GSM信令流程培训

信令流程培训讲义

许永展2002/2/22

一、网络概述 (2)

1.1 MSC与BSＳ间接口（A接口） (2)

1.2 MSC与VLR间接口（B接口） (2)

1.3 MSC与HLR间接口（C接口） (3)

1.4 VLR与HLR间接口（D接口） (3)

1.5 MSC与MSC间接口（E接口） (3)

1.6 MSC与EIR间接口（F接口） (3)

1.7 HLR与AUC间接口（H接口） (3)

1.8 MC与SME、MC之间的接口（M接口） (4)

1.9 HLR与MC之间的接口（N接口） (4)

1.10 MC与MSC接口（Q接口） (4)

1.11 MSC与OMC之间的接口 (4)

1.12 与PSTN/ISDN网的接口（Ai/Di接口） (4)

1.13 与其他PLMN网的接口 (4)

二、七号信令结构概述 (4)

2．1功能级划分 (5)

2.2七号信令的消息格式 (5)

三、业务流程 (6)

1、TUP(ISUP)常用流程 (6)

2、MAP基本业务流程 (9)

2.1起呼流程（以呼叫固网为例） (9)

2.2终呼流程 (10)

2．3业务申请 (10)

2.4位置申请 (12)

2.5始发申请 (14)

2.6改向再呼指令 (15)

2.7业务操作确认后释放呼叫 (16)

3自动漫游流程 (18)

3．1登记 (18)

3．2跨局呼叫 (20)

4鉴权 (20)

4.1登记时的鉴权 (20)

4.2VLR发起的独特查询 (22)

5补充业务 (24)

一、网络概述

CDMA数字蜂窝移动通信系统各逻辑功能实体和相关接口如图 1所示：

图 1 网络参考模型

接口说明：

1.1MSC与BSＳ间接口（A接口）

实际上为ＭＳＣ与ＢＳＣ间的接口，采用2Mb/s PCM数字链路，该接口有标准协议（IS-634，IOS2.4等）。

主要用来传送以下信息：

ＢＳＳ管理信息

呼叫处理

移动性管理信息

1.2MSC与VLR间接口（B接口）

该接口为内部接口，该接口没有标准定义。其功能描述如下：

ＶＬＲ是漫游到相关ＭＳＣ区域的用户的位置和管理数据库。当ＭＳＣ需要该ＭＳＣ

区域的用户数据时，ＭＳＣ需从ＶＬＲ查询。当移动台作位置更新时，ＭＳＣ请求ＶＬＲ存储相关信息。在用户激活补充业务时或修改数据时，ＭＳＣ（通过ＶＬＲ）请求ＨＬＲ存储相关数据。该接口没有标准定义，一般采用内部接口；

1.3MSC与HLR间接口（C接口）

系统采用IS-41D/E协议，该接口基于2Mb/s数字接口或64Kb/s接口，采用24bit No.7信令方式。

1.4VLR与HLR间接口（D接口）

系统采用IS-41D/E协议，基于2Mb/s数字接口或64Kb/s接口，采用24bit No.7信令方式。其功能描述如下：

该接口用来交换用户位置信息、批准信息和业务数据。移动台主要业务功能是：其须具有在服务区内发起和接受呼叫的能力。为了支持该能力，位置寄存器须交换数据，ＶＬＲ通知ＨＬＲ用户位置信息，且在呼叫时提供用户漫游号码。ＨＬＲ发送ＶＬＲ所需的用户业务数据。而交换数据通常发生在用户请求特殊业务、用户或网络运营商改变用户数据时候。

1.5MSC与MSC间接口（E接口）

MSC与MSC间接口。

系统采用IS-41D/E协议，基于2Mb/s数字接口或64Kb/s接口。

采用24bit No.7信令方式。其功能描述如下：

当移动台从一个ＭＳＣ漫游到另一个ＭＳＣ时，为了保持用户间的通话，ＭＳＣ会做切换处理，这时ＭＳＣ之间须交换数据。

1.6MSC与EIR间接口（F接口）

该接口没有标准定义，其功能描述如下：

当移动台移动通信时，ＭＳＣ对移动台进行鉴权时，须查阅ＥＩＲ，以此识别该移动台是否合法，从而确定是否为该移动台提供服务。

1.7HLR与AUC间接口（H接口）

目前采用内部接口，其功能描述如下：

当HLR从MS接受鉴权请求，HLR从AUC处得到数据。当AUC向MS发起鉴权指示时，AUC通过HLR向用户传递鉴权信息。

1.8MC与SME、MC之间的接口（M接口）

目前采用SMPP phaseⅢ标准。其功能描述如下：

短消息中心与短消息实体及其它短消息中心相互交互信息时，须遵守的协议。

1.9HLR与MC之间的接口（N接口）

接口标准为ANSI－41D/E。其功能描述如下：

短消息中心在向用户发送短消息时，如果没有被叫用户的地址信息，则需要向HLR 查询用户的路由，然后才能够向用户发送短消息。

1.10MC与MSC接口（Q接口）

接口标准为ANSI－41D/E。其功能描述如下：

用户在短消息的提交和接收过程中需要在短消息中心和移动交换中心之间进行短消息的传递，同时在用户的短消息能力发生变化时，移动交换中心需要及时通知短消息中心。

1.11MSC与OMC之间的接口

此接口符合TMN的网络结构要求，可基于2.4-64Kbps的X.25接口或64Kbps的NO.7信令网接口、64Kbps及以上速率的DDN接口。因目前TMN Q3协议未标准，系统采用模拟Q3协议的QX接口，一旦TMN的Q3协议标准化，系统即可提供符合标准的网管协议。CDMA移动网与其他公用网的连接

1.12与PSTN/ISDN网的接口（Ai/Di接口）

CDMA数字蜂窝移动网通过移动业务交换中心（MSC）与PSTN/ISDN网互通，向用户提供语音、数据及某些补充业务。其接口基于2048Kb/s的数字接口。接口信令规程优先采用中国七号信令（SS7）的TUP与ISUP。在条件不具备的地方可以采用中国一号信令。

1.13与其他PLMN网的接口

CDMA数字蜂窝移动网一般通过其他公用网络（如PSTN、ISDN）与不同类型的PLMN网络（如GSM）相连接，也可以直接与其他类型的PLMN网相连接。采用的协议可以是TUP或ISUP，也可以是中国一号信令。

二、七号信令结构概述

图2 七号信令的系统结构

七号信令的通用性决定了整个系统必然包含着许多不同的应用功能，而且结构上应该能够灵活扩展，因此它的一个重要特点就是采用模块化功能结构，以实现一个框架内多种应用的并存。任何一种具体应用都只用到系统的一个子集。

2．1功能级划分

七号信令可分为四个功能级：消息传递部分（M T P）分为三级，各个用户部分（U P）并列于第四级，如图2所示。其中缩写词意义如下：

M T P――消息传递部分（M e s s a g e T r a n s f e r P a r t）

S C C P――信令连接控制部分（S i g n a l l i n g C o n n e c t i o n C o n t r o l P a r t）

T U P――电话用户部分（Te l e p h o n e U s e r P a r t）

I S U P――I S D N用户部分（I S D N U s e r P a r t）

T C A P――事务能力应用部分（T r a n s a c t i o n C a p a b i l i t y A p p l i c a t i o n P a r t）

O M A P――操作维护应用部分（O p e r a t i o n a n d M a i n t e n a n c e A p p l i c a t i o n P a r t）

M A P――移动应用部分（M o b i l e A p p l i c a t i o n P a r t）

I N A P――智能网应用规程（I n t e l l i g e n t N e t w o r k A p p l i c a t i o n P r o t o c o l）

2.2七号信令的消息格式

七号信令共有三种信号单元：消息信号单元（M S U－M e s s a g e S i g n a l U n i t）、链路状态信号单元（L S S U－L i n k

S t a t u s S i g n a l U n i t）和填充信号单元（F I S U－F i l l-I n S i g n a l U n i t）。其中M S U是真正携带消息的信号单元，消息包含在S I F和S I O字段中；L S S U是传送链路状态的信号单元，链路状态由S F字段指示；F I S U是不含任何信息的空信号，作用是在网络节点无信息需要传送时使链路保持通信状态并对对方发来的消息进行证实。

三种信号单元的格式如图2：

图3七号信令的消息格式

三、业务流程

1、TUP(ISUP)常用流程

1）典型的成组发码方式呼叫流程如图4和图5所示（呼叫为互不控释放方式）。

其中T U P消息为：I A M：初始地址消息

I A I：带附加信息的初始地址消息A C M：地址全消息

A N C/A N N：应答计费/不计费消息C L F：前向拆线消息

R L G：释放监护消息C B K：后向挂机消息

I S U P消息为：I A M：初始地址消息

A C M：地址全消息A N M：应答消息

R E L：释放消息R L C：释放完成消息

2)典型的重叠发码方式呼叫流程如图6和图7所示（呼叫为互不控释放方式）。

其中新的T U P消息为：S A O：带一个号码的后向地址消息S A M：带多个号码的后续地址消息

新的I S U P消息为：S A M：后续地址消息

2、 MAP 基本业务流程

2.1起呼流程（以呼叫固网为例）

a、基站向MSC发送业务请求消息CM Service Request消息，其中携带被叫号码及其他呼叫建立所需的参数；

b、如果用户合法，MSC向BS发送Assignment Request消息，开始指配地面电路并指示基站为移动台分配业务信道；

c、基站完成信道分配后向MSC发送Assignment Complete消息。

注：d，e，f 通过TUP或ISUP信令与被叫进行接续直至通话。

2.2终呼流程

a、GMSC向被叫发送IAM消息，其中携带被叫地址；

b、MSC向被叫移动台所在的基站发送寻呼请求消息；

c、基站向MSC发送寻呼响应消息；

d，e．指配地面电路及空中信道；

f、向主叫发送ACM消息，主叫用户听回铃音；

g,h被叫摘机。

2．3业务申请

1)概述

当服务MSC的CC进程收到主叫MS的拨叫号码后进行号码分析，发现拨叫号码是*+FC,并且始呼触发器没有触发，服务MSC CC进程将向本进程发送业务申请Feat_Req。MAP进

程收到此消息后，向HLR 发送业务申请原语FeatureRequest ，HLR 根据用户的拨叫号码进行相关的业务操作，并将处理结果返回给MAP 进程，MAP 进程收到返回消息后传递给CC 进程。CC 进程根据返回结果向主叫用户提示此次业务操作成功或失败；如果HLR 返回的响应消息中包含TerminationList 这一参数，CC 进程根据路由信息继续进行路由接续。 2)流程

说明：

a.服务MSC CC 进程收到主叫用户的拨叫号码，进行号码分析，发现拨叫号码为*+FC 形式，并且始呼触发器没有触发，CC 进程向MSC MAP 进程发送业务申请Feature_Req ，其中包含主叫用户的拨叫号码。

b.MSC MAP 进程收到CC 进程的 Feature_Req ，根据CC 进程申请的用户index 申请新的对话ID ，通过标准C 接口向与主叫MS 有关的HLR 发送业务申请原语FeatureRequest ，启动定时器FRRT 。

c.如果MS 号码簿号码分配给了一个合法用户，并且对于这次呼叫移动用户激活了相应的用户PIN 拦截SPINI 补充业务，HLR 向始发MSC 发送远端用户操作指令RUIDIR ，其中包括语音通知信息和数字收集控制参数。

d.始发MSC MAP 进程收到RUIDIR 后，关闭定时器FRRT ，根据RUIDIR 消息中返回的DID 恢复对应的用户index ，向CC 进程发送RUI_DIR ，同时启动内部定时器rudt 。

a b

c

d

e

f

g

h

e. MSC CC进程向MSC MAP进程返回响应消息RUI_rsp，其中包括CC进程收集到主叫用户输入的数字。

f. 始发MSC MAP进程收到CC的响应后，关闭内部定时器rudt，同时向主叫HLR返回消息ruidir，重新启动定时器FRRT。

g.主叫HLR MAP收到响应ruidir，关闭定时器RUDT，核对用户输入的PIN码，如果成功，则向始发MSC MAP返回业务申请消息featreq，其中包含此次业务申请的处理结果，也有可能包含路由信息。

h.MSC MAP收到来自HLR的业务申请响应featreq，关闭定时器FRRT，向CC进程返回业务申请响应feat_rsp，CC进程根据收到的返回消息通知主叫用户此次业务操作成功与否，若收到路由信息还将准备路由接续。

2.4位置申请

1)概述

当始呼MSC 的CC进程收到MS的拨叫号码，分析拨叫号码是一个移动用户号码，始呼MSC的CC进程向本进程发送位置申请Loc_req，本进程收到此消息后将向与被叫MS有关的HLR发送位置申请原语LocReq，这一关系是通过分析被叫MS的号码簿号码确定的。被叫HLR向本进程返回位置申请响应，其中包括路由信息或呼叫前转号码，本进程收到后向CC进程返回Loc_rsp，CC进程将根据收到的路由信息为这次呼叫准备路由接续或根据前转号码进行呼叫前转。

2)流程

说明：

a. 始发MSC CC 进程收到主叫MS 的拨叫号码，分析拨叫号码为一移动用户号码，向始发MSC MAP 进程发送位置申请Loc_Req ，申请有关此MS 的位置信息，其中包含主叫用户的拨叫号码。

b. 始发MSC MAP 收到 Loc_Req 后，根据用户index 申请对话ID ，向与MS 有关的HLR 发送位置申请消息LocReq ，这一关系是通过MS 的号码簿号码确定的，同时启动LRT 定时器。

c. 如果MS 号码簿号码分配给了一个合法用户，并且对于这次呼叫移动用户激活了相应的用户PIN 拦截SPINI 补充业务，HLR 向始发MSC 发送远端用户操作指令RUIDIR ，其中包括语音通知信息和数字收集控制参数。

d. 始发MSC MAP 进程收到RUIDIR 后，关闭定时器FRRT ，根据RUIDIR 消息中返回的DID 恢复对应的用户index ，向CC 进程发送RUI_DIR ，同时启动内部定时器rudt 。

e. MSC CC 进程向MSC MAP 进程返回响应消息RUI_rsp ，其中包括CC 进程收集到主叫用户输入的数字。

f. 始发MSC MAP 进程收到CC 的响应后，关闭内部定时器rudt ，同时向主叫HLR 返回消息ruidir ，重新启动定时器FRRT 。

g. 被叫HLR 向始发MSC MAP 进程返回位置申请消息locreq ，其中在终端列表参数中包含路由信息。

h. 始发MSC MAP 进程收到HLR 返回的位置申请消息locreq ，关闭定时器LRT ，根据对

a b

c d

e f

g

h

话ID 恢复用户index ，向MSC CC 进程返回loc_rsp 。CC 进程根据收到的路由信息准备呼

叫接续；如果收到返回的前转号码，将进行呼叫前转。 2.5始发申请 1)概述

当服务MSCCC 进程收到主叫MS 的拨叫号码，进行号码分析时发现主叫MS 的始呼触发器触发，这时服务CC 进程将向本进程发送始发申请Ori_Req ，本进程收到此消息后向与主叫MS 有关的HLR 发送始发申请ORIREQ 。主叫HLR 向MSC MAP 进程返回始发申请orireq ，其中包含路由信息或接入拒绝原因，MAP 进程收到响应消息后，向CC 返回ori_rsp ，CC 进程根据返回信息可能继续路由接续或拒绝本次呼叫。 2)流程

说明：

a.服务MSC CC 进程收到主叫MS 的拨叫号码，进行号码分析过程中发现始呼触发器触发，MSC CC 进程向MSC MAP 进程发送始发申请Ori_Req 。

b.服务MSC MAP 收到Ori_Req ，根据用户index 申请对话ID ，向与主叫MS 有关的HLR 发送始发申请ORIREQ ，同时启动定时器ORT 。

c.如果MS 号码簿号码分配给了一个合法用户，并且对于这次呼叫移动用户激活了相应的用户PIN 拦截SPINI 补充业务，HLR 向始发MSC 发送远端用户操作指令RUIDIR ，其中包

a b

c

d

e

f

g

h

括语音通知信息和数字收集控制参数。

d.始发MSC MAP进程收到RUIDIR后，关闭定时器FRRT，根据RUIDIR消息中返回的DID 恢复对应的用户index，向CC进程发送RUI_DIR，同时启动内部定时器rudt。

e. MSC CC进程向MSC MAP进程返回响应消息RUI_rsp，其中包括CC进程收集到主叫用户输入的数字。

f. 始发MSC MAP进程收到CC的响应后，关闭内部定时器rudt，同时向主叫HLR返回消

息ruidir，重新启动定时器FRRT。

g.主叫HLR向服务MSC MAP返回始发申请locreq，其中在TerminationList参数中包括路由

信息或AccessDeniedReason参数中包含接入拒绝原因。

h.服务MSC MAP进程收到主叫HLR返回的orireq，关闭定时器ORT，向CC进程返回始发

申请ori_rsp，CC进程根据返回信息可能继续路由接续或拒绝本次呼叫。

2.6改向再呼指令

1)概述

当呼叫进入通话状态后，当前被叫MSC决定始发MSC必须进行呼叫前转，由CC进程向本进程发送改向再呼指令Red_Dir，其中包括改向再呼号码，本进程收到此消息后向始发MSC发送改向再呼指令REDDIR，命令始发MSC进行呼叫前转，始发MSC收到改向再呼指令后向被叫MSC返回响应消息reddir，释放当前呼叫并根据接收到的前转号码准备呼叫前转。被叫MSC MAP进程收到响应消息reddir后向CC进程返回，CC进程如果收到成功的响应消息，释放当前呼叫。

2)流程

说明：

a.被叫MSC 决定始发MSC 需进行呼叫前转，由被叫MSC CC 进程向MSC MAP 进程发起改向再呼指令Red_Dir ，其中包括改向再呼号码。

b.被叫MSC MAP 进程收到Red_Dir ，根据用户index 申请对话ID ，向始发MSC MAP 进程发送改向再呼指令REDDIR ，启动定时器RDT 。

c.始发MSC MAP 收到REDDIR 后，根据TM 进程发送的消息中的对话DID 和BILLID （始发）恢复用户index 和呼叫index ，向MAP CC 进程发送Red_Dir ，同时启动内部定时器rdt 。

d.始发MSC CC 进程向MSC MAP 进程返回red_rsp 。如果改向再呼申请成功，始发MSC CC 进程将释放当前呼叫并根据收到的前转号码准备呼叫前转。

e.始发MSC MAP 收到red_rsp ，关闭内部定时器rdt ，向被叫MSC MAP 返回消息reddir 。若转向再呼申请成功，则返回结果为空。

f.被叫MSC MAP 收到始发MSC MAP 返回的reddir ，关闭定时器RDT ，向被叫MSC CC 进程返回red_rsp 。若CC 收到成功的响应，将释放呼叫资源。

2.7业务操作确认后释放呼叫 1)概述

a

b

c

d

e

f

本条描述由一个MS的成功的业务操作。服务MSC向MS提供业务操作确认信息，然

后释放该呼叫。

2）流程

a.服务MSC接收拨号数字。在分析拨号数字的过程中服务MSC发现业务码串。

b.服务MSC向与MS有关的HLR发送业务申请消息(FEATREQ)，其中包括拨号数字。

c.HLR向服务MSC发送业务申请消息返回结果(featreq)，其中包括业务请求确认指示，另外，还可以包括规定服务MSC应当采取的措施的参数。

d.从HLR接收到featreq后，服务MSC根据featreq中的信息对被服务MS予以处理，在本条情况下，应当提供业务确认信息。

e.释放呼叫。

f.如果业务请求使MS的服务项目清单发生变化，HLR通过资格指令消息(QUALDIR)向VLR报告这一变化。

g.VLR向HLR发送资格指令消息返回结果(qualdir)。

h.VLR通过向服务MSC发送QUALDIR报告服务项目清单的变化。

i.服务MSC向VLR发送qualdir。

3自动漫游流程

本条描述在各种情况下支持基本自动漫游功能的相关网络实体之间的消息流程，其中包括：

?登记

?取消登记

?MS去活

?登记

3．1登记

本条说明典型的MS登记的过程。当MS从一个系统漫游到另一个系统时，新的服务系统执行登记和漫游用户批准的过程。

1)登记流程

图 2 登记

a. 当确定一个漫游的MS进入其服务区后，新服务MSC(MSC-2)向它的VLR(VLR-2)发送登记通知消息(REGNOT)。MSC-2是通过自动登记、始呼或服务命令发现MS进入它的服务区。

b. 如果VLR-2中没有MS的记录，VLR-2向MS归属的HLR发送REGNOT。VLR-2发送给MSC-2的响应应当根据来自HLR的响应确定。

c.如果MS曾经在别处登记过，HLR向以前的拜访VLR(VLR-1)发送取消登记消息(REGCANC)。前拜访VLR根据收到的消息，从它的存储器中删除这个MS的所有记录。

d.VLR-1向前拜访MSC(MSC-1)发送REGCANC。前拜访MSC根据收到的消息，从MSC的存储器中删除这个MS的所有记录。

e.MSC向VLR-1发送取消登记消息返回结果(regcanc)。

f.VLR-1向HLR发送regcanc。

g.HLR向VLR-2发送登记通知消息返回结果(regnot)。

h.VLR-2向MSC-2发送regnot。

2）取消登记流程

本条描述由服务MSC对MS取消登记的过程。

图 3 MS取消登记

a.服务的MSC确定一个接受服务的MS是否需要取消登记。它可以根据MS关机指示或MS 去活作出这个决定。

b.服务MSC向其VLR发送MS去活消息(MSINACT)，其中包括取消登记类型参数(DEREG)。这时，MSC可以从它的存储器中删除这个MS的所有记录。

c.服务VLR在收到含有取消登记类型参数的MSINACT后，向服务MSC发送一个MS去活消息返回结果(msinact)并删除其存储器中这个MS的所有记录。

d.然后服务VLR向与MS有关的HLR发送MSINACT，其中包含取消登记类型参数。

e.HLR取消MS的登记(即删除指向VLR的指针)并向服务VLR发送一个空msinact以确认操作。

3．2跨局呼叫

4鉴权

本条描述在自动漫游条件下支持鉴权、信令消息加密和话音加密的相关网络实体之间的消息流程，包括：

4.1登记时的鉴权

本条描述当MS在一个拜访系统中登记时，支持鉴权的系统间消息的流程。