GPRS信令流程潘沖2003-2-211GPRS系統結構2傳輸平面GSMRFMACRLCLLCSNDCPIP/X.25ApplicationGSMRFMACRLCL1bisNetwork

ServiceBSSGPRelayL1bisNetwork

ServiceBSSGPL1L2IPL1L2IPUDP/TCPGTPIP/X.25LLCSNDCPUDP/TCPGTPRelayMSBSS/PCUSGSNGGSNUmGbGnGi3信令平面MS-SGSNSGSN-HLR/EIR/SMSSGSN-MSC/VLRGSN-GSN4GPRS信道52復幀結構52TDMAFramesB0B1B2TB3B4B5IB6B7B8TB9B10B11ITDMAframeRLCBlockB0-B11為RLCBlock，包括PBCCH,PCCCH(PAGCH,PPCH,andPRACH),PACCH,PDTCH,T代表PTCCH,每個52-Multifrme中有兩個PTCCHFrame.I代表IdleFrame1個52-Multifrme可被看成2個26-Multiframe.5分組邏輯信道GroupNameDirectionFunctionPBCCHPBCCHDLBroadcastPDTCHUL&DLDataPACCHUL&DLAssociatedcontrolPTCHPRACHULRandomaccessPPCHDLPagingPAGCHDLAccessgrantPNCHDLMulticastPCCCH6GPRS移動性管理（GMM）7GMM中MS的狀態IDLE：用戶沒有附著（Attach）在GPRS網絡上，MS和SGSN上下文（Context）中沒有該用戶的路由信息，也不會進行相關的GPRS移動性管理過程。在該狀態下MS無法進行數據傳輸，也不能接收GPRS尋呼消息。STANDBY：用戶已附著在GPRS網絡上，MS和SGSN上已經建立對于該用戶IMSI的移動管理上下文，MS可以接收來自網絡方的GPRS尋呼消息，但不能傳輸數據。READY：該狀態下與STANDBY狀態相比，在SGSN移動管理上下文中用戶的信息已定位在cell級，MS會將所選cell報告給SGSN。在該狀態下，MS可以進行數據傳送。8GPRS移動性管理Idle/Standby/Ready狀態轉換9Attach信令流程7d.CancelLocationAck

7c.CancelLocation

7b.UpdateLocation

7g.UpdateLocationAck

7e.InsertSubscriberData

7f.InsertSubscriberDataAck

6d.InsertSubscriberData

6c.CancelLocationAck

6b.CancelLocation

3.IdentityResponse

2.IdentificationResponse

2.IdentificationRequest

1.AttachRequest

5.IMEICheck

3.IdentityRequest

4.Authentication

6a.UpdateLocation

7a.LocationUpdatingRequest

7h.LocationUpdatingAccept

6f.UpdateLocationAck

6e.InsertSubscriberDataAckMSBSSnewSGSNoldSGSNGGSNHLREIRoldMSC/VLRnewMSC/VLR

9.AttachComplete

8.AttachAccept

10.TMSIReallocationComplete10Detach信令流程

3.IMSIDetachIndication

2.DeletePDPContextResponse

1.DetachRequest

2.DeletePDPContextRequest

5.DetachAcceptMSBSSGGSNSGSNMSC/VLR

4.GPRSDetachIndication

2.DeletePDPContextResponse

1.DetachRequest

2.DeletePDPContextRequest

4.DetachAcceptMSBSSGGSNSGSNMSC/VLR

3.GPRSDetachIndicationHLRMSBSSGGSNSGSNMSC/VLR

3.DeletePDPContextRequest

1.CancelLocation

4.GPRSDetachIndication

2.DetachRequest

6.CancelLocationAck

3.DeletePDPContextResponse

5.DetachRequest發起SGSN發起HLR發起11GPRS移動性管理

路由區更新（RAU）LA≥RA≥CELLRAI=MCC+MNC+LAC+RAC12路由區更新信令流程MSBSSnewSGSNHLRGGSNoldSGSNMSC/VLR

2.SGSNContextResponse

3.SecurityFunctions

1.RouteingAreaUpdateRequest

2.SGSNContextRequest

6.UpdatePDPContextRequest

6.UpdatePDPContextResponse

7.UpdateLocation

10.UpdateLocationAck

12.RouteingAreaUpdateAccept

11.LocationUpdatingRequest

11.LocationUpdatingAccept

8.CancelLocation

8.CancelLocationAck

9.InsertSubscriberDataAck

9.InsertSubscriberData

13.RouteingAreaUpdateComplete

5.ForwardPackets

4.SGSNContextAcknowledge13GPRS會話管理14分組數據協議（PDP）PDP地址

PDP地址是GPRSMS在網絡層的標識，由于GPRS網絡可以支持的數據服務多種多樣（就目前而言支持IP和），那么相應的PDP地址也就可能是多種多樣的，例如： - anIPversion4address; - anIPversion6address; - anX.121address.PDP上下文（PacketDataProtocolContext） 每一個GPRS用戶都有一個或多個PDP地址，PDP地址通過PDP上下文來描述。15PDP上下文的內容APN：接入點（AccessPointName）

例如：cmwap、cmnetPDPTYPEPDPAddress: IPAddressorX.121AdressNSAPIQoSProfile16PDP上下文狀態的轉換17PDP上下文的激活18PDP上下文的去激活發起GGSN發起19GPRS的接入和數據傳輸20TemporaryBlockFlow數據傳輸在RLC層上是通過TBF來實現的，上下行TBF是相互獨立的，一個TBF可以包含很多LLC幀

TBF由TFI來標識，TFI的長度為7bits，它在RLC層數據傳輸中相當于MS的標識，因此在一個小區中不可能有兩個MS同時擁有相同的上行或下行TFI對于RLC層來說，GPRS的接入過程實際就是申請和分配TFI的過程，MS在得到TFI后，所有RLC數據塊的頭信息里都包含有該TFI的值，直到該TBF的結束。21GPRS上行接入Onephase

MS在信道請求中會說明請求1個或多個PDCH信道，系統根據該信道請求分配相應數量的PDCH和上行TFITwophase

系統根據信道請求先分配給MS保留的PDCH信道，MS用該PDCH發送PacketResourceRequest消息，該消息包含詳細的資源請求信息，系統再根據這些信息通過PacketUplinkAssignment給MS指配上行TFI和要求的PDCH22onephase接入MSNetworkPacketChannelRequestPacketImmediateAssignmentUplinkData(TLLI)UplinkData(TLLI)PRACHorRACHPAGCHorAGCHPDTCHPDTCHUplinkData(TLLI)PDTCHPacketUplinkAck/NackPACCHPDTCHUplinkData......23twophase接入MSNetworkPacketChannelRequestPacketImmediateAssignmentPacketResourceRequestPacketResourceAssignmentPRACHorRACHPAGCHorAGCHPACCHPACCHUplinkDataPDTCHUplinkDataPDTCH24GPRS上行數據傳輸中的

MACmodeGPRS是一種分組數據業務，用戶對信道的占用是共享式的，允許多個用戶使用一個PDCH信道來傳輸數據，為了避免在該PDCH的上行數據傳輸中發生碰撞，MAC層必須合理的進行資源分配，使不同用戶在不同的RLCBlock上傳輸數據，這樣，從一段時間來看，這些用戶的數據傳輸是同時進行的。MAC層進行資源分配的方式有兩種：fixed和dynamic25Fixed方式下的資源分配在fixed方式下，ImmediateAssignment或PacketUplinkAssignment消息中會有一個ALLOACTIONBITMAP，規定了MS在哪個時隙的哪些Block中可以發送數據。如果分配的Block數目不夠，MS可以從這些已分配的Block上發送請求以申請更多的資源26Dynamic方式下的資源分配USF=1USF=2USF=3USF=3MSs基站RLC數據塊系統在下行發出USF(UplinkStateFlag)值，宣告哪一個移動臺可以在下一個時段傳輸數據塊。27多移動臺的上行數據傳輸B0B1B2TB3B4B5XB6B7B8TB9B10B11XUSF=1USF=2USF=3B5XB6B7B8TB9B0B1B2TB3B4USF=1MSsUSF=228GPRS上行數據傳輸PacketUplinkAck/NackDataBlock(last)

AccessandAssignmentMSBSSPACCHPDTCHPacketUplinkAssignmentPACCHPACCHDataBlockPDTCHDataBlockPDTCHDataBlock(lastinsendwindow)PDTCHDataBlockPDTCHDataBlockPDTCHDataBlockfinalPacketAck/NackPACCHLLCPDUSGSN29GPRS尋呼MSNetworkPacketChannelRequestPacketImmediateAssignmentPacketPagingResponse(LLCframe)PRACHorRACHPAGCHorAGCHPACCHPPCHorPCHPacketPagingRequest30GPRS下行數據傳輸PacketDownlinkAck/NackMSNetworkPACCHPacketDownlinkAssignmentPACCHPDTCHPACCHfinalPacketAck/NackDataBlockPDTCHDataBlockPDTCHDataBlock(polling)PDTCHPDTCHDataBlockPDTCHDataBlockDataBlockDataBlock(last,polling)PACCHImmediateAssignmentAGCHPacketDownlinkAssignmentLLCPDUSGSNPACCH31GPRS數據傳輸中TA的獲取初始TA值的估計系統發送PacketPollingMessage要求MS上發accessburst用于初始TA值的估算；在ImmediateAssignment中不發送初始TA值，并指示MS在從連續的TA更新過程中獲得TA值之前不進行上行數據的發送；使用默認的TA值作為初始TA