GSM主要信令接续流程(呼叫流程)

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 手机接收到这个消息以后它就 知道它的目标信道了 然后它就会调整它的工作信道到目标信道上去 然后上 发一条 first SABM 就是尝试接入目标信道的链路层的一个消息 可以称为初 始接入消息 当 BTS 收到 SABM 接入消息以后 BTS 会产生一个 Establish IND 这是建立 指示消息 就是 BTS 告诉 BSC 这个目标信道已经建好了 SDCCH 信道已经 通了 在这个建立指示消息信道里面包含的内容是 CM 业务请求 所谓 CM 业 务请求 就是呼叫管理业务请求 call management service request 在 BTS 收到这个 first SABM 消息的同时 BTS 同样要向手机回复一个帧 这 个叫做 UA SABM 和 UA 用于手机建立在新信令上的链路层通信 那么手机 收到这个 UA 以后就确认新的信道在链路层已经通了 当 BSC 收到 BTS 上发的 Establish IND 消息的时候 BSC 会向 MSC 上发一 个 Connect request 连接请求消息 连接请求消息主要有两个作用 一个是建 立 SCCP 的连接号 然后是上传 CM 业务请求消息给 MSC MSC 收到连接请 求的时候会回复一个 Connect confirm 这个用于建立 A 接口上的 SCCP 连接 然后这里有个注释 1 实际上就是说当 MSC 收到 CM 业务请求的时候 这里有 几个任务 一个是鉴权 然后是加密 然后是识别 这三个流程都是可选的 这个在前面的位置更新流程里面一样也讲到过 这里在 NOTE1 中 对于双频 手机来说它还有一个流程这里叫做手机的类标更新流程 这里我们在稍后要讲 在正常的情况下 MSC 会给 BSC BTS 手机下发一个 CM 业务接收 这说明 手机的 CM 业务请求已经被接受了 接下来手机会上发一个 setup 在 setup 消息里面带了被叫的号码 那么当 MSC 收到这个 setup 消息以后 可以根据 被叫号码以及其它的相关信息进行相关的处理 比如说根据被叫号码进行号码 分析 进行路由选择 同时根据相关的业务信息 MSC 可以在 A 接口上指配相 关的电路资源 这个指配是通过 Assignment request 来实现的 也就是指配请 求来实现的 在 Assignment request 里面含有 A 接口的电路资源 比如说 CIC 的号码 就是电路识别码 通过 CIC 以及相关的性能描述指定一条 A 接口电 路 当 BSC 收到 Assignment request 的时候 BSC 会下发一个 Channel active 这个地方有一个注释 2 在这个注释 2 中我们要说明的就是手机在申请业务或 者上网的时候 它的指配都是有一定规则的 指配的方式有几种 早指配 晚 指配 及早指配三种 具体的内容我们稍后再讲 我们这个流程中使用的是早指配 早指配是在我们 GSM 系统中最常用的一种 指配方式 它的特点是当手机第一次申请信道的时候首先指配 SDCCH 信道 然后 CM 业务请求上来以后 系统给手机指配 TCH 信道或者是业务信道 这 个业务信道的指配是在 Alerting 回铃音之前 这种就是早指配方式 那么我们先来看一下早指配方式的流程 BSC 通过 Channel active 激活一条 TCH 信道或者说业务信道 BTS 向 BSC 反馈一个 Channel active ACK 信道激活的证实消息 然后 BSC 向手机下发 Assignment command 在这个里使用的消息 Assignment command 是 指配 命令 前面指配 SDCCH 的时候用的是 Immediate Assignment command 就是 立即指配命令 这一点请大家注意区分 手机收到这个 Assignment command 以后 它会在新的目标信道上 上发 first SABM 当然这是在新 TCH 信道的层二链路层上上发的 BTS 会给它回复 UA 帧 通过 first SABM 和 UA 针的回复 这个无线链路的层二就建来了 同时 BTS 会上发一个 Establish IND 建立指示 在手机收到这个 UA 帧以后 手机会上发一个指配完成命令 叫做 Assignment complete 消息 到达 BSC BSC 会把这个信令透传给 MSC 这样 在主叫这 一侧相关的电路资源就准备好了 那么什么时候进入通话过程呢 主要是等待被叫的振铃 如果被叫开始振铃了 那么被叫会给它的网络侧反馈一个 Alerting 消息 一个回铃音 然后主叫侧 的 MSC 会给手机下发回铃音 Alerting 这里的 Alerting 是以信令的方式来实现 的 手机收到这个 Alerting 以后就知道这个电话已经打通了 就等着被叫摘 机了 被叫一旦摘机 网络侧会给主叫的手机下发一个 Connect 命令表明被叫 已摘机 此时主叫手机会上传一个 Connect ACK 连接证实消息 正式进入通话 过程 手机主叫时 先建立 SDCCH 信道 然后从 SDCCH 上向 MSC 发起 TCH 信道 的请求 MSC 向 BSC 发起指配请求 得到 BSC 确认后 BSC 向手机发起立即指配命 令 手机跟 BTS 建立 TCH 的无线信道 BTS 发送信道建立指示并完成立即指 配 释放 SDCCH 信道 MSC 从建立的 TCH 信道上向手机发回铃音 通过连接和连接确认完成通话过 程建立 被叫挂机后 MSC 向手机发送断链消息 手机释放以及 MSC 回释放完成同时 释放 TCH 信道 手机被叫时 由 MSC 向手机发起寻呼消息 手机收到后建立 SDCCH 信道 然 后通过其建立 TCH 信道后释放 SDCCH 信道 通过 TCH 信道完成通话连接 通话结束后将 TCH 信道释放 固定客户至移动客户入局呼叫的基本流程 移动台终结呼叫框图如图 8 16 所示 流程图如图 8 17 所示 图 8 16 移动台终结呼叫框图 图 8 17 MS 终结呼叫流程图 流程说明如下 1 通过 No 7 信令客户部分 ISUP TUP 入口 MSC GMSC 接受来自固定网 1SDN PSTN 的呼叫 2 GMSC 向 HLR 询问有关被叫移动客户正在访问的 MSC 地址 即 MSRN 3 HLR 请求拜访 VLR 分配 MSRN MSRN 是在客户每次呼叫时由拜访 VLR 分配并通知 HLR 4 GMSC 从 HLR 获得 MSRN 后 便可寻找路由建立至被访 MSC 的通路 5 6 被访 MSC 从 VLR 获得有关客户数据 7 8 MSC 通过位置区内的所有基站 BTS 向移动台发送寻呼消 息 9 10 被叫移动客户的移动台发回寻呼响应消息后 执行与上述出局呼叫流程中的 1 2 3 4 相同的过程 直到移动台振铃 向主叫客户回送呼叫接通证实信号 11 移动客户取机应答 向固定网发送应答连接消息 至此进入通话阶段 位置更新基本流程 图 8 18 为一种典型的 MSC 间位置更新基本流程 图 8 18 位置更新流程图 图说明如下 1 移动台 MS 从一个位置区 属于 MSCA 的覆盖区 移动到另一个位置区 属于 MSCB 的覆 盖区 2 通过检测由基站 BTS 持续发送的广播信息 移动台发现新收到的位置识别码与目前使 用的位置区识别码不同 3 4 移动台通过该基站向 MSCB 发送 我在这里 位置更新请求消息 5 MSCB 把含有 MSCB 标识和 MS 识别码的位置更新消息送给 HLR 鉴权或加密计算过程 从此时开始 6 HLR 返回响应消息 其中包含全部相关的客户数据 7 8 在访问的 VLR 中进行客户数据登记 9 通过基站把有关位置更新响应消息送给移动台 如果重新分配 TMSI 此时一起送给移 动台 10 通知原来的 VLR 则除有关此移动客户的数据 切换基本流程 图 8 19 为一种典型的 MSC 之间切换的基本流程 图 8 19 MSC 间切换流程图 图说明如下 1 稳定的呼叫连接状态 2 移动台对邻近基站发出的信号进行无线测量 包括功率 距离和话音质量 这三个指 标决定切换的门限值 无线测量结果通过信令信道报告给基站子系统 BSS 中的基站收发信 台 BTS 3 无线测量结果经过 BTS 预处理后传送给基站控制器 BSC BSC 综合功率 距离和话音 质量进行计算 并与切换门限值进行比较 决定是否要进行切换 如果需要再向 MSCA