GSM层3信令中的MMMOBILITY MANAGEMENT子层.docx
《GSM层3信令中的MMMOBILITY MANAGEMENT子层.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSM层3信令中的MMMOBILITY MANAGEMENT子层.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
GSM层3信令中的MMMOBILITYMANAGEMENT子层
技术文件
技术文件名称：
GSMUm接口第三层MM子层
技术文件编号：
版本：
文件质量等级：
共页
（包括封面）
拟制刘玉平
审核
会签
标准化
批准
深圳市中兴通讯股份有限公司
1概述3
1.1MM规程3
1.2MM子层状态4
1.2.1主要状态4
1.2.2MMIDLE的子状态6
1.2.3更新状态（UpdateStatus）7
2MMIDLE状态8
2.1子状态选择8
2.2MMIDLE状态9
3MM规程11
3.1移动管理公共规程（MMcommonprocedures）11
3.1.1TMSI重分配规程（TMSIreallocationprocedure）11
3.1.2鉴权规程（Authenticationprocedure）12
3.1.3识别规程（Identificationprocedure）12
3.1.4IMSI分离规程（IMSIdetachprocedure）12
3.1.5异常中止规程（Abortprocedure）12
3.1.6移动管理信息规程（MMinformationprocedure）13
3.2移动管理特定规程（MMspecificprocedure）13
3.2.1位置更新规程（Locationupdatingprocedure）13
3.2.2周期性位置更新规程（Periodicupdating）13
3.2.3IMSI连接规程（IMSIattachprocedure）14
3.2.4普通位置更新规程（GenericLocationupdatingprocedure）14
3.3连接管理规程（Connectionmanagementsublayerserviceprovision）15
3.3.1MM连接建立（MMConnectionestablishment）15
3.3.2MM连接信息传输阶段（MMconnectioninformationtransferphase）17
3.3.3MM连接释放（MMconnectrelease）17
4消息结构18
1
概述
MM（MobilityManagement）子层的主要作用是支持用户终端的移动性，如通知网络MS的当前位置，提供用户身份安全性管理，以及向上层CM子层提供连接管理服务。
在本文中描述的所有MM规程（procedures），只有在MS与网络之间的RR连接已经建立的基础上才能完成。
本文将不详细描述与VGCS，VBS，GPRS有关的信令规程。
1.1MM规程
MM实体包含以下一些连接规程：
（1）移动管理公共规程（MMCommonprocedures）
移动管理公共规程只有在存在RR连接的基础上才能完成，它包含以下一些：
由网络侧发起：
✓TMSI重分配规程
✓鉴权规程
✓用户身份识别规程
✓MM信息规程
✓放弃规程
由MS发起
✓IMSI分离规程
（2）移动管理特定规程（MMspecificprocedures）
移动管理特定规程只在没有其它移动管理特定规程在运行的情况下或没有MM连接存在的情况下才能使用，它包含以下一些：
✓位置更新规程
✓周期性位置更新规程
✓IMSI连接规程
（3）连接管理规程（Connectionmanagementsublayerserviceprovision）
连接管理规程主要用于建立，维护和释放MS与网络之间的MM连接，在该连接上，上层CM层可以与其对等实体交换信息。
MM连接只有在没有移动管理特定规程存在的情况下才能建立。
另外可同时存在多个MM连接。
✓MM连接建立
✓MM连接信息传输
✓MM连接释放
1.2MM子层状态
下面将简单地描述一下MS侧MM子层的状态。
1.2.1主要状态
MS侧主要包含以下一些状态：
1NULL
MS在非激活状态，如关机。
3LOCATIONUPDATINGINITIATED
位置更新规程已被启动，MM等待网络侧的回应。
定时器T3210启动。
5WAITFOROUTGOINGMMCONNECTION
MM连接建立已经开始，MM等待网络侧应答，定时器T3230启动。
6MMCONNECTIONACTIVE
存在一个RR连接及网络侧对等实体，一个或多个MM连接激活。
7IMSIDETACHINITIATED
IMSI分离规程已启动，定时器T3220启动。
8PROCESSCMSERVICEPROMPT
存在一个RR连接及网络侧对等实体，MS收到一个CMSERVICEPROMPT消息，但没有回应。
9WAITFORNETWORKCOMMAND
存在一个RR连接及网络侧对等实体，但没有MM建立，等待网络侧进一步消息，定时器T3240启动。
10LOCATIONUPDATEREJECTED
位置更新规程被拒绝，正在等待RR连接释放，定时器T3240启动。
13WAITFORRRCONNECTION（LOCATIONUPDATING）
MM子层已经请求RR连接建立，以开始一个位置更新规程。
14WAITFORRRCONNECTION（MMCONNECTION）
MM子层已经请求RR连接建立，以开始MM连接建立。
15WAITFORRRCONNECTION（IMSIDETACH）
MM子层已经请求RR连接建立，以开始一个IMSI分离过程。
17WAITFORREESTABLISH
底层发生失败，受影响的CM层实体将请求重新。
18WAITFORRRACTIVE
MM子层已经请求激活RR子层。
19MMIDLE
没有MM规程在运行中，也没有RR连接存在，这是一个复合状态，它包含多个子状态，将在下面描述。
20WAITFORADDITIONALOUTGOINGMMCONNECTION
建立一个额外的MM连接已经开始，MM正在等待网络侧回应。
21MMCONNECTIONACTIVE（GROUPTRANSMITMODE）
MM子层在VGCS通道上有一个RR连接存在，只有一个MM连接激活。
（只对支持VGCS广播的MS有效）
22WAITFORRRCONNECTION（GROUPTRANSMITMODE）
MM子层已经请求一个VGCS通道上行链路的访问。
（只对支持VGCS广播的MS有效）
23LOCATIONUPDATINGPENDING
位置更新已经开始。
（只对支持GPRS的MS有效）
24IMSIDETACHPENDING
IMSI分离过程已经开始。
（只对支持GPRS的MS有效）
下面是状态迁移图：
另外一部分：
1.2.2MMIDLE的子状态
子状态又称服务状态（Servicestate）。
19．1NORMALSERVICE
用户数据可用，位置更新状态为U1，MS选择了用户登记位置区中的一个小区。
19．2ATTEMPTINGTOUPDATE
用户数据可用，位置更新状态为U2，MS选择了一个小区，可以接受上层请求，可处理紧急呼叫，其它请求将先在所选小区内触发一个位置更新过程，如果位置正常更新再处理所需请求，否则该请求被拒绝。
19．3LIMITEDSERVICE
用户数据可用，位置更新状态为U3，MS选择了一个小区，但只能提供紧急呼叫，不能提供普通服务。
19．4NOIMSI
没有有效的用户数据，（如没有SIM卡，或SIM无效），MS选择了一个小区，只提供紧急服务。
19．5NOCELLAVAILABLE
没有小区被选择，不能提供任何服务。
19．6LOCATIONUPDATENEEDED
用户数据有效，但由于某此原因，需要立即进行位置更新。
19．7PLMNSEARCH
MS正在搜索PLMN，但没有遇到19.8的情况，如果找到小区，则该状态结束，进入19.1，19.6状态，或没有找到小区，则进入状态19.5。
19．8PLMNSEARCH，NORMALSERVICE
用户数据有效，位置更新状态为U1，MS选择了用户登记位置区中的一个小区，MS正在搜索PLMN，如果找到小区，则进入19.1或19.3或19.6状态，如果没有找到小区，进入19.5状态。
19．9RECEIVINGGROUPCALL（NORMALSERVICE）
只对支持VGCS监听或VBS监听的MS有效。
用户数据有效，位置更新状态为U1。
19．10RECEIVINGGROUPCALL（LIMITEDSERVICE）
只对支持VGCS监听或VBS监听的MS有效。
用户数据有效，位置更新状态为U3。
1.2.3更新状态（UpdateStatus）
该状态信息保存在SIM卡中，更新状态只在位置更新过程时才改变（除非鉴权失败或CM服务被拒绝）。
U1UPDATED
最后的位置更新成功地完成，规程正确执行，网络侧也返回正确，在该状态，SIM卡中保存有用户登记位置区（LA）的位置区标记（LAI），也可能包含TMSI，加密KEY和加密序列码，在SIM卡中存放的位置更新状态为“updated”。
U2NOTUPDATED
最后一次位置更新失败，没有接收到网络侧正确的应答，SIM卡中没有包含任何有效的LAI，TMSI，加密KEY，加密序列码，因为兼容的原因，所有的这些都应设置成“deleted”，位置更新状态为“notupdated”。
U3ROAMINGNOTALLOWED
最后一次位置更新成功，但网络禁止漫游或用户帐号被禁止，SIM卡中没有包含任何有效的LAI，TMSI，加密KEY，加密序列码，因为兼容的原因，所有的这些都应设置成“deleted”，位置更新状态为“LocationAreanotallowed”。
2MMIDLE状态
本节主要讨论一下MS在MMIDLE状态下的行为，如果没有MM规程在运行，也没有RR连接存在，则MM就进入MMIDLE状态，如果任一MM规程启动，或RR连接建立，则MS跃迁到其它状态。
MS在MMIDLE状态下的行为，与其子状态有关，而子状态则与位置更新状态有关。
如下面的过程将会导致MS在MMIDLE各子状态之间跃迁：
✓RR连接规程执行结果
✓插入或拨出SIM卡
✓小区选择或重选
✓PLMN选择
✓出覆盖区
2.1子状态选择
MS上电后的子状态为PLMNSEARCH（19．7），MS从PLMNSEARCH跃迁到其它子状态由搜索的结果以及SIM是否存在来决定：
✓如果没有找到小区，子状态为NOCELLAVAILABLE，直到找到一个小区为止。
✓如果没有SIM卡存在，状态为NOIMSI。
✓如果MS找到小区，并且该小区属于用户登记的位置区，且T3212没有超时，则状态为NORMALSERVICE。
✓MS找到小区，并且该小区属于用户登记的位置区，且没有要求执行IMSIATTACH规程，且T3212没有超时，则状态为NORMALSERVICE。
✓如果MS在自动选择服务网络状态，并且所选的PLMN被禁止或该位置区被禁止，则状态为LIMITEDSERVICE。
✓如果MS在手动选择服务网络状态，并且没有找到所选网络的小区，则MS状态为LIMITEDSERVICE
✓对于其它情况，MS进入LOCATIONUPDATENEEDED状态。
对于下面的一些情况，MS将进入PLMNSEARCH状态：
✓在NOIMSI状态，插入SIM卡
✓在除NOIMSI，NOCELLAVAILABLE，NORMALSERVICE，RECEIVINGGROUPCALL（NORMALSERVICE）状态外的其它子状态，用户请求搜索服务网络
✓在除NOIMSI，NOCELLAVAILABLE状态外的其它子状态，出服务区
✓漫游被拒绝
✓可选，当MS在ATTEMPTINGTOUPDATE状态且在自动网络搜索状态，并位置更新尝试次数大于或等于四次。
2.2MMIDLE状态
（1）NORMALSERVICE子状态
在该状态，MS将：
✓当进入一个新的位置区时执行普通位置更新规程
✓当定时器T3211或T3213超时，执行位置更新规程
✓当定时器T3212超时执行周期性位置更新规程
✓执行IMSI分离规程
✓支持CM层请求
✓响应寻呼消息
（2）ATTEMPTINGTOUPDATE子状态
在该状态，MS将：
✓当T3211或T3213超时，执行位置更新规程
✓当服务小区的位置区标识改变时，执行位置更新规程
✓如果进入本状态的原因是因为随机访问失败或RR连接失败或RR提前释放（不是因为非正常释放）或位置更新被拒绝（原因：
重试进入新小区），则当进入一个新的小区时，执行位置更新规程。
✓如果进入本状态的原因是因为T3210超时或RR提前释放（原因是非正常释放）或位置更新被拒绝（不是因为重试进入新的小区），则不用执行位置更新规程。
✓当定时器T3212超时，执行位置更新规程
✓不执行IMSI分离规程
✓支持紧急呼叫
✓CM层请求将触发位置更新规程
✓响应寻呼（存在IMSI）
（3）LIMITEDSERVICE子状态
在该状态，MS将：
✓不执行周期位置更新规程
✓不执行IMSI分离规程
✓拒绝除紧急呼叫外的CM层连接请求
✓当进入一个新的可能提供普通服务的小区时，执行位置更新规程
✓响应寻呼消息（存在IMSI）
（4）NOIMSI子状态
在该状态，MS将：
✓不执行任何位置更新规程
✓不执行周期位置更新规程
✓如果MS关机，不执行IMSI分离规程
✓拒绝除紧急呼叫外的所有其它CM层连接请求
✓不响应寻呼消息
✓只执行默认的小区选择
（5）SEARCHFORPLMN，NORMALSERVICE子状态
在该状态，MS将：
✓当定时器T3211或T3213超时，当返回NORMALSERVICE状态且小区没有改变，执行位置更新规程。
✓当定时器T3212超时，当返回NORMALSERVICE状态，执行周期位置更新规程。
✓执行IMSI分离规程
✓支持CM来的请求
✓响应寻呼消息
（6）SEARCHFORPLMN子状态
在该状态，MS将：
✓不执行任何位置更新规程
✓不执行周期位置更新规程
✓如果关机，不执行IMSI分离规程
✓拒绝除紧急呼叫外的所有CM层连接请求
✓不响应寻呼消息
（7）RECEIVINGGROUPCALL（NORMALSERVICE）子状态
只对支持VGCS监听或VBS监听的MS有效。
（8）RECEIVINGGROUPCALL（LIMITEDSERVICE）子状态
只对支持VGCS监听或VBS监听的MS有效。
3
MM规程
3.1移动管理公共规程（MMcommonprocedures）
3.1.1TMSI重分配规程（TMSIreallocationprocedure）
TMSI重分配的目的主要是提供用户身份的保密。
根据用户的IMSI，生成一个临时用户身份标识TMSI，用于在无线接口信令中使用。
TMSI结构在GSM03．03中定义，TMSI只在某一位置区中有效，在位置区外，TMSI必须与LAI结合起来使用才可提供无二义的用户身份标识。
通常，TMSI重分配过程在每次位置区改变时执行（由网络决定）。
TMSI重分配规程可以使用本节定义的专用规程来完成，或者由一个位置更新规程（使用TMSI）来完成。
如果MS提供的TMSI网络不能识别，则网络将要求MS提供IMSI，在这种情况下，将先开始用户身份证明规程，然后再开始TMSI重分配规程。
TMSI重分配规程可在RR连接存在情况下由网络在任一时刻发起。
通常TMSI重分配规程在加密模式下进行，另外，TMSI重分配规程可与其它规程一些执行，如位置更新，呼叫建立。
网络侧通过向MS发TMSIREALLOCATIONCOMMAND消息开始该规程，同时启动定时器T3250。
TMSIREALLOCATIONCOMMAND消息包含一个新的由网络分配的TMSI和LAI或IMSI与LAI（如果需要将TMSI删除）。
MS在接收到该消息后，将LAI存入SIM卡中，如果接收到的是IMSI，MS将删除所有的TMSI，如果接收到的是TMSI，MS将其存入SIM卡中，处理完后，MS将向网络发TMSIREALLOCATIONCOMPLETE消息。
网络在收到TMSIREALLOCATIONCOMPLETE消息后，将停止定时器T3250，并认为TMSI是有效的，如果网络发送的是IMSI，则认为旧的TMSI已被删除。
如果RR连接不再需要，则网络可能要求RR子层释放该连接。
3.1.2鉴权规程（Authenticationprocedure）
鉴权规程有以下双重作用：
✓网络用于检查MS提供的身份标识是否有效。
✓网络向MS提供新的参数以生成新的加密KEY。
鉴权规程总是由网络发起并控制的。
鉴权规程执行的时机由GSM02．09决定。
网络通过向MS发AUTHENTICATIONREQUEST消息开始鉴权过程，在该消息中包含了计算响应参数的必要参数。
它还包含了加密序列码。
MS在RR连接存在的时候，应能在任何时候响应AUTHENTICATIONREQUEST消息，MS在收到该消息后返回AUTHENTICATIONRESPONSE消息。
3.1.3识别规程（Identificationprocedure）
该规程用于网络侧要求MS提供身份识别相关信息，如IMSI，IMEI。
网络侧通过向MS发IDENTITYREQUEST消息开始该规程，在该消息中带有参数指明MS需要提供的身份标识参数类型。
MS在RR连接存在的任何时候，都应参响应IDENTITYREQUEST消息，MS在收到该消息后，将向网络发IDENTITYRESPONSE消息并提供网络所需要的身份识别参数。
3.1.4IMSI分离规程（IMSIdetachprocedure）
该规程在MS进入非活动状态，或MS的用户身份标识模块被从MS移走时执行，在网络的广播消息SYSTEMINFORMATIONTYPE3中，有一个标志（ATT）用于表示IMSI分离规程是否必须。
该规程只有从MS发给网络的一个IMSIDETACHINDICATION消息，在发送完该消息后，MS启动定时器T3220，进入MM子状态IMSIDETACHINITIATE。
如是果没有RR连接存在，MM子层将请求RR子层建立RR连接，如果由于没有合适的小区存在而无法建立RR连接，则MS将重试最多20秒用于查找合适的小区，如果找到，MS将请求建立RR连接，否则MS将放弃IMSI分离规程。
如果RR连接存在，MM子层将在IMSIDETACHINDICATION消息发送之前释放所有的MM连接。
如果有移动管理特定规程在运行，则IMSI分离规程将不执行。
在网络侧，如果收到IMSI分离消息，将释放所有的MM连接，并启动正常的RR连接释放规程。
3.1.5异常中止规程（Abortprocedure）
该规程用于网络侧放弃所有的正在建立的MM连接或已经建立的MM连接。
网络侧通过向MS发ABORT消息开始该规程，在发该消息之前，网络侧将释放所有的MM连接,在发送该消息后，网络侧将开始正常的RR释放过程。
在ABORT消息中包含有异常中止的原因：
#6：
非法ME（MobileEquipment）
#17：
网络失败
MS在收到ABORT消息后，将中止所有的MM连接建立，释放所有的MM连接。
MS应等待网络侧开始释放RR连接操作。
3.1.6移动管理信息规程（MMinformationprocedure）
该规程可选。
如果实现了该规程，则在RR连接存在的任何时候，都应能处理该规程。
网络向MS发MMINFORMATION消息开始该规程，MS在收到该消息后，使用该消息中所带的参数更新存储在MS中的相应信息。
如果MS不支持该消息，则可以发MMSTATUS消息（原因#97）作为返回。
3.2移动管理特定规程（MMspecificprocedure）
移动管理特定规程只有在没有其它特定规程在运行或没有MM连接存在的时候才能启动。
在移动管理特定规程运行期间，如果CM层请求建立MM连接，该请求要么被拒绝，要么被延时直到移动管理特定规程运行结束才处理。
3.2.1位置更新规程（Locationupdatingprocedure）
位置更新规程主要用于更新MS在网络中的位置区，在LOCATIONUPDATINGREQUEST消息中，包含有指示该消息是普通的位置更新的参数，为了限制位置更新尝试的次数，在MS中有一个位置更新尝试次数计数。
MS在成功地更新位置后将在SIM卡中存入位置更新状态为UPDATED，同时还保存接收到的LAI，更新尝试次数也将复位。
在ME中，保存有一个“禁止漫游位置区列表”以及一个“禁止服务提供位置区列表”，这些列表在MS关机或SIM卡被移走或周期性地被删除。
MS在收到BCCH通道上的位置区标识后，将触发位置更新，如果更新失败，则该位置区将被加入相应的列表中。
列表一般可容纳10个或更多个LAI，如果超出了可容纳范围，最先保存的将被删除。
该规程总是由MS发起。
3.2.2周期性位置更新规程（Periodicupdating）
周期位置更新规程其实使用的是普通位置更新规程，只是在消息LOCATIONUPDATINGREQUEST中有参数指明是周期性位置更新。
周期位置更新定时器为T3212，MS在进入MMIDLE状态NORMALSERVICE子状态或ATTEMPTTOUPDATE子状态时将启动该定时器。
停止定时器T3212的时机：
✓接收到LOCATIONUPDATINGACCEPT或LOCATIONUPDATINGREJECT消息。
✓接收到AUTHENTICATIONREJECT消息
✓接收到第一个MM消息或在MM连接建立的情况下，加密模式设置完成，除非MS处于LIMITEDSERVICE状态。
✓MS响应寻呼消息后，收到除RR消息外的正确的第三层消息。
✓MS关机或SIM移走
在T3212超时后，MS开始本规程，同时再次启动T3212定时器，准备下一次更新。
如果定时器超时后，MS不是处于MMIDLE状态，则位置更新将被延迟到MS回到MMIDLE状态。
3.2.3IMSI连接规程（IMSIattachprocedure）
该规程用于MS通知网络，IMSI现处于活动状态。
在网络的广播消息SYSTEMINFORMATIONTYPE3中，有一个标志（ATT）用于表示IMSI连接规程是否必须。
IMSI规程只在位置更新状态为UPDATED并且所存储的
升级会员 