2．6．4　GPRS的移动性管理

1．移动性管理状态

GPRS用户的移动性管理（MM）活动用三个不同的MM状态来描述。三种不同的MM状态分别是：IDLE状态、STANDBY状态和READY状态。每个状态描述了一定层次的功能和信息分配。这些信息存储在MS和SGSN的MM上下文中。

MM上下文也即移动性管理上下文，用户首次附着到GPRS网络上时，SGSN就要建立一个MM上下文，如果用户再次附着，SGSN会搜索SDB中已有的数据重建MM上下文。MM上下文包括用户移动性管理的一些内容，包括IMSI、MM状态、P－TMSI、MSISDN、Routing Area、Cell identity、New SGSN Address和VLR Num等。

（1）IDLE状态

在IDLE状态（空闲状态）下，MS和SGSN的MM上下文中不包含该用户的有效的位置及路由信息。

在IDLE状态下，MS可以执行PLMN选择、GPRS小区选择和重新选择过程，也可以接收PTM－M传输。但移动用户不能接收和发送PTP和PTM－G数据，也不能寻呼用户。这种情况的GPRS MS可以认为是不可达的。

为了在MS和SGSN之间建立MM上下文，MS将执行与GPRS附着的过程，即GPRS附着过程。

（2）STANDBY状态

在STANDBY状态（守候状态）下，MS和SGSN中建立了以IMSI标识的该用户的MM上下文。MS可以接收PTM－M和PTM－G业务数据，也可以接收经SGSN的电路交换业务数据。但是PTP业务的接收和发送，PTM－G数据的发送在此状态下不能执行。MS可执行GPRS路由区（RA）功能、GPRS小区选择和小区重选功能。当MS进入新的RA时，MS执行移动性管理过程通知SGSN。当MS在同一RA的小区间移动时，MS不通知SGSN。因此MS工作在STANDBY状态时，SGSN MM上下文中的位置信息仅包含路由区域信息。

在STANDBY状态，MS可以启动PDP上下文激活或PDP上下文去激活流程。在PDP上下文收发数据前，必须要激活该PDP上下文。

在网络需要给处于STANDBY状态的MS发送数据或信令且已置PPF（Paging Proceed Flag）标识时，SGSN在MS所在路由区内送寻呼请求。在MS对寻呼进行响应后，MS的MM状态从STANDBY状态转变为READY状态；同时，当SGSN接收到寻呼响应后，SGSN中MM状态也从STANDBY状态转变为READY状态。与此类似的是，当MS发送数据和信令信息时，MS的MM状态从STANDBY状态转变为READY状态；当SGSN收到MS送出的数据和信令信息时，SGSN的MM状态从STANDBY状态转变为READY状态。

无论是MS还是SGSN都可以通过启动GPRS分离规程来将MM状态迁移到IDLE状态。

如果MS可达定时器超时，SGSN发起隐含的GPRS分离规程，SGSN中的MM和PDP上下文被删除，SGSN的MM状态由READY进入STANDBY状态。此时，GGSN的PDP上下文也将被删除。

如果SGSN收到来自HLR的MAP Cancel Location消息，将删除MM和PDP上下文，同时将其MM状态由STANDBY状态迁移到IDLE状态。

（3）READY状态

在READY状态（就绪状态）下，SGSN中的MM上下文相对于STANDY状态的MM上下文扩展了一项信息——MS所驻留的小区位置信息。这项信息是MS执行相关的移动性管理规程（PDP上下文激活规程）来向网络提供的。在这种状态下，MS可以发送和接收PTP PDUs，也可以接收PTM－M和PTM－G数据，网络侧不对MS发起PS寻呼，对其他业务的寻呼可以通过SGSN实现。

无论是否为该MS分配无线资源，MM状态仍保持在READY状态，直到MM READY定时器超时。MM READY定时器超时后，MM状态转变为STANDBY状态。为了从READY状态进入IDLE状态，MS需要启动GPRS分离规程。

2．MM状态迁移

从一个状态能否转换成下一个状态与当前的状态（IDLE、STANDBY或READY）和发生的事件（例如GPRS附着）有关。

移动性管理三种工作状态迁移模型如图2．50所示。

图2．50　移动性管理状态迁移模型

（1）从IDLE向READY状态迁移

GPRS Attach（附着）：MS请求接入，并且发起至SGSN的逻辑连接。在MS和SGSN建立MM上下文。

（2）从STANDBY向IDLE状态转移

Implicit Detach（隐式分离）：SGSN内的MM和PDP上下文返回到空闲和非活动状态。SGSN内的MM和PDP上下文可以被删除。GGSN PDP将被删除。

Cancel Location（撤销位置）：SGSN从HLR接收MAP撤销位置消息，并且删除MM和PDP上下文。

（3）从STANDBY向READY状态转移

PDU（Packet Data Unit，分组数据单元）Transmission（传输）：移动台可以对一次寻呼应答，给SGSN发送一条LLC PDU。

PDU Reception（接收）：SGSN从MS接收一条LLC PDU。

（4）从READY向STANDBY状态转移

READY Timer Expiry（READY定时器超时）：MS和SGSN MM上下文返回STAND－BY状态。

Force to STANDBY（强迫进入STANDBY状态）：在READY定时器超时之前，SGSN立即返回STANDBY状态。

Abnormal RLC Condition（异常RLC条件）：在无线接口出现问题和无线传输出现不可恢复的错误时，SGSN MM上下文返回STANDBY状态。

（5）从READY向IDLE状态转移

GPRS Detach（GPRS分离）：MS和网络请求MM上下文返回IDLE状态，并且请求PDP上下文返回非活动状态。SGSN可以删除MM和PDP上下文，在GGSN内的PDP上下文将被删除。

Cancel Location（撤销位置）：SGSN从HLR接收一条MAP撤销位置消息，并且删除MM和PDP上下文。

3．移动性管理规程

GPRS的MM规程通常与附着、用户鉴权、标识校验、加密等接入控制与安全性管理等一起执行。

（1）GPRS附着功能

当MS完成GPRS附着规程后，MS就处于READY状态，在MS和SGSN中建立了该MS的MM上下文。此后，MS可以通过PDP上下文激活规程来激活其PDP上下文。

（2）GPRS分离规程

通过分离规程，用户断开与GPRS／GSM网络的连接，GPRS分离后，MS进入MM I－DLE状态。分离类型包括以下几种：

·IMSI分离；

·GPRS分离；

·联合IMSI／GPRS分离（只支持MS发起）。

MS从GPRS网络中分离可以采用显式分离和隐式分离两种方式。显式分离方式就是由MS或SGSN发送一个分离请求；隐式分离方式则是在一个已经存在的逻辑链路上，由于就绪定时器超时或者由于无线链路上发生不可恢复的错误而造成的分离。

MS实现IMSI分离的方式要随着是否存在GPRS附着而不同。已经处于GPRS附着状态的MS，可以通过SGSN来发起IMSI分离，而且可以与GPRS分离联合进行；没有附着在GPRS的MS通过与GSM IMSI分离规程一样的规程来进行IMSI分离。

（3）清除功能

清除功能允许SGSN通知HLR它已经将处于GPRS分离状态的MS的MM上下文和PDP上下文删除。事实上，在MS显式或隐式分离后，SGSN有两种选择，一种是立即删除MS的MM和PDP上下文；另一种选择是SGSN将该MS的MM上下文、PDP上下文和鉴权三元组保留一定时间，以备稍后该MS可能发起的GPRS附着时使用，以减少访问HLR的次数。