位置更新流程详解
GSM L3协议相关流程介绍
Mobile terminating call establishment
移动被叫是由网络发起的，手机收到网络发来的PAGING REQUEST寻 呼消息后，启动立即指配流程分配专用控制信道，并回应网络 PAGING RESPONSE消息，接着是鉴权加密过程，加密过程完毕后，网 络给手机发来SETUP消息，手机回应CALL CONFIRMED消息，接下来是 要么先指配业务信道再响铃（早指配），要么先响铃再指配业务信 道（晚指配）。 对于移动被叫流程也分为早指配和晚指配两个流程： 早指配：网络收到CALL CONFIRMED消息后，立即启动业务信道指配 流程，业务信道指配完毕后，手机将ALERTING消息发给网络，用户 应答后，手机再发CONNECT消息给网络，网络回应CONNECT ACK消息， 通话建立。 晚指配：网络收到CALL CONFIRMED消息后，不启动业务信道指配流 程，手机这边接着发送ALERTING消息给网络。收到ALERTING消息后， 网络任何时候都可以启动业务信道指配流程，但一般情况网络会等 收到手机发来的CONNECT消息后才启动。业务信道指配完毕后，网 络回应CONNECT ACK消息给手机，通话建立。 使用哪一个流程由SETUP消息里是否包含Signal 信元来决定，不包含 使用早指配流程，否则使用晚指配流程。
Location updating-- Location updating accept
9.2.13 Location updating accept(Network->MS) 位置更新成功，网络则 返回该消息给手机，否则返回Location updating reject消息。通过该消 息手机得到了新的位置区LAI和新的TMSI。
Location updating-- TMSI reallocation complete
移动主叫、被叫、位置更新流程
移动主叫流程其中不需要记忆channel activation 等ABIS信令流程和信令释放流程，只有记忆UM,ABIS,A口中常用的信令流程，特别是都要英文并且字母不能错误要求规范。
比如UM口信令channel request到ABIS口就为channel required 不能搞混，A口的assignment request到ABIS和UM口为 assignment command。
其中10 UM(SACCH) 的信令为”cm service accept”具体信令分析如下：（其中数字对应于上图中信令消息）1.信道要求---Channel Request(RACH)MS通过动态地在RACH信道（随机接入信道）上发送一个随机接入脉冲向一个（BTS）基站收发信台申请一条信道。
在信道请求消息中包括了建立的原因，这个原因可能是“寻呼响应”、“紧急呼叫”、“移动主叫”、“短消息业务”或“其他”，比如“位臵更新”。
此外，这条消息还包括随机参数，移动台（MS）随机的选5个比特作为随机参数。
这些参数的作用是：当两个移动台同时接入网络时，网络能运用这些参数来区分这些移动台。
2.信道请求--- Channel Required基站收发信台向基站控制器发一条申请信道消息。
通过这条消息，基站收发信台进一步向基站控制器传递由移动台发起的信道请求。
实际上，信道请求消息中除了包含信道要求消息中的一些消息外，还包括通过基站收发信台加入的一些消息。
请求参考单元直接从信道要求消息中来，初始时间提前量（接入延迟）由基站收发信台加入到这条消息中去。
3.信道激活--- Channel Activation收到从基站收发信台发来的信道请求消息后，基站控制器开始按照一定的条件为此次呼叫寻找和分配SDCCH信道，同时基站控制器向基站收发信台发送一条信道激活消息。
其中最重要的是：分配给哪个基站收发信台以及此SDCCH的信道组合。
此消息中包含的参数有：DTX控制、信道的ID（识别）、信道描述和移动分配、移动台和基站的最大功率电平、基站控制器计算的有关此次接入的初始时间提前量等。
T3212周期性位置更新
手机或者基站都会在60ms之间进行一次通讯，进行交流包括越区切换、信号强度等等，你可以用示波器很容易看到这点的，其实手机的电流大概几分钟就有一次较大的电流脉冲，那就是pa的开关的电流反映。
手机多长时间做一次位置更新呀，这个由系统参数T3212人为设定的，t3212是一个6位的二进数量000000表示不更新，000001表示6分钟，000010表示12分钟，。
这个根据小区的容量大小参数也不相同。
目录1.周期性位置更新计数器T3212 (1)2.位置更新拒绝 (2)3.TA(时间提前量) (4)1.周期性位置更新计数器T3212周期位置更新发生在当网络在特定的时间内没有收到来自移动台任何信息。
比如在某些特定条件下由于无线链路质量很差，网络无法接收移动台的正确消息，而此时移动台还处于开机状态并接收网络发来的消息，在这种情况下网络无法知道移动台所处的状态。
为了解决这一问题，系统采取了强制登记措施。
如系统要求移动用户在一特定时间内，例如一个小时，登记一次。
这种位置登记过程就叫做周期位置更新。
注意:当T3212逾时后，MS启动周期性位置更新，进入位置更新程序。
周期性位置更新信令流程与正式常位置更信令流程是一致的。
T3212值应小于交换侧计数器，调整时应该参照交换侧。
网络失去与MS的联系原因：移动台开机移动至网络盲区，网络仍会认为IMSI附着（用户开机）；移动台IMSI分离（关机）时，无线路径上行链路故障，网络不能正确译码，网络仍会认为IMSI附着（用户开机）；移动台突然掉电，网络仍会认为IMSI附着（用户开机）；注意：当网络发现VLR标识IMSI附着的移动台在一段时间内，没有与网络进行任何联系，将更改为该移动台标识为隐含关机状态。
周期性位置更新的目的：周期性的通知网络MS的可用性。
迫使移动台在经过一定时间后，自动向网络报告它目前的位置，这样网络就可以随时了解移动台的当前状态。
T3212周期性位置更新定时器（8bit）：当T3212超时，将进行周期性位置更新。
非常全非常详细的GSM信令流程(还有大量图解)
Issue 3.3课程说明课程介绍GSM通信流程包括两方面的内容：呼叫基本流程，信令基本流程。
其中，呼叫流程主要包含：移动主叫流程，移动被叫流程，汇接呼叫流程。
信令基本流程主要包含：鉴权流程，位置登记流程，呼叫重建流程，BSC内部切换流程，BSC间切换流程，MSC间切换流程，移动始发短消息流程，移动终结短消息流程，定向重试流程。
这些流程从系统的角度描述了移动用户经常发生的行为，描述了GSM的几个组成部分在呼叫流程、信令流程中的相互关系，对移动性特征做重点说明。
课程目标本课程的重点是介绍GSM系统的协同工作过程，涉及内容包含：呼叫、位置更新、切换、短消息。
对流程的介绍突出了移动特征，具体的信令细节本课程不做描述，可以参考ETSI的GSM规范获得更加详细的内容。
通过学习本课程，可以基本掌握：移动用户做位置登记的信令过程；1Issue 3.3•移动用户做主叫的信令过程；•移动用户做被叫的信令过程；•MSC做汇接呼叫的信令过程；•BSC内切换信令过程；•BSC间切换的信令过程；•MSC间切换的信令过程；•呼叫重建的信令过程；•定向重试的信令过程。
对这些信令流程学习之后，对GSM系统的原理会有更加深刻的了解，对每个功能实体（MS，BTS，BSC，MSC，VLR，HLR）的功能有更加深刻的体会。
相关资料ETSI关于GSM的规范，主要是：GSM0408，GSM0808，GSM0902。
2Issue 3.3第一节呼叫过程的信令分析对一次发生在移动用户间的呼叫来说，信令流程可以分为三个相对独立的部分：•主叫移动用户部分•被叫移动用户部分•拆线部分1.1 主叫信令流程移动用户做主叫时的信令过程从MS向BTS请求信道开始，到主叫用户TCH指配完成为止。
一般来说，主叫经过几个大的阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，取被叫用户路由信息阶段。
•接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，业务请求等几个步骤。
详细讲位置更新(LOCATION_UPDATE)
立即指配(RR连接)结束后，将向网络发送三层业务请求。
三层业务请求当BSC收到建立指示后便向MSC发出第一条三层业务请求消息（COMPLETE L3 INFO），具体说该消息为：CM业务请求（CM SERVICE REQUEST）寻呼应答（PAGING RESPONSE）IMSI分离（IMSI DETACH）移动性管理程序（MM）公共程序包括：鉴权程序识别程序TMSI再分配程序IMSI分离程序LAI（位置区识别码）结构示意图MCC MNC LAC3位数字3位数字最大16BitMCC：移动国家码中国460MNC：移动网号移动01 联通02LAC：位置区号码LAC将在每个小区广播信上的系统消息中发送message 3:小区识别CELLID+LAI区识别+控制信道描述 +小区选择+小区选择参数+RACH控制参数message 4AI区识别+小区选择参数+RACH控制参数+CBCH信道描述+CBCH移动配置LAC位置区划分原则：保证不会产生寻呼负荷过高的前提下尽量降低位置更新次数。
LAC位置区设置经验：位置区设置过小，移动台位置更新过程增多，系统信令流量增大。
位置区设置过大，寻呼信道负荷过重，同时也将增加Abis接口上的信令流量。
强制登记：当移动台进行小区重选后，发现SIM卡中位置区与小区广播的位置区（LAI）不同时，移动台需把这种变化通知给网络。
当称动台由一个位置区移动到另一个位置区时，必须在新位置区进行登记，也就是说当移动台发现存储器中的LAI与接收到的当前小区的LAI不同，就需进行位置更新。
位置更新分类（根据网络对位置更新的标识不同）：正常位置更新（越位置区位置更新）周期性位置更新（T3212更新）IMSI附着（用户开机时进行）注：位置更新请求（LOCATION UPDATING REQUEST）中位置更新类型信息单元将分别指示进行何种类型的位置更新。
正常位置更新（越位置区位置更新）启动原因：VLR中MS的状态未知MS从一个LAI小区重选至另外一个LAI小区VLR内部位置更新VLR内部位置更新不需要提供IMSI号码，在VLR中进行，不需要通知HLR.位置更新请求[1]在初始化过程中，MS向网络发送的SABM帧携带的初始化报文中注明接入原因为位置将发起HLR更新。
浅谈移动台VLR位置更新流程
的 位 置 更 新 。Ｂ Ｓ的 参 数 状 态表 ， 这 张 状 态 表 只有 一 个 参 数
Ｌ Ａ Ｉ ， 这 个 参 数 表 示 目前 ＭＳ所 处 的 小 区 对 应 的 Ｌ Ａ Ｉ 号 。 这 个 参 数在 小 区的 系统 消息 中不 断地 向小 区 中的所有 Ｍ Ｓ广 播
用 户 的 时候 ， 呼 叫建立过程 中， 主 叫 的 ＭＳ Ｃ ／ Ｖ Ｌ Ｒ（ 在 固定 打 移
动 时 ， 则是 ＧＭＳ Ｃ）会 根 据 被 叫 的手 机 号码 查 询 被 叫 用 户 的
于 同一 个位 置 区 ， 移 动 台是 不 需 要 进 行 位 置 更 新 的 。只有 新 旧
小 区处 于 不 同的 位 置 区的 时候 ． 才 触 发 位 置 更 新 过 程 。用 于 标
浅谈 移 动 台 Ｖ Ｌ Ｒ位 置更 新 流程
周春梅 （ 四川工商学院， ６ １ １ ７ ４ ５ ）
【 摘 要 】 移 动网管理位 置更新的信令流程以及对应 的Ｖ Ｌ Ｒ参数的改变。这种位置更新是 Ｖ Ｌ Ｒ内的位 置更新。本文将介绍移动通信网中移 动
性 管理 作 用 ； Ｖ Ｌ Ｒ 内部 位 置 更 新原 理 及 其 信令 流 程 。
【 中图分类号 】 Ｔ Ｎ ９ ２ ９ ． ５
【 文献标识码 】 Ａ
【 文章编 号】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ２ ０ — ０ ０ ０ ５ 一 Ｏ ｌ
１ 移 动通信 网中移 动性 管理 的作用
移 动 通 信 网络 中的 用 户 总 是 在 运 动 中 ． 位置不是 固定的。
当移 动 台 的位 置 区改 变的 时候 ． 若 新 旧 两 个 位 置 区 处 于
常用信令流程汇总
位置管理的主要流程位置管理的主要流程是位置更新。
根据位置更新情况的不同，可分为如下几种：普通位置更新、周期性位置更新、IMSI附着、联合位置更新。
1．普通位置更新普通位置更新指移动台在开机或移动过程中，收到的位置区标识与移动台中存储的位置区识别不一致时，移动台发起位置更新请求通知网络更新该移动台的位置区识别。
根据位置更新请求消息中位置区是否属于同一MSC Server/VLR的位置区，是否需要IMSI参与，位置更新流程分为：同一个MSC Server/VLR区域内部的位置更新、跨越不同MSC Server/VLR区域的使用IMSI发起的位置更新、跨越不同MSC Server/VLR区域的使用TMSI发起的位置更新。
（1）同一个MSC Server/VLR区域内部的位置更新（仅涉及VLR）同一个MSC Server/VLR区域内部的位置更新（仅涉及VLR）①MS发起位置更新请求LOCATION UPDATING REQUEST，消息中携带MS的TMSI/IMSI、LAI号且注明是普通位置更新类型。
②MSC Server向VLR发送位置区更新UPDATE LOCATION AREA消息。
③VLR发起鉴权、加密流程，该流程可选。
④VLR进行位置更新处理，更新MS的位置消息，存储新的LAI号，并向MSC Server发送位置更新确认消息UPDATE LOCATION AREA ACK。
⑤MSC Server向MS发送位置更新接收消息LOCATION UPDATING ACCEPT，同时携带TMSI号码。
⑥MSC Server释放信道资源，完成位置更新流程。
（2）跨越不同MSC Server/VLR区域的位置更新（不能从PVLR取得用户数据）MS从MSC Server-A的一个位置区（LAI-1）移动到MSC Server-B的一个位置区（LAI-2）, 当MS进入新的VLR或MS首次登录，或相关网络数据丢失，此时MS使用IMSI发起位置更新。
TD-GSM网络中的位置区更新流程
安全模式控制过程是由 网络侧用来向无线接入 网侧发送加密信息。在 此过程中核心网的网络 侧将与无线接入网协商 对用户终端进行加密的 算法，使得用户在后续 的业务传递过程中使用 此加密算法。
SecurityModeComplete
UE
UTran
3G MSC/VLR
3G MSC
HLR/AuC
DCH:DPCH:LocationU pdateAccept(with TMSI) 位置更新接受，消息中附 带 TMSI
UE
Utran
3G MSC/VLR
GSM MSC/VLR
3G MSC
HLR/AuC
CR:LocationUpdat eRequest 无线系统向 MSC 发送 包含位置更新请求的 CONNECT REQUEST
CC MSC 回 CONNET CONFIRM，确认链 路建立
3G MSC
HLR/AuC
UPDATE LOCATION INSERT_SUBSCRIB ER_DATA INSERT_SUBSCR._
VLR和HLR交互， 更新用户数据
DATA ack
Cancel Location
Cancel Location Ack UPDATE_LOCATION ack
Cipher Mode Command SDCCH：Ciphering Mode Command 加密模式算法的确认
UE
BSS
3G MSC/VLR
GSM MSC/VLR
3G MSC
HLR/AuC
SDCCH:Identity Request (Type = IMSI) 请求手机的 IMSI
SDCCH:Identity Response 手机回复 IMSI
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取用户 标识
MM Authentication Req MM Authentication Rsp
MAP Send Authentication Info Req MAP Send Authentication Info Rsp
MAP Update Location Req
鉴权管理
MAP Insert Subscriber Data Ind MAP Insert Subscriber Data Rsp
• Note 2：MSC/VLR接收到用户的位置更新请求后，如果发现数据配置需要进行鉴权且没有可 用鉴权集，将发起到HLR取鉴权集的请求。使用如下命令开启鉴权功能：
• Note 3：VLR区内的位置更新不会发起该流程，在跨VLR位置更新、VLR中无用户数据或数据 未被HLR证实的情况下才会触发该流程。
• Note 7：需要
跨VLR位置更新流程
2020/7/10
UE/MS RNC/BSC
MSC/VLR
MM Location Update Request
PVLR
HLR
Common ID(3G)
MAP Send Identification MAP Send Identification Ack
红色为可选流程
PVLR
Cancel Location Cancel Location Ack
MAP Update Location Cnf
用户数据 管理
2020/7/10
UE/MS RNC/BSC
MSC/VLR
MM Identity Req(IMEI) MM Identity Rsp(IMEI)
Security Mode Command
Check IMEI Req Check IMEI Rsp
EIR
Security Mode Complete
MM Location Update Accept
MM TMSI Reallocation Complete
HLR
设备管理 加密管理 TMSI重分配
2020/7/10
红色为可选流程
内容介绍
第2章 普通位置更新信令分析
到HLR的位置更新 消息中包含手机当 前所处的VLR号
还包含VLR支持的 CAMEL版本和LCS业 务能力集
2020/7/10
Insert Sub Data Ind
注：如果用户数据太大， 将分两次插入
包含用户的 MSISDN，号码属 性和编号计划
包含用户签约的数据业务 列表，电信业务列表和补 充业务列表
位置更新流程详解
ISSUE 1.0
前言
本课程对位置更新的类型和各种位置更新流程进 行讲解，通过对实际信令消息的解析，指出了信 令消息中的重要参数的作用和含义。同时，对实 际工作中与位置更新相关的疑难概念做了介绍和 澄清。
2020/7/10
参考资料
• 31026928-MSOFTX3000 技术手册 信令与协 议分册-(V3.05)
2020/7/10
Send Authentication Info Cnf
因为VLR向HLR请求5组鉴 权集，而本次只返回一组， 所以会话结束标志为 dialogue continue
3G为五元组（rand,xres,ck,ik,autn） 2G为三元组（rand,sres,kc）
Authentication Req
Location Update Req
位置更新类型为 普通位置更新
手机上报原所在 位置区信息
手机类标，包括支持的加 密算法、功率等级等
手机标识，手机中 有可用TMSI时采用 TMSI标识，否则采 用IMSI标识
2020/7/10
UMTS手机类标， 包括功率等级， 支持的加密算 法和业务类型
Location Update Req
• 普通位置更新：手机检测到当前所处位置区发生变化时发起的位置更新类型，将更新VLR中 存储的改用户所处的位置区信息。如果新旧位置区属于同一VLR区，则不会发起向HLR的注册； 如果新旧位置区属于不同的VLR区，将发起向HLR的注册，更新HLR中存储的该用户所处VLR信 息。
• 周期性位置更新：周期性地通知网络移动终端的可用性，位置更新周期在BSC/RNC设置，并 通过公共信道下发给手机。
• 联合位置更新：通过Gs接口，SGSN和MSC/VLR之间将通过协作来完成合成的路由区/位置区更 新
2020/7/10
小结
• 本章对位置更新 的基本概念和种 类进行了介绍
• 理解位置更新的 作用
• 掌握位置更新的 类型
2020/7/10
问题
• 手机为什么要进行位置更新？ • 位置更新都涉及那些网元?各网元在位
置管理中都有什么作用？ • 位置更新的类型和各自的应用场景是
什么？
2020/7/10
内容介绍
第1章 概述 第2章 普通位置更新信令分析 第3章 其他位置更新流程 第4章 重要概念与注意事项
2020/7/10
内容介绍
第2章 普通位置更新信令分析
2.1 普通位置更新流程 2.2 普通位置更新实例分析 2.3 信令消息深入分析
2020/7/10
Update Location Cnf
HLR给VLR会的位置更 新确认消息中带有HLR 地址
MSC向手机指 示其上报设备 IMEI
Identity Req Identity Rsp
手机上报IMEI
注：如果网络需要获取手机的设备IMEI号，则通过Identity Req向手 机下发请求
2020/7/10
各流程触发条件
• Note 4：需要开启增强漫游限制功能， 并增加相关配置。
• Note 5：需要开启zone code漫游限制 功能，并增加相关配置。
使用如下命令SET MAPACCFG开启以上 功能：
2020/7/10
各流程触发条件
• Note 6：需要通过命令SET MAPACCFG 开启位置更新时检查IMEI功能，同时 需要EIR设备支持
2020/7/10
携带完整性保 护算法和密匙 （3G），2G 无次参数
携带加密算法和密 匙,其中有加密算法 供RNC选择，UEA1 和no encryprion
2020/7/10
Security Mode Command
表明消息中的密钥是新的还 是以前用过的
Security Mode Complete
MAP Send Authentication Info Req MAP Send Authentication Info Rsp
鉴权管理
MAP Update Location Req
MM Identity Req(IMEI) MM Identity Rsp(IMEI)
Security Mode Command Security Mode Complete MM Location Update Accept
MAP Insert Subscriber Data Ind MAP Insert Subscriber Data Rsp
MAP Update Location Cnf
Check IMEI Req Check IMEI Rsp
EIR
用户数据 管理
设备管理
加密管理
MM TMSI Reallocation Complete
内容介绍
第1章 概述 第2章 普通位置更新信令分析 第3章 其他位置更新流程 第4章 重要概念与注意事项
2020/7/10
内容介绍
第1章 概述
1.1 位置更新的作用和涉及网元 1.2 位置更新的种类
2020/7/10
位置更新的作用
• 在移动通信网中，用户所在的位置经常发 生变化，在位置改变时用户需要通知网络 当前自己的所处位置，以便网络可以正常 地与用户保持联系，因此移动终端MS/UE需 要往网络发起位置更新，请求网络注册当 前用户位置信息，同时网络可能需要到用 户的归属位置寄存器（HLR）更新用户当前 拜访位置寄存器（VLR）信息，HLR会把用 户的签约注册信息送到VLR。
红色为可选流程
TMSI重分配
2020/7/10
普通位置更新实例分析
• 手机首次入网消息跟踪文件
注：需将文件复制出来才能打开，版本MSC9880 MSOFTX3000V100R003C01B056
2020/7/10
普通位置更新实例分析
• 在实例消息中，MSC在收到手机上来的 Location Update Req后，向手机发起取用户 标识（IMSI）的流程。
2020/7/10
移动网号、 RNC ID信息
Identity Req
取用户标识，此 处为请求手机上 报IMSI信息
2020/7/10
Identity Rsp
手机上报 IMSI信息
2020/7/10
2020/7/10
Send Authentication Info Req
为IMSI： 4600607550600 01请求鉴权集 请求HLR发送5 组鉴权集到VLR
• MSOFTX3000 位置更新技术手册-20051125-B1.0
• MSOFTX3000位置更新维护手册-2007-02-A
2020/7/10
目标
学习完此课程，您将会：
– 掌握各种位置更新流程 及应用场景
– 掌握普通位置更新的重 要消息及参数
– 了解位置更新相关的几 个概念
2020/7/10
2020/7/10
位置更新请求
取用户标识 Note 1
鉴权
Note 2
Note 8 TMSI重分配 位置更新接收
Note 7 加密
到HLR的注册 Note 3