GSM無線系統(tǒng)信令及流程

1、 GSM 無線子系統(tǒng)信令目 錄一、 BSS 系統(tǒng)中的信令應(yīng)用 . 3二、 BSS 系統(tǒng)的信令模型 . 4 四、各層信令在 BSS 系統(tǒng)中的作用 . 8四、移動主叫流程 . 17五、移動被叫流程 . 33七、位置更新流程 . 50八、小區(qū)內(nèi)切換流程 . 60九、小區(qū)間切換流程 . 64十、外部切換流程 . 70 十一、定向重試流程 . 77一、 BSS 系統(tǒng)中的信令應(yīng)用作為 GSM 移動通信系統(tǒng),主要實現(xiàn)一種任何時間、任何地點、任何通信對 象之間的通信。 那么在這樣一個通信過程中, 通信對象之間不僅要傳送對通信對 象有用的語音及數(shù)據(jù),還包括一些信令。在 BSS 系統(tǒng)中,涉及到的信令如圖 1, 其

2、主要內(nèi)容有:七號信令(NO.7:在 MSC 和 BSC 之間傳送;D 信道的鏈路接入規(guī)程(LAPD :在 BSC 和 BTS 之間傳送;Dm 信道的鏈路接入規(guī)程(LAPDm :在 BTS 和 MS 之間傳送。圖 1 BSS系統(tǒng)中的信令應(yīng)用 二、 BSS 系統(tǒng)的信令模型2.1概述在 GSM 移動通信系統(tǒng)中, BSS 系統(tǒng)的信令模型采用了一般的 OSI 七層協(xié)議 中的低三層協(xié)議,從低到高依次包括: 第一層(L1 :物理層 第二層(L2 :鏈路層 第三層(L3 :網(wǎng)絡(luò)層BSS 系統(tǒng)的信令模型如圖 2。 圖 2 BSS系統(tǒng)信令模型BTSMS BSC MSCL1L2L3其中各層協(xié)議的含義如下:LAP_D

3、m:Dm 信道的鏈路接入規(guī)程RR :無線資源管理CM :通信管理(連接管理SMS :短消息管理SS :補(bǔ)充業(yè)務(wù)管理CC :呼叫管理MM :移動管理LAPD :D 信道的鏈路接入規(guī)程BTSM :BTS 管理部分MTP :消息傳送部分SCCP :信令連接和控制部分BSSMAP :BSS 管理應(yīng)用部分DTAP :直接傳遞應(yīng)用部分2.2物理層物理層主要負(fù)責(zé)物理數(shù)據(jù)單元的無錯傳送。 在物理層上, 定義了傳輸 路徑上的電氣特性。在一般系統(tǒng)中, BTS 與 MS 之間的 Um 接口的物理層采用無線路徑, 在 BTS 與 BSC 之間的 Abis 接口的物理層采用在不均衡的 75同軸 電纜或 120雙絞線上的

4、 2048bps 的 CEPT 數(shù)據(jù)流。2.3鏈路層在鏈路層上,主要功能有:幀傳遞、無錯傳送以及通過物理層實現(xiàn)兩 連接實體之間的比特傳送。 在鏈路層上的任務(wù)主要是建立、 維持和釋 放兩連接實體之間的連接。在 GSM 中, BTS 與 MS 之間的 Um 接口的數(shù)據(jù)鏈路層通過 LAPDm (Dm 信道的鏈路接入規(guī)程實現(xiàn); BTS 與 BSC 之間的 Abis 接口的 數(shù)據(jù)鏈路層通過 LAPD (D 信道的鏈路接入規(guī)程實現(xiàn)。2.4網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層主要用于建立端到端的連接, 并實現(xiàn)尋址和選擇路由功能。 在 網(wǎng)絡(luò)層上, 它主要負(fù)責(zé)通過一個任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從目的地取得消 息。在 GSM 中,網(wǎng)絡(luò)層可以被分

5、為三個子層:CM 層(連接管理層 、 MM 層(移動管理層和 RR 層(無線資源層 。無線資源層(RR 為移動管理層(MM 提供了一些服務(wù),無線資源 層的主要作用包括建立、維持、釋放物理連接(比如無線的業(yè)務(wù)和控 制信道 。無線資源層的一些主要功能在 BSC 中實現(xiàn),但部分功能在 BTS 中實現(xiàn)。移動管理層(MM 主要用于在網(wǎng)絡(luò)中的用戶設(shè)備的注冊和用戶的鑒 別,移動管理層的功能在 MSC 一側(cè)實現(xiàn)。連接管理層(CM 是 GSM 信令模型中的最高一層,這個我們可以 從它在信令模型中的位置可以很清楚的看到(在 MSC 和 MS 的信令 模型結(jié)構(gòu)的最高層 。在 GSM 系統(tǒng)中,無線資源層是與用戶之間一

6、 個基本的接口。連接管理層又可以被分為三個子層:CC (呼叫控制 ,主要負(fù)責(zé)呼叫 的建立、維持和釋放; SS (補(bǔ)充業(yè)務(wù) ; SMS (短消息業(yè)務(wù) 。四、各層信令在 BSS 系統(tǒng)中的作用 3.1 無線資源層(RR 無線資源層(RR 主要負(fù)責(zé)無線資源的管理和分配。無線資源層的 消息從 BTS 傳送至 MS 上相應(yīng)的層,雖然這些消息在 Abis 接口上出 現(xiàn),但是它們可能包含在更低層的結(jié)構(gòu)中。下面我們來看看在 RR 層 上的一些消息,具體如表 1: 表 1 RR層的消息列表3.2 移動管理層(MM 移動管理層(MM 在 MS 和 MSC 中實現(xiàn)。移動管理層(MM 主要 用于在網(wǎng)絡(luò)中的用戶設(shè)備的注冊

7、和用戶的鑒別,在其它處理中, MM 參與到位置更新、鑒權(quán)、 TMSI 再分配等過程中。下面我們來看看在 MM 層上的一些消息,具體如表 2: 表 2 MM層的消息列表 3.3 呼叫控制(CC 在一般的呼叫建立過程中,在 Abis 接口上生成消息的最后一層是在 連接管理層(CM 中的子層呼叫控制(CC 中實現(xiàn)的。呼叫控制主 要負(fù)責(zé)呼叫的建立、 維持和清除。 在 CM 中的其它兩個子層是 SS (補(bǔ) 充業(yè)務(wù)和 SMS (短消息業(yè)務(wù) 。下面我們來看看在 CC 子層上的一 些消息,具體如表 3: 表 3 CM層中 CC 子層的消息列表3.4 BTS 管理層(BTSM BTS 管理層(BTSM 主要負(fù)責(zé)

8、控制 BTS 的一些操作。從 RR 層來的 消息要發(fā)送到 MS ,必須要以一定的消息類型來發(fā)送,這個消息類型 就是 BTSM 中的數(shù)據(jù)請求消息;同樣,從 MS 來的第三層要發(fā)送到 BTS ,也必須要以一定的消息類型來發(fā)送,這個消息類型就是 BTSM 中的數(shù)據(jù)指示消息。下面我們來看看在 BTSM 層上的一些消息,具 體如表 4: 第 11 頁 共 82 頁 表 4 BTSM層的消息列表3.5 BSS 應(yīng)用層(BSSAP BSSAP 層被分為兩部分:BSS 管理應(yīng)用部分(BSSMAP 和數(shù)據(jù)直 傳應(yīng)用部分 (DTAP 。 其中, BSSMAP 部分負(fù)責(zé) MSC 與 BSS 之間的 通訊, DTAP

9、 部分負(fù)責(zé) MSC 與 MS 上的 MM 層和 CM 層之間的消息 傳遞。DTAP 消息將會在 CM 和 MM 部分進(jìn)行處理。對于 BSSMAP 消息,第 12 頁 共 82 頁 由于大多數(shù)消息僅僅用于 MSC 與 BSC 之間的通 信, 或在傳遞至 BTS 或 MS 之前已經(jīng)被 BSC 改變了消息格式, 因此, 這部分消息將不會在 Abis 接口上看到。 下面我們來看看在 BSSAP 層 上的一些消息,具體如表 5: 第 13 頁 共 82 頁 表 5 BSSAP層的消息列表3.6 LAPD 協(xié)議LAPD 用于 BTS 與 BSC 之間的 Abis 接口上的鏈路層。 LAPD 消息一 般由一

10、些固定的幀組成, 而且這些幀都會形成它自己的幀結(jié)構(gòu)以便在 消息傳遞雙方傳遞數(shù)據(jù)。 LAPD 上的幀結(jié)構(gòu)有三種:信息幀、 監(jiān)視幀、 未編號幀。下面我們來看看在 GSM 中 LAPD 用到的一些幀類型。SABME 幀當(dāng)建立 LAPD 連接時, SABME 幀一般是第一個被傳遞的幀。當(dāng)發(fā)送 完 SABME 幀之后,開始多幀證實模式。當(dāng)接收端收到 SABME 幀以 后,以前沒有被證實的幀將會被忽略。 DISC 幀被用于停止多幀的證 實模式。UA 幀當(dāng)收到 SABME 幀或 DISC 幀以后,接收端將發(fā)送一個 UA 幀作為響 應(yīng),以告訴發(fā)送端,剛才發(fā)送的 SABME 幀或 DISC 幀已經(jīng)被接收端第 1

11、4 頁 共 82 頁 接收。I 幀當(dāng)接收方已經(jīng)被證實以后, I 幀被用于傳送信息幀。在 I 幀中,也可 以包含一些先前接收幀的證實。RR 幀RR 幀主要用于指示讓接收端準(zhǔn)備去接收一個 I 幀, 同樣, RR 幀也可 以對先前接收幀進(jìn)行證實。UI 幀UI 幀主要用于發(fā)送一些不需要接收端進(jìn)行證實的消息幀。比如在 LAPDm 上的系統(tǒng)消息的廣播就是一個 UI 幀。SAPI&TEI對每一層而言, 都采用它的低層提供的業(yè)務(wù)去完成它自身的任務(wù); 同 時,它又為它的高層提供業(yè)務(wù)。層與層之間的業(yè)務(wù)通過業(yè)務(wù)接入點 (SAP 來實現(xiàn)。業(yè)務(wù)接入點指示(SAPI 由 6個比特組成,它指示第 15 頁 共 82

12、 頁了在單元接入數(shù)據(jù)鏈路中的接收實體的地址。在 數(shù)據(jù)鏈路的兩端(BTS 和 BSC 采用相同的 SAPI 值。下面看一下 SAPI 的一些具體含義:SAPI=0 無線信令SAPI=3 短消息業(yè)務(wù)SAPI=62 操作與維護(hù)、建鏈終端設(shè)備識別(TEI 由 7個比特組成,它指示了接入一條鏈路的地 址。由于在大唐的 DM 系列基站設(shè)備中,采用了 6個 TRX 共用一條 LAPD 鏈路的方式。因此,簡單起見,采用 TEI=TRX號。四、移動主叫流程 圖 3 移動主叫流程圖4.1 信道要求MS 通過動態(tài)地在 RACH 信道(隨機(jī)接入信道上發(fā)送一個隨機(jī)接入脈沖向一個(BTS 基 站收發(fā)信臺申請一條信道。在信

13、道請求消息中包括了建立的原因,這個原因可能是 “ 尋呼響 應(yīng) ” 、 “ 緊急呼叫 ” 、 “ 移動主叫 ” 、 “ 短消息業(yè)務(wù) ” 或 “ 其他 ” ,比如“位置更新” 。此外,這條消 息還包括隨機(jī)參數(shù),移動臺(MS 隨機(jī)的選 5個比特作為隨機(jī)參數(shù)。這些參數(shù)的作用是:當(dāng)兩個移動臺同時接入網(wǎng)絡(luò)時,網(wǎng)絡(luò)能運用這些參數(shù)來區(qū)分這些移動臺。4.2 信道請求基站收發(fā)信臺向基站控制器發(fā)一條申請信道消息。 通過這條消息, 基站收發(fā)信臺進(jìn)一步向基 站控制器傳遞由移動臺發(fā)起的信道請求。 實際上, 信道請求消息中除了包含信道要求消息中 的一些消息外, 還包括通過基站收發(fā)信臺加入的一些消息。 請求參考單元直接從信道

14、要求消 息中來,初始時間提前量(接入延遲由基站收發(fā)信臺加入到這條消息中去。4.3 信道激活收到從基站收發(fā)信臺發(fā)來的信道請求消息后, 基站控制器開始按照一定的條件為此次呼叫尋 找和分配 SDCCH 信道, 同時基站控制器向基站收發(fā)信臺發(fā)送一條信道激活消息。 其中最重 要的是:分配給哪個基站收發(fā)信臺以及此 SDCCH 的信道組合。此消息中包含的參數(shù)有: DTX 控制、信道的 ID (識別 、信道描述和移動分配、移動臺和基站的最大功率電平、基 站控制器計算的有關(guān)此次接入的初始時間提前量等。4.4 信道激活證實這是對信道激活消息的應(yīng)答。當(dāng)基站收發(fā)信臺收到這條消息后, 它開始在 SACCH 信道發(fā)送和接

15、受消息。4.5 立即指配命令基站控制器告訴基站收發(fā)信臺關(guān)于被使用的 SDCCH 信道。4.6 立即指配基站分系統(tǒng)通過 AGCH 信道告知移動臺有關(guān)使用的 SDCCH 信道的情況。實際上,這條消 息是一條從網(wǎng)絡(luò)向移動臺發(fā)送的從 AGCH 信道轉(zhuǎn)到先前定義的 SDCCH 信道工作的指令。 在這條消息中,包括的參數(shù)有:尋呼模式、 SDCCH 信道描述、隨路 SACCH 、跳頻, 如果 應(yīng)用了跳頻, (則還應(yīng)包括請求參考與建立原因相同 、初始時間提前量和頻率分配。4.7 CM 業(yè)務(wù)請求移動臺向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 CM 業(yè)務(wù)請求,目的是為連接管理子層實體申請一項服務(wù),比如,電路 交換連接建立、補(bǔ)充業(yè)務(wù)激活或短消息

16、傳送。4.8 CM 業(yè)務(wù)請求(建立指示基站收發(fā)信臺通過返回建立指示消息確認(rèn)立即指配命令。建立指示消息有兩種用途。首先, 建立指示消息從基站收發(fā)信臺的角度出發(fā),指出移動臺目前正在 SDCCH 信道上。這樣,基站收發(fā)信臺向基站控制器發(fā)一消息,指示現(xiàn)在移動臺的 CM 業(yè)務(wù) 請求正在所描述的這種 SDCCH 信道上傳送。 另外, 基站收發(fā)信臺將識別這一連結(jié)并把接收 到的第 3層的消息加入到這條消息中。4.9 CM 業(yè)務(wù)請求這條 CM 業(yè)務(wù)請求消息被送往移動交換中心。4.10 UA當(dāng)在 LAPDm 協(xié)議中建立第 2層級別鏈路時, UA 是正常情況下第 2層級別的確認(rèn)。4.11 鑒權(quán)請求作為 CC (連接

17、證實消息,移動交換中心發(fā)送一條鑒權(quán)請求消息給 BSC 。這條消息包括隨 機(jī)數(shù) RAND 。4.12 鑒權(quán)請求BSC 通過 BTS 把消息傳送給 MS 。4.13 鑒權(quán)響應(yīng)MS 以帶符號的響應(yīng) SRES 來響應(yīng)鑒權(quán)請求。鑒權(quán)響應(yīng)通過 BTS 被送往 BSC 。在 MS 鑒權(quán)過程中, 使用兩種算法 A3和 A8。 這些算法和 32位數(shù)字密鑰被存儲在 SIM 卡中。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)申請移動臺的鑒權(quán), AUC/VLR發(fā)送 32位十進(jìn)制隨機(jī)數(shù)字給 MS 。 MS 接著計算帶符 號的響應(yīng)(SRES 并把它回送給 VLR 。 VLR 把接收到的 SRES 和從先前 AUC 的鑒權(quán)組內(nèi) 部接收到的 SRES 作比較。

18、如果這些 SRES 相同,鑒權(quán)成功, MS 可以繼續(xù)呼叫。你可以注意到, KI 的前 8個數(shù)字被用來鑒權(quán)和 SRES 算法,剩下的 24個數(shù)字被保留用作密 鑰算法。4.14 鑒權(quán)響應(yīng)為了完成鑒權(quán)過程,從 MS 來的 SRES 的值在消息內(nèi)部被送回 VLR 。4.15 加密模式命令MSC 要求 BSC 從無線通路開始加密。 假如網(wǎng)絡(luò)想要在無線接口開始加密, 需要在 A 接口發(fā) 送消息。如果網(wǎng)絡(luò)使用加密,那么 MS 在接收到此消息以后開始加密。4.16 加密命令BSC 把加密消息儲存到它的存儲器中然后向 BTS 發(fā)送一個加密命令來發(fā)起加密模式操作。4.17 加密模式命令BSS 告知 MS 加密的初

19、始,開始接收被加密模式。4.18 加密模式完成MS 確認(rèn)加密命令。4.19 加密模式完成如果加密被使用,那么這是在空中接口中的第一條加密的消息。 BSS 確認(rèn)加密命令,通知 MSC 移動臺已經(jīng)開始加密并開始以加密模式發(fā)送消息。4.20 TMSI 再分配命令TMSI 再分配的目的是提供身份的保密性。 TMSI 的再分配通常至少在每次位置更新時執(zhí)行。 MSC 通過發(fā)送 TMSI 再分配命令消息給 MS 發(fā)起 TMSI 再分配過程。 TMSI 再分配命令消息 包括 TMSI 與由網(wǎng)絡(luò)分配的 LAI 的組合; 或者如果正在使用的 TMSI 將被刪除, 就包括一個 LAI 和 IMSI 。通常,通過應(yīng)用

20、加密模式的 RR 連接, TMSI 再分配命令被送往 MS 。4.21 TMSI 再分配命令TMSI 再分配命令被送到 MS 。4.22 TMSI 再分配完成當(dāng) MS 接收到 TMSI 再分配命令消息后,把 LAI 儲存在 SIM 卡中。如果接收到的身份識別 是 MS 的 IMSI ,它就把先前儲存的 TMSI 刪除。如果接收到的身份是 TMSI , MS 把它存儲 在 SIM 中。在這兩種情況下, MS 將發(fā)送一條 TMSI 再分配完成消息給網(wǎng)絡(luò)。4.23 TMSI 再分配完成TMSI 再分配完成消息送往 MSC 。4.24 建立在鑒權(quán),識別,加密后, MS 處在 SDCCH 信道上,準(zhǔn)備開

21、始真正呼叫建立信令。 MS 發(fā)送 一建立消息給 BSC ,再被送到 MSC 。4.25 建立BSC 向 MSC 發(fā)送建立消息來告知 MSC 將要執(zhí)行的呼叫。4.26 呼叫進(jìn)程MSC 對建立消息的響應(yīng)。4.27 呼叫進(jìn)程當(dāng) MS 的呼叫控制實體接收到呼叫進(jìn)程消息后,就進(jìn)入 “ 移動主叫進(jìn)程”狀態(tài)。4.28 指配請求這條消息開始了 TCH (話音信道的分配。在 A 接口, MSC 是主控者,它為 A 接口上的 這次呼叫尋找一個可使用的電路。這條消息根據(jù) GSM 規(guī)范包括了一些可選項。這些可選項 是:呼叫的優(yōu)先權(quán)、下行的不連續(xù)傳輸(DTX 、無線信道的識別和可用的干擾帶。4.29 信道激活在 BSC

22、 內(nèi)部的信道保存和分配之后,它通過發(fā)送這條消息給 BTS 來激活 TCH 信道。消息 內(nèi)容主要包括:信道號、激活的類型、信道模式(DTX/NO DTX 、信道類型(話音 /數(shù)據(jù):如果是話音,則包括 GSM 編碼算法,如果是數(shù)據(jù),則包息括信道中消是透明還是不透明的以及數(shù)據(jù)速率 、信道識別、接收到消息的加密消息、 BTS 和 MS 的功率等級和時間提前量。4.30 信道激活證實BTS 返回目前 TDMA 幀號,然后通過 Abis 接口激活 TCH 。4.31 分配命令BTS 進(jìn)一步把收到的消息發(fā)送給 MS 。消息內(nèi)容主要包括:信道描述、功率級別、小區(qū)信道 描述、信道模式(全速率 /半速率和移動分配

23、。4.32 SABM (設(shè)置異步平衡模式這是一條第二層的消息, 包含一些第三層消息, 包括業(yè)務(wù)請求, 加蜜鍵序列,移動臺級 別和移動標(biāo)識。4.33 建立指示建立指示消息有兩個用途。 第一, 此時應(yīng)用建立指示消息, 可以讓基站收發(fā)信臺知道移動臺 目前正在 FACCH 信道上,這樣,基站收發(fā)信臺可以向基站控制器發(fā)送消息,指示移動臺現(xiàn) 在正在使用的 FACCH 信道的情況。 第二, BTS 識別此鏈路為主信令信道并且將收到的第三 層消息加入建立指示消息中,這第三層消息來自于 MS 。4.34 UAUA 通常是建立第二層 LAPDm 鏈路時的第二層確認(rèn)。4.35 指配完成這條消息由移動臺發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)以指

24、示移動臺已成功建立 TCH 。4.36 指配完成BSS 向 MSC 證實獲取 TCH 信道。4.37 信道釋放使正在使用的 SDCCH 停止活動。這個消息是由 BSC 發(fā)向 MS 的。另外,它也被稱為“第 三層 的斷鏈消息” 。在正常的呼叫建立情況下,呼叫原因為 “ 正常 ” 。4.38 去活 SACCH (慢速隨路控制信道BSC 向下行發(fā)送這個消息, BSC 禁止向 MS 傳送系統(tǒng)消息。 事實上, 此時已經(jīng)沒有在 SACCH上接收 / 發(fā)送任何消息的必要了,因此它將被去活。4.39 釋放指示BTS 通知 BSC , MS 沒有更多專用的無線資源。4.40 RF 信道釋放BSC 通知 BTS

25、釋放其余的無線資源。4.41 RF 信道釋放證實所有的無線資源被釋放 ; BTS 發(fā)送證實消息給 BSC , 這些無線資源為 : TCH/FACCH和 SACCH 。4.42 提醒MSC 發(fā)送提醒消息給 BSS 。4.43 提醒當(dāng)在移動主叫過程中, MSC 通知 MS 被叫用戶已經(jīng)被提醒。如果 MS 收到提醒消息,就應(yīng)當(dāng)接通話音通路,此時主叫用戶可以聽到振鈴聲,表示被叫用戶 正在振鈴。4.44 連接MSC 通過 BSS 發(fā)送一連接消息給 MS 。此消息向 MS 表明已經(jīng)通過網(wǎng)絡(luò)建立連接。4.45 連接MS 一收到連接消息,它就把用戶連接到無線通路上,并返回一連接證實消息,停止所有本 地產(chǎn)生的振

26、鈴指示,進(jìn)入“激活”狀態(tài)。4.46 連接證實MS 用這條消息告訴 MSC ,目前 MS 正處于 ” 激活 ” 狀態(tài)。4.47 連接證實此消息被送往 MSC 。4.48 測量報告在建立了主信令信道后,移動臺每秒發(fā)送兩次關(guān)于話音質(zhì)量的測量報告。4.49 預(yù)處理測量結(jié)果如果這些測量報告在 BTS 中已經(jīng)過預(yù)處理, 則測量結(jié)果被傳到 BSC ; 如果 BTS 中沒有經(jīng)過 預(yù)處理過程,測量報告直接被傳到 BSC ,而不需要 BTS 的參與。4.50 拆鏈由 MS 發(fā)出拆鏈請求消息。 消息內(nèi)容主要包括:清除終端到終端的連接。 這條消息將停止了 有關(guān)此次呼叫連接的收費。4.51 拆鏈拆鏈消息發(fā)往 MSC 。

27、4.52 釋放實際的釋放將來自 MSC ,真正的呼叫才結(jié)束。4.53 釋放釋放消息送往 MS 。4.54 釋放完成MS 通知網(wǎng)絡(luò)它將釋放此次業(yè)務(wù)標(biāo)識,也就表示釋放過程正在進(jìn)行中。4.55 釋放完成釋放完成消息被發(fā)送到 MSC 。4.56 清除命令這個消息由 MSC 發(fā)出,用來釋放所有相關(guān)的資源,也就是與這次通話過程相關(guān)的 BSSAP 。4.57 信道釋放使正在使用的 TCH 停止活動。這個消息是由 BSC 發(fā)向 MS 的。另外,它也被稱為“第三層 的斷鏈消息” 。在正常的呼叫建立情況下,呼叫原因為 “ 正常 ” 。4.58 去活 SACCH (慢速隨路控制信道BSC 向下行發(fā)送這個消息, BS

28、C 禁止向 MS 發(fā)送系統(tǒng)消息。 事實上, 此時已經(jīng)沒有在 SACCH 上接收 / 發(fā)送任何消息的必要了,因此它將被去活。4.59 DISCMS 在上行方向?qū)l(fā)送第 2層 DISC 幀,并通知 BTS 在 TCH/FACCH信道上的業(yè)務(wù)。4.60 UABTS 確認(rèn) DISC 幀, 其結(jié)果:MS 重新開始監(jiān)聽 BCCH 信道, 并且所有的無線接口將被釋放。4.61 釋放指示BTS 通知 BSC , MS 沒有更多專用的無線資源。4.62 RF 信道釋放BSC 通知 BTS 釋放其余無線資源。4.63 RF 信道釋放確認(rèn)所有的無線資源被釋放 ; BTS 發(fā)送證實消息給 BSC , 這些無線資源為

29、: TCH/FACCH和 SACCH 。4.64 清除完成此消息是對清除命令的確認(rèn),此時 BSC 通知 MSC 所有與此次呼叫有關(guān)的無線資源被釋放。4.65 SCCP 釋放當(dāng)所有無線資源被釋放,與此次呼叫有關(guān)的 BSSAP 連接不再需要。此消息通知 BSC 釋放 SCCP 連接,并作為 RLSD 消息發(fā)送。4.66 SCCP 釋放確認(rèn)BSC 通知 MSC 有關(guān)此次呼叫的專用 SCCP 連接被釋放,并作為 RLC 消息發(fā)送。五、移動被叫流程 圖 4 移動被叫流程圖 尋呼MSC 發(fā)送尋呼消息,它能搜索到在尋呼范圍內(nèi)的被叫 MS ,在尋呼消息中包括四種消息:消息類型、被叫用戶的 IMSI 、被叫用戶

30、的 TMSI 、小區(qū)識別表。出于安全原因,如果 TMSI 號碼被注冊使用,那它便有優(yōu)先級,如果網(wǎng)絡(luò)沒有使用 TMSI , 那么只有 IMSI ,尋呼消息 將以 UDT (單元數(shù)據(jù)消息格式發(fā)送給 BSC 。尋呼命令由于在網(wǎng)絡(luò)中,可能有至少三種不同的 BCCH-TRX-無線時隙配置,這樣邏輯信道 PCH 就 能有至少三種不同的位置。因此, BSC 總是在計算尋呼組,計算結(jié)果是為了找到在那一個 無線時隙上 BTS 可以向 MS 發(fā)送尋呼請求消息。如果 BSC 同時收到 MSC 發(fā)來的 TMSI 或 IMSI ,那么它就采用 TMSI 來發(fā)送尋呼消息。尋呼請求BSC 在 PCH 信道上發(fā)送尋呼。信道要

31、求MS 為了響應(yīng)尋呼, 在 RACH 信道 (隨機(jī)接入信道 上向基站收發(fā)信臺發(fā)送一個隨機(jī)接入脈 沖。在信道要求消息中包括了建立的原因,這個原因可能是 “ 尋呼響應(yīng) ” 、 “ 緊急呼叫 ” 、 “ 移動主叫 ” 、 “ 短消息業(yè)務(wù) ” 或 “ 其他 ” ,比如“位置更新” 。此外,這條 消息還包括隨機(jī)參考,移動臺(MS 隨機(jī)的選 5個比特作為隨機(jī)參數(shù)。隨機(jī)參考的作用是:當(dāng)兩個移動臺同時接入網(wǎng)絡(luò)時,網(wǎng)絡(luò)能運用這隨機(jī)參考來區(qū)分這些移動臺。信道請求基站收發(fā)信臺向基站控制器發(fā)一條信道請求消息。 通過這條消息, 基站收發(fā)信臺進(jìn)一步向基 站控制器傳遞由移動臺發(fā)起的信道請求。 實際上, 信道請求消息中除了包

32、含信道要求消息中 的一些消息外, 還包括通過基站收發(fā)信臺加入的一些消息。 請求參考直接從信道要求消息中 來,初始時間提前量(接入延遲由基站收發(fā)信臺加入到這條消息中去。信道激活在 BSC 內(nèi)部的信道保存和分配之后,它通過發(fā)送這條消息給 BTS 來激活 TCH 信道。消息 內(nèi)容主要包括:信道號、激活的類型、信道模式(DTX/NO DTX 、信道類型(話音 /數(shù)據(jù):如果是話音,則包括 GSM 編碼算法,如果是數(shù)據(jù),則包括信道中消息是透明還是不透明的 以及數(shù)據(jù)速率 、 信道識別、 接收到消息的加密消息、 BTS 和 MS 的功率等級和時間提前量。信道激活證實這是對信道激活消息的應(yīng)答。 當(dāng)基站收發(fā)信臺收

33、到這條消息后, 它開始在 SACCH 信道發(fā)送 和接受消息。立即指配命令基站控制器告訴基站收發(fā)信臺關(guān)于被使用的 SDCCH 信道。立即指配基站分系統(tǒng)通過 AGCH 信道告知移動臺有關(guān)使用的 SDCCH 信道的情況。實際上,這條消 息是一條從網(wǎng)絡(luò)向移動臺發(fā)的從 AGCH 信道轉(zhuǎn)到先前定義的 SDCCH 信道工作的指令。在 這條消息中,包括的參數(shù)有:尋呼模式、 SDCCH 信道描述、隨路 SACCH 、跳頻, 如果應(yīng) 用了跳頻, 則還應(yīng)包括參數(shù)請求參考(與建立原因相同 、初始時間提前量和頻率分配。尋呼響應(yīng)在信令信道上 MS 對尋呼進(jìn)行響應(yīng)。尋呼響應(yīng)(建立指示基站收發(fā)信臺通過返回建立指示消息確認(rèn)立即

34、指配命令。建立指示消息有兩種用途。首先, 建立指示消息從基站收發(fā)信臺的角度出發(fā),指出移動臺目前正在 SDCCH 信道上。這樣,基 站收發(fā)信臺向基站控制器發(fā)一消息,指示現(xiàn)在移動臺的 CM 業(yè)務(wù)請求正在所描述的這種 SDCCH 信道上傳送。另外,基站收發(fā)信臺將識別這一連結(jié)并把接收到的第 3層的消息加入 到這條消息中。尋呼響應(yīng)BSC 通過尋呼響應(yīng)向 MSC 作連接初始化,也就是 SCCP 中的連接請求消息。UA當(dāng)在 LAPDm 協(xié)議中建立第 2層級別鏈路時, UA 是正常情況下第 2層級別的確認(rèn)。鑒權(quán)請求作為 CC (連接證實消息,移動交換中心發(fā)送一條鑒權(quán)請求消息給 BSC 。這條消息包括隨 機(jī)數(shù)

35、RAND 。鑒權(quán)請求BSC 通過 BTS 把消息傳送給 MS 。鑒權(quán)響應(yīng)MS 以帶符號的響應(yīng) SRES 來響應(yīng)鑒權(quán)請求。鑒權(quán)響應(yīng)通過 BTS 被送往 BSC 。在 MS 鑒權(quán)過程中, 使用兩種算法 A3和 A8。 這些算法和 32位數(shù)字密鑰被存儲在 SIM 卡中。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)申請移動臺的鑒權(quán), AUC/VLR發(fā)送 32位十進(jìn)制隨機(jī)數(shù)字給 MS 。 MS 接著計算帶符 號的響應(yīng)(SRES 并把它回送給 VLR 。 VLR 把接收到的 SRES 和從先前 AUC 的鑒權(quán)組內(nèi) 部接收到的 SRES 作比較。如果這些 SRES 相同,鑒權(quán)成功, MS 可以繼續(xù)呼叫。你可以注意到, KI 的前 8個數(shù)字被用

36、來鑒權(quán)和 SRES 算法,剩下的 24個數(shù)字被保留用作密 鑰算法。鑒權(quán)響應(yīng)為了完成鑒權(quán)過程,從 MS 來的 SRES 的值在消息內(nèi)部被送回 VLR 。加密模式命令MSC 要求 BSC 從無線通路開始加密。 假如網(wǎng)絡(luò)想要在無線接口開始加密, 需要在 A 接口發(fā) 送消息。如果網(wǎng)絡(luò)使用加密,那么 MS 在接收到此消息以后開始加密。加密命令BSC 把加密消息儲存到它的存儲器中然后向 BTS 發(fā)送一個加密命令來發(fā)起加密模式操作。加密模式命令BSS 告知 MS 加密的初始,開始接收被加密模式。加密模式完成MS 確認(rèn)加密命令。加密模式完成如果加密被使用,那么這是在空中接口中的第一條加密的消息。 BSS 確認(rèn)

37、加密命令,通知 MSC 移動臺已經(jīng)開始加密并開始以加密模式發(fā)送消息。TMSI 再分配命令TMSI 再分配的目的是提供身份的保密性。 TMSI 的再分配通常至少在每次位置更新時執(zhí)行。 MSC 通過發(fā)送 TMSI 再分配命令消息給 MS 發(fā)起 TMSI 再分配過程。 TMSI 再分配命令消息 包括 TMSI 與由網(wǎng)絡(luò)分配的 LAI 的組合; 或者如果正在使用的 TMSI 將被刪除, 就包括一個 LAI 和 IMSI 。通常,通過應(yīng)用加密模式的 RR 連接, TMSI 再分配命令被送往 MS 。TMSI 再分配命令TMSI 再分配命令被送到 MS 。TMSI 再分配完成當(dāng) MS 接收到 TMSI 再

38、分配命令消息后,把 LAI 儲存在 SIM 卡中。如果接收到的身份識別是 MS 的 IMSI ,它就把先前儲存的 TMSI 刪除。如果接收到的身 份是 TMSI , MS 把它存儲在 SIM 中。在這兩種情況下, MS 將發(fā)送一條 TMSI 再分配完成 消息給網(wǎng)絡(luò)。TMSI 再分配完成TMSI 再分配完成消息送往 MSC 。建立在通過鑒權(quán)、 身份鑒定和加密后, MS 處于 SDCCH 上(獨立專用控制信道 , 而且已經(jīng)準(zhǔn)備 好開始真正的呼叫建立信令。 MSC 把這個消息發(fā)送給 BSC 以便發(fā)送到 MS 。建立BSC 通過 BTS 把建立命令發(fā)送到 MS ,是為了通知 MS 將要進(jìn)行通話。呼叫證

39、實MS 在完成了對所有兼容設(shè)備通話能力的測試后做出響應(yīng)。呼叫證實這個消息是發(fā)給 MSC 的。它表示已經(jīng)收到了所有建立通話連接所需要的消息,不需要任何 更多的消息。指配請求這條消息開始了 TCH (話音信道的分配。在 A 接口, MSC 是主控者,它為 A 接口上的 這次呼叫尋找一個可使用的電路。這條消息根據(jù) GSM 規(guī)范包括了一些可選項。這些可選項 是:呼叫的優(yōu)先權(quán)、下行的不連續(xù)傳輸(DTX 、無線信道的識別和可用的干擾帶。信道激活在 BSC 內(nèi)部的信道保存和分配之后,它通過發(fā)送這條消息給 BTS 來激活 TCH 信道。消息 內(nèi)容主要包括:信道號、激活的類型、信道模式(DTX/NO DTX 、

40、信道類型(話音 /數(shù)據(jù):如果是話音,則包括 GSM 編碼算法,如果是數(shù)據(jù),則包括信道中消息是透明還是不透明的 以及數(shù)據(jù)速率 、 信道識別、 接收到消息的加密消息、 BTS 和 MS 的功率等級和時間提前量。信道激活證實BTS 返回目前 TDMA 幀號,然后通過 Abis 接口激活 TCH 。指配命令BTS 進(jìn)一步把收到的消息發(fā)送給 MS 。消息內(nèi)容主要包括:信道描述、功率級別、小區(qū)信道 描述、信道模式(全速率 /半速率和移動分配。SABM (設(shè)置異步平衡模式這是一條第二層的消息, 包含一些第三層消息, 包括業(yè)務(wù)請求, 加蜜鍵序列,移動臺級 別和移動標(biāo)識。建立指示建立指示消息有兩個用途。 第一,

41、 此時應(yīng)用建立指示消息, 可以讓基站收發(fā)信臺知道移動臺 目前正在 FACCH 信道上,這樣,基站收發(fā)信臺可以向基站控制器發(fā)送消息,指示移動臺現(xiàn) 在正在使用的 FACCH 信道的情況。 第二, BTS 識別此鏈路為主信令信道并且將收到的第三 層消息加入建立指示消息中,這第三層消息來自于 MS 。UAUA 通常是建立第二層 LAPDm 鏈路時的第二層確認(rèn)。指配完成這條消息由移動臺發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)以指示移動臺已成功建立 TCH 。指配完成BSS 向 MSC 證實獲取 TCH 信道。信道釋放使正在使用的 SDCCH 停止活動。這個消息是由 BSC 發(fā)向 MS 的。另外,它也被稱為“第 三層 的斷鏈消息” 。在正常的呼叫建立情況下,呼叫原因為 “ 正常 ” 。去活 SACCH (慢速隨路控制信道BSC 向下行發(fā)送這個消息, BSC 禁止向 MS 傳送系統(tǒng)消息。 事實上, 此時已