浅谈GPRS会话管理信令流程.docx

1、浅谈GPRS会话管理信令流程浅谈GPRS会话管理信令流程第一部分 概述Session Manage是指GPRS MS连接到外部数据网络的处理过程，主要功能是向用户PDP上下文的控制和处理。为了使用GPRS服务，MS(手机)首先必须通过执行GPRS-attach(GPRS附着)到SGSN（Serving GPRS Support Node, GPRS服务支持点），从而使网络知道它的存在。这一动作在MS和SGSN之间建立了一个逻辑链路，使得手机可以通过SGSN寻呼以及能够接受有GPRS数据进入的通知。在附着流程中，MS提供身份证明并指出附着的类型(GPRS-attach或者GPRS/IMSI混合附

2、着)。提供给网络的身份证明可以是P-TMSI(如果MS有可用P-TMSI)或者IMSI。在RLC/MAC层，MS使用一个TLLI(Temporary Logical Link Identity，暂时逻辑链路身份证明)证明自己的身份（当P-TMSI是可用时，外来的TLLI被接受或者当无可用的P-TMSI时外来的TLLI被一个随机的TLLI代替）。外来的或者随机的TLLI被用来作为身份证明，直到下一个新的P-TMSI被分配为止。GPRS的附着功能和IMSI附着相似：MS的鉴权编码密钥的生成TLLI的分配(通过新的P-TMSI获得)向HLR请求用户档案当GPRS附着执行完毕后（即连接到IP网络/PD

3、P激活）：MS处于待命状态，可以激活PDP上下文MS位置已被跟踪（精确到路由区）MS和SGSN之间的通讯受到保护费用信息被收集HLR知道MS的位置精确到SGSN分离流程的功能是允许MS告知网络它需要进行GPRS分离或者GPRS/IMSI分离，而网络告知MS它已经在网络中被GPRS分离或者IMSI分离了。一个点对点GPRS标识包括一个或者多个PDP(分组数据协议)地址的标识。每个PDP地址在MS, SGSN和GGSN中使用一个单独的PDP上下文表示。PDP上下文根据MM（移动性管理）流程中发起的用户位置变化来进行更新。SM包括以下流程：身份确认的PDP上下文的激活，解除和修改匿名PDP上下文的激

4、活和解除如果访问的身份是需要识别的，则SM流程只能在MS和网络之间一个GMM（GPRS Mobile Management, GPRS移动性管理）上下文已经建立起来的前提下才能被执行。如果没有建立GMM上下文，那么MM子层就必须发起建立一个GMM上下文的流程。在GMM上下文建立以后，SM才能使用GMM提供的服务。当GMM流程被执行时，正在进行的SM流程被挂起。如果访问是匿名的，则不建立GMM上下文，P-TMSI不可以被MS或者网络使用。MS为了激活AA PDP上下文就需要使用一个随机选择的TLLI来传送ACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST消息。在接收到ACTIVATE

5、 AA PDP CONTEXT REQUEST消息后，网络为AA PDP上下文分配一个附属的TLLI(A-TLLI)并传送给MS。MS在接收到分配的A-TLLI后，在AA PDP上下文的生命周期内，使用它来进行向网络的数据传输。第二部分 SM的状态PDP状态显示了PDP地址是否已经为数据传输激活。未激活：没有相应PDP地址上PDU路由和映射信息激活的：包含了MS和GGSN之间传输PDUs的映射和路由信息为了发送和接收GPRS数据，MS需要激活它需要使用的PDP地址。这一操作使得MS被相应的GGSN认识，从而建立了和外部数据网络之间的联系。用户数据经过封装和隧道传输在MS和外部数据网络之间透明传

6、输。其中PDP地址通常指的就是IP地址，分配给MS的PDP地址包括：静态PDP地址、动态HPLMN PDP地址和VPLMN PDP地址。每个MS的PDP地址不超过15个。如果请求的PDP上下文激活是网络发起的，则只能使用静态PDP地址。相应的SM实体的状态可以细分为MS侧和网络侧，关联着一个PDP上下文。MS侧有四种SM状态：1. PDP-INACTIVE：没有PDP上下文存在。2. PDP-ACTIVE-PENDING：当MS请求激活PDP上下文时，MS所处的状态。3. PDP-INACTIVE-PENDING：当MS请求解除PDP上下文时，MS所处的状态。4. PDP-ACTIVE：PDP

7、上下文是激活的。下图说明了MS侧四种SM状态之间的转换流程：网络侧有五种SM状态：1. PDP-INACTIVE：没有PDP上下文存在。2. PDP-ACTIVE-PENDING：当网络侧发起PDP上下文激活时，网络侧的状态。3. PDP-INACTIVE-PENDING：当网络侧请求解除PDP上下文时，网络侧的状态。4. PDP-ACTIVE：PDP上下文是激活的。5. PDP-MODIFY-PENDING：当网络侧请求进行PDP上下文修改时，网络侧的状态。下图说明了网络侧五种SM状态之间的转换流程：激活流程：(1) MS向SGSN发送激活请求(2) SGSN检测MS的标识信息(3) SGS

8、N将新的PDP类型和地址通知GGSN(4)-(5) GGSN创建一个上下文然后通知SGSN(6) SGSN通知手机当一个PDP上下文被激活：SGSN在MS和GGSN之间建立一个双向的逻辑通道GGSN有一个PDP地址被激活并被映射到MSMS的位置被精确到SGSN可以进行主叫和被叫数据传输解除流程MS、SGSN或者GGSN都可以发起解除PDP上下文的流程。第三部分 SM的流程PDP上下文的激活流程这个流程的目的是在MS和网络之间在特别的NSAPI上建立一个有明确QoS的PDP上下文，它可以由MS发起，或者由网络请求发起。该流程包括以下四种情况：1. MS成功发起的PDP上下文激活流程2. 网络成功

9、发起的PDP上下文激活流程3. MS发起的不成功的PDP上下文激活流程4. 网络发起的不成功的PDP上下文激活流程需要使用的计时器有：T3380：MS侧用来监视PDP上下文激活过程T3385：网络侧用来监视PDP上下文激活过程MS成功发起的PDP上下文激活流程为了请求一个PDP上下文激活流程，MS向网络发送一个ACTIVATE PDP CONTEXTREQUEST信息，进入PDP-ACTIVE-PENDING状态同时计时器T3380开始计时。ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息包括选用的NSAPI，PDP类型，PDP地址（如果MS请求的是静态地址，如为空则表示请求动态地

10、址）。MS必须确定，选用的NSAPI不能被MS种其他的SM实体使用。当接收到一个ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息后，网络选择一个基于协商的QoS无线优先级并可能回复一个ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT信息。在接收到ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT信息后，MS将停止计时器T3380，并进入PDP-ACTIVE状态，同时当该SAPI没有已经建立的逻辑链路时，MS发起建立LLC SAPI逻辑链路，由网络提供协商的QoS和无线优先级。如果网络提供的协商的QoS参数和MS请求的不同，MS可能会接受网络的QoS参数，也可能发起解除PD

11、P上下文激活的流程。如果网络提供的LLC SAPI不能被MS支持，则MS也会发起解除PDP上下文激活的流程。MS发起的不成功的PDP上下文激活流程当接收到一个ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息后，网络可能会通过向MS发送一个ACTIVATE PDP CONTEXT REJECT信息来拒绝MS发起的PDP上下文激活流程。信息需要包括原因号码，代表了下列原因：#26: 资源不足#27: APN丢失或不可认#28: 不可知的PDP地址或者PDP类型#29: 用户鉴权失败#30: 激活流程被GGSN拒绝#31: 激活流程被拒绝，不明原因#32: 服务选项不被支持#33: 用户

12、没有签订请求的服务选项的合约#34: 服务选项暂时不可用#35: NSAPI已经被使用#95-111: 协议错误当接收到一个ACTIVATE PDP CONTEXT REJECT信息后，MS将停止T3380计时，同时进入或者保持PDP-INACTIVE状态。网络成功发起的PDP上下文激活流程为了请求一个PDP上下文激活流程，网络要向MS发送一个REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息，并且计时器T3385开始计时。如果可能的话，APN也要被包含在该信息内。当接收到一个REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息后，MS将会发起一个PDP上下文激活流程

13、或者发送一条REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION REJECT信息拒绝该请求。其中的拒绝原因显示的是被拒绝的原因，例如资源不足以激活另一个上下文。MS为了发起PDP上下文激活流程而发送的ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息要包含PDP地址，PDP类型和网络在REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息中请求的APN。当接收到ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息后，网络就会停止计时器T3385。接下来的流程就和MS发起的PDP上下文激活流程一致。网络发起的不成功的PDP上下文激活流程当收到REQUEST

14、PDP CONTEXT ACTIVATION信息，MS可能会通过向网络发送REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION REJECT信息来拒绝网络请求的PDP上下文激活流程。信息中包含和REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION中一样的TI和一个附加的原因号码，代表了下列原因：#26: 资源不足#31: 激活流程被拒绝，不明原因#40: 不被支持的特性#95-111: 协议错误网络将会停止T3385计时并进入PDP-INACTIVE状态。PDP上下文激活流程异常情况该流程中可能发生的异常情况如下：1. 计时器超时MS侧：在计时器T3380第一次超时后，MS会重

15、新发送ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST，同时将T3380重置并再次开始计时。这种重传将会重复4次，在第五次T3380超时后，MS将释放所有为这次请求分配的资源并退出此次流程。自动PDP上下文激活重试不可被使用。网络侧：在计时器T3385第一次超时后，网络会重新发送REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION，同时将T3385重置并再次开始计时。这种重传将会重复4次，在第五次T3380超时后，MS将释放所有为这次激活分配的资源并退出此次流程。2. MS发起的和网络请求的PDP上下文激活流程的冲突动态PDP地址冲突：如果MS使用动态PDP寻址并同网络请求的P

16、DP地址发生冲突，则不会显示检测到冲突，但是会留给网络去处理。MS检测到静态PDP地址冲突：MS发起的和网络发起的PDP上下文激活流程的冲突被定义为在MS已经向网络发送了一个ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息，却从网络收到一个REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息，而没有收到一个ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT或者ACTIVATE PDP CONTEXT REJECT信息。注意：通常情况下，MS没有办法测试REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息中的PDP类型，PDP地址和APN是否和PDN中尝试

17、激活一个上下文中使用的那些相同。这是因为MS也许已经省略了ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息中的一个或多个使用网络提供的缺省值的参数。在这种冲突中，MS发起的PDP上下文激活流程比网络请求的PDP上下文激活流程有更高的优先级。如果MS能够比较ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息和REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息中请求的PDP类型，PDP地址和APN，并且这些参数是相等的，那么MS将会忽略REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息，同时会等待网络相应它之前发送的ACTIVATE PDP CON

18、TEXT REQUEST信息。反之，如果MS无法比较两个信息中请求的PDP类型，PDP地址和APN，则MS将向网络发送一个REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION REJECT信息，原因是资源不足，并等待一个ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT信息。网络侧检测到静态PDP地址冲突：在网络发现从MS接收到的ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息中得到的PDP地址，PDP类型和APN和网络向MS发送的REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION信息中的相同时，网络认为检测到一次冲突。在这种冲突中，MS发起的PDP上下文激活

19、流程比网络请求的PDP上下文激活流程有更高的优先级。网络将会终止网络请求的PDP上下文激活流程，同时继续进行MS发起的PDP上下文激活流程。PDP上下文的修改流程当需要修改PDP上下文激活流程或者上一次执行的PDP上下文修改流程中协商的QoS或者无线优先级，则网络调用PDP上下文修改流程。为了发起这一流程，网络向MS发送MODIFY PDP CONTEXT REQUEST信息，同时开始T3386计时。MODIFY PDP CONTEXT REQUEST信息需要包括新的MS在低层和PDP上下文相关的数据传输中使用得QoS和无线优先级。收到该消息后，如果MS接受新的QoS和指定的LLC SAPI，

20、则MS将回复MODIFY PDP CONTEXT ACCEPT信息。如果MS不接受新的QoS和指定的LLC SAPI，则MS将发起PDP上下文解除流程，在DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息中的拒绝原因是“QoS不被接受”。网络在接受到MODIFY PDP CONTEXT ACCEPT信息后停止T3386计时并将使用MODIFY PDP CONTEXT REQUEST信息中包含的新的LLC SAPI的QoS建立，重新配置或者继续使用逻辑链路。下图显示的是正常的PDP上下文修改流程：异常情况当计时器T3386第一次超时后，网络将重发MODIFY PDP CONTEXT

21、 REQUEST信息，T3386清零并重新开始计时。这一重传流程重复四次，当计时器T3386第五次超时后，网络可能继续使用原先的QoS或者会发起PDP上下文解除流程。PDP上下文解除流程这一流程的目的是解除MS和网络之间已经存在的PDP上下文。该流程必须由网络或者MS发起。MS发起的PDP上下文解除流程为了解除一个PDP上下文，MS向网络发送一个DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息，同时进入PDP-INACTIVE-PENDING状态，并开始T3390计时。这个信息包含将被解除的PDP上下文的标识以及一个包含下列情况的原因码：#25 LLC或者SNDCP失败#26

22、资源不足#36 正常PDP上下文解除#37 QoS不被接受网络将回复DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT信息。一旦收到DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT信息，MS将停止计时器T3390计时。如果本地链路未被其它PDP上下文使用，MS和网络将释放该链路。MS发起的PDP上下文解除流程网络发起的PDP上下文解除流程为了解除一个PDP上下文，网络向MS发送一个DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息，并开始T3395计时。这个信息包含将被解除的PDP上下文的标识以及一个包含下列情况的原因码：#25 LLC或者SNDCP失败#36

23、正常PDP上下文解除#38 网络故障#39 重新激活请求MS接收到该信息后，将回复一条DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT信息。一旦收到DEACTIVATE PDP ACCEPT信息后，网络将停止T3395计时。如果本地链路未被其它PDP上下文使用，MS和网络将释放该链路。网络发起的PDP上下文解除流程异常情况1. 计时器超时MS侧：当计时器T3390第一次超时后，MS将重发DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息，T3390清零并重新开始计时。这一重传流程重复四次，当计时器T3390第五次超时后，MS将释放所有分配的资源并清除和PDP上下文相关的

24、数据。网络侧：当计时器T3395第一次超时后，网络将重发DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST信息，T3395清零并重新开始计时。这一重传流程重复四次，当计时器T3395第五次超时后，MS将释放所有分配的资源并清除和该手机相关的PDP上下文数据。2. MS和网络各自发起的PDP上下文解除请求之间的冲突如果MS和网络各自发起的PDP上下文解除请求发生冲突，则MS和网络将各自回复DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT信息，并停止计时器T3390和T3395的计时。AA PDP上下文激活流程这个流程是在特殊NSAPI上，在MS和网络之间匿名建立一个有明确Qo

25、S的PDP上下文。这个流程只能由MS发起。MS成功发起的AA PDP上下文激活流程为了激活一个匿名PDP上下文，MS向网络发送一个ACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST信息，同时进入PDP-ACTIVE-PENDING状态，并开始T3380计时。只要没有辅助的TLLI分配给MS，则一个随机的TLLI将在低层被用作寻址。当收到ACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST信息后，网络选择一个基于QoS的无线优先级，分配一个AA-TID给PDP上下文，并向MS发送一个ACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT信息。该信息包含一个选定的无线优

26、先级和网络指定的QoS。如果网络提供的QoS参数和MS请求的不同，MS将接受网络提供的QoS参数。如果MS不支持网络指定的LLC SAPI，MS将发起固有AA PDP上下文解除流程。一旦收到ACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT信息，MS将停止T3380计时，进入PDP-ACTIVE状态并发起网络指定基于协定QoS的LLC SAPI的逻辑链路。不成功的AA PDP上下文激活流程一旦接收到ACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST信息，网络会通过向MS发送ACTIVATE AA PDP CONTEXT REJECT信息指示MS发起的AA PDP上下文激活

27、流程失败。该信息包括导致失败的原因及其代码，包括以下情况：#32 不支持服务项目#34 服务项目暂时不可用#90-111 协议错误MS终止T3380计时。MS发起的AA PDP上下文激活流程异常情况1. 计时器超时在计时器T3380第一次超时后，MS会重新发送ACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST，同时将T3380重置并再次开始计时。这种重传将会重复4次，在第五次T3380超时后，MS将释放所有为这次请求分配的资源并退出此次流程，同时向注册功能指明AA PDP上下文激活流程失败。自动AA PDP上下文激活重试不可被使用。AA PDP上下文解除流程隐式AA PDP上下文解

28、除流程隐式解除流程在以下各种没有信令信息交换的情况下执行:网络侧的AA PDP上下文在以下情况下将被解除：- GMM-AA中的AA READY计时器超时MS侧的AA PDP上下文在以下情况下将被解除：- GMM-AA中的AA READY计时器超时- MS改变了RA- 激活流程中MS不支持网络指定的LLC SAPI- 用户请求解除显式AA PDP上下文解除流程显式AA PDP上下文解除流程只能由网络发起。这个流程只有在检测到错误的匿名PDP上下文时才能被执行。为了解除AA PDP上下文，网络发送DEACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST信息并开始T3397计时。信息要包含

29、将被解除的AA PDP上下文的处理标识。发送该信息后，网络释放逻辑链路。MS收到该信息后释放逻辑链路，然后回复DEACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT信息。网络在收到DEACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT信息后停止T3397计时。网络发起的AA PDP上下文解除流程异常流程1. 计时器超时当计时器T3397第一次超时后，网络将重发DEACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST信息，T3397清零并重新开始计时。这一重传流程重复四次，当计时器T3397第五次超时后，网络将释放所有分配给相应MS的资源并清除相应的AA PDP上下

30、文数据。2. 低层错误如果一个低层错误在发送DEACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT信息前被指出，MS将退出该流程并将不从LLC子层分配P-TMSI。如果一个低层错误在接收到DEACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT信息前被指出，网络将退出该流程并将不从LLC子层分配P-TMSI。SM实体接收到一个SM STATUS信息如果MS的SM实体接收到一个SM STATUS信息，无线接口上没有状态变化和特殊的动作可以被执行。当在网络中收到一个SM STATUS信息后，可以被执行的动作依赖于选项。SM计时器MS侧:计时器初始值状态启动原因正常停止前4次超时T

31、338030s等待活动的PDP发送ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST收到ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT/REJECT重发ACTIVATE PDP CONTEXT REQUESTT33908s等待非活动的PDP发送DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST收到DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT重发DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST网络侧：计时器初始值状态启动原因正常停止前4次超时T33858s等待活动的PDP发送REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION收到ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST重发REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATIONT33868s等待修改PDP发送MODIFY PDP CONTEXT REQUEST收到MODIFY PDP CONTEXT ACCEPT重发MODIFY PDP CONTEXT REQUESTT33