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文档简介
3十一、基本通信过程目标:了解几个基本通信过程:Cell Search、位置登记、鉴权、加密、呼叫建立、PDP场景激活过程、不同类型的切换过程和SRNS重定位过程。(UM10 10-3)Cell Search过程:移动台完成对下行链路上P-SCH、S-SCH、CPICH和CCPCH信道的解码,当获得系统消息的解码之后,就完成了小区的选择和驻扎。(UM10 10-4)位置登记过程:RRC连接建立过程前文已述,这里直接看后续过程。RRC连接建立之后,移动台在DPDCH信道上发起位置登记过程。与二代一样,发送的消息都是上层的消息,是核心网和移动台之间的直接对话。在第1次开机时,发起的MM消息中应包含IMSI,中间完成鉴权和加密过程之后,由MSC根据用户的IMSI找到用户的HLR,由MSC发出MAP消息,通知HLR更新位置,HLR回送插入用户数据(用户业务数据)消息,用户数据表明该用户可以提供的业务种类,即用户业务描述的数据。MSC给出确认消息,同时给移动台分配新的LAI和新的TMSI,用户发送位置登记完成消息,得到新的TMSI给MSC正证实。MSC发给移动台新的LAI,只是作为移动台触发位置更新的参数值,移动台并不记录该数值。移动台只有它的位置登记请求被网络接纳,才会存储下当前的位置区代码。(UM10M 10-5)移动台跨位置区移动,发现当前小区广播的LAI和自己存储的LAI不一样,移动台就会发起位置区更新请求消息。移动台向新MSC发送SIM卡中的老的LAI和TMSI,由新的MSC查远端位置表(Remote LAC list),检查是否定义了移动台所发送上来的老的LAI是否是自己相邻的LAI或VLR,如果查表之后能够找到老的LAI是由那个VLR来管理的,新的MSC将直接发送MAP消息给老的VLR,在老的VLR中将含有老的TMSI以及老的LAI,回送给新的MSC。如果这二个VLR是非相邻的,新MSC通过查询List,没有找到自己位置区所定义的相邻VLR,新MSC将多发送一条消息,直接给移动台,命令移动台发送IMSI。MSC将根据IMSI直接访问HLR,不会访问老的VLR。老VLR回送用户的IMSI以及该用户所对应的剩余的鉴权五元组参数给新MSC,新MSC完成鉴权、加密、设置过程,根据IMSI访问用户的HLR,给出更新位置的消息,由HLR记录下该用户新的VLR识别符(地址),同时HLR通知老的VLR删除该用户信息。老VLR给出响应消息,同样HLR将业务数据插入给新的MSC,新MSC回应正证实,再由新MSC分配新的LAI和TMSI给移动台。(UM10 10-6)路由区更新过程:是在Gn接口上发生变化,与HLR之间的对话没有变化。由GMM发出路由更新请求发给SGSN,如果SGSN能够找到老的SGSN,SGSN将向老SGSN发出SGSN连接请求消息,是GTP协议;回送SGSN响应消息中含有用户的IMSI和鉴权参数,完成鉴权和安全性过程之后,SGSN要与HLR之间对话,仍是MAP层消息,发送更新位置消息给HLR,插入用户数据,更新位置确认消息,分配新的RAI和P-TMSI给用户。SGSN与HLR之间上层对话还是MAP层消息,底层承载将从MAP Over IP转化为MAP Over No.7信令上,所以需要信令网关作协议转换。(UM10 10-7)鉴权过程:在WCDMA中增加了鉴权令牌的过程,方向与用户鉴权的方向相反。由移动台来鉴别网络的身份。由MSC或SGSN移动性管理部分MM向HLR发送鉴权消息,要求发送鉴权信息,该消息中将包含用户的IMSI;HLR将IMSI送往AUC,查得该IMSI所对应的Secret Key K(相当于GSM中的Ki值),该值只存放在SIM卡和AUC中,永远不会在空中接口上发送,用于鉴权算法的输入参数;在鉴权中心,由用户的IMSI,产生基于IMSI的RAND,K值和RAND经过F1和F5算法产生鉴权令牌(AUTN),K值和RAND再经过F2算法产生用于鉴权用户身份的的XRES值(相当于GSM中的SRES值),K值和RAND经过F3算法产生CK(相当于GSM中Kc),K值和RAND经过F4算法产生IK。HLR将由鉴权中心产生的鉴权五元组送往VLR或SGSN,启动鉴权过程;由VLR向移动台发出鉴权请求消息,该消息中含有RAND和AUTN;在移动台在SIM中将K值和RAND经过F1和F5算法产生AUTN,将该值与请求消息中收到的AUTN进行比较,如果一致,移动台才发起随后的鉴权过程,反之移动台将不理会该鉴权请求;移动台启动鉴权过程,将K值和RAND经过F2算法产生XRES值,在鉴权响应中只回送XRES值给VLR或SGSN,与VLR或SGSN中的XRES值比较,如果一致则鉴权通过,反之则用户非法。同样加密过程也分成二个过程,除了对业务信息的加密,还有对信令的完整性测试过程。(UM10 10-11)加密模式激活过程:由核心网发起该过程。当用户鉴权通过之后,MSC在RANAP上发起加密命令给RNC,该消息中提供CK值给RNC,通知RNC在接收方向激活加密过程;RNC将消息转换成RRC层消息,通过安全模式命令给移动台,通知移动台在接收和发射方向上将激活加密过程;移动台回送安全模式完成消息给RNC;RNC同样回送安全模式完成消息给MSC。整个过程共四条消息。与GSM最大不同,加密消息是RRC层的消息,是移动台和RNC之间的加密设置,而不是移动台和基站之间的消息。(UM10 10-12)移动台主叫的信令过程:RRC连接建立过程结束后,移动台在DCCH/DCH/DPDCH上发送Initial direct transfer消息,虽然是RRC层的消息但携载的是上层CM层的消息,是CS域的业务请求消息,在业务请求消息中将包含发起此次呼叫的原因,并且含有用户的IMSI或TMSI(鉴权)。消息送往RNC,RNC要和MSC之间通信,它要完成Iu接口上SCCP层的连接,SCCP由RNC向核心网发出连接请求Call Request消息,将RRC层的业务请求消息送往MSC;MSC回送Connection Confirm消息,这一对消息称为No.7信令中的CR/CC消息。此时SCCP层的连接已经建立,MSC先给移动台发CM Service Accept消息,表示已收到移动台的服务请求消息,CM Service Request/CM Service Accept消息是一对;接下来完成移动台鉴权过程;鉴权通过,MSC发起激活加密模式过程;至此移动性过程结束。接下来是呼叫建立过程开始,移动台发送CC层的Call Setup消息,在此消息中将包含被叫号码,号码送往核心网不部分,将作号码分析过程,也就是完成到被叫网络的呼叫的建立。Setup消息到达MSC,MSC回送Call Proceding消息,通知移动台MSC正在做接续;在GSM中,将直接发送CC层的Alert消息,但在WCDMA中,将有承载建立过程的消息。对端应答之后,由MSC通过RANAP消息向RNC提出RAB的分配请求,在该请求中将含有该用户的业务描述的Qos参数(从HLR中已获得);RNC执行动态无线资源管理功能,将RAB匹配到自己的模板上,再将模板匹配到无线资源上来,由RNC向移动台发送无线承载RB的建立消息,在该消息中就相当于给移动台分配了码字资源,意味着移动台出现无线链路重新配置的过程,分配适合于业务的码字,同时包括TF、TCFI等等;移动台得到RB Setup消息之后,后续的信令和业务过程都是在新的DPDCH上传送。移动台在新的物理信道上给出无线承载完成消息;此时RNC还将完成到基站之间的Iub接口上的承载建立,以及到核心网的Iu接口上的承载的建立,也就是RNC将分配基站Iub接口的虚通路,以及为该用户分配在Iu接口上GTP Tunnel。在此过程中,Iub接口上会有AAL2承载建立,则需要ALCAP消息,同样在Iu 接口上针对话音业务需要建立AAL2承载,即启动ALCAP协议建立AAL2承载。之后RNC给出RAB分配响应,表示分配完成;MSC得到对端ACM,在新配置的专用业务信道上传送Alert消息;收到对端ANM应答消息之后,MSC发出连接建立消息;移动台呼叫连接建立确认,通话开始。(UM10 10-13)移动台被叫过程:移动台作被叫时需要侦听寻呼消息,寻呼消息Paging作为RANAP消息由MSC发往SRNS,Paging消息中含有移动台的识别符(TMSI/IMSI);RNC在S-CCPCH上发送寻呼消息,在发送该消息前要提前3个TS先发送PICH消息给移动台;所以会用到空中接口的二个信道。以后的过程与移动台作主叫完全一样。(UM10 10-18)软切换无线链路添加过程:SRNC通过Iur接口向DRNC发起无线链路添加请求消息,该消息发送的前提是有Iur接口存在,该消息中应含有关于该用户在上行链路上使用的扩频码和扰码以及在下行方向上使用的扩频码,DRNC要根据用户的业务分配码字;DRNC通过NBAP消息激活无线资源,如果有可用资源,基站开始接收;同时在Iub接口和Iur接口上通过ALCAP协议建立AAL2的承载,承载建立完成之后,DRNC才会回应SRNC无线链路添加响应消息,在此响应消息中包含分给用户的新的扩频码字,而下行方向的扰码,用户在下行侦听消息中已经获得;消息到达SRNC之后,SRNC将更新激活集小区,将监视集中的小区升级为激活集小区,同时建立RRC连接;移动台响应激活集更新完成消息;此时软切换的初始过程完成,移动台处于软切换的执行过程中,在空中接口上同时维持了二条无线链路。(UM10 10-19)软切换的结束过程:软切换的过程维持时间的长短由参数来决定,无线链路的删除同样由SRNC决定,删除无线链路就是完成在激活集里的某个小区的降级。通过三级判决完成软切换过程。(UM10 10-3010-35)SRNS重定位过程:规范中规定无论Ec/Io恶劣到什么程度,在激活集中必须保留一个小区作为参考小区进行通信。重定位过程的触发取决于Iur接口的判决,目前判决的参数就是时延。当Iur接口上的时延已经不能满足业务要求时,将触发SRNS的重定位过程,释放Iur接口,由DRNC变为SRNC提供Iu接口。作为CS域,原RNC发起RNC重定位请求消息给Anchor MSC;Anchor MSC发送SRNC重定位请求消息给目标MSC;再送往目标RNC;流程的目的是为了建立Iu资源和目标MSC到PSTN的中继电路。目标RNC建立Iu CS的承载,同时回送重定位过程消息给原RNC,表明正在分配资源。原RNC获得重定位过程消息之后,直接通过Iur接口递交重定位信息给目标RNC,完成交换过程。原RNC发送重定位完成消息给目标MSC和原MSC;原MSC释放至原RNC的Iu链路,重定位过程结束。作为PS域,重定位过程完成的是从目标RNC到新的SGSN之间的GTP-U平面的重新建立以及将原来的GTP Tunnel要搬移至新的SGSN到GGSN之间的建立。在执行重定位过程时分成二种类型,一种称为无损失的重定位过程,将在RNC中产生上下行链路上的缓冲器,目的是数据包在重定位过程中不会丢失。另一种是允许一定损失的重定位过程。作为无损失的重定位过程,在RNC中上行链路有上行缓冲器,同时下行链路有下行数据包的缓冲器。作为目标RNC来说在没有成为SRNC之前,是不会设定该用户的缓冲器的。由SRNC发
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