几种GPRS重要信令流程分析本文主要介绍GPRS移动管理功能和无线资源管理功能,及分组路由传输功能.GPRS的MS、SGSN的移动管理状态有空闲状态、准备状态和准备好状态.在空闲状态,MM 文本中不含位置和路由信息,用户未连接到GPRS移动管理,.在准备好状态,MM文本中有小区级的位置信息,准备状态没有小区级位置信息信息.如果要进行PDP PDU数据传输,MS应处于准备好状态.这三个状态是由各自的定时器进行监督管理的.通常情况下,MS和SGSN处于空闲状态,要进行数据传输,必须进入准备好状态,这时就要进行GPRS接入, GPRS接入过程如下:1.MS向新的SGSN发Attach Request消息,这时采用的是MS和SGSN之间的信令协议GMM-GPRS移动管理协议.该消息中包含以下参数:IMSI或P-TMSI,旧的RAI,类别,CKSN,接入种类,DRX 参数,旧的P-TMSI 标签.其中,如果没有有效的P-TMSI应使用IMSI,类别指是GPRS多时隙能力及GPRS 加密算法等.接入种类指哪一种接入,如是GPRS接入还是IMSI 接入(一般的GSM 接入),DRX指出MS是否采用不连续接收方式.如果接入时VLR改变且用到P-TMSI,则需有旧的P-TMSI.2.如果MS是用P-TMSI来标识自己,且SGSN已经改变,则新的SGSN向旧的SGSN发Identification Request消息来求得IMSI.其参数包括P-TMSI,旧的RAI,旧的P-TMSI标签.旧的SGSN用Identification Response消息,参数包括IMSI,鉴权三参数组.如果MS在旧的SGSN中找不到,旧的SGSN就以适当的错误原因作为响应.这个消息采用的是GTP隧道协议.3.如果MS在旧的和新的SGSN中都找不到,SGSN将向MS发Identity Request消息,其中参数Identity Type=IMSI,MS以Identity Response(IMSI)响应.4.鉴权和加密过程.5.设备检查过程.6.如果SGSN号码改变或初次接入,就进行路由区更新过程.(1).SGSN向HLR发Update Location消息,这是采用的SGSN-HLR之间的MAP信令协议,参数包括SGSN号码和地址,IMSI.(2).HLR 向旧的SGSN发Cancel Location消息,参数包括IMSI和取消类型.(3).旧的SGSN用Cancel Location Ack(参数为IMSI)进行应答.(4).HLR向新的SGSN发Insert Subscriber Data消息,参数为IMSI和GPRS用户数据.(5).新的SGSN证实MS在新的RA中.如果因为区域原因MS不允许在RA中接入,SGSN以适当的原因拒绝接入请求(Attach Request),然后向HLR回Insert Subscriber Data Ack 消息(包括IMSI,限制于区域用户的SGSN区域).如果因为其它原因用户检查失败,SGSN以一个适当的原因拒绝接入请求,向HLR回发Insert Subscriber Data Ack消息(含IMSI,原因).如果所有的检查都通过,SGSN为MS建立一个MM文本,并向HLR回发一个Insert Subscriber Data Ack(含IMSI)消息.(6).在取消了旧的MM文本并插入了新的MM文本后,HLR向SGSN发Updata Location Ack 消息作为对更新位置消息的响应.如果HLR拒绝了更新位置,SGSN以适当的原因拒绝MS的接入请求.7.如果在步骤1中,接入种类指出是在IMSI接入的情况下的GPRS接入,或同时GPRS/IMSI 接入,如果安装了Gs接口,则VLR将更新.VLR号码是从RA信息推的的.SGSN从HLR一收到第一个Insert Subscriber Data消息后,就开始向新的MSC/VLR进行位置更新过程.这个操作使MS记为在VLR中的GPRS接入.这是通过SGSN-MSC/VLR之间的Gs口的BSSAP+协议进行的.(1).SGSN 向VLR发Location Updating Request消息,参数包括新的LAI,IMSI,SGSN 号码,位置更新种类.如果接入种类为同时GPRS/IMSI接入,位置更新种类应为IMSI接入.否则位置更新种类应指出是正常的位置更新.VLR通过存储SGSN号码产生和SGSN的关联.(2).如果LA更新是跨MSC的,新的VLR向HLR发Updata Location消息.参数包括IMSI,新的VLR.(3).如果LA更新是跨MSC的,HLR向旧的VLR发Cancel Location消息(IMSI).(4).旧的VLR以Cancel Location Ack(IMSI)消息响应.(5). 如果LA更新是跨MSC的,HLR向新的VLR发Insert Subscriber Data消息,参数为IMSI,GSM用户数据.(6).VLR以Insert Subscriber Data Ack(IMSI)消息响应.(7).在完成了跨MSC的位置更新过程之后,HLR以Updata Location Ack(IMSI)向新的VLR响应.(8).VLR以Location Updating Accept(VLR TMSI)向SGSN响应.8.SGSN向MS发Attach Accept消息,参数为P-TMSI,VLR TMSI,P-TMSI 标签.如果SGSN分配了新的P-TMSI,应包含P-TMSI.9.如果P-TMSI或VLR TMSI改变,MS用Attach Complete消息来响应(包括P-TMSI,VLR TMSI).10.如果VLR TMSI改变,SGSN向VLR发TMSI重新分配完成(VLR TMSI)来证实VLR TMSI的重新分配.进行了GPRS连接后,MS就进入了准备好状态,在MS和SGSN中就建立了MM文本.MS然后就可以激活PDP文本.一个PTP GPRS用户有一个或多个PDP地址,每个PDP地址由在MS,SGSN,GGSN中的单个的PDP文本描述.每个PDP文本独立地处于一个PDP状态.在非激活状态对应的PDP地址的数据业务未被激活,PDP文本不包含路由和映射信息来处理对应与PDP地址的PDU,没有数据可以传输.在激活状态,对应PDP地址的PDP文本被激活,PDP文本包含传送PDU的映射和路由信息(MS和GGSN之间),激活状态的PDP文本可以根据用户位置的改变(由移动管理过程启动)更新.当启动PDP文本激活过程时,MS从非激活状态向激活状态转变.只有在准备和准备好状态,才可进行PDP文本激活,只有进行了PDP文本激活,才能进行数据传输.1.M S向SGSN发Activate PDP Context Request消息,参数包括NSAPI,PDP类型,接入点名,要求的QoS,PDP配置.PDP地址指示是否要求使用动态地址或静态PDP地址,用接入点名选择与外部网连接的参考点,PDP配置用来要求GGSN的PDP参数,透明的经过SGSN.2.安全功能.3.S GSN使Activate PDP Context Request消息有效,通过使用由MS和PDP文本用户记录提供的PDP类型,PDP地址,接入点名,并由此推出GGSN地址,如果不能推出,或SGSN认为PDP 文本激活请求消息无效,则SGSN拒绝PDP文本激活请求.如果GGSN地址可推出,SGSN就为请求的PDP文本产生TID(结合MM文本中的IMSI和从MS来的NSAPI)如果MS请求一个动态地址,SGSN让GGSN分配一个动态地址.SGSN限制QoS属性,现在的负载,QoS.SGSN向GGSN 发送一个Create PDP Context Request消息.参数包括:PDP类型,PDP地址,接入点名QoS,TID,选择方式, PDP配置.接入点名应是APN网络标识,如果要求用动态地址,PDP地址应空.GGSN应用接入点名来发现外部网络.选择方式指示用户的APN是否被选择,或是否是否非用户的APN被选择.GGSN用选择方式来决定是否接受或拒绝PDP文本激活.GGSN限制QoS,给出它的能力和当前负载.然后GGSN向SGSN回送一个Create PDP Context Response 消息,其参数为TID,PDP地址,BB协议,要求的重序,PDP配置选择,QoS,原因.如果GGSN分配了一个PDP地址,也包含PDP地址.BB协议指示是TCP或UDP用来在骨干网的SGSN和GGSN之间传输用户数据.要求的重序指示SGSN应在向MS发送N-PDU前重新为N-PDU建立顺序.PDP配置选择包含可选的PDP参数,这些参数,GGSN可向MS传输.这些可选的PDP参数可在Activate PDP Context Request消息中由MS请求,或被GGSN发送.PDP配置选择透明地经过SGSN传输.4.S GSN在它的PDP文本中插入NSAPI和GGSN地址,如果MS要求了一个动态地址,从GGSN来的PDP地址也被插入PDP文本中.SGSN选择了一个在QoS协商的基础上的无效优先级,向MS返回一个Activate PDP Context Accept消息,参数为PDP类型,PDP地址,NSAPI,QoS 协商,无线优先级,PDP配置可选.现在SGSN能在GGSN和MS之间路由PDP PDU了.MS通过比较当前小区标识和MM文本中的小区标识,来检测是否进入了新的小区,同样,通过周期性的比较RAI和MM文本中的RAI来检测是否进入新的RA.MS通过测量信号强度来比较.MS小区的更新是通过MS向SGSN发送上行的任意的LLC帧,其中包含MS的标识来实现的,在LLC PDU中也在BSSGP PDU中包含了新小区的标识.路由区的更新是在MS进行了GPRS接入后才可以进行.见下:1.M S向SGSN发送Routeing Area Updata Request消息,参数包括旧的RAI,旧的P-TMSI标签,更新种类.更新种类应指出是RA更新.BSS应在将消息转送到SGSN之前,加上小区的标识,SGSN应能根据增加的小区的标识来推断出新的RAI.2.安全功能.3.S GSN证实MS在新的RA,如果由于本地的或国家的或国际的限制,MS不允许在RA中接入或用户检查失败,则SGSN拒绝路由区更新,如果所有的检查成功,SGSN为MS更新MM文本,可分配一个新的P-TMSI.Routeing Area Updata Accept(P-TMSI,P-TMSI标签)消息返回MS.4.如果P-TMSI重新分配,MS通过Routeing Area Updata Complete消息进行响应.如果是跨SGSN的路由区更新,见下:1.M S向新的SGSN发Routeing Area Updata Request消息,参数包括旧的RAI,旧的P-TMSI 标签,CS连接,更新种类,更新种类应指示为RA更新.BSS在将消息转到SGSN之前加一个小区的标识.SGSN应能从增加的小区标识推断出新的RAI和LAI.CS连接指示MS是否正有CS 连接.如果是,SGSN不应向MSC/VLR发Location Updating Request消息,并不更新MS的MM文本中的VLR地址.2.新的SGSN向旧的SGSN发送SGSN Context Request消息来得到MS的MM和PDP文本,参数包括RAI,TLLI,旧的P-TMSI标签,新的SGSN地址.旧的SGSN证实旧的P-TMSI标签,如果它与旧的SGSN中存储的值不符,则以一个适当的错误原因响应.这将启动新的SGSN的安全功能,如果安全功能正确地为MS鉴权,新的SGSN将向旧的SGSN发送SGSN Context Request 消息.参数包括旧的RAI,TLLI,证实的MS,新的SGSN地址.如果旧的P-TMSI标签有效,或新的SGSN指示它已授权MS,则旧的SGSN以SGSN Context Response消息响应,参数为MM文本,PDP文本,LLC Ack如果MS不为旧的SGSN所知,则旧的SGSN以适当的错误原因响应.旧的SGSN存储新的SGSN地址以允许旧的SGSN向新的SGSN前转分组数据.LLC Ack包含了MS用的LLC连接的响应.每个PDP文本包含下一个下行N-PDU的GTP序列号和提供隧道传输到GGSN的下一个上行的N-PDU的GTP的序列号,旧的SGSN开始一个定时器.3.安全功能.4.如果用户至少激活了一个PDP文本,则新的SGSN将向旧的SGSN发送SGSN Context Acknowlelge消息.这告诉旧的SGSN新的SGSN已准备接收属于激活的PDP文本的分组数据.如果安全功能不能正确的授权MS,则路由区更新将被拒绝,新的SGSN将向旧的SGSN发送拒绝指示.旧的SGSN继续,如同SGSN 文本请求消息未收到.5.旧的SGSN开始向新的SGSN隧道传输N-PDU.在2中定时器溢出之前收自GGSN的N-PDU也将隧道传输到新的SGSN.已经发送到MS但未被MS确认的N-PDU也和传输最后N-PDU段的LLC帧的号码一起隧道传输.2中的定时器溢出后将没有N-PDU前转到新的SGSN.6.新的SGSN向涉及的GGSN发送Updata PDP Context Request消息,参数包括新的SGSN地址,TID,QoS协商.GGSN更新其PDP文本域,并返回Updata PDP Context Response消息.7.新的SGSN向HLR发送Updata Location消息告诉HLR改变了SGSN.8.H LR发送Cancel Location消息到旧的SGSN.如果2中的定时器不运行,旧的SGSN去除MM 和PDP文本,否则必须要等到定时器溢出再去除文本.这允许旧的SGSN完成N-PDU 的前转,也确保当MS启动另一个路由更新过程MM和PDP文本仍在旧的SGSN中.旧的SGSN用Cancel Location Ack消息响应.9.H LR向新的SGSN发送Insert Subscriber Data,新的SGSN证实MS在新的RA中,如果所有的检查成功,SGSN为MS建立MM文本,并回送Insert Subscriber Data Ack消息到HLR.10.HLR向新的SGSN送Updata Location Ack.11.如果旧的SGSN与MSC/VLR之间存在关联,新的SGSN向VLR发送Location Updating Request消息.VLR存储SGSN号码,回以Location Updating Accept.12.新的SGSN证实MS在新的RA中,如果所有的检查通过,新的SGSN为MS建立MM和PDP 文本,在MS和SGSN之间建立了一个逻辑链路.新的SGSN向MS回以Routeing Area Updata Accept消息,参数为P-TMSI,LLC Ack,P-TMSI标签.LLC Ack包含LLC连接的响应,保证在更新之前成功的传输N-PDU.13.MS以Routeing Area Updata Complete消息确认新的P-TMSI（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
