2G信令流程
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2G信令流程
2G信令流程
信令流程
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。
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。
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；
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。
第一节呼叫过程的信令介绍
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T
CH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。
鉴权加密阶段主要包括：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 指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，主叫用户的话音信道已经确定，如果在
后面被叫接续的过程中不能接通，主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音提示。
取被叫用户路由信息阶段主要包括：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。
主叫过程的信令流程如后面的图所示。
注意:
应该注意的是：从VLR到HLR/AUC取鉴权集的过程不是必须的。
VLR到HLR/AUC取鉴权集时，HLR每次送5组，本次使用一组，另外4
组保存在VLR中供后续的鉴权过程使用。只有当VLR中的鉴权集使用
完毕，VLR才发起向HLR/AUC取鉴权集的过程。
另外，如果MSC通过对被叫用户的MSRN的分析得知被叫用户是本局用户，那么就不会向其它MSC发送初始地址消息（IAI/IAM），而是根据被叫用户的位置区直接通知本局BSC对被叫用户发起寻呼。如果被叫用户非本局用户，则通过信令路由分析，通过适当的链路向目的MSC发IAI消息，以建立话路。
主叫接入阶段、鉴权阶段主要信令：
当用户输入被叫号码完毕按下发射按纽后，手机（以下以
MS 代替）将进行一系列动作，首先MS 将在随
机接入信道（RACH ）向BSS 发送信道请求消息，以便申请一个专用信道（SDCCH ），BSC 为其分配相应的信道成功后，在接入允许信道
信道请求(CHAN-REQ)A
MS
BSS
MSC
VLR
鉴权响应
CM 业务接受加密模式命令加密模式完成（CIP MOD COM ）
加密模式命令（CIP MOD CMD ）CM-业务接受（ CM-SERV-ACC ）鉴权响应（AUTH －RES ）
A
Um
BSSAP A
MAP B
HLR
MAP D BSSAP A
AUC
B
BSS B
MS Um
启动加密（START- CIP ）
接受接入请求（ACP ACCES REQ ）
收到响应，VLR 核对鉴权响应，如相符，继续处理，否则，拒绝该用户业务请求
业务请求（CM-SERV-REQ）
鉴权请求鉴权请求（AUTH －REQ ）CM-业务请求（CONN-REQ ）
CON-CONF(接续确认) CC
处理接入请求（PROC ACCES REQ ）
启动鉴权
鉴权参数请求
AUT-INFO-REQ AUT-INFO-PROY
立即分配(IMMED-ASSIGN)
鉴权参数响应
鉴权响应（AUTH －RES ）加密模式完成
(AGCH)中通过立即分配消息通知MS为其分配的专用信道，随后MS将在为其分配的SDCCH上发送一个层三消息---CM业务请求消息，在该消息中CM业务类型为移动发起呼叫，该消息被BSS透明的传送至MSC，MSC收到CM业务请求消息后，通过处理接入请求消息通知VLR处理此次MS的接入业务请求，（同时，由于在BSC和MSC之间用到了SCCP有连接服务，为建立SCCP连接，MSC还将向BSC回连接确认消息），收到业务接入请求后，VLR将首先查看在数据库中该MS是否有鉴权三参组，如果有，将直接向MSC下发鉴权命令，否则，向相应的HLR/AUC请求鉴权参数，从HLR/AUC得到三参组，然后再向MSC下发鉴权命令。MSC收到VLR发送的鉴权命令后，通过BSS向MS下发鉴权请求，在该命令中含有鉴权参数，MS收到鉴权请求后，利用SIM卡中的IMSI和鉴
权算法，得出鉴权结果，通过鉴权响应消息送达MSC，MSC将鉴权结果回送VLR，由VLR 核对MS上报的鉴权结果和从HLR取得的鉴权参数中的结果，如果二者不一致，拒绝此次接入请求，此次呼叫失败；如果二者一致则鉴权通过，鉴权通过后，VLR将首先向MSC下发加密命令，然后通知MSC该MS此次接入请求已获通过，MSC通过BSS通知MS业务请求获得通过，然后MSC向MS下发加密命令，该命令内含加密模式，MS收到此命令并完成加密后，回送加密完成消息，到此MS完成了整个接入阶段的工作。
TCH指配阶段、取被叫漫游号码阶段主要信令：
经过接入阶段和鉴权加密过程后，主叫用户的合法身份已经得到确认，已经接入了网络，为继续进行呼叫，需要更为详细的信息，按照规范，
此时MS 将发送一个set up 消息，在此消息中，携带有被
叫号码和主叫标识等更为详细的信息，MSC 收到此消息后，首先通过
BSSAP A
MAP B
MAP D
A
MS
BSS
MSC
VLR
建立呼叫（SET UP ）指配请求（ASSIGN-REQ ）指配完成
指配完成（ASSIGN-COMP ）
指配请求（ASSIGN-REQ
呼叫继续（CALL PROC ）建立呼叫（SET UP ）
A Um
HLR
被叫所在VLR
为去话发送信息（S.F.O.C ）
完成呼叫 (回主叫用户数据COM CALL ）
路由信息回送（Routing Infotmation Resp)
路由信息请求（Send Routing Information ）提供漫游号码
（Provide MSRN Req ）
回送漫游号码（PROV MSRN Resp ）
呼叫继续（CALL PROC ）IAI(IAM)
MSC
S.I.F.O消息向VLR查询该用户的相关业务信息，VLR根据此次业务类别和开户时MS已经申请的业务信息，决定此次呼叫是否可以继续，如
果可以继续，通过完成呼叫消息向MSC回送该用户数据，MSC收到该信息后，通过呼叫继续消息，经BSS通知MS呼叫在继续处理之中，然后，根据A接口电路情况，向BSC发送指配请求消息，在该消息中选定某条A接口电路，BSC收到该指令后，向BTS、MS指定无线资源，MS收到该指令后，占用成功回送分配完成消息，到此TCH指配阶段完成，本局的无线资源和A接口电路均已成功分配。
MSC收到MS上报的指配完成消息后，进行被叫分析，根据被叫号码，寻址到HLR，发送路由信息请求消息，
HLR收到该消息后，根据被叫IMSI查询得到被叫所在的VLR，向被叫所在的VLR请求漫游号码，被叫
所在的VLR在受到请求漫游号码消息后，为对应的MS分配MSRN，然后在请求漫游号码响应消息中回送给HLR，HLR得到该MSRN后，想主叫所在MSC发送路由信息响应消息，MSC从该消息中得到被叫
的MSRN，根据MSRN进行局间中继选路，并向被叫所在的MSC发送IAI消息。至此主叫信令流程基本 结束。
1.2 被叫信令流程
对移动用户来说，被叫的过程从MSC向BSC发起对被叫用户的寻呼开始，到主叫和被叫通话为止。一般来说，
被叫流程经过几个大的阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，通话阶段。
接入阶段主要包括：手机收到BTS的寻呼命令后，信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，寻呼响
应。经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关系。
鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立。经过这个阶段，被叫用户的身份已经得到了确认，网络认为被叫用户是一个合法用户。
TCH指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，被叫用户的话音信道已经确定，被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机，主被叫用户进入通话状态。
通话阶段主要包括：计费命令等。
被叫接入阶段、鉴权阶段主要信令流程
当一个端局MSC 收到它局发送的IAI 消息后，为了确定被叫用户是否能够接受此次呼叫，MSC 会首先通过S.F.I.C 消息向相应的VLR
查询有关该被叫用户的用户信息，如果VLR 通过查询用户信息，发现该用户可以
MS-A
BSS-A MSC-A
AUC
HLR
BSS-B
MSC-B
VLR-A
Um
A
