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# System prepended metadata

title: 'R4.04 – Réseaux Cellulaire TP 3 : La procédure de connexion PDN'

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# R4.04 – Réseaux Cellulaire TP 3 : La procédure de connexion PDN


Nom: Abdourahmane Ba et Charbel Houngbo

## II – Préparation au TP [1,2]
1) La procédure PDN Connectivity permet de monter un bearer entre l’UE et le PGW. A partir de quel identifiant le réseau peut-il se connecter à Internet.

> Il s'agit de Access Point Name (APN). Le DNS du PGW qui assigne une addresse IP au réseau.


2) Qu’est-ce qu’un bearer par défaut ?

> Un bearer par défault est le canal de communication par lequel l'UE accède au réseau IP. Il est établi lors de la procédure PDN Connectivity et sert généralement pour un accès à des services de données non spécifiques, tels que la navigation sur Internet ou la messagerie. 

3) Qu’est-ce qu’un bearer dédié ?

> Un bearer dédié est un canal de communication supplémentaire et spécifique établi entre l'UE et le PGW pour répondre à des besoins particuliers, tels que des services spécifiques, des applications ou des exigences de qualité de service (QoS) différentes. 


4) Si un réseau mobile supporte l’IMS (IP Multimedia System), combien de bearer par défaut seront-ils générés ?

Si un réseau mobile supporte l'IMS, deux bearers par défaut seront générés :

Bearer par défaut pour Internet: Identifié par l'APN "default", utilisé pour l'accès à Internet et aux données générales.
Bearer par défaut pour la signalisation SIP(IMS): Identifié par l'APN "ims", utilisé pour la signalisation et les sessions VoLTE/VoIP.

5) A quoi correspond le timer T3412 ?

Le timer T3412 est un timer utilisé par l'UE pour surveiller la connexion EMM (EPS Mobility Management). Il expire après une période d'inactivité définie (par défaut, 30 minutes) et l'UE doit alors se ré-enregistrer auprès du réseau.

10) Quelles sont les éléments du plan de trafic ?

Le plan de trafic est constitué des éléments suivants :

SCTP (Stream Control Transmission Protocol): Couche de transport pour les messages de signalisation.
GTP-C (GPRS Tunnelling Protocol Control): Contrôle l'établissement et la libération des tunnels GTP-U.
GTP-U (GPRS Tunnelling Protocol User): Transporte les données utilisateur entre l'UE et le PGW.

12) Dessinez l’architecture protocolaire entre l’UE, l’eNB et le MME Dessinez l’architecture protocolaire du plan de trafic entre l’UE, l’eNB, le SGW et le PGW

![image](https://hackmd.io/_uploads/SJmkHrVaT.png)

![image](https://hackmd.io/_uploads/HkcQBr4pp.png)

14) A quoi correspond le protocole GTP-U

Le protocole GTP-U est utilisé pour transporter les données utilisateur entre l'UE et le PGW. Il est responsable de l'encapsulation et du routage des paquets IP entre les différents noeuds du réseau.

16) Le protocole GTP-U est il utilisé en 5G ?

Le protocole GTP-U est également utilisé en 5G pour le transport des données utilisateur. Cependant, il est de plus en plus remplacé par le protocole QUIC (Quick UDP Internet Connections) qui offre de meilleures performances et une meilleure sécurité.




## IV - Travaux Pratiques : Call Flow via NEMO

### 4-a) Prise en main rapide de NEMO
Vous allez utiliser l’outil de trace NEMO pour étudier le réseau 4G. L’analyse porte sur une trace pré-enregistrée
![image](https://hackmd.io/_uploads/S1c1rkYs6.png)

![image](https://hackmd.io/_uploads/HyYgSJFoa.png)

![image](https://hackmd.io/_uploads/ByFZB1KjT.png)

La fenêtre de travail qui s’ouvre est composée de plusieurs sous-fenêtres et plusieurs onglets.
L’onglet par défaut est « Serving Cell Measurements », et la fenêtre principale « Line Graph » présente
les niveaux de puissance mesurés par le mobile en fonction du temps.
Appuyez sur le bouton Play pour faire défiler les mesures. Nous allons maintenant noter les valeurs.
Modifier le zoom de la fenêtre d’analyse graphique (Line Graph) et déplacer le curseur rouge pour
récupérer les mesures

![image](https://hackmd.io/_uploads/Sk47r1Yoa.png)

### 4-b) Travail à réaliser :
Au cours du TP1, nous nous étions intéressé à la procédure d’attachement. Le mobile a sélectionné la
station de base et doit s’enregistrer sur le cœur de réseau pour pouvoir profiter des services d’appels
ou de session IP.
Dans le call flow, la couche NAS du mobile envoie des informations à la couche AS qui sont transmises
sur la couche radio. La demande d’attachement ( NAS Attach request) provoque une demande de
connexion radio avant de transmettre la requête NAS sur la couche RRC.
La demande PDN Connectivity (NAS PDN Connectivity) demande la création d’un bearer.

**HANDY NEMO**

#### 14) A quel moment est émis la 1ère demande NAS PDN Connectivity ? Dans quel message RRC le message est-il encapsulé ?

![image](https://hackmd.io/_uploads/HJgC51toa.png)

La requête est envoyé à 14:12:49 et le message est en capsulé dans le message RRC RRC Connection Request

![image](https://hackmd.io/_uploads/r1ma0JFjT.png)


#### 15) A quel moment est émis la 2ème demande NAS PDN Connectivity ? Dans quel message RRC le message est-il encapsulé ?

![image](https://hackmd.io/_uploads/rk09jJKjT.png)

La requête est envoyé à 14:12:50 et le message est en capsulé dans le message RRc UlInformationTransfer dont le numéro est 208.

![image](https://hackmd.io/_uploads/rJSXyeYjT.png)


#### 16) Faites une copie du message PDN Connectvity Request

```
PDN CONNECTIVITY REQUEST		3GPP TS 24.301 ver 15.4.0 Rel 15    (8.3.20)

M Protocol Discriminator (hex data: 2)
	(0x2) EPS session management message
M EPS bearer identity (hex data: 0)
	EPS bearer identity value: No EPS bearer identity assigned
M Procedure transaction identity (hex data: 06)
	Procedure transaction identity: 6
M Message Type (hex data: d0)
	Message number: 208
M Request type (hex data: 1)
	Request type value: initial request
M PDN type (hex data: 3)
	PDN type value:IPv4v6
O Access point name (hex data: 28040369 6d73)
	Access point name: ims
O Protocol Configuration Options (hex data: 273c8080 21100100 00108106 00000000 
83060000 0000000d 00000300 00010000 0c000012 00000200 000a0000 05000010 00001100 
001a0102 00230000 2400)
	Configuration protocol: PPP for use with IP PDP type or IP PDN type
	Protocol ID: 32801 IPCP
		Code: Configure-Request
		Identifier: 0
		Primary-DNS-Address: 0.0.0.0
		Secondary-DNS-Address: 0.0.0.0
	DNS Server IPv4 Address Request
	DNS Server IPv6 Address Request
	P-CSCF IPv6 Address Request
	P-CSCF IPv4 Address Request
	P-CSCF Re-selection support
	IM CN Subsystem Signaling Flag
	IP address allocation via NAS signalling
	MS Support of Network Requested Bearer Control indicator
	IPv4 Link MTU Request
	MS support of Local address in TFT indicator
	PDU session ID
		PDU session identity: 2
	QoS rules with the length of two octets support indicator
	QoS flow descriptions with the length of two octets support indicator

Layer 3 data:
	02 06 d0 31 28 04 03 69 6d 73 
	27 3c 80 80 21 10 01 00 00 10 
	81 06 00 00 00 00 83 06 00 00 
	00 00 00 0d 00 00 03 00 00 01 
	00 00 0c 00 00 12 00 00 02 00 
	00 0a 00 00 05 00 00 10 00 00 
	11 00 00 1a 01 02 00 23 00 00 
	24 00 
```


#### 17) Dans le message PDN Connectivity Request,
- a. quelle est le nom de domaine APN 
> IMS
- b. Le mobile connait il l’adresse du serveur DNS ?
> Oui, le mobile conait l'addresse du serveur DNS -> 0.0.0.0
- c. Le mobile connait il l’adresse du serveur P-CSCF ?
> Non, l'addrese du serveur P-CSCF est inconnue.
- d. Quelle est la fonction du P-CSCF ? 
> La fonction du P-CSCF est de gérer la signalisation des sessions multimédias, en particulier pour les appels VoIP.

#### 18) Le message NAS ACTIVATE_DEFAULT_EPS_BEARER_CONTEXT_REQUEST est transmis dans quel message RRC ? 
> RRC Connection Configuration Complete

![image](https://hackmd.io/_uploads/Hy9kGgYj6.png)


Rmq : Dans le sens descendant, le mobile reçoit la requête RRC et la transmet à la couche NAS pour décodage


#### 19) Le message NAS ACTIVATE_DEFAULT_EPS_BEARER_CONTEXT_ACCEPT est transmis dans quel message RRC ? 

> ULInformationTransfer

![image](https://hackmd.io/_uploads/rJRjzetjp.png)


Rmq : Dans le sens montant, le mobile configure le message NAS et le transmet ensuite à la couche RRC

Le message RRCConnectionReconfiguration est utilisé pour configurer ou reconfigurer les
paramètres de la connexion radio entre un terminal mobile (comme un smartphone) et une
station de base (ou eNodeB en LTE, gNB en NR). Par exemple, le réseau peut décider de
changer la modulation ou la bande passante allouée à la connexion ou pout inclure
l'activation ou la désactivation de fonctionnalités spécifiques du protocole.

Copier le contenu du message RRCConnectionReconfiguration à 14:12:51:797

```
ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST		3GPP TS 24.301 ver 15.4.0 Rel 15    (8.3.6)

M Protocol Discriminator (hex data: 2)
	(0x2) EPS session management message
M EPS bearer identity (hex data: 5)
	EPS bearer identity value: 5
M Procedure transaction identity (hex data: 05)
	Procedure transaction identity: 5
M Message Type (hex data: c1)
	Message number: 193
M EPS QoS (hex data: 0107)
	Quality of Service Class Identifier: QCI 7
		ResourceType: Non-GBR
		Priority: 7
		Packet Delay Budget: 100 ms
		Packet Error Loss Rate: 10E-3
		Example Services: Voice, Video (Live Streaming), Interactive Gaming
M Access point name (hex data: 1a06736c 32736672 
066d6e63 30313006 6d636332 30380467 707273)
	Access point name: sl2sfr.mnc010.mcc208.gprs
M PDN address (hex data: 0d030000 000fcea5 ba016460 5007)
	PDN type value: IPv4v6
	PDN address information: 
		IPv6 interface identifier: 0:f:cea5:ba01
		IPv4 address: 100.96.80.7
O Transaction identifier (hex data: 5d0100)
	TI flag: The message is sent from the side that originates the TI
	TI value: 0
O Negotiated QoS (hex data: 30101391 1f7396fe fe764aff ff00fa00 fa00)
	Reliability class: Uncknowledged GTP and LLC, 
    Acknowledged RLC; Protected data
	Delay class: Delay class 2
	Precedence class: High priority
	Peak throughput: Up to 256000 octet/s
	Mean throughput: Best effort
	Delivery of erroneous SDUs: Erroneous SDUs are not delivered (no)
	Delivery order: Without delivery order (no)
	Traffic class: Interactive class
	Maximum SDU size: 1500 octets
	Maximum bit rate for uplink: 8640 kbps
	Maximum bit rate for downlink: 8640 kbps
	Residual Bit Error Rate (BER): 1*10^(-5)
	SDU error ratio: 1*10^(-6)
	Traffic handling priority: Priority level 2
	Transfer delay: 300 ms
	Guaranteed bit rate for uplink: 0 kbps
	Guaranteed bit rate for downlink: 0 kbps
	Signalling Indication: Not optimised for signalling traffic
	Source Statistics Descriptor: unknown
	Maximum bit rate for downlink (extended): 256000 kbps
	Guaranteed bit rate for downlink (extended): Use the value indicated by the 
    Guaranteed bit rate for downlink
	Maximum bit rate for uplink (extended): 256000 kbps
	Guaranteed bit rate for uplink (extended): Use the value indicated by the 
    Guaranteed bit rate for uplink
O Negotiated LLC SAPI (hex data: 3203)
	LLC SAPI value: SAPI 3
O Radio priority (hex data: 84)
	Radio priority level value: Priority level 4 (lowest)
O Packet Flow Identifier (hex data: 340100)
	Packet Flow Identifier value: Best Effort
O APN-AMBR (hex data: 5e06fefe d2c20401)
	APN-AMBR for downlink: 1200 Mbps
	APN-AMBR for uplink: 400 Mbps
O Protocol Configuration Options (hex data: 274d8000 03102a02 84000000
00000000 00000002 00000003 102a0284 00000000 00000000 00000200 01000d04 ac140227 
000d04ac 14020a80 21100300 00108106 ac140227 8306ac14 020a0010 0205dc)
	Configuration protocol: PPP for use with IP PDP type or IP PDN type
	DNS Server IPv6 Address
		DNS Server IPv6 Address: 2a02:8400::2:0
	DNS Server IPv6 Address
		DNS Server IPv6 Address: 2a02:8400::2:1
	DNS Server IPv4 Address
		DNS Server IPv4 Address: 172.20.2.39
	DNS Server IPv4 Address
		DNS Server IPv4 Address: 172.20.2.10
	Protocol ID: 32801 IPCP
		Code: Configure-Nak
		Identifier: 0
		Primary-DNS-Address: 172.20.2.39
		Secondary-DNS-Address: 172.20.2.10
	IPv4 Link MTU
		IPv4 Link MTU: 1500

Layer 3 data:
	52 05 c1 01 07 1a 06 73 6c 32 
	73 66 72 06 6d 6e 63 30 31 30 
	06 6d 63 63 32 30 38 04 67 70 
	72 73 0d 03 00 00 00 0f ce a5 
	ba 01 64 60 50 07 5d 01 00 30 
	10 13 91 1f 73 96 fe fe 76 4a 
	ff ff 00 fa 00 fa 00 32 03 84 
	34 01 00 5e 06 fe fe d2 c2 04 
	01 27 4d 80 00 03 10 2a 02 84 
	00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
	02 00 00 00 03 10 2a 02 84 00 
	00 00 00 00 00 00 00 00 00 02 
	00 01 00 0d 04 ac 14 02 27 00 
	0d 04 ac 14 02 0a 80 21 10 03 
	00 00 10 81 06 ac 14 02 27 83 
	06 ac 14 02 0a 00 10 02 05 dc 
	13 02 f8 01 b5 ba 23 05 f4 6a 
	58 02 7d 59 49 64 02 01 20 f0 
	

```
#### 20) La configuration s’applique à la cellule principale et secondaire SCell. Combien de Scell sont configurées ?
> On a 03 scell configure

#### 21) Les signaux de paging sont-ils destinés au mobile ?
La configuration RRC Reconfiguration permet d’indiquer au mobiles quelles mesures il doit réaliser et quand il doit les transmettre.

![image](https://hackmd.io/_uploads/rkgWdltop.png)

>  Oui Les signaux de paging sont destinés au mobile

#### 22) Recopier le message Measurement Report.

```



RRC SIGNALING MESSAGE 
Time: 14:13:00.697 

MeasurementReport	(3GPP TS 36.331 ver 16.6.0 Rel 16)

UL-DCCH-Message	
  message	
    c1	
      measurementReport	
        criticalExtensions	
          c1	
            measurementReport-r8	
              measResults	
                measId	: 9
                measResultPCell	
                  rsrpResult	: 75  (= -65 dBm)
                  rsrqResult	: 16  (= -12.0 dB)
                measResultNeighCells	
                  measResultListEUTRA	
                    measResultListEUTRA value 1	
                      physCellId	: 306
                      measResult	
                        rsrpResult	: 67  (= -73 dBm)
                        rsrqResult	: 3  (= -18.5 dB)
                measResultServFreqList-r10	
                  measResultServFreqList-r10 value 1	
                    servFreqId-r10	: 1
                    measResultSCell-r10	
                      rsrpResultSCell-r10	: 63  (= -77 dBm)
                      rsrqResultSCell-r10	: 10  (= -15.0 dB)
                  measResultServFreqList-r10 value 2	
                    servFreqId-r10	: 2
                    measResultSCell-r10	
                      rsrpResultSCell-r10	: 51  (= -89 dBm)
                      rsrqResultSCell-r10	: 3  (= -18.5 dB)
                  measResultServFreqList-r10 value 3	
                    servFreqId-r10	: 3
                    measResultSCell-r10	
                      rsrpResultSCell-r10	: 55  (= -85 dBm)
                      rsrqResultSCell-r10	: 13  (= -13.5 dB)

Data (hex):
        08 34 4B 40 04 C9 C3 0C 42 00
        21 48 BF 29 26 61 A6 DC D0

```

- a. Quelle est la mesure de puissance du RSRP de la Pcell ?  -65 dBm
- b. Quelle est la mesure du RSRQ de la Pcell ? -12.0 dB
- c. Quelle est la mesure de puissance du RSRP de la Pcell voisine ? -73 dBm
- d. Quelle est la mesure du RSRQ de la Pcell voisine?  -18.5 dB
- e. Quelles sont les mesures de la puissance RSRP des Scell ? -77 dBm
- f. Quelles sont les mesures de la puissance RSRP des Scell voisines?  -89 dBm
- g. Quelles sont les mesures de la puissance RSRQ des Scell ? -13.5 dB

#### 23) Copier le message NAS Service Request
```
SERVICE REQUEST		3GPP TS 24.301 ver 15.4.0 Rel 15    (8.2.25)

M Protocol Discriminator (hex data: 7)
	(0x7) EPS mobility management messages
M Security header type (hex data: c)
	Security header type value: Security header for the SERVICE REQUEST message
M KSI and sequence number (hex data: 24)
	KSI_ASME: 1
	Sequence number (short): 4
M Message authentication code (short) (hex data: f50e)
	Short MAC value: 0xf50e

Layer 3 data:
	c7 24 f5 0e 

```
#### 24) Dans quel message RRC le message Service Request est il encapsulé ?
![image](https://hackmd.io/_uploads/r1a10etop.png)

>  Oui il est encapsulee
#### 25) Quel service demande le mobile ?

> Le mobile demande le service de mobilité
 
#### 26) Copier le message RRCConnectionSetup à 14 :13 :31 :230 
```



RRC SIGNALING MESSAGE 
Time: 14:13:31.230 

RRCConnectionSetup	(3GPP TS 36.331 ver 16.6.0 Rel 16)

DL-CCCH-Message	
  message	
    c1	
      rrcConnectionSetup	
        rrc-TransactionIdentifier	: 2
        criticalExtensions	
          c1	
            rrcConnectionSetup-r8	
              radioResourceConfigDedicated	
                srb-ToAddModList	
                  srb-ToAddModList value 1	
                    srb-Identity	: 1
                    rlc-Config	
                      explicitValue	
                        am	
                          ul-AM-RLC	
                            t-PollRetransmit	: ms100
                            pollPDU	: pInfinity
                            pollByte	: kBinfinity
                            maxRetxThreshold	: t16
                          dl-AM-RLC	
                            t-Reordering	: ms50
                            t-StatusProhibit	: ms0
                    logicalChannelConfig	
                      logicalChannelConfig	: defaultValue
                mac-MainConfig	
                  explicitValue	
                    ul-SCH-Config	
                      maxHARQ-Tx	: n7
                      periodicBSR-Timer	: infinity
                      retxBSR-Timer	: sf320
                      ttiBundling	: false
                    timeAlignmentTimerDedicated	: sf10240
                    phr-Config	
                      setup	
                        periodicPHR-Timer	: sf20
                        prohibitPHR-Timer	: sf0
                        dl-PathlossChange	: dB3
                physicalConfigDedicated	
                  pdsch-ConfigDedicated	
                    p-a	: dB-1dot77
                  pusch-ConfigDedicated	
                    betaOffset-ACK-Index	: 10
                    betaOffset-RI-Index	: 10
                    betaOffset-CQI-Index	: 8
                  uplinkPowerControlDedicated	
                    p0-UE-PUSCH	: 0
                    deltaMCS-Enabled	: en0
                    accumulationEnabled	: true
                    p0-UE-PUCCH	: 0
                    pSRS-Offset	: 7
                  cqi-ReportConfig	
                    cqi-ReportModeAperiodic	: rm31
                    nomPDSCH-RS-EPRE-Offset	: 0
                    cqi-ReportPeriodic	
                      setup	
                        cqi-PUCCH-ResourceIndex	: 44
                        cqi-pmi-ConfigIndex	: 85
                        cqi-FormatIndicatorPeriodic	
                          cqi-FormatIndicatorPeriodic	: widebandCQI
                        ri-ConfigIndex	: 1
                        simultaneousAckNackAndCQI	: false
                  antennaInfo	
                    explicitValue	
                      transmissionMode	: tm4
                      codebookSubsetRestriction	
                        n4TxAntenna-tm4	
                          Bin	: 'FFFFFFFFFFFFFFFF'H (64 bits)
                      ue-TransmitAntennaSelection	
                        ue-TransmitAntennaSelection	: release
                  schedulingRequestConfig	
                    setup	
                      sr-PUCCH-ResourceIndex	: 2
                      sr-ConfigIndex	: 10
                      dsr-TransMax	: n16

Data (hex):
        70 12 98 13 FD 94 04 BB 70 69
        0A CB 75 50 86 1F 87 05 82 A8
        01 2D FF FF FF FF FF FF FF FF
        A0 08 29 00

```
#### 27) La message RRC ConnectionSetup (14 :13 :31 :230)
- a. Permet-elle à la couche RLC d’être en mode UM ou AM ? 
> AM
- b. De configurer quel mode de transmission (nommé TM)?
> TM4
## WIRESHARK - A Faire chez vous.

Nous allons maintenant étudier une capture wireshark dans le cœur de réseau.
Lancez Wireshark et récupérer la fichier TP2_Xav_Lag.ncap
Dessinez un call-flow allant de la requête 1 jusqu’à la requête 35.
Pour faire le call flow, je vous recommande de lire la page web suivante :
https://blogs.univ-poitiers.fr/f-launay/2023/03/21/les-supports-de-signalisation-srb-signaling-radio-
bearer/
Dans cet article du blog, vous trouverez ainsi les messages RRC qui portent ou non une requête NAS.
Les questions

#### 28) A l’issu de la phase d’accès aléatoire, le terminal émet une requête RRC Connection Setup Complete. La voix en mode CS est-elle prioritaire ou secondaire ?

#### 29) L’APN est-il transmis dans ce message ?

#### 30) Le bearer par défaut est il construit ? SI oui quelle est sa valeur de QCI ? Vers quel APN ? Quelle est l’@IP du PGW ?

#### 31) Quelle est la valeur de l’identité du bearer (EBI EPS Bearer Identity) ?

#### 32) Le terminal supportant la VoLTE, il faut créer un bearer par défaut pour la signalisation SIP(IMS). La création de ce bearer est-elle réalisée en même temps que le bearer par défaut pour Internet ? Quelle est la valeur du QCI, quel est l’APN ?


Non, la création du bearer par défaut pour la signalisation SIP(IMS) n'est pas nécessairement réalisée en même temps que le bearer par défaut pour Internet. Ils peuvent être créer de manière simultanée ou différée.

#### 33) Lors de la demande du 2ème bearer par défaut, l’UE demande des informations PCO (Protocol Configuration Option). Quelles informations demande-t-il ?

#### 34) Quel est l’identifiant EBI de ce nouveau bearer ? Le message RRC est destiné à configurer les sous couches PDCP, RLC et MAC. La transmission est-elle en mode acquittée ou non acquittée ? A partir du tableau suivant [5]:

![image](https://hackmd.io/_uploads/HJl1jI1tsa.png)

#### 35) Certains messages RRC portent des requêtes NAS. Le message NAS Activate Dedicated EPS Bearer Context Request est transporté dans quel message RRC ? Pour vous aider, vous pouvez utiliser la référence [3,4]

#### 36) Le message NAS Activate Dedicated EPS Bearer Context Accept est transporté dans quel message RRC ? [3,4]


Le message NAS "Activate Dedicated EPS Bearer Context Accept" est transporté dans le message RRC "RRCConnectionReconfigurationComplete".

#### 37) Le message 66 correspond à la requête REGISTER. Sur quel bearer est il transmis ? Le premier ou le 2ème construit ?
