超详细GSM信令流程
GSM信令详解(完整版)
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
2、更新位置区 (CKSN，IMSI,LAIO,LAIn)
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
鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令， 加密模式完成，呼叫建立等几个步骤。 经过这个阶段，主叫用户的身份已经得 到了确认，网络认为主叫用户是一个合 法用户，允许继续处理该呼叫
TCH 指配阶段
取被叫用户路由信息阶段 向HLR请求路由信息；HLR向VLR请求漫游号 码；VLR回送被叫用户的漫游号码；HLR向 MSC回送被叫用户的路由信息（MSRN）。 MSC收到路由信息后，对被叫用户的路由信息 进行分析，可以得到被叫用户的局向。然后进 行话路接续。
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
GSM信令流程_CN(核心
么么么么方面
Sds绝对是假的
信道请求(Channel Request)
• ESTABLISHMENT CAUSE(3~6bit) • RANDOM REFERENCE(5~2bit)
信道要求(Channel Required)
• Request Referenc(包括random reference 和部分帧号) • Access Delay(BTS测量得到的时延)
主 MS
信道请求
BTS
叫
流
程 之 一
立即指配(SDCCH+SACCH) SABM(CM 业务请求) UA(CM 业务请求)
信道要求 信道激活 信道激活证实 立即指配命令 建立指示
鉴权请求
鉴权响应
加密模式命令
加密命令
加密模式完成
呼叫建立
呼叫进程启动
BSC
MSC
Complete Layer 3 Info.
20
2021/3/5
20
寻呼(Paging)
• IMSI • TMSI(可选项) • Cell Identifier List(规定寻呼命令发送范围)
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
建立指示
UA(寻呼响应)
鉴权请求
鉴权响应
加密模式命令
加密命令
加密模式完成
呼叫建立 呼叫确认
BSC
MSC
寻呼
Complete Layer 3 Info.
GSM信令流程(超详细)
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；•移动用户做主叫的信令过程；•移动用户做被叫的信令过程；1Issue 3.3•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。
GSM信令流程(中文版1).ppt课件
• Mobile Identity
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研究开发部
上海大唐移动通信设备有限公司
鉴权请求、鉴权响应
鉴权请求(Authentication request)
• Ciphering key sequence number • Authentication parameter RAND
加密模式完成(Cipher mode complete)
• Mobile Equipment Identity (可选项) • Chosen Encryption Algorithm (可选项)
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研究开发部
上海大唐移动通信设备有限公司
建立(Setup)
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)
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研究开发部
上海大唐移动通信设备有限公司
指配请求、指配命令
指配请求(Assignment Request)
• Channel Type
UA
切换完成
清除命令
清除完成
切换请求
BSS2
切换请求确认
切换检测到
切换完成
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研究开发部
上海大唐移动通信设备有限公司
信道请求、 信道要求
信道请求(Channel Request)
• ESTABLISHMENT CAUSE(3~6bit) • RANDOM REFERENCE(5~2bit)
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.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)
详细的GSM信令流程图FlowChat
Figure.5 寻呼不成功信令流程图Figure.6 对MS效劳拒绝信令流程图说明：在极早指配允许的情况下，紧急呼叫、呼叫重建以及SDCCH遇忙会引起极早指配。
说明：在图一(Figure.7)说明极早指配的立即指配信令流程后，对指配操作的流程进行说明。
Figure.9 正常情况下〔即极早指配不允许〕，呼叫重建SDCCH信令流程图Figure.10 正常情况下〔即极早指配不允许〕，呼叫重建TCH信令流程图，排队允许。
Figure.11 呼叫中，指配操作失败情况信令流程图，排队强拆不允许Figure.12 MSC发起的去除操作信令流程图，没有计数器Figure.13 呼叫操作，TCH信道激活失败-超时信令流程图，排队强拆不允许Figure.14 呼叫操作，TCH信道模式修改失败-超时信令流程图，排队强拆不允许Figure.15 SDCCH占用失败，由于没有资源〔即BSS故障〕，极早指配不允许Figure.16 SDCCH占用失败，由于信道激活失败—超时〔即BSS故障〕，极早指配不允许Figure.17 SDCCH掉话情况，由于连接失败、错误指示、Abis断链等原因Figure.18 TCH掉话情况，由于连接失败、错误指示、Abis断链、A接口和OM失败等原因，不包括排队/强拆情况〔两个情况：在振铃时的掉话如何统计，在切换过程中发生的掉话如何统计〔切换接入为界〕？Figure.19 直接重试不允许，呼叫TCH占用排队失败，由于队列满、队列定时器超时原因。
Figure.20 呼叫TCH占用排队失败，由于队列满、队列定时器超时等原因，直接重试允许。
说明：在直接重试允许的情况下，不进行BSC及小区TCH 占用失败统计。
Figure.21 位置更新操作，信令流程图Figure.22 主叫TCH占用遇忙，BSC内部直接重试，排队不允许，省略内部切换计数器Figure.23 呼叫主叫TCH占用遇全忙，启动BSC内部直接重试，由于内部切换拒绝或等待HO_Ready超时，内部直接重试失败，省略内部切换计数器Figure.24 呼叫主叫TCH占用遇全忙，启动出BSC直接重试，由于出局切换拒绝或T7超时，出局直接重试失败，省略出局切换计数器Figure.25 BSC内小区间切换成功流程，由于空间关系，缺少计数器见附图一Figure.26 BSC内小区间切换成功流程，补充计数器，附图一Figure.27 BSC内小区间切换成功流程，后续流程及计数器，附图二Figure.28 BSC内小区内切换成功流程，省略呼叫建立流程及相关计数器Figure.29 出BSC切换成功流程，省略呼叫建立流程及相关计数器Figure.30 出BSC切换成功流程，后续流程及计数器，附图一Figure.31 入BSC切换成功流程，省略呼叫建立流程及相关计数器Figure.32-1 BSC内入小区切换失败流程，无可用信道情况，说明：本图仅包括BSC内小区间切换请求计数器，失败计数器及后续流程见Figure.32-2Figure.32-2 BSC内入小区切换失败流程，无可用信道，切换请求计数器见Figure.32-1Figure.33 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，信道激活否认应答情况，图一说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1Figure.34 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，信道激活等待超时情况，图二说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1Figure.35 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，等待iPATH响应超时情况，图三说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1 ，源小区切换失败计数有错误Figure.36 BSC内入小区切换失败流程，BSS失败，等待CCB更改完成超时情况，图四说明：切换请求流程及计数器省略，详见Figure.32-1，源小区切换失败计数有错误Figure.37 BSC内入小区切换失败流程(其他原因，图一)，建立Abis连接失败或发送信道激活消息失败。
GSM信令流程总结
GSM信令流程总结呼叫建立阶段的信令流程如下：1.扫描和选择基站：移动台扫描周围的基站，并选择最强信号的基站进行连接。
2.建立无线连接：移动台发送连接请求给所选择的基站。
基站收到请求后，发送连接确认给移动台。
3.注册移动台：移动台通过发送注册请求将自己的位置信息注册到网络中。
基站收到请求后，发送注册确认给移动台。
4.寻呼移动台：当有呼叫或短信发送给移动台时，网络会发送寻呼请求给所在区域的基站。
基站通过广播方式将寻呼请求发送给所有的移动台。
5.移动台响应：移动台收到寻呼请求后，发送响应给所在区域的基站。
基站收到响应后，向核心网发送移动台的位置信息。
6.路径设置：核心网根据移动台的位置信息确定路由和传输路径，以确保呼叫可以正确连接。
呼叫释放阶段的信令流程如下：1.完成通话：通话结束后，通信控制器向基站发送释放请求。
2.呼叫释放确认：基站收到释放请求后，向核心网发送释放确认。
3.核心网清除连接：核心网收到释放确认后，清除与移动台的连接，并从网络中删除移动台的位置信息。
4.发送呼叫释放消息：基站向移动台发送呼叫释放消息。
5.移动台响应：移动台收到呼叫释放消息后，确认释放，并将自己恢复到空闲状态。
在整个信令流程中，GSM使用了多种信令协议和消息来实现不同的功能。
例如，移动台和基站之间使用的信令协议是GSM-MAP（Mobile Application Part），它用于处理移动台的位置注册和寻呼等功能。
通信控制器和核心网之间使用的协议是SS7（Signaling System No.7），它用于处理呼叫建立和释放的信令交换。
总结起来，GSM信令流程是一个复杂的过程，涉及到移动台和基站、基站和核心网之间的信令交换。
通过这个信令流程，GSM实现了移动通信网络中的呼叫建立和释放等功能，确保通信连接的可靠性和稳定性。
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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。
9.CM Service Request CM业务请求
• 这条CM业务请求消息被发往MSC
10.UA
• 当在LAPDm协议中建立第2层级别链路时，UA是正 常情况下第2层级别的确认。
11.Authentication Request 鉴权请求
• CC消息
CC：连接证实消息 MM：用于移动台和 MSC/VLR之间交换用户移 动性管理和通信接续信息 RR：用于移动台和BSC之 间交换无限资源分配信息
• MSC要求BSC从无线通路开始加密。假如网络想要在 无线接口开始加密，需要在A接口发送消息。如果网络 使用加密，那么MS在接收到此消息以后开始加密。
• 该消息中包含着密钥Kc，由A5算法产生加密码，利用 Kc（64bit）值和当前脉冲串的帧号码（22bit）进行 计算，结果将产生一个114bit的加密序列，通过它来 和突发脉冲114bit的信息位进行异或操作。
• T3101：用于立即指配过程耗时的计时器，如果SD信 道被占用或者激活失败，BSC发送immediate assignment reject信息给MS。
跳频
采用跳频技术是为了确保通信的秘密性和抗干扰性。 • 跳频功能主要是：(1) 改善衰落；(2) 处于多径环境中的漫速移
动的移动台通过采用跳频技术，大大改善移动台的通信质量。 (3) 跳频相当于频率分集 • GSM中的跳频分为基带跳频（BB）和射频跳频（RF）。 • 基带跳频的原理是将话音信号随着时间的变换使用不同频率发射 机发射。 • 射频跳频是将话音信号用固定的发射机，由跳频序列控制，采用 不同频率发射。需要说明的是，射频跳频必须有两个发射机，一 个固定发射载频，因它带有控制信道BCCH；另一发射机载波频 率可随着跳频序列的序列值的改变而改变。
7.CM Service Request CM业务请求
• 移动台向网络发送CM业务请求，目的是为连接管理子 层实体申请一项服务，包括以下几项：
• CM Service Request - for Mobile Originated calls and Mobile originated SMS
• Location Update Request • IMSI Detach Request • Paging Response - mobile terminated call or
12.Authentication Request 鉴权请求
13.Authentication Response 鉴权响应
14.Authentication Response 鉴权响应
• 为了完成鉴权过程，从MS来的SRES的值在消息内部 被送回VLR。
15.Ciphering Mode Command 加密模式命令
SMS mobile terminated • CM_Re-establishment Request
8.CM Service Request Establish
Indication CM业务请求建立指示
• BTS通过返回建立指示消息确认立即指配命令。建立 指示消息有两种用途。首先，建立指示消息从BTS的 角度出发，指出移动台目前正在SDCCH信道上。这样， BTS向BSC发一消息，指示现在移动台的CM业务请求 正在所描述的这种SDCCH信道上传送。另外，BTS将 识别这一连结并把接收到的第3层的消息加入到这条消 息中。
• 收到从BTS发来的信道请求消息后，BSC开始按照一 定的条件为此次呼叫寻找和分配SDCCH信道，同BSC 向BTS发送一条信道激活消息。其中最重要的是：分 配给哪个BTS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、BSC 计算的有关此次接入的初始时间提前量等。
6.Immediate Assignment 立即指配
• 基站分系统通过AGCH信道告知移动台有关使用的 SDCCH信道的情况。实际上，这条消息是一条从网络 向移动台发送的从AGCH信道转到先前定义的SDCCH 信道工作的指令。在这条消息中，包括的参数有：寻 呼模式、SDCCH信道描述、跳频， 如果应用了跳频， 则还应包括请求参考（与建立原因相同）、初始时间 提前量和频率分配。