华为常见行为的信令流程

华为常见行为的信令流程
华为常见行为的信令流程

1.1 位置更新流程

在GSM系统中有三个地方需要知道位置信息,即HLR、VLR和MS。当这个信息发生变化时,需要保持三者的一致,由位置更新流程实现。位置更新流程是位置管理中的主要流程,总是由MS发起。位置更新流程是一个通用流程,在如下三类位置更新流程中要使用到:正常位置更新、周期性位置更新、IMSI附着位置更新流程。

正常位置更新用于更新网络侧对于MS的位置区信息,LOCATION UPDATING REQUEST消息中包含位置更新流程的类型信息。在网络侧VLR判定MS为未知用户时,会启动正常位置更新流程,作为MM连接建立请求的响应。为限制位置更新尝试次数,位置更新失败时要使用位置更新attempt counter 计数器。在MS 开机或SIM卡刚插入时,该计数器清零。

MS中要保持一个"forbidden location areas for roaming"表和一个"forbidden location areas for regional provision of service"表。MS关机或SIM卡拔出时,将这两个表删除。当MS收到位置更新拒绝消息,其原因值为"Roaming not allowed in this location area"或"Location Area not allowed"时,从BCCH上收到的LAI信息触发位置更新请求的LAI要加到相应的表中。这两个表的容量至少要有10个表项,当表项数目超过表的容量时,最早的表项内容删除。成功的进行位置更新后,MS在SIM卡中置UPDATED状态位(UPDATED状态表明最后一次位置更新请求成功,同时此时LAI、TMSI,加密的密钥和加密序列号都应该保存在SIM卡中),并存储新的位置区信息。

正常位置更新、周期性位置更新和IMSI附着位置更新流程基本相同(不同之处在下面各小节中详细描述),流程如下图:

图1 位置更新流程

(1) MS在空中接口的接入信道上向BTS发送Channel Request(该消息内含接入原因值为位置更新);

(2) BTS向BSC发送Channel Required消息;

(3) BSC收到Channel Required后,分配信令信道,向BTS发送Channel Activation;

(4) BTS收到Channel Activation后,如果信道类型正确,则在指定信道上开功率放大器,上行开始接收信息,并向BSC发送Channel Activation Acknowledge;

(5) BSC通过BTS向MS发送Immediate Assignment Command;

(6) MS发SABM帧接入;

(7) BTS回UA帧进行确认;

(8) BTS向BSC发Establishment Indication,该消息中包含了Location Update Request消息内容;

(9) BSC建立A接口SCCP链接,向MSC发送Location Update Request,该消息中包含了当前小区的CGI信息;

(10) MSC向BSC回链接确认消息;

(11) MSC向MS回位置更新接受消息,表明位置更新成功;

(12) 在网络侧拒绝本次位置更新时,网络侧下发消息给MS;

(13) 若MSC侧选择“位置更新时分配TMSI”为否,则在位置更新的过程中,MS没有“TMSI Reallocation Complete”消息的上报。

(14) 从此处开始网络侧启动信道释放流程,详细解释见释放流程部分。

1.2鉴权成功

鉴权成功流程示意如图2所示。

图2 鉴权成功流程

(1) AUTHENTICATION REQUEST消息中包含一个随机数(RAND)和CKSN号码,RAND 共128bit。

(2) AUTHENTICATION RESPONSE消息中包含一个响应数SRES(由RAND和Ki经过A3算法计算获得)。

网络侧比较自己保存的SRES和AUTHENTICATION RESPONSE消息中的SRES是否一致,若一致则鉴权通过。如果AUTHENTICATION RESPONSE消息验证通过,则进入其他后续子流程(如:加密流程)。

1.3 正常释放流程

MS在正常接入以后,如果因为业务需求(如用户挂机),可以主动发起释放,其流程如图3所示。

图3 MS发起的释放流程

(1) 通话完毕,主叫方挂机,主叫手机给MSC发送Disconnect消息;

(2) MSC向MS发送Release消息(同时MSC回给对应的被叫下发Disconnect消息);

(3) MS释放MM连接,向MSC回Release Complete消息;

(4) MSC收到MS的Release Complete消息,释放MM连接,向BSC发Clear Command 消息,通知BSC释放占用的A接口资源和无线接口资源;

(5) BSC向MS下发Channel Release,要求MS和BTS释放无线口逻辑信道;

(6) MS向BTS发DISC帧,表示已释放逻辑信道;

(7) BTS向MS发UA帧确认;MS收到UA帧后,返回到空闲模式;

(8) BSC向BTS发Deactivate SACCH,去活随路信道;

(9) BTS收到MS的DISC帧后,向BSC回Release Indication,表明MS已经释放了无线接口的逻辑信道;

(10) BSC向BTS发RF Channel Release,释放无线口物理信道;

(11) BTS向BSC发RF Channel Release Acknowledge,表示已释放无线口物理信道;

(12) BSC向MSC回Clear Complete;

(13) MSC向BSC发RLSD,释放SCCP链接;

(14) BSC向MSC回RLSD Complete,表示已释放SCCP链接。

1.4 切换流程

1.4.1 BSC内切换流程

1.信令流程

图4 BSC内正常切换流程

2.流程说明

(1) MS在空中接口的SACCH上向BTS1发送Measurement Report,BTS1再转发给BSC;

(2) BSC收到Measurement Report后,根据Measurement Report的信息,判断需要将该MS切换到BSC内的其他小区,则BSC向目标小区的BTS2发送Channel Activation,激活信道;

(3) BTS2收到Channel Activation后,如果信道类型正确,则在指定信道上开功率放大器,上行开始接收信息,并向BSC发送Channel Activation Acknowledge;

(4) BSC收到BTS2的Channel Activation Acknowledge后,发送Handover CMD 给BTS1,由BTS1转发给MS,Um接口中该消息在FACCH上发送。

(5) MS接收到Handover CMD 后,在BTS2尝试接入,发送Handover Access 给BTS2;

(6) BTS2收到MS的Handover Access后发送Handover Detect给BSC,通知收到切换接入消息;

(7) 对于异步切换,即BTS1和BTS2是属于不同的基站,BTS2发送Handover Detect的同时也向MS发送PHY INFO,该消息包括MS能正确接入的同步信息等内容;但如果是同步切换,即BTS1和BTS2属于相同基站时,不会有PHY INFO 消息的下发。

(8) 对异步切换,MS接收到PHY INFO后,在FACCH上发送SABM到BTS2;但对于同步切换,MS在发送Handover Access后很快就会发送SABM帧给BTS2。(9) BTS2收到第一个SABM帧后,将发送EST IND给BSC,通知BSC无线链路建立。

(10) 同时BTS2在FACCH上给MS回应UA帧,通知MS无线链路层建立。

(11) 至此,MS在FACCH上发送Handover Complete给BTS2,BTS2转发Handover Complete给BSC,通知BSC切换完成。

(12) BSC将发送Handover Performed 给MSC,通知MSC进行了一次切换,同时BSC将对BTS1的老信道发起本地释放流程,释放信道。

1.4.2 BSC间切换流程

1.信令流程

图5 BSC间正常切换流程

2.流程说明

BSC间的切换流程与BSC内切换流程的差异只在于多了几条A接口信令,因此,这里只对不同的信令进行说明。其他信令说明,请参见BSC内切换流程。

(1) MS需要切换到BSC2所属的小区时,BSC1发送Handover Required给MSC,请求发起出BSC切换。

(2) MSC收到Handover Required后,发送Handover Request给目标BSC2;

(3) BSC2在激活新信道后,发送Handover REQ ACK给MSC,通知MSC信道已经准备好;

(4) MSC接收到Handover REQ ACK 后,发送Handover CMD给BSC1,BSC1发送Handover CMD给MS,通知MS在新信道接入。

(5) MSC收到BSC2发送的Handover CMP后,发送Clear CMD给BSC1,BSC1发起本地释放,释放老信道,同时回应Clear CMP给MSC,表示清除完成。

1.5 加密正常流程

信令流程

图6 加密正常流程

(1) 加密模式设置流程中,MSC向BSC发一条Cipher Mode CMD命令,该消息中包含要求的加密算法和密钥Kc(包括要求不加密),以及是否要求MS在Ciphering Mode CMP中包括IMEI;

(2) BSC 根据MSC的Cipher Mode CMD命令中的加密算法、BSC允许的加密算法以及MS支持的加密算法来最终决定采用的算法,然后通知BTS;

(3) BSC向MS发送Ciphering Mode CMD命令,用来通知MS所选择的加密算法;

(4) MS 收到Ciphering Mode CMD命令后,启动加密模式的传送,然后向系统返回Ciphering Mode CMP;

(5) 收到MS的Ciphering Mode CMP消息后向;BSC通知MSC Cipher Mode CMP。1.6 呼叫流程

1.6.1 移动台主叫的确定(早指配)

1.信令流程

图 7 移动始发呼叫的确定(早指配)

(1) MS在空中接口的接入信道上(RACH上)向BTS发送Channel Request(该消息内含接入原因值为MOC。但是该消息中的原因值并不完全准确,因为MS在做移动主叫和IMSI分离时都填的是该原因值。);

(2) BTS向BSC发送Channel Required消息;

(3) BSC收到Channel Required后,分配信令信道,向BTS发送Channel Activation;

(4) BTS收到Channel Activation后,如果信道类型正确,则在指定信道上开功率放大器,上行开始接收信息,并向BSC发送Channel Activation Acknowledge;

(5) BSC通过BTS向MS发送Immediate Assignment Command,Um接口中该消息在AGCH上发送;

(6) MS在SDDCH上发SABM帧接入;

(7) BTS在SDDCH上回UA帧进行确认;

(8) BTS向BSC发Establishment Indication(该消息中准确的反映了MS的接入原因,例如此时对移动主叫和IMSI分离填的是不同的原因值),内含CM Service Request消息内容;

(9) BSC建立A接口SCCP链接,向MSC发送CM Service Request;

(10) MSC向BSC回链接确认消息;

(11) MSC发CM Service Accepted,Um接口中该消息在SDCCH上发送;

(12) 主叫MS发Setup;

(13) MSC向主叫MS发Call Proceeding,Um接口中该消息在SDCCH上发送;

(14) MSC向BSC发Assignment Request,在该消息中,分配了A接口CIC;

(15) BSC分配话音信道,向BTS发送Channel Activation;

(16) BTS收到Channel Activation后,如果信道类型正确,则在指定信道上开功率放大器,上行开始接收信息,并向BSC发送Channel Activation Acknowledge;

(17) BSC通过BTS向MS发送Assignment Command,Um接口中该消息在SDCCH 上发送;

(18) MS在Assignment Command中指定的FACCH上发SABM帧来接入;

(19) BTS回UA帧进行确认;

(20) BTS向BSC发Establishment Indication;

(21) MS在接入话音信道后,在FACCH上发送Assignment Complete;

(22) 无线业务信道和地面电路均成功连接后,BSC向MSC发送Assignment Complete,并认为该呼叫进入通话状态;

(23) MSC向主叫MS发Alerting消息,主叫MS听到回铃音,Um接口中该消息在FACCH上发送;

(24) MSC向主叫MS发Connect,Um接口中该消息在FACCH上发送;

(25) 主叫MS向MSC回Connect Acknowledge;

(26) 主叫MS和被叫MS进入语音通话状态;

(27) 通话完毕,主叫MS挂机,主叫MS在FACCH上发Disconnect消息;

(28) MSC向MS发Release,Um接口中该消息在FACCH上发送;

(29) MS回Release Complete,Um接口中该消息在FACCH上发送;

(30) MSC向BSC发Clear Command,BSC收到该消息后,启动释放流程;后续的释放流程参见释放流程的描述;

(31) BSC通过BTS向MS发送Channel Release,Um接口中该消息在FACCH上发送;

(32) MS在FACCH上发DISC帧;

(33) BTS在FACCH上回UA帧进行确认。

2. 流程说明

(1)图1中(1)~(8)为随机接入、立即指配过程。

在此过程中,BSS为MS分配信令信道。

(2) 图1中,在(10)和(11)之间,可能会有鉴权、加密流程、类标查询(更新过程)。

根据MSC的数据配置情况等的不同,在A接口链接建立后,MSC有可能不会立即下发CM Service Accepted消息,而是:

(a) 下发 Cipher Mode Command启动加密流程(这种情况下MSC就不会再下发CM Service Accepted消息);

(b) 下发Authentication Request启动鉴权流程;

(c) 下发Classmark Update启动类标更新流程。

此外,如果BSC数据配置中“ECSC”配置为“是”,则双频MS在上报Establishment Indication后,将紧接着上报Classmark Change消息。

(1) 图1中(14)~(22)为TCH指配流程

在此流程中,BSS为MS分配话音信道以及A接口电路等资源。

(2) 图1中(30)~(40)为释放流程

图7所示为主叫MS先挂机的释放流程。在资源释放时,无线口先释放逻辑信道,再释放物理信道。

移动主叫的确定还有晚指配和很早指配两种方式。早指配与晚指配区别是后者的指配流程在Alerting消息之后,其它方面没有差别;早指配与很早支配的区别是:后者在立即指配时分配的是TCH作为信令信道使用,因此在指配时不需要再分配TCH,而是通过Mode Modify,将立即指配分配的TCH调整为话音信道。

1.6.2 移动台被叫流程

1. 信令流程

图 8 移动被叫正常流程

(1) 当被寻呼的MS在MSC的服务区内时,MSC向BSC发送Paging消息,该消息中包含寻呼小区列表以及TMSI和IMSI信息;

(2) BSC向寻呼小区发送Paging Command消息,该消息中包含所属寻呼子信道的号码和所占用的时隙号;

(3) BTS收到BSC的Paging Command消息后,在该寻呼组所属的寻呼子信道上发送Paging Request消息,该消息中包含被寻呼用户的IMSI或TMSI;

(4) MS解码寻呼消息后,若发现是对自己的寻呼,则将发出Channel Request 消息来触发初始化信道分配过程;

(5) 其余消息见移动主叫流程。

2. 流程说明

(1) 图8中(1)~(11)为寻呼信令流程

在此流程中,BSS发起寻呼,并为MS分配信令信道。

(2) 指配流程分类

根据指配类型,指配流程别可分成三类:Early Assignment、Late Assignment 和Very Early Assignment。除了Late Assignment过程中指配过程(Assignment Request消息的下发)在MSC收到MS的Connect消息以后触发进行,其他流程与移动主叫基本相同,具体流程参见移动主叫流程。

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