GSM信令流程

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。

CALL ESTABLISHMENT (TO LAND)RACHT3120AGCHT3126AGCHSDCCHT3230T303SDCCHT310SDCCHFACCHSignalling Connection Control Part (SCCP)The SCCP is a layer 3 protocol and provides network connectivity as required.The SCCP forms part of the Signalling Information Field (SIF) in the MTP signalling unit.The SCCP can operate in four modes. Two of these modes are used for GSM. Protocol class numbers carried in the mandatory fixed field of the SCCP message indicate which mode is being used. The two modes used for GSM are:Connectionless. Protocol Class 0 - Single messages are sent to other SCCP users. The Unit Data (UDT) is the only type of message sent in connectionlessmode.Connection-oriented. Protocol Class 2 - A signalling connection is established before messages are sent. The following SCCP message types must be passed toestablish this connection:CR - Connection Request.CC - Connection Confirm.CREF - Connection Refused.DT1 - Data form 1.IT - Inactivity Test.Once the communication is complete the link must be released. The following SCCP message types are used to release the connection:RLSD - Released.RLC - Release Complete.2 。

1.3鉴权1.3.1 鉴权原理和操作机制鉴权是通过比较MS提供的鉴权响应和AUC提供的鉴权三参数组之间是否一致进行判断的，通过鉴权，可以防止非法用户（比如盗用IMSI和KI复制而成的卡）使用网络提供的服务。

首先明确MS中SIM卡和AUC中存储的信息：●SIM卡中：固化数据：IMSI，Ki，A3，A8安全算法。

这些内容不会更改。

临时的网络数据TMSI，LAI，Kc，被禁止的PLMN业务相关数据●AUC中：用于生成随机数（RAND）的随机数发生器鉴权键Ki各种安全算法，这些安全算法和SIM卡中的算法相一致。

AUC的基本功能是产生三参数组（RAND、SRES、Kc），其中：●RAND由随机数发生器产生；●SRES由RAND和Ki由A3算法得出；●Kc由RAND和Ki用A8算出。

三参数组产生后存于HLR中。

当需要鉴权时，由MS所在服务区的MSC/VLR 从HLR中装载至少一套三参数组为此MS服务。

具体到某次鉴权时，如果此时VLR中还有该MS的三参组（或者允许重复使用三参组），则HLR不参与鉴权过程，VLR直接向MS下发鉴权命令；如果VLR中已经没有该MS的三参组，则需首先向HLR取三参组。

1.3.2 鉴权执行控制过程是否执行鉴权，取决于运营公司要求，一般每次呼叫建立、位置更新、无呼叫接续建立的补充业务激活、短消息交换、SMS，需执行鉴权，以保护运营商的利益。

1.3.3 VLR鉴权时的异常情况VLR不认识TMSI非法用户即非法用户不能对鉴权请求提供一个正确的鉴权响应本节课主要描述了鉴权的过程。

鉴权是数字网络区别与模拟网络的重要特性之一。

通过鉴权，系统可以为合法的用户提供服务。

对不合法的用户拒绝服务。

通过本课学习，主要了解鉴权的原理、鉴权中心的作用、系统判断非法用户的依据。

1.4位置更新1.4．1 位置更新类型●正常位置更新●周期位置更新●IMSI附着/分离●当HLR被置于故障指示时，VLR收到MS发出的业务操作1．4．2成功操作1.4.2.1 位置更新仅涉及VLRMS进入新位置内，新旧位置区在同一MSC覆盖区域内，即VLR并未改变。

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。

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。

Figure.5 寻呼不成功信令流程图Figure.6 对MS服务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发起的清除操作信令流程图，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：手机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，信道激活否定应答情况，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。

1 信令分析在分析问题时，请参照正确的流程，逐步检查到底哪一条消息没有收到，并且分析上一条消息里面携带的内容，从而定位原因所在。

1.1 主被叫呼叫建立流程1.1.1正常信令在分析接入问题时，请参照上图所示正确的流程，逐步检查到底哪一条消息没有收到，且分析上一条消息里面携带的内容，从而定位原因所在【注】Abis-BTS setup消息里面，携带了接入的小区、扇区、walsh码、频点。

关键点1：BSC向MSC发送CM Service Request后，是否收到Assignment Request。

如果没有收到MSC发的Assignment Request,等到6s后定时器超时，基站会给手机发送release order.这种情况是A1接口失败。

关键点2：BTS是否向BSC发送Abis-BTS Setup Ack。

Abis如有问题，如误码高、信令链路带宽不足等，将会体现为Abis无法建链成功，话统原因“指配资源失败”关键点3：是否发送ECAM（扩展信道指配消息）消息。

如Abis正常建链，但却没有发送ECAM消息，在话统里面会体现为“指配资源失败”，可能原因是walsh、CE、power不足。

关键点4：是否在F-DSCH发送order message，如没有收到，说明捕获业务信道前导帧失败。

关键点5：是否发送Assignment complete。

如发送表明呼叫建立成功。

如没有收到，在话统里面体现为“信令交互失败”。

被叫流程与主叫几乎完全一致，被叫中的Paging Response相当于主叫的origination message。

1.1.2典型异常信令1、A1接口失败。

2、传输误码率高导致指配资源失败3、信令交互失败引起信令交互失败一般是空口原因，本案例比较特殊，该基站下面呼叫全部失败，通过结合CSL分析，发现存在大量0x0c8b（SDU_ADD_LINK_FAIL）接入失败，怀疑FMR 板有故障，在征得客户同意基础上复位IP框后（该框下仅有这一个基站）解决。

信令流程分析总结主叫:1, 信道请求(Channel Request2, 寻呼请求类型 1(Paging Request Type 1:网络给两个移动台发寻呼 , 包括寻呼模式、移动台 1和 2需要的信道、移动识别 1、移动识别 2等3, 系统信息类型 2(System Information Type 2:网络到所有移动台 , 在 BCCH 上发送, 指示 RACH 的控制信息及邻小区的 BCCH 信息4,立即指配(Immediate Assignment:网络给移动台分配一个 SDCCH ,(只包含一个 MS 指配信息 , 包括指配信道的描述、 " 信道请求 " 的信息字段和接收到 " 信道请求 " 帧的帧号、最初的时间提前量、起始时间指示 (可选5, CM 业务请求(CM Service Request:从移动台到网络6, 系统信息类型 6(System Information Type 6 :网络到所有移动台 , 在 SACCH 上发送 , 小区识别号、位置区识别号、允许的7, 等级改变(Classmark Change8, GPRS Suspension Request9,测试报告(Measurement Report10,鉴权请求(Authentication Request11,鉴权响应(Authentication Response12, Identity Request13, Identity Response14, CM 业务接受(CM Service Accept:从网络到移动台,指示被请求的业务已经被接受15,建立(Set Up16,呼叫进程(Call Proceeding:该信息由网络发向主叫移动台,指示被请求的呼叫建立信息已经被接收 , 不会再接收更多的呼叫建立信息被叫:17,寻呼请求类型 1(Paging Request Type 1:网络给两个移动台发寻呼 , 包括寻呼模式、移动台 1和 2需要的信道、移动识别 1、移动识别 2等18,信道请求(Channel Request19,立即指配(Immediate Assignment:网络给移动台分配一个 SDCCH ,(只包含一个 MS 指配信息 , 包括指配信道的描述、 " 信道请求 " 的信息字段和接收到 " 信道请求 " 帧的帧号、最初的时间提前量、起始时间指示 (可选20,寻呼响应(Paging Rrsponse21,等级改变(Classmark Change22, GPRS Suspension Request23,测试报告(Measurement Report24,鉴权请求(Authentication Request25,鉴权响应(Authentication Response26, Identity Request27, Identity Response28,建立(Set Up:指示启动呼叫建立29,通话确认(Call Confirmed:该信息由被叫移动台发出,用来确证收到呼叫请求;30,指配命令(Assignment Command31,指配命令完成(Assignment Complete32,信号发送(Alerting主叫:33,指配命令(Assignment Command34,指配命令完成(Assignment Complete35,告警信息(Alerting :从网络到主叫移动台或从被叫移动台到网络,用来指示被叫手机启动告警(即回铃音。

信令流程的详细描述同步过程当手机开机后，会去扫描所有的无线信道并在3秒至5秒内测量它们的信号强度，将30个信号最强载频存储下来，然后调制到信号强度最强的载频上，通过扫描它的FCCH突发脉冲来判断它是否是一BCCH频点，若是的话会继续去收听它的SCH突发脉冲，看是否能对之进行解调，若能通过解出的BSIC号，看是否是被SIM卡禁止的若可以接入，则继续收听BCCH广播，看该小区是否被禁止接入，若允许接入则根据小区选择准则C1算法，看是否满足C1大于0的要求，若完全通过则该小区则被选为服务小区，若其中一步失败则对次强信道进行同样的流程。

手机空闲状态下的工作当手机进入空闲模式下后，手机先对该服务小区的系统消息进行按TC顺序进行分析，若是GSM900M的话，将会系统接受SYSTEM INFORMATION TYPE 1、TYPE2、TYPE3、TYPE4；若是GSM1800M的话，则会系统接受TYPE1、TYPE2、TYPE2 BIS、TYPE3、TPPE4；若是双频网络的话会系统接受TYPE1、TYPE2、TYPE2 BIS、TYPE2 TER、TYPE3、TPPE4；每个系统消息相隔一个51复祯，中间还要根据noofMultiFrameBetweenPaging参数所定义的时长到所指定的寻呼块来接受系统的寻呼消息（一般在寻呼业务量大的地方，或邻小区多的地方该值定义的较小，即定义了手机不连续接受的时长，该值越大，在该服务区的手机就越省电，如市区可定义为2即手机在102祯内收听一次寻呼消息，郊区可定义为4或6），在手机完成对系统消息的测量后，就进入休息状态，仅在指定的寻呼块内受听寻呼消息并同时测量邻小区的BCCH的接收电平，在30秒左右的时间内又将会去收听系统消息，来判断小区重选的进程。

现对手机发起呼叫的流程进行分析：1)MS通过RACH信道先发起一channel request 消息（8bits），其中包括请求信道原因及一个随机参考值，来等待AGCH信道的指派，此时MS在物理信道TS0上等待BSC给它分配无线资源。