移动性管理(MM)
GSM学习报告_MM基本流程
目录一、概述 (2)1.1 MM和GMM流程 (2)1.1.1 MM流程 (2)1.1.2 GMM流程 (3)1.1.3 GPRS MS中MM和GMM的协调 (4)1.2 MM子层状态 (4)1.2.1 MS端 (4)1.2.2 更新状态 (7)1.2.3 MM子层状态NW端 (8)1.3 GPRS移动管理（GMM）子状态 (8)1.3.1 MS端 (8)1.3.2 GPRS更新状态 (9)1.3.3 GMM移动管理状态 (9)二、MM一般流程 (10)2.1 TMSI再分配流程 (10)2.2 鉴权流程 (10)2.3 识别流程 (11)2.4 IMSI detach流程 (11)2.5 中止流程 (12)2.6 MM信息流程 (12)三、MM特殊流程 (12)3.1 位置更新流程 (12)3.2 周期位置更新 (13)3.3 IMSI attach流程 (13)3.4 一般的位置更新流程 (13)四、连接管理子层服务提供 (14)4.1 MM连接建立 (14)4.2 MM连接信息传输阶段 (15)4.3 MM连接释放 (15)五、通过MM entity接收到MM STATUS消息 (15)六、GPRS服务基本的移动管理流程 (15)6.1 GPRS移动管理定时器 (15)6.2 GPRS attach流程 (15)6.3 GPRS detach流程 (15)6.4 路由区更新流程 (15)6.5 P-TMSI再分配流程 (15)6.6 鉴权和加密流程 (15)6.7 识别流程 (16)6.8 寻呼流程 (16)6.9 通过GMM entity收到一个GMM STATUS消息 (16)6.10 GMM支持匿名接入 (16)6.11 GMM信息流程 (16)MM（移动管理）的基本流程——chapter4的内容一、概述MM子层的功能：支持用户终端的移动性，比如当前位置的提醒，提供用户的身份保密等。
移动性管理
3.2.3 移动性管理3.2.3.1 路由区的划分前面已提到，在GPRS中是按路由区（RA）来进行位置管理的。
路由区是位置区的子集，即一个位置区可以作为一个路由区，也可进一步划分为几个路由区。
每个路由区都只有一个SGSN对其提供服务。
3.2.3.2 移动性管理状态GPRS的移动性管理的功能主要是依靠MS、SGSN、HLR结合相应用户的MM上下文来配合实现的。
移动性管理有下述三种状态：●空闲状态：用户未附着到GPRS上，MS和SGSN中的MM上下文没有有效内容且不执行移动性管理，MS只能接收PTM-M数据，不能收发PTP和PTM-G数据，也不能被寻呼。
●待命状态：用户附着在GPRS上，MS和SGSN中的MM上下文已建立，可在RA的层次上进行移动性管理。
✓MS：可接收PTM-M、PTM-G数据以及寻呼消息，但不能发送和接收PTP数据，也不能发送PTM-G数据。
✓SGSN：可接收MT PTP或PTM-G数据，然后向MS发出寻呼，寻呼应答后转入准备就绪状态。
●准备就绪状态：可在小区的层次上进行移动性管理。
✓MS：可发送和接收PTP数据；可接收PTM-M和PTM-G数据。
✓SGSN：不能对该MS进行GPRS寻呼，但可经GPRS对该MS进行其他业务（如CS）的寻呼。
MS、SGSN在不同事件的触发下，在这三种状态之间进行转换。
如上所述，每种状态对应了一种确定的功能级以及一系列相关信息，这些状态及相关信息就组成了MM上下文，在MS和SGSN中进行维护和控制。
一个用户（或IMSI）对应唯一的一个MM上下文。
3.2.3.3 移动性管理的协议配置如图3－4所示，在空中接口Um处，采用GMM/SM（GPRS移动性管理和进程管理）协议来实现移动性管理规程。
GMM/SM协议分布在MS和SGSN中，利用其下层的LLC 和RLC/MAC 协议来支持消息传送。
在网络侧，SGSN和HLR之间（Gr接口）以及SGSN和EIR之间（Gf接口）将采用MAP 协议来支持移动性管理规程；在SGSN和MSC/VLR之间的可选接口Gs上，采用BSSAP+协议来支持移动性管理。
2024年度移动通信课程标准
A
B
C
D
信令流程
包括呼叫建立流程、呼叫释放流程、位置 更新流程和切换流程等，涉及多个网元和 接口之间的协同工作。
Um接口
连接MS和BSS之间的空中接口，采用无线 通信技术，实现无线信号的收发和处理。
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CATALOGUE
移动通信终端设备
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移动通信课程标准
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CATALOGUE
目 录
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• 课程概述与目标 • 移动通信基础知识 • 移动通信关键技术 • 移动通信网络架构与协议 • 移动通信终端设备 • 移动通信业务与应用 • 移动通信网络安全与隐私保护
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01
CATALOGUE
课程概述与目标
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正交频分复用（OFDM）技术
掌握OFDM的基本原理、特点和在移动通信中的 应用，如4G/5G中的OFDM技术。
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04
CATALOGUE
移动通信网络架构与协议
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移动通信网络架构
基站子系统（BSS）
包括基站控制器（BSC）和基站收发 信台（BTS），负责无线信号的收发 和处理。
移动交换子系统（MSS）
包括移动交换中心（MSC）和访问 位置寄存器（VLR），负责呼叫建立 、保持和释放等控制功能。
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操作维护子系统（OSS）
提供网络管理和维护功能，包括配置 管理、故障管理、性能管理和安全管 理等。
移动台（MS）
包括移动终端（MT）和用户识别模 块（UIM），是用户使用的设备，负 责无线信号的接收和发送。
MM,RR,CC的概念
GSM移动无线接口第三层的信息有很多种，而我们在路测中主要是处理一些故障，所以一般只显示常用的几种，包括无线资源管理（RR）移动性管理（MM）、呼叫控制（CC）三方面信息。
CC层的主要功能为建立、维持和释放呼叫；MM层的功能主要为位置管理—通信RR层的主要功能为在无线接口上管理传输路径及切换。
呼叫流程分为：通话建立、呼叫释放、位置更新、呼叫重建和DTMF协议控制。
分别从RR、MM、CC三层中以通话建立（手机作主叫）为例：首先是RR层连接的建立：手机通过RACH（随即接入信道）上行发送channel request信令，发送建立的原因（起呼、紧急呼叫、呼叫重建和寻呼响应等）和随机参考值（RAND）；BSC通过AGCH（接入运行信道）发送immediate assignment(立即指派)，在Um接口建立MS与系统间的无线连接，分配SDCCH。
至此，RR连接建立。
MM层连接的建立：MS上行通过CCCH发送CM service request，请求业务（如电路交换连接、短线业务等）；移动交换中心通过SDCCH下行发送auth request(鉴权请求)；MS通过SDCCH上行发送auth response(鉴权响应)；交换中心通过SDCCH下行发送ciphering request (加密命令)；MS在SDCCH上行发送ciphering complete （加密完成）。
至此，MM层建立完成。
CC层连接的建立（CC层开始使用的都是SDCCH信道）：手机上行发送set up (呼叫请求)，请求内容为呼叫请求的业务种类以及MS发送方式、编码保准等；交换中心下行发送call confirmed （呼叫确认）并下行发送alerting (振铃)，MSC发送提醒消息给BSS，如果MS 收到提醒消息，就应当接通话音通路，此时主叫用户可以听到振铃声，表示被叫用户正在振铃；MSC通过BSS发送connect（连接）消息给MS,表示连接证实消息，停止所有本地产生的振铃指示，进入“激活”状态；BTS进一步把收到的消息assigment command发送给MS，分配TCH, 然后MS→BTS→BSC→MSC (FACCH)把assigment complete由移动台发送给网络以指示移动台已成功建立主信令链路,BSS证实MSC获取信道,通知MS此时释放SDCCH，使用TCH 信道，并下行发送connect acknowledge连接确认，表示网络接收连接。
5G(NR)网络中的移动性管理(MM)
5G(NR)网络中的移动管理MM(Mobility Management)主要涉及到NAS注册过程;从核心网络接口的角度来看，主要涉及到N1/N2接口。
5GMM的主要功能在3GPP 24.501-5.1.2
有详细介绍；
1. 5G(NR)移动管理内容
注册
注销
不活动进程
连接模式进程
网络启动的NAS传输
初始身份验证和密钥协商程序
安全模式控制
通用的上网配置更新
UE启动的NAS传输
连接管理进程
业务请求
寻呼
通告
2.5G(NR)的移动性管理机制
5G(NR)中的移动性管理是一个非常复杂的过程，在24.501中描述了大约150页，其管理内容可简单通过下图理解:
2.1 UE侧的MM状态（24.501 Figure 5.1.
3.2.1.1.1: 5GMM main states in the UE）
2.2 网络侧的MM状态（24.501 Figure 5.1.
3.2.3.1.1: 5GMM main states in the network）
3. 5G(NR)网络移动性管理中的NAS信令处理
5G(NR)网络移动性管理中通过空口(OTA)传递的NAS信令消息主要内容如下；每条消息涉及的NAS信息均在24.501-8.2中有详细描述。
·鉴权
·注册
·UL/DL NAS消息传递
·去注册
·业务请求
·配置更新
·身份请求
·通知
·加密模式建立
·5G移动性状态。
固定移动融合技术介绍与分析
固定移动融合技术介绍与分析摘要：FMC（Fixed Mobile Convergence，固定移动融合）是当前运营商应对市场竞争的有效手段，是电信网络未来的发展方向，也是备受业界关注的热点话题。
本文主要介绍FMC 的多种实现方案，如非授权移动接入(UMA)、语音呼叫连续性(VCC)、IP多媒体子系统(IMS)全网解决方案等。
UMA是一种以移动交换为中心的方案，VCC是一种基于IMS的解决方案，而以IMS构建整个核心网的方式是FMC的最终解决方案。
然后分析了每种方案的优缺点，并进行了比较。
关键字：FMC，UMA，VCC，IMS1.引言：FMC（Fixed Mobile Convergence），指固网与移动网融合，是基于固定和无线技术相结合的方式来提供通信业务。
固网通常指的是Internet接入网络，如Wifi、Wimax和ASDL等；移动网通常指的是传统的移动通信网络，如GSM网络和CDMA网络。
一般地，FMC也被称为IP网络和传统移动通信网络的融合。
固定移动网络融合(FMC)是电信网络发展的趋势，通过固定网络与移动网络之间的融通、合作，实现全业务及融合业务的经营，为用户提供丰富的业务和连续的业务体验。
近年来无线局域网(WLAN)技术发展迅速，已经广泛用于办公区、通信热点地区、家庭等场合，通过引入支持GSM/CDMA/UMTS和WLAN接入方式的双模或多模用户终端设备，用户可以在有WLAN覆盖的地区，通过WLAN方式接入基站进行语音通信，当用户移出WLAN服务区后，又会漫游到移动蜂窝网络上进行语音通信，并且可以在两者之间进行无缝切换。
通常提到的FMC主要包括五种。
(1)多种业务捆绑融合。
在单一套餐里提供多种服务，往往伴随单一账单，以及相对于购买单独服务的整体折扣。
这种捆绑发展到更高阶段时，甚至可以带来其它与技术融合无关的、以市场为导向的好处。
(2)终端融合。
是指提供可以同时在移动网和固定网上使用的单一手机或其它设备。
UU 口协议介绍
网络协议结构
网络协议结构
网络协议结构 网络协议结构
L2/L3通讯协议包括接入层（Access Stratum）与非接入层（Non Access Stratum）两大部分。接入层的通讯协议都与无线接入相关， AS层存在于UE和RNC中。相对地，与无线接入无关的高层协议就是 非接入层协议，NAS层存在于UE和CN中，主要处理与业务相关的功 能。
AS层：包括 RRC、RLC、MAC、PDCP、BMC 等层，其主要的服务为： 无线资源管理、QoS 控制、无线信道传输格式设置、业务数据分割 组装、安全处理等。 NAS层：包括 MM、GMM、CC、SM、SMS、SS等层，其主要的服务为： 用户身份注册与认证管理、移动性管理、CS/PS 呼叫服务管理、以 及 CS/PS 呼叫参数设置等。
UU interface 无线协议栈模块
RABM CM
SM
SMS
CC
SS
MM GMM NAS AS MM
RRC
PDCP BMC 控制
RLC
MAC
PHY
NAS and AS
从协议栈的层面来说，可以分为接入层的信令流 程和非接入层的信令流程
非接入层：在协议栈中，与无线接入无关的高层协议模 块我们通称为非接入层（NAS），NAS层存在于UE和CN中，主要 处理与业务相关的功能。 接入层：在协议栈中，RRC和RANAP层及其以下的协议 层称为接入层，它们之上为非接入层。
PDCP 分组数据会聚协议 PDCP层仅存在于用户平面，用于支持分 组数据业务的传输 用户数据传递 IP数据流的头部压缩和解压缩 在无损SRNC重定位时，维持PDCP序号 BMC 广播消息控制 – 小区广播消息的接收和管理
MAC
信令流程(图+介绍)
1、建立RR连接
RR的功能包括物理信道管理和逻辑信道的数据链路层连接等。
在任何情况下，MS向系统发出的第一条消息都是CH－REQ（信道请求），要求系统提供一条通信信道，所提供的信道类型则由网络决定。CH－REQ有两个参数：建立原因和随机参考值（RAND）。建立原因是指MS发起这次请求的原因，本例的原因是MS发起呼叫，其它原因有紧急呼叫、呼叫重建和寻呼响应等。RAND是由MS确定的一个随机值，使网络能区别不同MS所发起的请求。RAND有5位，最多可同时区分32个MS，但不保证两个同时发起呼叫的MS的RAND值一定不同。要进一步区别同时发起请求的MS，还要根据Um接口上的应答消息。
网络收到SETUP消息，若接受请求，就回送CALL PROC（呼叫处理），表明正在处理呼叫，主叫MS处于等待状态。网络开始寻找被叫用户，若被叫也是GSM系统用户，其接入网络的方式与主叫类似。不同点有：（1）被叫MS收到网络发出的PAGINC（寻呼）消息后，才会提出信道请求；（2）被叫MS在与网络建立CC连接时，先由网络发下行的SETUP消息，MS回送CALLCONF（呼叫证实）消息。在CALL，PROC或CALL，CONF后，网络与MS之间CC层的连接建立。
A接口上第1条消息传递完后，MS与系统之间就建立了RR连接，RR实体通知MM子层已进入专用模式。在专用模式下，MM子层和CC子层负责发送所有L2层上的消息。除了错误指示和释放本地链路以外，均由RR子层直接处理。
网络优化信令分析 GSM 01-信令基础
第1章接口描述1.1 接口定义BSS对外的接口都是标准接口，包括MS与BSS之间的Um接口、BSS与MSC之间的A接口、BSS与SGSN之间的Gb接口，这些接口协议和规程都在ETSI协议中有严格和完备的规定。
BSS的各个网元（BTS、BSC）之间的接口以及BSS与OMC的接口都是内部接口，与设备供应商的实现有关。
其中ETSI对BTS与BSC之间的Abis接口也做了许多规定，但不够完备，BSS与OMC之间的接口也做了一些规定，也不够完备。
A1图1-1A1接口示意图。
图1-2是GSM协议栈。
MS：移动台BTS：基站收发信台BSC：基站控制器MSC：移动交换中心CM：接续管理MM：移动性管理RR：无线资源管理MTP：消息传递部分SCCP：信令连接控制部分LAPD：D信道上链路接入规程LAPDm：Dm信道上链路接入规程BSSMAP：基站子系统应用管理部分BTSM：BTS管理图1-2GSM协议栈图1. A接口A接口定义为网路子系统(NSS)与基站子系统(BSS)间的通信接口。
从系统上来讲，就是移动业务交换中心(MSC)与基站控制器(BSC)之间的接口，物理链路采用标准的2.048Mb/s的数字传输链路实现。
此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。
2. Abis接口Abis接口定义了基站子系统(BSS)中基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间的通信标准，用于远端互连方式。
而图中示中的BS接口是Abis接口的特例，用于定义基站控制器(BSC)与基站收发信台(BTS)间距离小于10米时的标准。
它们之间采用标准的2.048Mb/sPCM数字链路来实现。
此接口支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。
3. Um接口Um接口(空中接口)定义为移动台与基站收发信台(BTS)之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，物理链路是无线链路。
此接口传递的信息主要包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。
GSM协议
GSM 系统使用类似OSI协议模型的简化协议，包括物理层（L1）、数据链路层（L2）和应用层（L3）。
L1是协议模型最底层，提供物理媒介传输比特流所需的全部功能。
L2保证正确传递消息及识别单个呼叫。
在GSM系统中，无线接口（Um）上的L1和L2分别是TDMA帧和LAPDm协议。
在网络侧，Abis 接口和A接口使用的L1均为E1传输方式，L2分别为LAPD和MTP协议。
在Um接口，MS每次呼叫时都有一个L1和L2层的建立过程，在此基础上再与网络侧建立L3上的通信。
在网络侧（A和Abis 接口），其L1和L2（SCCP除外）始终处于连接状态。
L3层的通信消息按阶段和功能的不同，分为无线资源管理（RR）、移动性管理（MM）和呼叫控制（CC）三部分。
1、建立RR连接RR的功能包括物理信道管理和逻辑信道的数据链路层连接等。
在任何情况下， MS向系统发出的第一条消息都是CH－REQ（信道请求），要求系统提供一条通信信道，所提供的信道类型则由网络决定。
CH－REQ有两个参数：建立原因和随机参考值（RAND）。
建立原因是指MS发起这次请求的原因，本例的原因是MS发起呼叫，其它原因有紧急呼叫、呼叫重建和寻呼响应等。
RAND是由 MS确定的一个随机值，使网络能区别不同MS所发起的请求。
RAND 有5位，最多可同时区分32个MS，但不保证两个同时发起呼叫的MS的RAND值一定不同。
要进一步区别同时发起请求的MS，还要根据Um接口上的应答消息。
CH－REQ消息在BSS内部进行处理。
BSC收到这一请求后，根据对现有系统中无线资源的判断，分配一条信道供MS使用。
该信道是否能正常使用，还需 BTS作应答证实，Abis接口上的一对应答消息CHACT（信道激活）和CHACK（信道激活证实）完成这一功能。
CHACT指明激活信道工作所需的全部属性，包括信道类型、工作模式、物理特性和时间提前量等。
网络准备好合适的信道后，就通知MS，由IMMASS（立即指配）消息完成这一功能。
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移动性管理(MM)
对于位置更新、切换和漫游服务，蜂窝系统用户的移动性需要移动性管理。
在一个通话期间，当移动台进入了另一个小区并更换话音信道时，就发生了切换；漫游是这样一种能力——在一个网络系统中主呼并通过使用MM和位置更新管理将这个呼叫传递到另一个网络系统。
1. 位置更新管理
这个签约总是和它的归属公众陆地移动网(Public Land Mobile Network，PLMN)联系在一起。
漫游用户和被访问的PLMN联系在一起。
因此，能识别呼叫是发自归属PLMN还是发自MS位置所在的被访问的PLMN。
在PLMN选择过程中，MM通常只在归属(服务)PLMN中寻找小区。
如果没有服务的可能，则用户要么选择自动模式(网络搜索)要么选择人工模式(用户搜索)去搜索希望的PLMN。
在有限服务情况下，MM仅在30个最强载频上连续监视。
有限服务通常关心在外国边境地区的覆盖。
2. 小区选择
MS选择最好的小区取决于3个因素：移动台接收的信号水平，移动台的最大发射功率，以及由小区指定的两个参数p1和p2。
这叫作C1准则。
C1=A－max(B,O)
A=接收信号水平均值－p1
B= p2－MS的最大RF功率
p1=－110~－48dBm范围内的一个值
p2=13~43dBm范围内的一个值
p1和p2的值都来自于小区广播。
MS最大功率=29~43dBm
小区选择算法如下：
●必须插入一个SIM卡。
●从候选小区中获得C1从而选择最强C1，C1必须高于0。
●在服务中所有小区都不能被禁止。
3. 鉴权
鉴权保护网络以防止非法接入。
初始阶段。
一个PIN(个人识别号)码保护SIM。
本地SIM检查PIN，所以SIM不会通过无线链路发送出去。
第二阶段。
GSM网络通过发送一个随机数(RAND)来进行一次询问。
将128位的随机数从网络发送到MS，然后和MS的安全参数Ki混合在一起，再经过一个A3处理算法后产生一个32位长的SRES(符号响应)数。
最后将SRES从MS发送给网络以便验证(参见图4-30)。
4. 加密
加密保护能防止被非法窃听。
MS使用从网络接收到的RAND与Ki混合，然后经过A8算法，并产生Kc(64位)。
加密序列是从Kc产生的(参见图 4-31)。
用帧号和Kc通过加密算法A5后产生S2(114位)，最后在114位明文和加密序列S2之间进行一次专门的异或操作。
详细过程请参阅图 4-31。
5. 用户识别保护——安全管理
SIM卡(移动台这一方)和AUC(网络这一方)是用户签权键Ki的存储地。
Ki永远不会通过空中发射出去。
移动台/网络双方都进行A3和A5算法运算。