本帖最后由 爱卫生 于 2011-8-6 16:56 编辑
本文来自于对《GPRS in Practice A Companion to the Specifications》一书的第5章的部分翻译。本书非常好，稍后将上传至文档区。
和帖子相关的内容翻译如下：
GPRS协议栈（站在用户的角度来看）包括两个部分：
1 用户面的数据流协议栈。这个协议栈的目的是用来处理网络协议数据单元（N-PDU即用户的实际payload）使得它们适合在空中接口上传递。这部分的协议栈在规范中叫做传输协议栈。
2 信令协议栈。由两个元素组成：
- 高层协议- Layer 3 Services Signalling 用于GPRS相关的移动性和会话管理信令。这部分在规范中叫做信令协议栈。
- RLC/MAC信令用于对无线资源的控制。(Radio Resource RR)信令以及包含的RLC/MAC信令也是L3信令，但这不属于service signaling。
这两种信令类型的区分主要是在空中接口上，高层业务信令使用PDTCH，但RLC/MAC信令使用PACCH。
以下图例1描述了MS GPRS上行高层业务信令面协议栈。
图1 ：MS GPRS上行高层业务信令面协议栈 一 GPRS信令面协议栈 图1描述了GPRS系统的信令面协议栈。图的最上面是从应用层来的等待发送的用户数据报文。这些等待发送的上层用户数据叫做网络协议数据单元（N-PDU）。为了发送N-PDU，需要建立PDP上下文。 接下来是会话管理（SM）层。这是应用层请求SM层来建立一个PDP上下文。 层之间通过交换原语(primitive)来进行通信；所有的层也都使用这些定义的原语来和上层和下层进行通信。如果是应用层到SM层的原语，除了要求SM层来建立PDP上下文之外，还需要SM层来发送相关的信息，包括： - 被叫IP地址 - 应用层希望使用哪个网络服务接入点（NSAP)来接入GPRS sub-network（子网）。 - 通信类型（例如TCP/IP) - 用于传递用户数据报文所需要的服务质量。 - 如果有SIM卡，则还需要提供用户的IP地址(SIM卡本身没有IP，但它将在PDP上下文建立时从网络侧接收到一个动态IP地址）。 - GGSN的APN也需要包含。
二 信令，会话管理SM层（GSM44.008 第6节） 一旦接收到应用（或网络层）层的请求，SM层将构建"PDP Context Activation Request"消息来传递给它的对等实体，GPRS子网SM层，位于SGSN上面。然后它将要求GPRS MM（移动性管理GMM）层来执行GPRS附着（attach）到GPRS子网上。我们在这里假设GMM层已经附着了。 GMM层告诉SM层已经附着成功了。SM层将开始转发"PDP Context Activation Request"消息给GMM层，要求它来处理这个消息。形式上来看，SM层是使用GMM层的服务来提供到它的GPRS子网对等题的通信链路的。 GMM层将封装SM消息（或者也叫做SM PDU）到一个GMM帧中并且向下传递给LLC层。 我们将把其他层的描述放在别的章节，这里我们仍然来先看SM层。SM层最终将收到GPRS子网SM层"PDP Context Activation Request Accept"消息（也有可能是PDP reject）。这个消息将对用于通信会话需要的QOS进行确认，并给予手机分配一个临时的动态地址。并且将提供一个无线优先级用于手机为发送N-PDU请求无线资源（在PRACH上发）时使用。GPRS子网将使用这个优先级来决定，何时或者是否在一个高峰时期给予手机分配相应的无线资源。无线优先级也用于also used by the mobile station in conjunction with a broadcast parameter called persistence value to determine if it is allowed to send further requests (after the first request) for radio resources on the PRACH. MS（移动台即手机终端）SM层通知它上面的网络层，PDP上下文已经建立，并给予它从GPRS子网得到的分配的动态IP地址和这个PDP上下文的Qos。 MS的网络层可能会接受或者拒绝这个PDP上下文；如果它拒绝了，那MS的SM层将通知GPRS子网 SM层（即SGSN侧的），这个PDP上下文将不被继续；如果MS网络层接受了，那SM层将通知SNDCP层（在后续的图2中描述）一个PDP上下文已经建立了。SNDCP层就知道了将要使用的无线优先级和Qos级别，以及用户层PDU希望使用哪个NSAP。 三 信令，移动性管理层（GMM） GMM层的工作任务包括： - 当收到SM层或应用层的命令时，附着到GPRS子网。附着的流程将通知GPRS子网关于MS的存在，并且允许它能识别和对MS进行鉴权并提供相应的用于加密的信息。如果MS附着到和上次附着不同的RA（Routing Area路由区），那么一个P-TMSI（packet temporary mobile subscriber identity)将被重新分配（尽管GPRS子网运营商可以在任何时间重新分配P-TMSI）。根据P-TMSI，MS和GPRS子网来生成一个本地TLLI（Local Temporary Logical Link Id)用于后续的手机侧和GPRS子网侧对手机的标识。（A local TLLI是TLLI的一种，由MS根据当前RA分配到的P-TMSI生成，如果MS发现它在一个不同的RA，那它将使用一个'foreigh' TLLI直到执行一个RA Update）。在MS中，GMM层将TLLI传递给RLC/MAC层并在TBF中包含，并且也给LLC层，用于指示其使用一个正确的TLLI。GMM层将加密密钥Ck，kc传递给LLC层用于完成加密。 - 执行一个RAU，当在小区重选时发现小区属于另一个RA或者MS中的RAU计时器超时时发生。RA的信息从RLC/MAC和LLC层传递到MS的GMM层。 - 执行一个小区更新，当MS是在‘GMM Ready’条件下并且是在相同的RA内重新选择一个小区的时候发生。 - 从GPRS子网去附着，这是由SM或应用层请求的。MS也可以由GPRS子网来决定去附着，MS的GMM层将执行这些命令。 - 为MS的SM层和GPRS子网的SM层提供一个信令的管道。 在图1中提到的信令模型，GMM层是由SM请求来执行附着的。GMM层将构建"attach request"消息并传递到LLC层，要求LLC层将其发送给SGSN的GMM层。LLC层将按照后面提到的方式传递过去。这个消息里最重要的信息就是MS的P-TMSI。以及，如果有的话，将提供加密密钥序列号cksn。 从P-TMSI，SGSN将能够识别出MS的IMSI。如果消息中指示的RA和MS尝试附着的RA不同，那SGSN将向指示的RA所属的SGSN去要MS的IMSI和签约信息。 从P-TMSI和cksn，GPRS子网运营商将决定是否对MS执行鉴权或直接进入加密模式，即不做鉴权。 如果MS的GMM层收到了从GPRS子网来的鉴权和加密的command,它将提取出RAND，交给SIM卡来生成要求的SRES(signed response)以及加密用的密钥kc。 GMM层将SRES放到消息"authentication and encryption response"里，并传递kc给LLC层。 当MS的GMM层收到了"attach accept"消息，则鉴权和加密的流程就完成了。这个消息正常情况下是加密的，并且会包含一个P-TMSI的重分配。 GMM层通知SM层，附着现在已经完成了。SM层然后将发送消息"PDP Context Activation Request"给GMM层（要求它将这个消息转发给SGSN侧的SM层）。 GMM层将这个消息放置到GMM PDU帧中并且要求LLC层来发送给SGSN侧的GMM层。GMM层将充当一个SM消息管道的功能。所有的消息都是由GMM层发出的，包括属于高层业务信令的移动性管理的信令和会话管理的信令消息。你可能记得高层服务信令总是使用逻辑信道PDTCH在空中接口上发送。 | 
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发表于 2011-8-6 16:56:46
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发表于 2011-8-8 11:12:58
