GSM流程分析-呼叫流程-切换流程
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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:。
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。
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。
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。
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。
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。
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1.1.1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2.1.1位置更新操作(一)____位置更新仅涉及本VLR2.1.2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)3.1.1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)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)3.1.3呼叫接续流程____挂机过程3.4.1呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户(一)3.4.2呼叫接续流程____固定用户呼叫移动用户(二)3.4.3呼叫接续信号流程____固定用户呼叫移动用户的挂机过程4.1.1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')DTAP消息移动管理MM消息DTAP 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GSM呼叫流程2007-08-18 13:39MS主叫流程设一个移动台处于开机并且处于空闲状态,若它要建立与另一用户的呼叫(在此以与一个PSTN用户的通信过程为例),在用户看来他只要输入另一个用户的号码,再按发送键,移动台就开始启动程序直到电话拨通。
其实移动台和网络需经过许多步骤才能将呼叫建立起来一、呼叫建立过程移动台首先需建立一个与MSC的主信令链路,并要进行鉴权加密及TMSI重分配的过程,详细过程见第二节和第三节的内容。
(一)被叫号码分析过程在以上过程完毕以后,此时移动台才进入呼叫建立过程。
首先将由移动台向网络发出一个启动(SETUP)的报文,该消息包含着被叫号码和所需业务等许多内容(对于数据业务这种说明可以比较长而且详细,对于补充业务还可以包含各种附加的信息),此时MSC就能够根据它来进行呼叫接续。
当MSC收到SETUP消息,就要将该消息通过向其VLR发送出局呼叫消息(SEND_INFO_FOR_O/C_CALL),VLR 在收到该消息后,根据其在位置更新过程中从HLR获得的该用户数据消息,来分析被叫的号码(在VLR中有各种号码分类的信息,它会检查看是否有指向该号码的能力)和主叫用户本身的能力(根据主叫用户原来注册的业务是否支持本次呼叫的所需业务,如在拨打国际长途时则看是否有国际长途受限),以及网络本身的资源能力等等)核对是否能接纳这种需求,若某些项目不能通过,则向MS发出释放完成(RELEASE COMPLETE)的消息,呼叫建立就此失败,以后MS再将底层的连接释放掉,然后转入空闲状态;若可以通过VLR则向MSC发回完成呼叫能力查询(COMPLETE_CALL)的报文。
当MSC收到此确认后则向MS发出呼叫继续(CALL PROCEEDING)的消息表示主叫用户的呼叫请求已经通过了核对,呼叫正在进行之中。
(二)话音信道指派过程(接续分配)在MSC向MS发出(CALL PROCEEDING消息后,它就要根据业务请求,来激活后续分配,即分配给用户TCH话音信道的流程。
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。
GSM本局呼叫流程详述1.主叫用户拨号:呼叫的建立始于主叫用户拨号,主叫用户通过手机或其他终端设备输入被叫用户的号码,并按下拨号键进行呼叫请求。
2.手机用户识别:当主叫用户拨号后,手机将发出一个呼叫请求信令,该信令中包含了主叫用户的身份信息和被叫用户的号码。
网络将通过这些信息来识别主叫用户的位置并为其建立通信连接。
3.基站选址:一旦网络确定了主叫用户的位置,系统将根据主叫用户所在的基站区域来选择能够提供最佳覆盖的基站,以便实现通信连接。
4.建立信道:选址完成后,网络将为主叫用户分配一个信道,用于在主叫用户和基站之间进行通信。
这个信道可以是语音信道、数据信道或控制信道,具体取决于呼叫的性质。
5.信令传输:在建立信道后,网络会发送一系列控制信令来确保通信连接的正常建立。
这些信令包括呼叫建立请求、确认信令和连接成功信令等。
6.呼叫转接:一旦主叫用户与基站之间的通信连接建立成功,网络将开始将呼叫请求从基站传输到核心网络,以便与被叫用户进行通信。
7.呼叫传输:核心网络将呼叫请求从基站接入网传输到目标MSC(Mobile Switching Center),MSC将负责根据被叫用户的位置信息找到其所在的基站,并建立与之的通信连接。
8.呼叫接收:被叫用户所在的基站将接收到来自MSC的呼叫请求,并向被叫用户发出呼叫提醒信号,提示用户有来电。
9.呼叫建立:被叫用户接听来电后,通信连接将建立成功,主叫用户和被叫用户之间可以进行语音通信或数据传输。
如果被叫用户拒接来电或者无法接听,系统将发出相应的通知信令。
10.通话结束:总体来说,GSM本局呼叫流程实质上是一个信令控制过程,通过网络中的各个节点之间的协调和通信来实现用户间的通信连接。
通过这些步骤的精确执行,GSM网络能够实现高效的呼叫管理,确保用户间的通信顺畅可靠。