GSM信令流程
GSM主要信令接续流程(呼叫流程)
主要信令接续流程为了对GSM系统的整体工作流程有进一步的认识，本节描述几种主要接续流程。
移动客户至固定客户出局呼叫流程移动台始发呼叫框图见图8－14，流程图见图8－15。
图8－14 移动台始发呼叫框图图8－15 MS始发呼叫流程图图中流程说明如下：(1) 在服务小区内，一旦移动客户拨号后，移动台向基站请求随机接入信道（RACH）。
(2) 在移动台MS与移动业务交换中心MSC之间建立信令连接的过程。
AGCH允许接入信道(3) 对移动台的识别码进行鉴权，如果需加密则设置加密模等，进入呼叫建立的起始阶段。
(4) 分配业务信道的过程。
(5) 采用七号信令的客户部分(1SUP／TUP)，建立与固定网(ISDN／PSTN)至被叫客户的通路，并向被叫客户振铃，向移动台回送呼叫接通证实信号。
(6) 被叫客户取机应答，向移动台发送应答连接消息，最后进入通话阶段。
手机主叫的时候发起的第一条消息是在Um接口上的Channel request 消息，然后BTS 对这个消息进行转发，在A-bis 接口上我们看到Channel required。
Channel request我们可以理解为信道请求，在BTS与BSC之间的Channel required我们通常叫做信道申请。
BSC收到这个Channel required 以后它会返回一个Channel active，在这个Channel active 里面有一个非常重要的信息，就是BSC对BTS激活的这个目标信道的相关描述。
BTS激活这个信道以后会返回一个Channel active ACK。
接下来BSC就可以向手机指配这条目标信道了，这个信令消息叫做Immediate Assign Command（立即指配命令）。
在这里我们要关心一下就是BSC激活和指配的这个目标信道它是什么样的信道。
在正常的流程中，通常MS接入BTS是在RACH中，就是随机接入信道中。
然后BSC要激活的信道通常是SDCCH信道，就是独立专用控制信道；Immediate Assign Command这条消息，它是通过AGCH信道下发给手机的，在这AGCH信道里面指配了一条SDCCH信道。
GSM信令流程
CALL ESTABLISHMENT (TO LAND)RACHT3120AGCHT3126AGCHSDCCHT3230T303SDCCHT310SDCCHFACCHSignalling Connection Control Part (SCCP)The SCCP is a layer 3 protocol and provides network connectivity as required.The SCCP forms part of the Signalling Information Field (SIF) in the MTP signalling unit.The SCCP can operate in four modes. Two of these modes are used for GSM. Protocol class numbers carried in the mandatory fixed field of the SCCP message indicate which mode is being used. The two modes used for GSM are:Connectionless. Protocol Class 0 - Single messages are sent to other SCCP users. The Unit Data (UDT) is the only type of message sent in connectionlessmode.Connection-oriented. Protocol Class 2 - A signalling connection is established before messages are sent. The following SCCP message types must be passed toestablish this connection:CR - Connection Request.CC - Connection Confirm.CREF - Connection Refused.DT1 - Data form 1.IT - Inactivity Test.Once the communication is complete the link must be released. The following SCCP message types are used to release the connection:RLSD - Released.RLC - Release Complete.2 。
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。
超详细GSM信令流程
内容摘要
• GSM主叫信令流程 • GSM被叫信令流程 • GSM切换信令流程 • 系统消息及参数分析 • 案例分析
移动主叫流程一
移动主叫流程二
移动主叫流程三
1.Channel Request 信道要求
• MS通过动态地在RACH信道上发送一个随机接入脉冲 向一个BTS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“位置更新”。此外，这条消息还包括随机参数， 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。
Originating speech call from dual-rate MS when TCH/H is sufficient and supported by the MS for speech calls and the network sets NECI bit to 1
Answer to paging
2.Channel Required 信道请求
• BTS向BSC发一条申请信道消息。通过这条消息， BTS进一步向BSC传递由移动台发起的信道请求。信 道请求消息中除了包含信道要求消息中的一些消息外， 还包括由BTS加入的一些重要的附加消息和TA。
3.Chanel Activation Ack 信道激活证实
• 这是对信道激活消息的应答。当基站收发信台收到这 条消息后，它开始在SACCH信道发送和接受消息。
5.Immediate Assignment Command 立即指配命令
• 基站控制器告诉基站收发信台关于被使用的SDCCH信 道。
GSM信令完整流程
下行
上行 下行 下行 上行 上行 下行 上行 下行
指配命令 分配TCH信道
指配完成 TCH分配完成 提醒 连接 连接响应 拆链 释放 释放完成 信道释放
下行
下行 上行 上行 上行 下行 上行 下行 上行 下行
级别查询
识别请求 级别更新 级别更新 识别响应 TMSI再分配命令 TMSI再分配完成 CM业务接收 建立 呼叫进程
Um接口
Um接口 Um接口 Um接口 Um接口 Um接口 Um接口 Um接口 Um接口
Assignment Command
Assignment Complete Alerting Connect Connect Acknowledge Disconnect Release Release Complete Channel Release
完成起呼流程
次
完整的主叫流程（含切换）
试呼： UL:CM service request（如果后面直接收到System Information Type1，则视为 起呼失败） DL: CM service Request CM业务请求 DL: CM service accept CM业务接受 DL: AUTHENTICATION REQUEST 鉴权请求 UL: AUTHENTICATION RESPONSE 鉴权响应 DL: CIPHER MODE COMMAND UL: CIPHER MODE COMPLETE DL: TMSI REALLOCATION COMMAND TMSI分配命令 UL: TMSI REALLOCATION COMPLETE TMSI分配完成 UL: SETUP 建立 DL: CALL PROCEEDING 呼叫进程 DL: ASSIGNMENT COMMAND 立即指配命令分配 TCH信道 UL: ASSIGNMENT COMPLETE （TCH） TCH分配完成 DL: ALERTING 响铃
GSM信令流程
MSC
清除命令
清除完成
内部切换
MS
内 部 切 换 流 程
测量报告
BTS1
BSC
测量结果报告
切换命令
切换接入
物理信息(同步过程) SABM UA
切换完成
信道激活
BTS2
信道激活确认
切换检测到
建立指示
切换完成 切换执行 (to MSC)
外部切换
MS
外 部 切 换 流 程
BSS1
切换要求
MSC
切换命令
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
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
加密模式完成
呼叫建立 呼叫确认
BSC
MSC
寻呼
Complete Layer 3 Info.
加密模式命令 加密模式完成
被叫流程之二
被叫流程二
信令流程(图+介绍)
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。
6.2、识别MS身份
TMSI是网络分配给每个移动用户的临时身份码，只在一个位置区域内有效。为了提高MS用户的保密性，信令通信可首先使用TMSI代替IMSI。如果网络识别TMSI号码，接续流程可以继续；若不能识别TMSI（MS从一个位置区进入另一个位置区），就会要求MS重新上报IMSI号码。若该号码有效，通信继续，同时网络还会给该移动用户分配一个新的TMSI号码。这个接续过程紧跟在A接口的第一个L3消息之后。
6.3、重新分配TMSI
无论当前MS使用的TSMSI是否能被系统识别，出于对用户身份保密的考虑，在每次通信时，网络部可为MS重新分配一个TMSI。TMSI的重新分配过程一般是在加密完成之后，SETUP建立之前。对应于TMSI重新分配命令，MS有一个回应的TMSI分配完成消息。
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。在IM－MASS中，除包含CHACT中的信道相关信息外，还包括随机参考值RA、缩减帧号T、时间提前量TA等。RA值等于BSS系统收到的某个MS发送的随机值。T是根据收到CH－REQ时的TD－MA帧号计算出的一个取值范围较小的帧号。RA和T值都与请求信道的MS直接相关，用于减少MS之间的请求冲突。TA是根据BTS收到RACH信道上的CH－REQ信息进行均衡时，计算出来的时间提前量。MS根据TA确定下一次发送消息的时间提前量。
GSM基本信令流程
–移动主叫 –移动被叫 –位置更新 –切换
移动主叫（ 移动主叫（一）
MS Channel request BTS Channel required Channel activation Channel activation ack Immediate assignment SABM(cm_serv_req) UA(cm_serv_req) Authentication request Authentication response Cipher Mode Command Encryption command Cipher Mode Command Cipher Mode Complete Setup Call proceeding Immediate assign command establish indication Complete Layer 3 Info. BSC MSC
Cipher Mode Complete
(To be continued)
移动主叫（ 移动主叫（二）
MS BTS Channel activation Channel activation ack Assignment command SABM establish indication UA Assignment Complete Deactivate SACCH Release request Release confirm RF Channle release RF Channel release ack Alerting Connect Connect acknowledge Assignment Complete BSC Assignment Request MSC
(To be continued)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
外部切换
MS BSS1 MSC BSS2
切换要求
切换请求 切换请求确认
外 部 切 换 流 程
切换命令 切换接入 物理信息(同步过程)
切换检测到 SABM UA 切换完成 清除命令 清除完成 切换完成
寻呼
寻呼(Paging)
• IMSI • TMSI(可选项) • Cell Identifier List(规定寻呼命令发送范围)
主叫流程一
MS 信道请求 BTS 信道要求 信道激活 BSC MSC
主 叫 流 程 之 一
加密模式命令 加密模式完成 立即指配(SDCCH+SACCH) SABM(CM 业务请求) UA(CM 业务请求)
信道激活证实 立即指配命令 建立指示 Complete Layer 3 Info.
鉴权请求 鉴权响应 加密命令 加密模式命令 加密模式完成 呼叫建立 呼叫进程启动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• Mobile Identity
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
建立(Setup)
• Bearer capability
: 信息传送能力、方式 : 编码标准等
• •
Called party BCD number CC capabilities(移动台是否支持DTMF)
指配
指配请求(Assignment Request)
• Channel Type
: speech/data indicator : channel rate and type : speech encoding algorithm or data rate & transparency indicator
建立指示 指配完成 去活 SACCH 释放请求 释放确认 RF 信道释放 RF 信道释放确认 振铃 连接 连接确认
被叫流程三
MS BTS BSC MSC
被 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
位置更新一
信道要求(Channel required)
• Request Referenc请求参考(包括 random reference 和部分帧号) • Access Delay(BTS测量得到的时延) • BTS向BSS要求信道
信道激活
信道激活(Channel Activation)
• Channel number • Activation type(3bit,立即指配、指配、切换等) • Channel Mode(表示话音、数据或信令，以及相应属性) • Channel Identification(绝对频道号或跳频参数) Identification( ) • Handover Reference(切换参考值) • Timing Advance(初始时间提前量)
寻呼命令(Paging command)
• Paging group • MS Identity
寻呼请求(Paging request)
• Page mode • Channel needed(信道类型) • Mobiles Identity
信道请求
信道请求(Channel Request)
• ESTABLISHMENT CAUSE建立原因(3~6bit) • RANDOM REFERENCE随机参数(5~2bit) • MS向BTS请求
CM业务请求
CM业务请求(CM service request)
• CM Service type(移动主叫、紧急呼、短消息业务等 移动主叫、 移动主叫 紧急呼、短消息业务等) • Ciphering key sequence number • Mobile station Classmark
*发射功率等级 *支持的加密算法 *伪同步能力 *短消息能力等
位 置 更 新 流 程 之 一
加密模式命令 加密模式完成 位置更新允许 TMSI 重分配完成 立即指配 SABM(位置更新请求) UA(位置更新确认) 鉴权请求 鉴权响应 加密命令 加密模式命令 加密模式完成 MS 信道请求 BTS 信道要求 信道激活 信道激活确认 立即指配命令 建立指示 Complete Layer 3 Info. BSC MSC
立即指配(Immediate Assignment)
• • • • • Page Mode(正常寻呼、扩展寻呼、寻呼重组、不变 正常寻呼、 正常寻呼 扩展寻呼、寻呼重组、不变) Channel Description(信道、绝对频道号或跳频参数 信道、 信道 绝对频道号或跳频参数) Request Reference Timing Advance Mobile Allocation
主叫流程二
MS BTS 信道激活(TCH+SACCH) 信道激活确认 BSC 指配请求 MSC
主 叫 流 程 之 二
SABM UA 指配完成
指配命令 建立指示 指配完成 去活 SACCH 释放请求 释放请求确认 RF 信道释放 RF 信道释放确认 振铃 连接 连接确认
主叫流程三
MS BTS BSC MSC
位置更新二
位 置 更 新 流 程 之 二
DISC UA RF 信道释放 RF 信道释放
MS BTS BSC MSC
信道释放 去活 SACCH 释放指示
清除命令
清除完成
内部切换
MS BTS1 BSC BTS2
测量报告
测量结果报告 切换命令 切换接入
信道激活 信道激活确认
内 部 切 换 流 程
切换检测到 物理信息(同步过程) SABM UA 建立指示 切换完成 切换完成 切换执行 (to MSC)
• •
Priority Circuit Identity Code
指配命令(Assignment Command)
• • Channel Description(信道、绝对频道号或跳频参数) Power command
指配
指配完成(Assignment Complete)
• • • • • • • RR Cause (可选项) Circuit Identity Code (BSS分配电路时使用) Cell Identifier (小区改变时使用) Chosen Channel(选择信道速率/类型时使用) Channel( / ) Chosen Encryption Algorithm(改变加密算法时使用) Circuit Pool(存在多个电路池时使用) Speech Version (Chosen) (选择了语音版本时使用)