GSM信令基礎及呼叫流程

單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,Click to edit Master title style,*,By Huangtao,第,*,頁,廣州移動,GSM,培訓,黃滔,2006,年,8,月,GSM,網(wǎng)絡,GMCC,網(wǎng)絡介紹,GSM,信令基礎,呼叫接續(xù)流程,局數(shù)據(jù)簡介,課程內(nèi)容,2,By Huangtao,NO.7,信令系統(tǒng)的分層結(jié)構,3,By Huangtao,NO.7,信令系統(tǒng)的功能級結(jié)構,MTP,4,By Huangtao,NO.7,信令系統(tǒng)的功能級結(jié)構,MTP,5,By Huangtao,NO.7,信令系統(tǒng)的功能級結(jié)構,TUP,、,ISUP,電話用戶部分,TUP,支持電話業(yè)務，控制電話網(wǎng)的接續(xù)和運行，如呼叫的建立、監(jiān)視、釋放等。,ISDN,用戶部分,ISUP,在,ISDN,環(huán)境中提供話音和非話業(yè)務所需的功能，以支持,ISDN,基本業(yè)務及補充業(yè)務,ISUP,具有,TUP,的所有功能，因此可以代替,TUP,6,By Huangtao,NO.7,信令系統(tǒng)的功能級結(jié)構,SCCP,7,By Huangtao,NO.7,信令系統(tǒng)的功能級結(jié)構,-,TCAP,8,By Huangtao,NO.7,信令系統(tǒng)的功能級結(jié)構,-,INAP,、,CAP,9,By Huangtao,移動應用部分,MAP(Mobile Application Part),MAP,是為了完成,GSM,網(wǎng)內(nèi)和網(wǎng)間互聯(lián)而特有的一個功能單元，,MAP,在,OSI,參考模型里和,TCAP,同時處于應用層位置，,MAP,作為一個,TC,用戶而存在的。,10,By Huangtao,MAP,功能,MAP,主要傳送的十一類,MAP,消息：,11,By Huangtao,GSM,的網(wǎng)絡結(jié)構,12,By Huangtao,移動網(wǎng)使用的信令,13,By Huangtao,GSM,網(wǎng)絡,GMCC,網(wǎng)絡介紹,GSM,信令基礎,呼叫接續(xù)流程,局數(shù)據(jù)簡介,課程內(nèi)容,14,By Huangtao,WCDMA R99,網(wǎng)絡結(jié)構,GGSN,MSC/VLR,A,Iu,-CS,Gb,Gi,PSTN/ISDN,Node B,RNC,UMTS,UTRAN,Iub,Iu,-,ps,BTS,BSC,GSM/GPRS,BSS,Abis,Ga,GMLC,SMC,SCP,HLR/,AuC,/EIR,DNS,WAP,Gateway,RADIUS,Intranet/Internet,Firewall,C/D,MISUP/MTUP,E,CAP,Lg,Gr/Gf,Gd,CAP,Lg,Gn,Gs,Lc,Lh,Inter PLMN,Gp,GGSN,BG,SGSN,CG,15,By Huangtao,手機狀態(tài),手機狀態(tài)有三種,Idie,:the MS is ON but a call is not in progress,登記、漫游、國際漫游、位置更新、尋呼,Active:the MS is ON and a call is in,rogress,切換,Detached:the MS is OFF,16,By Huangtao,用戶登記和漫游,用戶關機后一段時間，,VLR,便刪除此用戶的登記信息。當用戶重新開機時，首先掃描所有的控制信道，鎖定在信號最強的控制信道上,手機開機時，用戶必須登記，既通知網(wǎng)絡將其在交換機中的狀態(tài)置為,IDLE,，如果開機時登記的位置和,SIM,卡中的位置不一致時，手機還要做位置更新,手機開機并處于空閑狀態(tài)時，手機始終掃描控制信道，如果新的控制信道屬于另一個,LA,，手機要立即通知新網(wǎng)絡完成位置更新,17,By Huangtao,GSM NETWORK IDENTITIES,移動臺的國際身份號碼,ISDN,（,MSISDN,）,是在公用交換電話網(wǎng)編號計劃中唯一地識別移動電話的鑒約號碼。,CCITT,建議結(jié)構為：,MSISDN,CC,NDC,SN,CC,國家碼即在國際長途電話通信網(wǎng)中的號碼（中國,+86,）,NDC,國內(nèi)目的地碼,SN,用戶號碼,國際移動用戶識別碼（,IMSI,）,是唯一地識別,GSM PLMN,網(wǎng)中某一用戶的信息。,IMSI,MCC,MNC,MSIN,MCC,移動網(wǎng)的國家號碼（與,CC,不同，中國為,460,）,MNC,移動網(wǎng)號,MSIN,移動臺識別號，最長為,15,位。使用十進制,18,By Huangtao,臨時移動用戶識別碼（,TMSI,）,用于保護,IMSI,碼，該號只在本,MSC,區(qū)域有效，其結(jié)構可,由各電信部門選擇，長度不超過,4,個字節(jié)。一個,CCCC,的尋呼,容量為,2,個,IMSI,或,4,個,TMSI,。,國際移動臺設備識別碼（,IMEI,）,是唯一用來識別移動臺終端設備的號碼，稱作系列號。,IMEI,TAC,FAC,SNR,SP,TAC,型號論證碼,FAC,最終裝配碼，用于識別制造廠家。,SNR,序號,SP,備用,19,By Huangtao,移動臺漫游號碼（,MSRN,）,用于一次呼叫的路由選擇。,MSRN,CC,NSC,SN,CC,國家號,NDC,國內(nèi)目的地號碼,(,用于識別,PLMN,）,SN,用戶號，用于識別,MSC/VLR,的地址。,位置區(qū)識別碼（,LA,）,LAI,代表,MSC,業(yè)務區(qū)的不同位置區(qū)，用于移動用戶的位置更新。,LAI,MCC,MNC,LAC,MCC,移動國家號，識別一個國家,MNC,移動網(wǎng)號，識別國內(nèi)的,GSM,網(wǎng),LAC,位置區(qū)號碼，識別一個,GSM,網(wǎng) 中的位置,20,By Huangtao,小區(qū)全球識別碼（,CGI,）,用于識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)。,CGI,MCC,MNC,LAC,CI,基站識別碼（,BSIC,）,BSIC,NCC,BCC,NCC,國家色碼，用于識別,GSM,移動網(wǎng),BCC,基站色碼，用于識別基站,小區(qū)數(shù)據(jù)中的,NCCPERM=X,，用于指定移動臺允許接入的網(wǎng)絡。,BCC,可以在,OMT2,中讀出。,21,By Huangtao,在呼叫過程中各種號碼的應用如下圖所示,PSTN,MSISDN,GMSC,MSISDN,MSRN,MSRN,IMSI,VLR,MSC,IMSI,MSRN,MSISDN,IMSI,MSRN,HLR,VLR,22,By Huangtao,GSM,鑒權參數(shù),鑒權三元組,(Triplet Vector),GSM,用于用戶鑒權的三個主要參數(shù)組成的向量，包括,RAND,（,Random Challenge,隨機數(shù)）：由隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，長,16B,，主要作為計算三元組中其他兩個參數(shù)的基礎。,SRES,（,Signed Response,符號響應）：對,RAND,和鑒權密鑰,Ki,利用,A3,算法計算得出，長,4B,，用來判斷鑒權是否通過，,Kc,（,Cipher Key,密碼密鑰）：對,RAND,和,Ki,做,A8,算法計算得出，長,8B,，用于空間無線信道加密的密鑰,CKSN,（,Ciphering Key Sequence Number,）,CKSN,（加密密鑰序列號）被用來保證,MS,與,VLR,或,MS,與,SGSN,之間的,GSM,鑒權信息（,Kc,）的一致性，作為臨時簽約數(shù)據(jù)存儲在,VLR,（或,SGSN,）上。,23,By Huangtao,GSM,鑒權流程,24,By Huangtao,MS IN IDLE MODE,25,By Huangtao,Attach,網(wǎng)絡,IMSI Attach,伴隨著,IMSI,Acttach,而產(chǎn)生的位置更新,26,By Huangtao,網(wǎng)絡內(nèi)漫游,在,LA,內(nèi)改變小區(qū),在相同的,MSC/VLR,內(nèi)的位置更新,在新的,MSC/VLR,內(nèi)的位置更新,周期性位置更新,27,By Huangtao,從網(wǎng)絡,Detach,IMSI Detach,Implicit Detach,MS PURGING,28,By Huangtao,MS IN ACTIVE MODE,MS,發(fā)起的呼叫,MS,接收的呼叫,BSC,內(nèi)的切換,MSC,內(nèi),BSC,間的切換,MSC,間的切換,29,By Huangtao,MS,發(fā)起的呼叫,30,By Huangtao,MS,接收的呼叫,31,By Huangtao,切換和定位,在移動臺通話期間，移動臺從一個小區(qū)移動至另一個小區(qū)的過程稱為切換。,MS,經(jīng)常在自己小區(qū)中測量信號強度和質(zhì)量，并測量相臨小區(qū)的,BCCH,的強度，,RBS,測量上行信道的信號強度和質(zhì)量，測量結(jié)果報告,BSC,報告，基于這些報告，,BSC,決定是否要做切換和切換到哪個小區(qū)，這被稱做定位,32,By Huangtao,BSC,內(nèi)的切換,小區(qū)內(nèi)的切換,同一個,BSC,內(nèi)不同小區(qū)之間的切換,33,By Huangtao,MSC,內(nèi),BSC,間的切換,34,By Huangtao,MSC,間的切換,35,By Huangtao,SHORT MESSAGE SERVICE,MS,發(fā)起,SMS,MS,落地,SMS,36,By Huangtao,附著流程,HLR,新SGSN,舊SGSN,1,、,附著請求,2,、,身份驗證,2,、,身份驗證,3,、,鑒權,3,、,鑒權,4,、,更新位置,5,、,清除位置,6,、,插入用戶數(shù)據(jù),7,、,附著接受,37,By Huangtao,分離流程（手機發(fā)起）,手機發(fā)起的分離：,SGSN,GGSN,MSC/VLR,1,、,分離請求,2,、,刪除,PDP,上下文,3,、,IMSI,分離指示,4,、,GPRS,分離指示,5,、,分離接受,6,、,釋放,PS,信令連接,38,By Huangtao,位置更新,路由區(qū)更新,：,新SGSN,HLR,舊SGSN,GGSN,1,、,路由區(qū)更新請求,2,、,SGSN,上下文請求，響應,3,、,鑒權流程,3,、,鑒權流程,4,、,更新,PDP,上下文請求,4,、,更新,PDP,上下文響應,5,、,更新位置,6,、,清除位置,Cancel Location,7,、,插入用戶數(shù)據(jù)，更新位置完成,8,、,路由區(qū)更新接受,9,、,路由區(qū)更新完成,39,By Huangtao,總體呼叫流程,UE,呼叫,UE,HLR,MSC/VLR,1,、服務請求,MSC/VLR,主叫,被叫,2,、鑒權加密,2,、鑒權加密,3,、呼叫建立,4,、送路由信息請求,5,、提供漫游號碼請求,6,、提供漫游號碼響應,7,、送路由信息響應,8,、初始地址消息,IAM,9,、尋呼,10,、鑒權加密,通話,11,、呼叫建立,40,By Huangtao,UTRAN,服務請求,手機發(fā)起的服務請求：,SGSN,HLR,GGSN,1,、,RRC,連接建立,2,、,服務請求,3,、,鑒權加密,3,、,鑒權加密,4,、,RAB,指派請求,5,、,RB,建立,6,、,RAB,指派響應,7,、,SGSN,發(fā)起,PDP,上下文修改流程,8,、,UE,發(fā)送上行數(shù)據(jù)包,41,By Huangtao,移動臺的呼入接續(xù)過程,1,、尋呼。,MSC/VLR,在數(shù)據(jù)庫中查出用戶的資 料并向相關的,BSC,發(fā)送尋呼信息。該信息包含用戶所在區(qū)域的,LAI,和用戶的,IMSI,或者,TMSI,。,2,、尋呼命令。,BSC,向,LA,區(qū)內(nèi)的所有,BTS,發(fā)出尋呼命令。該信息包含,IMSI,或,TMSI,。收發(fā)信單元識別碼、信道類型和時隙號。,3,、尋呼請求。,BTS,在,PCH,上向移動臺發(fā)送尋呼信息。該信息包含用戶的,IMSI,或,TMSI,。,4,、信道請求。被尋呼的移動臺在,RACH,上發(fā)送一個短的接入脈沖串至,BTS,。,BTS,接收該尋呼響應信號后記錄該突發(fā)脈沖串的遲滯值。,(TA,動態(tài),PWR),5,、信道請求。,BTS,向,BSC,發(fā)信道請求信息。該信息還包含移動臺接入系統(tǒng)的遲滯值,(TA.PWR),。,6,、信道激活。,BSC,選擇一條空閑的,SDCCH,并指示,BTS,激活該信道。,7,、信道激活證實。,BTS,激活,SDCCH,后向,BSC,發(fā)信道激活證實信息。,8,、立即分配。,BSC,透過,BTS,經(jīng)由,AGCH,向移動臺發(fā)出允許接入系統(tǒng)信息