信令流程和分析.ppt

信令分析与优化 2 一 网络话音接续过程分析 二 BSS信令流程分析 三 典型出错流程分析 目录 3 一 网络话音接续过程分析 4 GSM的特点 5 GSM系统结构 6 7 PLMN接口配置 8 9 各模块功能 一 MSC MobileserviceSwitchingcenter 移动业务交换中心 实现移动业务交换功能 10 各模块功能 二 VLR VisitorLocationRegister 拜访位置登记处 实际上是一个数据库 储存用户信息 主要包括 MSRN MobileStationRoamingNumber 移动台漫游号码TMSI TemporaryMobileSubscriberIdentification 临时移动用户身份移动台登记的位置区 LAC 与补充业务有关的数据 有关用户数据在GSM03 08中描述 11 各模块功能 三 HLR HomeLocationRegister 归属位置登记处 实际上是一个数据库 主要储存二类数据 用户数据 主要包括 用户的身份IMSI InternationalMobileSubscriberIdentification 用户ISDN号码VLR地址用户的位置信息 有关用户数据在GSM03 08中描述 12 各模块功能 四 AUC AuthenticateCenter 鉴权中心 用于对用户身份的鉴别EIR mobilestationEquipmentIdentityRegister 移动台设备身份登记处 用于储存及鉴别移动台的设备身份 13 移动主叫 MO 过程 BSS VMSC VLR VPLMN IAM ISUP SIFOCCompletecall Um A B IAM InitialaddressmessageISUP ISDNuserpartSIFOC Sendinformationforoutgoingcall 参见GSM03 18 14 MO信令流程 MS VMSC VLR BSS CMservicereq CMservicereq Processaccessreq Authenticate Authenticate Authenticate Authenticateresp Authenticateresp Authenticateack Setciphermode Startciphering Ciphermodecmd Processaccessreqack Ciphermodecomp Ciphermodecomp setup SIFOC Completecall Allocatechannel Assignmentcmd Assignmentcomp Allocationcomplete Callproceeding IAM ACM ANM Alert Connect Connectack 参见GSM03 18 15 移动被叫 MT 过程 BSS VMSC VLR VPLMN IAM ISUP SIFICPage ackCompletecall Um A B 参见GSM03 18 GMSC HLR IAM ISUP Sendrouteinginfo ack Provideroamingnumber ack 16 MT获取路由信息 GMSC VMSC VLR HLR SRI IAM PRN PRNack SRIack IAM SRI SendRouteingInformationPRN ProvideRoamingNumberIAM InitialAddressMessage 参见GSM03 18 17 江苏 上海 北京 MSRN路由接续的机理 TMSC MSC VLR TMSC GMSC IAM HLR MSC VLR TMSC MSC VLR 021 021 6495 SRI PRN021 64957700 6495xxxx 6485xxxx 021 64957700 MSRN MSISDN MSRN 64957700 64957701 6495ABCD0123 HLR号 18 IAM SIFIC PageMS Page Page Chanreq Immass Pageresp MSconn estab Process Accessreq Setcipher mode Process Accessreqack Startciphering Ciphermodecmd Ciphermodecmp Ciphermodecmp Completecall Setup Callconf Allocatechan Asscmd Asscmp Allocationcmp Allerting ACM Connect ANM Connectack Completecall ack MT信令流程 参见GSM03 18 19 位置更新过程 VLR HLR VLR BSS VMSC Um A B new old Locupt cancellation Idinquiring LocationUpdate的起因 1 SIM卡第一次使用2 位置区发生变化3 周期位置更新4 IMSIattach dettache D D G 参见GSM03 20 20 位置更新流程 1 在同一MSC中的位置更新 MS VMSC VLR BSS Locupdreq Locupdreq Locareaupd Authenticate Authenticate Authenticate Authenticateresp Authenticateresp Authenticateack Setciphermode Startciphering Ciphermodecmd Locupdacc Ciphermodecomp Ciphermodecomp Locupdacc TMSIack TMSIreallocationcmp 参见GSM03 20 21 位置更新流程 2 在同一VLR但不同MSC中的位置更新 MS VMSC VLR BSS Locupdreq Locupdreq Locareaupd Authenticate Authenticate Authenticate Authenticateresp Authenticateresp Authenticateack Setciphermode Startciphering Ciphermodecmd Locupdacc Ciphermodecomp Ciphermodecomp Locupdacc TMSIack TMSIreallocationcmp HLR Locupdreq Locupdack 参见GSM03 20 22 位置更新流程 3 在新的VLR中的位置更新 原VLR可及 MS VMSC VLRn BSS Locupdreq Locupdreq Locareaupd Auth Auth Auth Auth resp Auth resp Auth ack Setciph mode Startciphering Ciph modecmd Locupdacc Ciph modecmp Ciph modecmp Locupdacc TMSIack TMSIreallocationcmp HLR Locupdreq Locupdack VLRo Idreq Idresp Cancellation Cancellationack 参见GSM03 20 23 位置更新流程 4 在新的VLR中的位置更新 原VLR不可及 MS VMSC VLRn BSS Locupdreq Locupdreq Locareaupd Auth Auth Auth Auth resp Auth resp Auth ack Setciph mode Startciphering Ciph modecmd Locupdacc Ciph modecmp Ciph modecmp Locupdacc TMSIack TMSIreallocationcmp HLR Locupdreq Locupdack VLRo Cancellation Cancellationack Idreq Idreq Idreq Idresp Idresp Idresp 参见GSM03 20 24 位置更新流程 5 在新的VLR中的位置更新 原VLR可及 但信息丢失 MS VMSC VLRn BSS Locupdreq Locupdreq Locareaupd Auth Auth Auth Auth resp Auth resp Auth ack Setciph mode Startciphering Ciph modecmd Locupdacc Ciph modecmp Ciph modecmp Locupdacc TMSIack TMSIreallocationcmp HLR Locupdreq Locupdack VLRo Cancellation Cancellationack Idreq Idreq Idreq Idresp Idresp Idresp unknown Idreq 参见GSM03 20 25 用户身份鉴权过程 参见GSM03 20 Um A3 A3 Yes no Ki RAND RAND SRES Ki Authenticationreq Authenticationresp Ki individualsubscriberauthenticationkey 26 安全相关信息获取 VMSCVLR SecurityRelatedInfomationRequest HLR AuC A3 Ki RAND产生 参见GSM03 20 AuthenticationVectorResponse SRES 1 2 n RAND 1 2 n 27 鉴权过程 1 在新的VLR中做位置更新 采用TMSI MS MSC VLRn BSS Locupdreq Locupdreq TMSIo Auth Auth MSC VLRo 参见GSM03 20 LAI TMSI LAI TMSI IMSIRAND 1 n SRES 1 n 28 鉴权过程 2 在新的VLR中做位置更新 采用IMSI MS MSC VLRn BSS Locupdreq Locupdreq Sec Rel Info req Auth Auth LAI IMSI LAI IMSI RAND 1 n SRES 1 n HLR AuC 参见GSM03 20 29 鉴权过程 3 在新的VLR中做位置更新 采用TMSI TMSI在原VLR中未知 参见GSM03 20 MS MSC VLRn BSS Locupdreq Locupdreq TMSIo Auth Auth MSC VLRo LAI TMSI LAI TMSI unknow Sec Rel Info req RAND 1 n SRES 1 n HLR AuC Idreq Idreq IMSI IMSI 本流程属于异常情况 30 鉴权流程 4 参见GSM03 20 在新的VLR中做位置更新 采用TMSI 原VLR不可及 MS MSC VLRn BSS Locupdreq Locupdreq Auth Auth LAI TMSI LAI TMSI Sec Rel Info req RAND 1 n SRES 1 n HLR AuC Idreq Idreq IMSI IMSI 本流程属于异常情况 31 鉴权过程的其它 参见GSM03 20 1 如果用TMSI鉴权失败 是否需要再用IMSI鉴权 答案 是 但作为选项 运营商可以规定在TMSI鉴权失败后拒绝后续操作 2 在故障情况下的处理 VLR中的每组三件套用过一次后可以删除 也可以不删除但标记为已用 当VLR中的三件套都用过后 应该向HLR申请新的三件套 一旦获得新的三件套 VLR将储存的用过的所有三件套删除 若申请过程出现故障 则VLR可以重复使用已用过的三件套 但三件套允许重复的次数是受限的 32 信息加密与解密 A5 A5 Count TDMAFrameNumber Count 114bits加密块 114bits加密块 BLOCK1 BLOCK1 114bit信息块 114bit信息块 Kc Kc Kc 密钥 64bitsCount 22bitsBLOCK1 BLOCK2 114bits Channel 参见GSM03 20 33 Kc的产生 参见GSM03 20 Um A8 A8 Ki RAND RAND Ki Authenticationreq Ki individualsubscriberauthenticationkey 储存Kc 储存Kc 34 二 BSS信令流程分析 35 基站子系统 BSS 组成 基站控制器 BSC基站收发信机 BTS无线操作维护中心 OMC R码变换器 TC Transcoder UM接口 MS Abis接口 接口 BTS OMC R BSC TC BTS 36 各模块功能 MS MobileStation 移动台 实现移动终端功能BTS BaseTransceiverStation 基站收发信台 实现移动通信系统与MS之间的无线通信BSC BaseStationController 基站控制器 实现无线系统到交换系统的集线功能 无线资源管理功能以及其它与无线相关的控制功能OMC OperationandMaintenanceCenter 操作维护中心 提供人机界面实现对系统设备的监测和控制功能 37 BSC框架 交换网络 处理器 DT DT A Abis 38 BTS框架 39 Um接口物理信道帧结构 40 Bursttype 41 逻辑信道 业务信道 TCH控制信道 CCH 42 业务信道 43 控制信道 44 信道组合 i TCH F FACCH F SACCH Fii TCH H 0 1 FACCH H 0 1 SACCH TH 0 1 iii TCH H 0 0 FACCH H 0 1 SACCH TH 0 1 TCH H 1 1 iv FCCH SCH BCCH CCCHv FCCH SCH BCCH CCCH SDCCH 4 SACCH C4vi BCCH CCCHvii SDCCH 8 SACCH C8 CCCH PCH RACH AGCH 45 GSM系统信令结构 TDMA TimeDivisionMupleAccessLAPDm LinkAccessProtocolforDmChannelRR RadioResourceMM MobilityManagementCM ConnectionManagementPCM PulseCodeModulationLAPD LinkAccessProtocolforDchannel BTSM BaseTra