GSM流程分析-呼叫流程-切换流程
GSM呼叫流程大全
GSM呼叫流程大全
1.手机发起呼叫:
2.基站分配信道:
基站接收到呼叫请求后，它会从可用的信道中选择一个来分配给该呼叫。
这个信道将用于传输手机和基站之间的音频和控制信号。
3.呼叫呼叫请求传输到MSC:
一旦基站获得信道，它会将呼叫请求转发到移动交换中心。
MSC是GSM网络中的核心节点，负责处理所有呼叫的路由和管理。
4.MSC发送呼叫路由请求:
MSC根据呼叫的目标号码发送呼叫路由请求，以确定被叫用户所在的
位置。
该请求通过信令链路发送到被叫用户所在的MSC。
5.被叫用户身份验证:
被叫用户所在的MSC接收到呼叫路由请求后，会验证被叫用户的身份，并确认用户是否可达。
如果被叫用户不可达或无权接听来电，则呼叫会失败。
6.MSC之间的信令交换:
如果被叫用户所在的MSC确定用户可达，它会通过信令链路与手机所
在的MSC进行交互。
这些MSC之间的信令交换用于建立呼叫路径和协商呼
叫参数。
7.呼叫路径建立:
当MSC之间的信令交换完成后，它们会协商并建立一个呼叫路径。
呼叫路径指定了从被叫用户所在的基站到呼叫用户所在基站的路由信息。
8.呼叫转接:
一旦呼叫路径建立，被叫用户所在基站会将呼叫转接到呼叫用户所在的基站。
这个过程包括向调度器发送消息以准备接收呼叫，并将呼叫的控制权移交给呼叫用户所在的基站。
9.呼叫响铃和接听:
10.通话过程:
一旦呼叫接通，用户可以与对方进行通话。
语音数据会通过手机和基站之间的信道进行传输，并通过MSC之间的呼叫路径进行路由。
11.呼叫结束:。
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呼叫流程-绝对
BSC收到Connection Failure indication (Cause : Radio Link Failure)
在A接口上，BSC发Clear Request “Radio Interface Failure”到互换机 BSC向BTS发RF Channel Release消息
ET3101
有SABM过程
UA [L3 Info]
SCCP Con Rqrd [L3]
ST9105
Unnumbered Ack
ET9105
SCCP Conn Confirm
空中接口
Abis接口
A接口
无线链路建立流程——异常情况
SDCCH拥塞
假如BSC在收到Channel Required时，相应小区没有空闲旳SDCCH，BSC将会
SACCH
慢联络控制信道（Slow Associated Channel）
TCH
话务信道（Traffic Channel）
FACCH
快联络控制信道（Fast Associated Control Channel）
PCH
RACH
AGCH
SDCCH + SACCH
TCH/FACCH + SACCH
GSM呼喊流程
目旳和内容
目旳
简介GSM正常旳呼喊流程（空中接口、A-bis接口和A接口） 简介部分常见旳异常中断旳流程
内容
GSM网络协议简介 GSM逻辑信道简介 无线链路建立流程（Radio and Link Establishment Procedure） TCH正常分配流程（Normal Assignment Procedure） 主叫流程（Originating Call） 被叫流程（Terminating Call） 位置更新流程（Location Updating） 切换流程（Handover Procedure） 呼喊释放流程（Call Release Procedure） 信道释放流程（Channel Release Procedure）
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呼叫流程
呼叫流程*客户状态移动台客户状态一般是处于MS(客户)开机(空闲状态)、MS关机和MS忙三种状态之一，因此网路需要对这三种状态做相应处理。
(1) MS开机，网路对它作“附着”标记。
当移动台开机(打开电源)后，它首先要在空中接口上搜索以找到正确的频率，并依靠搜索到的正确频率校正和同步频率，并将此频率锁定。
该频率载有广播信息和可能的寻呼信息。
若MS是第一次开机，在其数据存储器(SIM卡)中找不到原来的位置区识别码(LAI)，它就立即要求接入网路，向MSC发送“位置更新请求”消息，通知GSM系统这是一个此位置区内的新客户，如图8－1所示，MSC根据该客户发送的IMSI中的HlH2H3消息，向该客户的归属位置寄存器(HLR)发送“位置更新请求”，HLR记录发请求的MSC号码(即M1M2M3)，并向MSC回送“位置更新接受”消息，至此MSC 认为此MS已被激活，在拜访位置寄存器(VLR)中对该客户对应的IMSI上作“附着”标记，再向MS发送“位置更新证实”消息，MS的SIM卡记录此位置区识别码。
图8－1 第一次登记若MS不是第一次开机，而是关机后又开机的，MS接收到的LAI(LAI是在空中接口上连续发送的广播信息的一部分)与它SIM卡中原来存储的LAI不一致，那么它也是立即向MSC发送“位置更新请求”，MSC要判断原有的LAI是否是自己服务区的位置，如判断为肯定，MSC只需对该客户的SIM卡原来的LAI码改写成新的LAI码，并在该客户对应的IMSI作“附着”标记即可；判断为否定，MSC需根据该客户的IMSI中的HlH2H3信息，向该客户的HLR发送“位置更新请求”，HLR在该客户数据库内记录发请求的MSC号码，再回送“位置更新接受”，MSC再对该客户的IMSI作“附着”标记，并向MS回送“位置更新证实”信息，MS将SIM卡原来的LAI码改写成新的LAI码。
但若MS关机再开机时，所接收到的LAI与它SIM卡中原来存储的LAI相一致，那么MSC只对该客户作“附着”标记。
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(智能)网络及基本(智能)呼叫流
普通GSM用户的LOCATION GSM用户的 2.1 普通GSM用户的LOCATION UPDATING • 例子： 中山手机用户从JMMSC1移动到 FSMSC1
普通GSM用户的LOCATION GSM用户的 2.1 普通GSM用户的LOCATION UPDATING
ZSHLR
3 4a 4b
1.2 智能网的应用
已开通的或即将开通的基于智能网的业务 • • • • 预付费业务，即神州行卡 PPIP业务，即固网17951IP电话业务 亲情卡业务， VPMN业务，移动虚拟专网业务
1.3 智能网的网元
3.3.1移动智能网的结构图
SMAP
SMAP
VCINAPFra bibliotek内部 接口SCE
内部 接口
SMP
固定电话用户呼叫普通GSM GSM用户 2.3 固定电话用户呼叫普通GSM用户 3&4.HLR内存有手机所在地区的信息，HLR根 据此信息向手机所在的MSC索取动态漫游号 码。如果HLR与手机所在的MSC在不同的本 地网内，则要通过信令网转接。MAP 5&6.MSC存有手机状态的信息，如果手机处于 空闲状态，MSC分配一个动态漫游号码给该 手机，并将结果返回给HLR。MAP
LSTP
2 1 5a 5b
LSTP
MS
6
FSMSC1
JMMSC1
普通GSM GSM用户呼叫固定电话用户 2.2 普通GSM用户呼叫固定电话用户
MS
1
MSC
2
MSC/MTM
3 PSTN
普通GSM GSM用户呼叫固定电话用户 2.2 普通GSM用户呼叫固定电话用户 1. 手机发起呼叫，通过基站和BSC将被叫号 码发送到MSC。 2. MSC对被叫号码进行分析，发现是固定电 话号码，送本地关口局。(GZ和SZ有专门的 PSTN去话局，MTM)。TUP 3. 关口局送当地电信关口局。TUP
GSM呼叫流程图
GSM呼叫流程一、MS作主叫：MOBILE STATION NETWORKRR connectionestablishment(MO)Service requestAuthenticationCiphering mode setingCall initiationAssignment ofa traffic channelAlerting（回铃音）User alertingCall acceptedCM Service Request为始发呼叫中系统试呼总次数计数器触发点。
Call Proceeding为始发呼叫中交换系统试呼总次数计数器触发点。
主叫建立过程●MS信道请求MS拨号后，在RACH上发送’信道请求’消息,BTS的TCU接收解码后,BSS软件会很快在AGCH上发送’立即指派消息’给MS，安排MS进入SDCCH信道。
（移动台占用SDCCH，无需MSC的参与，）。
●MS响应MS收到’立即指派消息’，转换到指定的SDCCH。
之后，MS立即发送SABM（设定异步模式）。
网络对SABM以发送UA（Unnumbered Acknowledge）作为响应以建立L2无线链路。
在SABM里MS向BSS表明会是哪种请求服务，如位置更新或建立通话。
BSS处理该请求然后通过A接口上的信令链路向MSC报送。
●确认请求MSC收到BSS上报的’服务请求消息’，给MS发回’确认响应’。
该响应通过BSS 的信令链路完成。
BTS在SDCCH上向MS发出该响应。
在此响应过程中BSS只起传递消息作用，不作任何处理。
●MS收到MSC的确认响应。
MS对MSC的’确认请求’以’确认响应’来回答。
BTS收到MS的’确认响应’后，在信令链路上传给BSS。
同样，BSS对该消息也不做任何处理。
●加密模式MSC收到正确的’确认响应’后，发出’加密模式命令’。
由于建立通话信息中包含有敏感的诸如电话号码等信息，因而网络应必须启动’加密模式’。
（当然，该模式对MSC而言，是可选项）●MS的加密模式MS发送’加密模式命令’已完成的消息来响应MSC的’加密模式命令’，以向BSS 表明，MS已经使用前已安排的密钥加密了。
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RF chann Release
RF chan Rel ack
C001027 SDCCH_ACT_FAIL
C001072 SDCCH_ACT_FAIL_CALLL
immedia reject
immedia reject START T3122
C003002 IMM_ASSGN_REJ
immedia reject
Channal Release
time_limit_call Expire AND DR NOT HAPP
C001011 TCH_REQ_REJ_LACK
C001024 C001060 C001118 C001119 C001141
UNSRV_QD_CALL_ATT QUE_ALL_ASS_REQ_FAIL TCH_REJ_REQ_DUE_LACK_FR TCH_REJ_REQ_DUE_LACK_HR TCH_SEIZ_FAILS_DUE_CONG
SABM UA
Assign command
C1133 TCH_FULL_TR_FAIL C1134 TCH_HALF_TR_FAIL C1140 TCH_REL_DUE_BSS_FAIL
Assignment Failure START T3107
RLT EXPIRE connect failure channal release deactive sacch
release rf channal relea rf chan rele ack
C001003 SDCCH_RADIO_FAIL
Establish indicat C3022 C3023 C3024 C3025
TCH_EMERG_CALL TCH_MTC TCH_MTC TCH_CALL_RE_EST
channal release
(RACH)
C003004 CH_REQ_MSG_REC
C001000 SDCCH_SEIZ_ATT (call) C001135 SDCCH_MOC_SEIZ_ATT (call) C001136 SDCCH_MTC_SEIZ_ATT (call)
C057017 SDCCH_REQ (except ho) C057019 SERVED_SDCCH_REQ (succ res)
chan activat ack END T9103
RF chann Release RF chan Rel ack
T9103 Expire
C1012 TCH_BSS_FAIL C1045 TCH_ABIS_FAIL C1084 TCH_ABIS_FAIL_CALL
Assign command
Disc UA
RF chann Release RF chan Rel ack
immedia reject START T3122
T9103 Expire
C001002 SDCCH_BSS_FAIL C001033 SDCCH_ABIS_FAIL C001075 SDCCH_ABIS_FAIL_CALL
C003002 IMM_ASSGN_REJ
chan activa ack END T9103 immedia assign START T3101
(AGCH) immedia assign
SABM (FACCH)
C001007 SDCCH_ASSIGN (call) Delete indication C003001 IMM_ASSGN_SENT
MS
BTS
BSC
paging
(PCH) paging command
paging command
ccch_load_indica EVERY 30S SEND
C003000 PAGING_MSG_SENT C003038 DELETE_PAGING_COMMAND
channel request channel requried
FAILURE Assignment
Assignment
Assignment Failure
Tch rf release END T3107 END T10
Tch rf releas ack
C001003 SDCCH_RADIO_FAIL
C001012 TCH_BSS_FAIL C001045 TCH_ABIS_FAIL C001084 TCH_ABIS_FAIL_CALL
CONGESTION QUEUE ALLOWED
C001056 QUE_ALL_ASS_REQ_ATT C001016 TCH_QD_TCH_ATT
Queuing indication DR NOT HAPPEN START time_limit_call RF Channal Rele RF Chan Rele ack FREE TCH,STOP time_limit_call
HO COMMAND
后续参考切换流程
MaxTimeLimitDR Expire OR HO FAIL
Channal Release 虽然如果排队的定时器长于DR，但不会
Channal Release
重新排队
Channal Release
CONGESTION QUEUE NOT ALLOW DR NOT ALLOW
C001040 TRUNK_RES_INVOC
C001000 TCH_REQUEST C001026 TCH_CALL_REQ(Excpt tch_tch)
C001102 C001103 C001104 C001105
TCH_FULL_REQ_SUCC_UNSUCC TCH_HALF_REQ_SUCC_UNSUCC TCH_FULL_REQ_PREFERRED TCH_HALF_REQ_PREFERRED
C001009 TCH_NORM_SEIZ C001106 TCH_FULL_SUCC_SEIZ C001107 TCH_HALF_SUCC_SEIZ
C001114 TCH_FULL_SEIZ_NORM_ASS C001115 TCH_HALF_SEIZ_NORM_ASS
C0057016 TCH_SEIZURES(include ho) C0057030 SERVED_TCH_CALL_REQ(call)
C001137 TCH_MOC_SEIZ_ATT
C001138 TCH_MTC_SEIZ_ATT
C0057028 TCH_CALL_REQ(Except tch_tch) IF POSSIBLE C0057029 TCH_DR_REQ
physi contex conf END T9108 C001041 TRUNK_RES_INVOC_SUCC
C003041 BCSU_OVERLOAD_DELETED_RACH C003031 REJ_SEIZ_ATT_DUE_DIST C003030 GHOST_CCCH_RES
C001001 SDCCH_BUSY_ATT
chan activation START T9103
act failure chan activat nack
C057020 T3101_EXPIRED
UA
paging response
Authtific request Authtific request Identity response Identity response cipering mode com cipering mode com ciper mode comple ciper mode comple
不含SD切换 MOC、MTC、EMGC
C057021 SDCCH_ASSIGN (except ho) C057022 SDCCH_RE_EST_ASSIGN C057023 SDCCH_NEW_CALL_ASSIGN
RF Channal Relea T3101 Expire
Channal Release
包含SD切换过来的 C003020 SDCCH_CALL_RE_EST
而SD切换发Assign C003021 SDCCH_EMERG_CALL
command,不发
C003023 IMSI_DETACH_SDCCH
immedia assign C003044 SUCC_SEIZ_SUPPLEM_SERV
Authtification request Identity response
cipering mode command cipering mode complete
setup
setup
call proceeding call proceeding
setup call proceeding
Assignment request physi contex req START T9108 START T10
chan activation START T9103
act failure chan activat nack RF chann Release RF chan Rel ack C001028 TCH_ACT_FAIL C001081 TCH_ACT_FAIL_CALL C1133 TCH_FULL_TR_FAIL C1134 TCH_HALF_TR_FAIL Assignment Failure
C003005 DEL_IND_MSG_REC START RLT
Establish indicat END T3101
C003012 SUCC_SEIZ_TERM (include SMS)
C003013 SUCC_SEIZ_ORIG (include SMS)
C003019 SDCCH_LOC_UPD
Assignment Failure
T9108 Expire Assignment Failure