GSM信令流程专题(鉴权位置更新).pptx
GSM各种信令流程详解
1.1鉴权一般过程 (3)1.2.1鉴权异常情况(一) _____VLR不认识TMSI (4)1.2.2鉴权异常情况(二)_____MS用TMSI标识时鉴权核对结果异常 (5)2.1位置更新操作(一) ____位置更新仅涉及本VLR (6)2.2位置更新操作(二) (7)3.1.1呼叫接续信号流程____移动用户呼叫移动用户(主被叫MS在同一MSC内)(一) (8)3.1.2呼叫接续信号流程____移动用户呼叫移动用户(主被叫MS在同一MSC中)(二) (9)3.1.3呼叫接续流程____挂机过程 (10)3.2.1呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户(一) (11)3.2.2呼叫接续流程____固定用户呼叫移动用户(二) (12)3.2.3呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户的挂机过程 (13)4.1切换控制流程____同MSC内基站间切换 (14)4.2.1切换控制流程____基本切换处理 (15)4.2.2切换控制流程____后续切换流程(MS离开MSCb漫游到MSCb') (16)AUC 鉴权中心BSS 基站子系统CKSN 流水号GMSC 关口移动交换中心HLR 归属位置寄存器IMSI 国际移动用户识别码ISDN 综合业务数字网HON 漫游号码Kc 加密键LAI 位置区标识MS 移动用户MSC 移动交换中心MSRN 漫游号码PSTN 公共交换电话网PVLR 先前的拜访位置寄存器RACH 随机接入信道RAND 鉴权随机数RAND/SRES/Kc 鉴权三元组SDCCH 独立专用控制信道SRES 鉴权响应TCH 业务信道TMSI 临时移动用户识别码TUP 电话用户部分VLR 拜访位置寄存器VMSC 拜访移动交换中心1.1鉴权一般过程1.2.1鉴权异常情况(一) _____VLR不认识TMSI1.2.2鉴权异常情况(二)_____MS用TMSI标识时鉴权核对结果异常2.1位置更新操作(一) ____位置更新仅涉及本VLR2.2位置更新操作(二)____位置更新涉及本VLR和HLR(当MS进入新的VLR或MS首次登录,或相关网络数据丢失后,且MS都使用IMSI来标识自己)3.1.3呼叫接续流程____挂机过程3.2.1呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户(一)3.2.2呼叫接续流程____固定用户呼叫移动用户(二)3.2.3呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户的挂机过程4.1切换控制流程____同MSC内基站间切换4.2.1切换控制流程____基本切换处理4.2.2切换控制流程____后续切换流程(MS离开MSCb漫游到MSCb')移动管理MM消息呼叫控制(CC)消息BSSMAP 消息无连接消息BSSMAP 消息面向连接消息。
GSM信令详解(完整版)
位置更新
MAP B MAP D VLR
BSSAP A MSC
HLR/AC 来访IMSI 3、鉴权参数请求(IMSI)
4、回送鉴权参数(IMSI,KC,S，R)
鉴权成功后重新分配TMSI,存储 新位置区LAI和CKSN 7、更新位置
5、 6、鉴权响应
位置更新
MS进入新位置区，新旧位置区在同一MSC覆盖区域内，即VLR并未改变
3、 4、鉴权响应（S）
3、 4、
4、SRES 5、启动加密(KC) 6、前传新TMSI 7、位置更新接受
鉴权成功后重新 分配TMSI，存储新位置 LAI和CKSN
8、 开 始 加 密 传 送 9、加密模式完成
8、加密模式命令（KC） 9、
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基本信令流程
移动始发短消息的流程图。
MS MSC 接入请求过程同主叫过程 sms_message_transfer map_send_info_for_mo_smc map_forward_sms VLR HLR SMS_IWMSC
短消息流程
SC
sms_message_transfer
BSSAP A
MAP B MSC VLR
MAP D
HLR
AUC
业务请求（CM-SERV-REQ） CM-业务请求（CONN-REQ） CON-CONF(接续确认) CC
处理接入请求（PROC ACCES REQ） 鉴权参数请求 鉴权参数响应
AUT-INFO-REQ AUT-INFO-PROY
鉴权请求 鉴权响应
MSCa
MSCb
A Um
VLRb BSS2
GSM信令流程
立即指配命令 建立指示 Complete Layer 3 Info.
鉴权请求 鉴权响应 加密模式命令 加密模式完成 呼叫建立 呼叫确认 加密命令 加密模式命令 加密模式完成
被叫流程二
MS BTS 信道激活 信道激活确认 BSC 指配信道请求 MSC
被 叫 流 程 之 二
指配命令 SABM UA 指配完成
加密模式
加密模式命令(Cipher mode command)
• • Encryption Information Cipher Response Mode (可选项，响应消息中是否包含IMEI)
加密模式完成(Cipher mode complete)
• • Mobile Equipment Identity (可选项) Chosen Encryption Algorithm (可选项)
主 叫 流 程 之 三
拆链完成 UA 信道释放
拆链 释放 释放完成 清除命令 去活 SACCH 释放指示 清除完成
RF 信道释放 RF 释放确认
被叫流程一
MS 寻呼请求 BTS 寻呼命令 信道要求 信道激活 信道激活确认 信道请求 BSC 寻呼 MSC
被 叫 流 程 之 一
立即指配 SABM(寻呼响应) UA(寻呼响应)
信道激活证实(Channel Activation Ack)
• Frame Number
立即指配
立即指配命令(Immediate assign command)
• Full Imm. Assign Inf
: IMMEDIATE ASSIGN : IMMEDIATE ASSIGN EXTENDED : IMMEDIATE ASSIGN REJECT
GSM信令流程专题（鉴权位置更新）
1.3鉴权1.3.1 鉴权原理和操作机制鉴权是通过比较MS提供的鉴权响应和AUC提供的鉴权三参数组之间是否一致进行判断的，通过鉴权，可以防止非法用户（比如盗用IMSI和KI复制而成的卡）使用网络提供的服务。
首先明确MS中SIM卡和AUC中存储的信息：●SIM卡中：固化数据：IMSI，Ki，A3，A8安全算法。
这些内容不会更改。
临时的网络数据TMSI，LAI，Kc，被禁止的PLMN业务相关数据●AUC中：用于生成随机数（RAND）的随机数发生器鉴权键Ki各种安全算法，这些安全算法和SIM卡中的算法相一致。
AUC的基本功能是产生三参数组（RAND、SRES、Kc），其中：●RAND由随机数发生器产生；●SRES由RAND和Ki由A3算法得出；●Kc由RAND和Ki用A8算出。
三参数组产生后存于HLR中。
当需要鉴权时，由MS所在服务区的MSC/VLR 从HLR中装载至少一套三参数组为此MS服务。
具体到某次鉴权时，如果此时VLR中还有该MS的三参组（或者允许重复使用三参组），则HLR不参与鉴权过程，VLR直接向MS下发鉴权命令；如果VLR中已经没有该MS的三参组，则需首先向HLR取三参组。
1.3.2 鉴权执行控制过程是否执行鉴权，取决于运营公司要求，一般每次呼叫建立、位置更新、无呼叫接续建立的补充业务激活、短消息交换、SMS，需执行鉴权，以保护运营商的利益。
1.3.3 VLR鉴权时的异常情况VLR不认识TMSI非法用户即非法用户不能对鉴权请求提供一个正确的鉴权响应本节课主要描述了鉴权的过程。
鉴权是数字网络区别与模拟网络的重要特性之一。
通过鉴权，系统可以为合法的用户提供服务。
对不合法的用户拒绝服务。
通过本课学习，主要了解鉴权的原理、鉴权中心的作用、系统判断非法用户的依据。
1.4位置更新1.4．1 位置更新类型●正常位置更新●周期位置更新●IMSI附着/分离●当HLR被置于故障指示时，VLR收到MS发出的业务操作1．4．2成功操作1.4.2.1 位置更新仅涉及VLRMS进入新位置内，新旧位置区在同一MSC覆盖区域内，即VLR并未改变。
GSM信令流程2ppt课件
Outgoing call from MS
Public Switched Telephone Network
(PSTN)
Visitor Location Register
(VLR)
Mobile Switching
Centre (MSC)
.
Use of channels - outgoing call
((( )))
Base
Transceiver Station
MS
(BTS)
RACH (can I get a control channel?) AGCH (use this SDCCH) SDCCH (service request) SDCCH (OK) SDCCH (called no.)
MSRN? MSRN
OK (MSRN and radio channel) Allocation of traffic channel
OK
Handover required
BTS B is better
Handover (radio channel)
.
Use of Channel
(in Um)
.
Use of channels - roaming
.
Use of channels - incoming call
((( )))
Base
Transceiver Station
MS
(BTS)
PCH (paging) RACH (can I get a control channel?)
AGCH (use this SDCCH) SDCCH (paging response - TMSI)
GSM信令流程.pptx
鉴权
鉴权请求(Authentication request)
• Ciphering key sequence number • Authentication parameter RAND
鉴权响应(Authentication response)
• Authentication parameter SRES
建立指示
Complete Layer 3 Info.
UA(位置更新确认)
鉴权请求
鉴权响应
加密模式命令
加密命令
加密模式命令
加密模式完成
加密模式完成
位置更新允许 TMSI 重分配完成
位置更新流程之二
位置更新二
MS
BTS
BSC
DISC UA
信道释放 去活 SACCH 释放指示
RF 信道释放 RF 信道释放
信道激活证实(Channel Activation Ack)
• Frame Number
立即指配
立即指配命令(Immediate assign command)
• Full Imm. Assign Inf
: IMMEDIATE ASSIGN : IMMEDIATE ASSIGN EXTENDED : IMMEDIATE ASSIGN REJECT
释放 释放完成
信道释放 去活 SACCH
拆链完成 UA
释放指示
RF 信道释放 RF 释放确认
MSC
清除命令一
MS
BTS
寻呼请求
寻呼命令
信道请求
信道要求 信道激活
信道激活确认
立即指配
立即指配命令
SABM(寻呼响应)
《GSM通信流程简介》培训资料
17、清除（释放资源） 18、清除完成
15、TMSI再分配完成证实
VLR存储TMSI
位置更新流程
✓关机（IMSI分离）
Um MS
1.IMSI分离
BSS
BSSAP A
L3信息
MSC
MAP B
2.分离IMSI 3.清除命令（释放资源） （Deatch IMSI）
4.清除完成
VLR
鉴权流程
✓相关说明
1、作用：通过比较MS提供的鉴权响应和AUC提供的鉴权三参数组之间是否一致进 行判断的，通过鉴权，可以防止非法用户（比如盗用IMSI和KI复制而成的卡）使用 网络提供的服务。
HLR
MSC
VLR
建立呼叫（SET UP）
建立呼叫（SET UP） 为去话发送信息（S.F.O.C）
被叫所在VLR
MSC
呼叫继续（CALLPROC）呼叫继续（CALLPROC） 完成呼叫 (回主叫用户数据COMCALL）
指配请求（ASSIGN-REQ） 指配请求（ASSIGN-REQ
指配完成
指配完成（ASSIGN-COMP）
路由信息请求（SendRoutingInformation） 提供漫游号码 （Provide MSRNReq）
路由信息回送（Routing Infotmation Resp)
回送漫游号码（PROV MSRN Resp）
IAI(IAM)
1、TCH 指配阶段 主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，主叫用户的话音信道已经 确定，如果在后面被叫接续的过程中不能接通，主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音 提示。
PSTN ISDN PDN
OSS：操作支持子系统 MS：移动台 MSC：移动业务交换中心 HLR：归属用户位置寄存器
WCDMA移动核心交换网位置更新流程
VLR-HLR间位置更新消息
MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA消息（III） VLR<->HLR，MAP协议
名称 Req C C C Ind C(=) C(=) C(=) U C(=) O Rsp C Cnf C(=) 作用 传递用户的ODB数据 CS域ARP，用于差异化 服务 标识用户在或上登陆入 网是受限制的 指示用户错误的类型 指示系统错误的类型 参考章节 8.1.10节 3GPP 29.002 8.1.4节 8.1.14节 8.2.12节
周期性位置更新
作用： 当移动台突然进入网络覆盖不到的区域，或者突然掉电，移 动台还来不及发送IMSI DETACH 消息就和网络分离。显然，在这 种情况下，VLR 是无法给IMSI 臵分离标记的，如果该IMSI 做被叫， 电路资源和无线资源就要被浪费。
触发场景： 任何移动台无论是否进入新的位臵区，网络通知移动台发起周期 性位臵更新定时器（T3212），MS定时（例如每隔30 分钟）发 起一次位臵更新流程。 指定周期到时后，没有发起周期性位臵更新流程，则VLR 将该 IMSI 臵为分离。 周期性位臵更新的周期可以人为设定，从6 分钟到24 小时不等， 甚至可以设为无穷大（不作周期性位臵更新）。
Ciphering key sequence number Location area identification Mobile identity
M
M
M
M
标识位臵更新的原因值（普通位臵更 新、周期性位臵更新、IMSI附着） 用于对CK和IK进行鉴别，以确定网络 是否引入鉴权流程 当使用TMSI为终端标识时，用来标识 终端的位臵信息 用来标识终端，可以保存IMSI、 TMSI/P-TMIS、IMEI、IMEISV、 TMGI等
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• Kc由RAND和Ki用A8算出。
•
三参数组产生后存于HLR中。当需要鉴权时，由MS所在服务区的MSC/VLR
从HLR中装载至少一套三参数组为此MS服务。具体到某次鉴权时，如果此时VLR中还
有该MS的三参组（或者允许重复使用三参组），则HLR不参与鉴权过程，VLR直接向
MS下发鉴权命令；如果VLR中已经没有该MS的三参组，则需首先向HLR取三参组。
• 本节课主要描述了鉴权的过程。鉴权是 数字网络区别与模拟网络的重要特性之一。 通过鉴权，系统可以为合法的用户提供服 务。对不合法的用户拒绝服务。通过本课 学习，主要了解鉴权的原理、鉴权中心的 作用、系统判断非法用户的依据。
1.4位置更新
• 1.4．1 位置更新类型 • 正常位置更新 • 周期位置更新 • IMSI附着/分离 • 当HLR被置于故障指示时，VLR收到MS发出的业
• 位置在VLR登记后相关网络数据已经丢失， 此时MS必须使用IMSI标识自己。文中： LAIO=旧LAI号，LAIN=新LAI号
• 1.4.2.3 位置更新时使用前一个VLR分配的 TMSI来标识
•
当MS进入新的VLR（VLR2）位置
区，请求位置更新时使用的是前一个VLR
（PVLR）分配的TMSI来标识自己。
• 为得到该MS的鉴权三参组，VLR2需要 知道该MS的归属HLR地址信息，VLR2可 以从IMSI分析得到该信息，为了得到该MS 的“IMSI”，VLR2需要同PVLR通道，故 此时位置更新将涉及VLR2，PVLR和HLR。
• 注：若PVLR无IMSI响应，则VLR2另可 通过向MS请求询问IMSI，得到MS的IMSI 标识后接下去处理位置更新。
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。10:19:4510:19:4510:1912/14/2020 10:19:45 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.12.1410:19:4510:19Dec-2014-Dec-20 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。10:19:4510:19:4510:19Monday, December 14, 2020 • 13、志不立，天下无可成之事。20.12.1420.12.1410:19:4510:19:45December 14, 2020
• 1.3.2 鉴权执行控制过程
• 是否执行鉴权，取决于运营公司要求，一 般每次呼叫建立、位置更新、无呼叫接续 建立的补充业务激活、短消息交换、SMS， 需执行鉴权，以保护运营商的利益。
• 1.3.3 VLR鉴权时的异常情况 • VLR不认识TMSI
非法用户 即非法用户不能对鉴权请 求提供一个正确的鉴权响应
1.4.2.4 IMSI分离（或关机）
1.4.2.5 IMSI接入 IMSI重新进入活动状态，而位置自从IMSI分离后已改变，则如6。2那
样通过位置更新过程来完成；如位置至从IMSI分离后未改变，则IMSI接入过程通 过如下描述完成：（本过程仅在VLR中已设置了“IMSI分离”标志之后使用）
• 1.4.3 异常情况
•
临时的网络数据TMSI，LAI，Kc，被禁止的PLMN
•
业务相关数据
• AUC中：
•
用于生成随机数（RAND）的随机数发生器
•
鉴权键Ki
•
各种安全算法，这些安全算法和SIM卡中的算法相一致。
•
AUC的基本功能是产生三参数组（RAND、SRES、Kc），其中：
• RAND由随机数发生器产生；
• SRES由RAND和Ki由A3算法得出；
务操作 • 1．4．2成功操作 • 1.4.2.1 位置更新仅涉及VLR • MS进入新位置内，新旧位置区在同一MSC覆盖
区域内，即VLR并未改变。
• 1.4.2.2 位置更新涉及VLR和HLR
•
包括下列情况：
• MS处于新的VLR的位置区域，所以该位置 区必须更新到HLR
• MS首次登记到网络
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
• 本节介绍了位置更新的相关内容。学习 本节后，应掌握位置更新的原因、分类， 主要流程。明确位置更新和切换的区别。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 0.12.1420.12.14Monday, December 14, 2020
。2020年12月14日星期一上午10时19分45秒10:19:4520.12.14
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月上午10时19分20.12.1410:19December 14, 2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年12月14日星期一10时19分45秒10:19:4514 December 2020
• 1.4.3.1 位置更新时，VLR不认识TMSI
•
当MS以TMSI标识自己，但
VLR不认识该TMSI，则VLR首先要求MS进
行鉴权，此鉴权过程可参见“鉴权异常情
况”。鉴权成功后，接着的位置更新如
“位置更新的成功操作”那样来完成。
1.4.3.2 位置更新不接受（以仅 在VLR完成位置更新为例）
机制
•
鉴权是通过比较MS提供的鉴权响应和AUC提供的鉴权三参数组之间是否
一致进行判断的，通过鉴权，可以防止非法用户（比如盗用IMSI和KI复制而成的卡）
使用网络提供的服务。
•
首先明确MS中SIM卡和AUC中存储的信息：
• SIM卡中：
•
固化数据：IMSI，Ki，A3，A8安全算法。这些内容不会更改。