGSN GGSN HLREIR

7. Attach Complete

6. Attach Accept


• 分离（MS发起）

2. Delete PDP Context Response

1. Detach Request 2. Delete PDP Context Request

4. Detach Accept

MS UTRAN GGSNSGSN MSCS/VLR

3. GPRS Detach Indication

5. PS Signalling Connection Release



• 分离（网络发起）


1. Detach Request 2. Delete PDP Context Request

4. Detach Accept

MS UTRAN GGSNSGSN MSCS/VLR

3. GPRS Detach Indication

5. PS Signalling Connection Release



• 路由更新（Intra SGSN）

RNC

2

3 4RNC

SGSN

RAI

1

RAI

2

MS

MS

12



• 路由更新（Intra SGSN）

1. Routeing Area Update Request

3. Routeing Area Update Accept

2. Security Functions

MS RNS SGSN

4. Routeing Area Update Complete



• 路由更新（Inter SGSN）

5

2 4 1

HLR

SGSN 1

SGSN 2

MS

MS

3

5



• 路由更新（Inter SGSN）


MS BSS new SGSN HLRGGSNold SGSN

2. SGSN Context Response3. Security Functions

1. Routeing Area Update Request2. SGSN Context Request

6. Update PDP Context Request

6. Update PDP Context Response

7. Update Location

10. Update Location Ack

11. Routeing Area Update Accept

8. Cancel Location

8. Cancel Location Ack

9. Insert Subscriber Data Ack

9. Insert Subscriber Data

12. Routeing Area Update Complete

5. Forward Packets

4. SGSN Context Acknowledge

C3

C2

C1


• SRNC重定位

LA2RA2

HLR/AuC

oldSGSN

GGSN

newSGSN

sourceSRNC

MS

targetRNC

LA1,RA1

L A 1 , R A 1

M S

H L R /A u C

o ldS G S N

s o u rc eR N C

G G S N

n e wS G S N

ta rg e tS R N C

L A 2 , R A 2



• SRNC重定位


MS TargetRNC

SourceRNC

OldSGSN

NewSGSN GGSN

3. Forward Relocation Request4. Relocation Request

2. Relocation Required

6. Relocation Command5. Forward Relocation Response

4. Relocation Request Acknowledge

9. Relocation Detect

11. Relocation Complete12. Forward Relocation Complete

10. RAN Mobility Information

10. RAN Mobility Information Confirm

Establishment of Radio Access Bearers

13. Update PDPContext Request14. Iu Release Command14. Iu Release Complete

1. Decision to performSRNS relocation

8. Relocation Commit7. Forwarding of data


12. Forward Relocation Complete Acknowledge


• 服务请求（MS发起）


SGSNMS

2. Service Request


RNC1. RRC Connection Request

8. Uplink PDU

1. RRC Connection Setup

4. Radio Access Bearer AssignmentRequest

6. Radio Access Bearer AssignmentResponse

5. Radio Bearer Setup

6. Radio Bearer SetupComplete

HLR GGSN

7. SGSN-Initiated PDP Context Modification

4. Service Accept


• 服务请求（网络发起）


7. SGSN-Initiated PDP Context Modification Procedure

8. Downlink PDU

SGSNMS


RNC

3. RRC Connection Request

1. Downlink PDU

3. RRC Connection Setup

6. Radio Access Bearer AssignmentRequest

6. Radio Access Bearer AssignmentResponse

6. Radio Bearer Setup

6. Radio Bearer SetupComplete

2. Paging2. Paging

4. Service Request

HLR GGSN


三、SM及相关信令流程

L1L1


RRCRRC

MSMS UTRANUTRAN 33GG--SGSNSGSN 33GG--GGSNGGSN

L2L2

L1L1

TCP/UDPTCP/UDP

IPIPMACMAC

RLCRLC

RANAPRANAP GTPGTP--CC

AAL5AAL5

ATMATM


SCCPSCCP

L2L2

L1L1

TCP/UDPTCP/UDP

IPIP

GTPGTP--CCRRCRRC RANAPRANAP

L1L1

MACMAC

RLCRLC

AAL5AAL5

ATMATM

SCCPSCCP




• SM基本概念• 会话管理• 包括

• PDP上下文的管理（建立、删除、修改）• GGSN、SGSN和MS存储用户的PDP上下文• 用户可以有多个PDP上下文对应不同应用• 对应每个PDP上下文有一个PDP地址用来标识

MS



• PDP上下文• PDP状态及相关的描述信息• 包括

• PDP context Identifier• PDP Type、PDP State、PDP Address• APN• TEID for Gn• TEID for Iu• Qos• Send/Receive PDU Number等



• PDP状态转移图

Deactivate PDP Contextor

MM state change to IDLEor PMM-DETACHED

Activate PDP Context

INACTIVE

ACTIVE



• 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



• 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 Request

3G-SGSNUTRANMS

2 Radio Access Bearer Setup

3. Invoke Trace



• PDP激活（网络发起）

UTRAN SGSN GGSN

3. PDU Notification Request

HLR

1. PDP PDU

2. Send Routeing Info for GPRS

2. Send Routeing Info for GPRS Ack

4. Request PDP Context Activation

5. PDP Context Activation procedure

3. PDU Notification Response



• PDP修改（MS发起）

GGSN



SGSNUTRANMS

1. Modify PDP Context Request

5. Modify PDP Context Accept

4. Radio Access Bearer Modification



• PDP修改（SGSN发起）

GGSN



SGSNUTRANMS




6. Invoke Trac e



• PDP修改（GGSN发起）

PDP Context Response

GGSN

5. Update


SGSNUTRANMS






• PDP去激活（MS发起）

3G -GGSN


2. Delete PDP Context Request

3G -SGSNUTRANMS

1. Deactivate PDP Context Request

3. Deactivate PDP Context Accept

4. Radio Access Bearer Release



• PDP去激活（SGSN发起）

GGSN

1.Delete PDP Context Response

1.Delete PDP Context Request

SGSNUTRANMS






• PDP去激活（GGSN发起）

GGSN

3.Delete PDP Context Response

1.Delete PDP Context Request

SGSNUTRANMS





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