GSM信令详解(完整版)
- 格式:ppt
- 大小:906.50 KB
- 文档页数:43
呼叫信令详解(前后台)重点关注参数解释PCCPCH-RSCP:UE 测得主公共控制信道的码片功率PCCPCH-C/I: UE 测得主公共控制信道的载干比PCCPCH-Path Loss: 主公共控制信道的路损DPCH-RSCP: UE 测得专用信道的码片功率DPCH-C/I: UE 测得专用信道的载干比DPCH-ISCP:专用信道的干扰信号BLER:误块率,是一段时间内误块数与总TB 块数的比值。
即总的传输块数呼叫流程信令图起呼过程分四个阶段:RRC连接建立,直传信令连接建立,RAB建立,震铃接通建立RRC连接(1)UE 在取得下行同步后,向NodeB发送SYNC_UL,接收到NodeB 回应的FPACH 信息后,在RACH 信道上向RNC 发送RRC Connection Request 消息,发起RRC 连接建立过程。
(2)RNC 准备建立RRC 连接,分配建立RRC 连接所需要的资源,并发送一条Radio Link Setup Request 消息给NodeB。
(3)NodeB 配置物理信道,在新的物理信道上准备接收UE 消息,并给RNC 发送一条Radio Link Setup Response 响应消息。
(4)RNC 通过ALCAP 协议,建立Iub 数据传输承载。
Iub 数据传输承载通过AAL2 的绑定标识与DCH 绑定在一起。
建立Iub 数据传输承载需要NodeB 确认。
(5)(6)通过Downlink Synchronisation 和Uplink Synchronisation.控制帧,NodeB 与RNC 为Iub 数据传输承载建立同步,此后NodeB 开始DL 发送。
(7)RNC 在FACH 信道上发送RRC Connection Setup 消息给UE。
(8)UE 在DCCH 上发送RRC Connection Setup Complete 消息给RNC,RRC 连接建立完成直传信令连接建立(含鉴权和加密)(9)UE 在DCCH 上给RNC 发送一条Initial Direct Transfer(CM Service Request)消息,该消息包括了UE 请求的业务类型等信息,例如12.2K语音业务。
第一章信令详解第一节空中信道的描述空中接口有两种逻辑信道类型:一类是业务信道,用来处理话音和数据业务;一类是信令信道,负责控制功能。
逻辑信道可以分为三种范畴:●广播信道(BCH):包括BCCH、FCCH和SCH信道,它们携带的信息目标是小区内所有的手机,所以它们是单向的下行信道。
●公共控制信道(CCCH):包括RACH、PCH、AGCH和CBCH,前一个是单向上行信道,后者是单向下行信道。
●专用控制信道(DCCH):包括SDCCH、SACCH、FACCH、TCH/F、TCH/H,这些是信令和业务信道(包括它们的随路信令信道)一次只能为唯一的MS服务,因而它们是双向信道。
其中业务信道仅是TCH信道,而其他的信道均为信令信道。
一、广播信道仅用在下行链路上,由BTS至MS。
它们用在每个小区的TS0上作为标频,在一些特殊的情况下,也可用在TS2,4或6上,这些信道包括BCCH、FCCH和SCH。
为了通信,MS需要于BTS保持同步,而同步的完成就要依赖FCCH和SCH逻辑信道。
1、频率校正信道FCCH:FCCH信道上不含任何信息,它的突发脉冲是由全0字符构成的,它的作用是使 MS可以定位并解调出同一小区的其它信息。
2、同步信道SCH:在FCCH解码后,MS接着要解出SCH信道消息,它给出了MS需要同步的所有消息及该小区的的标示信息如祯号(需22比特)和BSIC号(需6比特)。
3、广播控制信道BCCH:MS在空闲模式下为了有效的工作需要大量的网络信息。
而这些信息都将在BCCH信道上来广播。
信息基本上包括小区的所有频点、邻小区的BCCH频点、LAI (LAC+MNC+MCC)、CCCH和CBCH信道的管理、控制和选择参数及小区的一些选项。
所有这些消息被称为系统消息(SI)在BCCH信道上广播,在BCCH上系统消息有八种类型TYPE 1、2、2bis 、2ter、3、4、5、7和8。
二、公共控制信道包括AGCH、PCH、CBCH和RACH,除了CBCH用在标频上的TS1 上,其余的都在TS0上,这些信道不是供一个MS专用的,而是面向这个小区内所有的移动台的。
GSM信令概述一、GSM接口与协议接口是指两个相邻实体之间的连接点。
GSM网络中的实体有MS(手机)、BSS(基站)、BSC(基站控制中心)、MSC(交换中心)、HLR(用户数据库)等,相应也就存在着多个接口,例如MS和BSS之间称为Um接口,BSS和BSC 之间称为Abis接口,BSC和MSC之间称为A接口,等等。
GSM网络各实体之间的接口如图1-1所示:图1-1:GSM接口协议是指连接点上交换信息需要遵守的规则。
两个实体要通过接口传送特定的信息流,这种信息流必须按照一定的规约,也就是遵守某种协议,这样信息才能为双方所理解。
按开放系统互连模式OSI的概念,协议按其功能可分为七个层面:第一层为物理层,第二层为链路层,第三层为网络层……等等,每一层都有各自的协议规约。
不同的接口传送不同的信息流,但其中也可能有一些具有共同性,因此某些协议可以用在不同的接口上,同一个接口会用到多种协议。
通常每种协议用一个规程的名称或某种缩写来代表,图1-2显示了Um接口上存在的不同协议:图1-2:通过Um接口的各种协议其中SS用于移动台对HLR设置补充业务的参数;MM和CM用于移动台和MSC/VLR之间交换用户移动性管理信息和通信接续信息;RR用于移动台和BSC之间交换无线资源分配信息。
一种协议在传送过程中可以通过若干个接口,例如图1-2中MM和CM协议在移动台传到MSC/VLR过程中至少要通过Um接口、Abis接口和A接口。
因此,接口规程和协议规程是两种不同的规程。
GSM网络中应用了多种协议,例如TUP,MAP,BSSAP等,图1-3显示了GSM接口上的各种协议:图1-3:GSM协议MSC实体的右侧是到VLR、HLR、GMSC和PSTN等的接口,应用的协议有MTP、SCCP,、TCAP、MAP和ISDN/TUP等,有关这些协议的详细内容可参见7号信令方面的资料,在此不做说明。
·A接口协议MSC实体的左侧是到BSC的A接口,应用的协议是BSSAP,利用7号信令的MTP、SCCP作为信令传输载体。
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。
以下对信令的介绍将分两部分进行,第一部分将介绍信令的基础性知识如:SCCP,TCAP,MAP,BSSAP等;第二部分将重点介绍这些基础性知识在实际中的应用;对第一部分的很好理解是顺利掌握第二部分的有利条件,反过来对第二部分的学习也将加深我们对第一部分的了解。
第一部分:信令的原理性知识关键词:接口,信令,SCCP,TCAP,MAP,SCCP说明:由于信令部分原理性的知识很多,因此在介绍中将分重点掌握与一般了解两种图标予以标注。
没有标注部分的重要性介于两者之间。
重点掌握:Array是学习第二部分的必要条件一般了解:有助于您更深层次的掌握信令应已经掌握的知识:MTP,TUP学习后应达到的目标:能通过分析信令迅速定位故障。
第一部分第一章:SCCP在这一章中我们将讨论A:SCCP在七号信令中的位置B:MTP寻路的局限性C:SCCP的特点和功能D:SCCP的消息和原语E:SCCP的寻址与选路其中A,B是为了引出SCCP做铺垫,C,D是SCCP的具体内容,E是SCCP的实际应用。
第一节,SCCP(信令连接控制部分)在OSI中的位置以OSI七层模型的概念来看一下SCCP的位置:性是显而易见的,但是我们为什么要引入SCCP,是否是因为MTP寻路功能的局限性致使我们要引入SCCP呢?第二节,MTP 寻路的局限性在这一节中我们将讨论MTP的局限性,为引出SCCP做好准备。
MTP是电话通信网理想的信令系统,在电话应用中所有信令消息都和呼叫电路有关,消息的传输路径一般和相关的呼叫连接路径有固定的对应关系。
但是,随着通信新业务的不断发展,越来越多的网络业务需要和远端网络节点直接传送控制消息,这些消息和连接电路无关,有些甚至与呼叫无关,如GSM中移动台和HLR,VLR之间的消息传输;有些虽然与呼叫直接相关,但是消息传输路径不一定要和呼叫连接路径相同也不要求有某种确定的对应关系。
若仍然用MTP和TUP的四级结构传送上述的消息,会带来以下问题:一,MTP是根据DPC和SIO(Service Indicator--业务指示语)来选择路由并确定终端用户的,这一寻址功能具有以下的局限性:a:SPC(信令点编码)不是国际统一编码,它由信令点所在网定义。
精心整理Layer3信令分析及流程详解汇编Layer3信令是看网络运行情况的信息层,从第三层可以看到网络的各种动作:只出现其中2、7、8都在上51复1,不跳频时发类型3当类型4中发送的关于小区重选信息不够完整时,由类型7、8补充。
且在TC=7、3时发送(上图示)对于类型5、6在下行的SACCH 上发送,并没有复帧规范,除非切换完成后要立即发送类型5、6。
精心整理1、SystemInformationType1说明:系统信息类型1(频率信息)此类型仅用于跳频时,发送内容为:第一、小区信道描述。
用于通知移动,小区采用的频带与可以供跳频用的频点。
对于GSM900与GSM1800采用的格式是不同的。
对于GSM900:有一个CA-NO124对于第二、0-9与10表示EC优CBREMAXRETTX——移动台接入系统时允许重发的时隙间隔数:取值,3-12(每步1),14、16、25、32、50(个TDMA帧的时间),如取12时,MS将等待250毫秒再加上1--11个TDMA帧的时间(12之下的一个随机数),之后再下次接入。
总结:所有参数如下⑴、CellChannelDescription:.GSM900:CA-NO、CA-ARFCNGSM1800andGSM1900:FORMAT-ID+编码数据⑵、RACHControlParameters:ACC、EC、RE、CB、MAXRET、TX2、SystemInformationType2说明:系统信息类型2待机模式下小区的测量频点,(同频段,移动网有两个频段,GSM900和DCS1800),在通话模式下有另外定义的测量频点,也就是说一个小区可以在待机时做测量频点,而通话时不做测量频点,允许小区重选而不允许切换,反之也可以只允许切换不允许小区重选也可以,不过通常情况下待机和通话时的测量频点是一致的。
(相邻小区的BCCH、扩展频带、其它频带、多频带)一、邻近小区描述:对于GSM900,有如下三个数据BA-NO:BCCH使用频带描述,当BA-NO=0时,表示GSM900。
GSM信令详解⽬录⽬录 (1)⼀、第三层信息(GSM Layer 3 )的分类 (3)1. CC层 (3)2、MM层 (4)3、RR层 (4)⼆、接续流程 (5)2.1、移动主叫流程 (5)2.1.1、信道请求Channel Request(Rach)MS→BTS (7)2.1.2 申请信道Channel Required( BTS→BSC) (7)2.1.3 信道激活Channel Activation (BSC→BTS) (7)2.1.4信道激活证实Channel Activation ACK(BTS→BSC) (7)2.1.5 ⽴即指配命令immediate assignment (BSC→BTS) (7)2.1.6 ⽴即指配immediate assignment (BTS→MS) AGCH (7)2.1.7 CM业务请求CM service request (MS→BTS→BSC→MSC) (8) 2.1.8 ⽆编号确认UA(SDCCH) (8)2.1.9 鉴权Authentication Request MSC→BSC→BTS→MS (8)2.1.10 TMSI再分配命令TMSI Reallocation (9)2.1.11 建⽴Setup (9)2.1.12呼叫接续Call Proceeding (9)2.1.13指配请求Assigment Activation BSC→BTS (10)2.1.14 信道激活Assigment Activation ACK BTS→BSC (10)2.1.15 分配命令Assigment Command (10)2.1.16 SABM(设置异步平衡模式)Layer2 (FACCH) (10)2.1.17 建⽴指⽰Establish Indication BTS→BSC (11)2.1.19 分配完成Assigment Complete (11)2.21振铃提醒Alerting (11)2.22连接Connect (11)2.1.24测量报告Measurement Report (11)2.1.25撤销连接Disconnect (11)2.1.26 释放Release (12)2.1.27 释放完成Release Complete (12)2.1.28 清除命令Clear command (12)2.1.29 释放信道Channel Release (12)2.1.30 DEACTIVE_SACCH(慢速随路控制信道) (12)2.1.31 DISC (12)2.1.32 UA (12)2.1.33 释放指⽰ (12)2.1.34 RF信道释放 (12)2.1.35 RF信道释放确认 (12)2.1.36 清除完成 (12)2.1.37 SCCP释放 (12)2.1.38 SCCP释放确认 (12)2.2、⼿机被叫流程的区别 (13)三、第三层(Layer 3)信令详解 (15)1、System Information Type1 (15)2、System Information Type2 (16)3、System Information Type2ter (17)4、System Information Type 3 (18)5、System Information Type 4 (20)6、System Information Type 5 (21)7、System Information Type 5ter (22)8、System Information Type 6 (22)9、System Information Type 7、8 (23)10、Paging Requst type1 (23)11、Synch Channel Information (24)12、其他: (24)四、常见原因值 (28)1、Channel Release信令⾥⾯的Cause(事件号) (28)编号 (29)原因 (29)2、disconnect断开原因 (30)⼀、第三层信息(GSM Layer 3 )的分类GSM移动⽆线接⼝第三层的信息有很多种,⽽我们在路测中主要是处理⼀些故障,所以⼀般只显⽰常⽤的⼏种,包括⽆线资源管理(RR)移动性管理(MM)、呼叫控制(CC)三⽅⾯信息。
第1章信令基础1.1接口概述BSS对外的接口都是标准接口,包括MS与BSS之间的Um接口、BSS与MSC之间的A接口,这些接口协议和规程都在ETSI协议中有严格和完备的规定BSS的各个网元(BTS、BSC之间的接口以及BSS与OMC的接口都是内部接口,与设备供应商的实现有关。
其中ETSI对BTS与BSC之间的Abis接口也做了许多规定,但不够完备。
图1-1是GSM系统信令模型,每个接口总体介绍如下MS :移动台BTS :基站收发信台BSC :基站控制器MSC :移动交换中心CM :接续管理MM :移动性管理RR :无线资源管理MTP :消息传递部分SCCP :信令连接控制部分LAPD :D信道上链路接入规程LAPDm :Dm信道上链路接入规程BSSMAP :基站子系统应用管理部分BTSM :BTS管理图1-1GSM系统信令模型1. A 接口A接口定义为网路子系统(NSS与基站子系统(BSS间的通信接口,就是移动业务交换中心(MSC与基站控制器(BSC之间的接口,物理链路采用标准的2.048Mb/s 的数字传输链路实现。
此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。
2. Abis接口Abis接口定义了基站子系统(BSS中基站控制器(BSC和基站收发信台(BTS之间的通信标准,用于远端互连方式。
它们之间采用标准的2.048Mb/sPCM数字链路来实现。
此接口支持所有向用户提供的服务,并支持对BTS 无线设备的控制和无线频率的分配。
3. Um接口Um接口(空中接口定义为移动台与基站收发信台(BTS 之间的通信接口,用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通,物理链路是无线链路。
此接口传递的信息主要包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。
1.2 A 接口1.2.1概述A接口是BSC与MSC之间的接口,由于该接口可能涉及到多个厂家的产品的互联所以它是GSM规范中一个标准的接口。
GSM系统在A接口采用七号信令系统。
GSM信令流程分析在建立连接阶段,移动设备通过寻呼信令广播来寻找可用基站。
一旦找到基站,移动设备发送一个呼叫请求信令给基站,请求建立连接。
基站收到呼叫请求信令后,会向移动交换中心(Mobile Switching Center,MSC)发送一个移动呼叫请求信令。
MSC收到移动呼叫请求信令后,会发送一个位置更新请求给移动设备,以确定设备的位置和所在位置区域。
设备收到位置更新请求后,会发送一个位置更新应答信令给MSC,告知自己的新位置。
MSC在接收到位置更新应答后,会开始进行鉴权和鉴别过程,以验证设备的身份和合法性。
一旦设备通过鉴权和鉴别过程,MSC会向目标设备发送一个移动呼叫应答信令,建立连接。
设备收到呼叫应答信令后,会发送一个连接确认信令给MSC,从而确认连接的建立。
一旦呼叫被接听,通话双方可以通过交换信令来进行通话。
例如,当一方想要挂断通话时,会发送一个释放连接信令给MSC,表示结束通话。
MSC接收到释放连接信令后,会向另一方发送一个释放连接信令,同时关闭连接。
最后是释放连接阶段。
在这个阶段,设备和基站之间的连接会被正式释放。
这通常发生在通话结束后,或者在通话过程中发生错误或中断时。
释放连接的信令流程可以由设备或基站发起,方法包括发送释放信令、确认释放信令以及释放信令的回复。
总之,GSM信令流程涵盖了从建立连接到通话再到释放连接的整个过程。
它通过信令的传递和交换,实现了移动设备和基站之间的通信和协调。
这一流程确保了GSM网络的可靠性和稳定性,使得移动通信变得更加便捷和高效。
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;•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。
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。
经过这个阶段,手机和BTS(BSC)建立了暂时固定的关系。
目录1. 各层信令在BSS系统中的作用 (2)1.1 无线资源层(RR) (2)1.2 移动管理层(MM) (3)1.3 呼叫控制(CC) (4)1.4 BTS管理层(BTSM) (5)1.5 BSS 应用层(BSSAP) (6)移动被叫流程 (10)位置更新流程 (11)小区内切换流程 (12)小区间切换流程 (13)外部切换流程 (14)1.各层信令在BSS系统中的作用1.1无线资源层(RR)无线资源层(RR)主要负责无线资源的管理和分配。
无线资源层的消息从BTS传送至MS上相应的层,虽然这些消息在Abis接口上出现,但是它们可能包含在更低层的结构中。
下面我们来看看在RR层上的一些消息,具体如表 1:表 1 RR层的消息列表1.2移动管理层(MM)移动管理层(MM)在MS和MSC中实现。
移动管理层(MM)主要用于在网络中的用户设备的注册和用户的鉴别,在其它处理中,MM参与到位置更新、鉴权、TMSI再分配等过程中。
下面我们来看看在MM层上的一些消息,具体如表 2:表 2 MM层的消息列表1.3呼叫控制(CC)在一般的呼叫建立过程中,在Abis接口上生成消息的最后一层是在连接管理层(CM)中的子层呼叫控制(CC)中实现的。
呼叫控制主要负责呼叫的建立、维持和清除。
在CM中的其它两个子层是SS(补充业务)和SMS(短消息业务)。
下面我们来看看在CC子层上的一些消息,具体如表 3:表 3 CM层中CC子层的消息列表1.4BTS管理层(BTSM)BTS管理层(BTSM)主要负责控制BTS的一些操作。
从RR层来的消息要发送到MS,必须要以一定的消息类型来发送,这个消息类型就是BTSM中的数据请求消息;同样,从MS 来的第三层要发送到BTS,也必须要以一定的消息类型来发送,这个消息类型就是BTSM中的数据指示消息。
下面我们来看看在BTSM层上的一些消息,具体如表 4:表 4 BTSM层的消息列表1.5BSS 应用层(BSSAP)BSSAP层被分为两部分:BSS管理应用部分(BSSMAP)和数据直传应用部分(DTAP)。