无线内部培训讲义呼叫处理过程信令分析

MOTGSM无线设备训练呼叫处理信令流程，了解中国联通有限公司广州分公司道满、学习目标、呼叫处理的信令流程，学习内容，MS与MSC之间的信令链路建立过程认证加密过程MS呼叫信令流程，简单、 假定移动站正在调用，而从用户想要与另一用户建立通信的角度来看，其只是输入被叫方的号码并重放传送密钥，移动站实际上必须通过许多过程来启动程序，直到电话响铃为止移动站首先建立到MSC的主信令链路，必要时执行认证和TMSI重新分配程序，之后移动站必须进入呼叫建立过程，在通话结束后释放呼叫。 MS与MSC之间的信令建立过程(1)、MS与MSC之间的信令链路的建立过程主要包括小区选择、重选和即时分配过程的两大方面。 1、单元格选择和重新选择。 小区的选择是指当移动电话通电或从死角进入霸权区时，移动电话搜索PLMN许可的所有频率点，选择合适的小区。 如果当前服务小区不满足请求，则执行小区的重新选择，以选择最佳服务小区来工作。 小区选择和重选是为了确保MS选择最佳小区，将小区上BCCH信道的下行链路数据解释为最可靠的，并且在上行链路上具有高通信速率(因为它在小区上实现各种通信业务的能力)。 一旦MS选择某个小区作为服务小区，该小区就可与网络通信。 在MS选择了小区后，它可调谐到该小区的BCCH信道上，接收寻呼消息和在BCCH信道上广播的系统消息，并经由该小区的RACH信道发出接入请求。 移动站通过服务小区的系统广播消息的“BCCH分配(BA )”表中的信息来进行小区的重新选择。 在GSM网络中有两个BA表，一个在BCCH的系统消息中发送，其包含物理区域中使用的BCCH载波在空闲模式下用于MS小区选择和重新选择，在SACCH上在系统消息中发送该BCCH载波，以切换监视具体地说，当MS进入专用模式时，BA(BCCH )在BA(BCCH )中获取相邻小区BCCH频点的信息直到听到第一BA(SACCH )消息为止。 处于空闲模式的移动站可在选择小区作为服务小区时开始寻呼该小区的寻呼消息。 MS与MSC之间的信令建立过程(2)，2，立即分配过程。 立即分配的目的是通过Um接口在MS和系统之间建立无线连接或RR连接。 信道申请初始信道的分配初始化消息、MS与MSC之间的信令建立过程(3)、信道申请初始化过程是随机接入的过程。 在任一情况下，当移动站需要与网络建立通信时，需要经由RACH信道向网络发送消息以在系统中请求信令信道，并且网络根据需要确定每分配的信道类型。 在该RACH上发送的消息被称为信道申请。 如果信道申请期间只有8比特的有用信令消息，其中使用3比特来提供用于接入网络的原因的最小指示，例如紧急呼叫、位置更新、响应呼叫或者呼叫请求，则系统基于该粗略的指示以不同的接入目的在该指示中，说明了由于信道容量的限制，无法将移动台想要发送的所有信息向网络发送。 例如，申请信道的具体原因、用户id和移动设备的特性。 而且，5bit是移动站随机选择的标识符，其目的是使得网络能够区分不同的MS发起的请求而不是向网络提供信息，并且网络随后在发送给移动站的即时分配命令中将该标识符返回到移动站，该移动站是网络还是网络在发送初始信道请求消息之后，MS调用计时器T3120并在全部下行CCCH信道(它准备好接收响应)上等待。 如果计时器T3120超时，并且RACH重传次数未超过“最大重传次数”，则MS重复发送包含新的随机参考的信道请求信息，并启动T3120为新的值。 计时器3120超时，达到“最大重发次数”时。 MS启动T3126，然后等待一段时间允许网络掉线。 如果T3126超时还没有接收到网络响应，则丢弃尝试请求并重新选择小区。 此外，在MS与MSC之间的信令建立过程(4)中，在初始信道分配BTS已成功解码了移动站的信道申请之后，通过ABIS接口向BSC发送信道申请消息，该消息包括关键附加信息以及基于BTS的传输延迟的估计。 在接收到该消息后，BSC将基于现有系统中无线电资源的确定来选择对应于此请求的空闲信道，并提供MS使用。 然而，需要BTS响应来确定与所分配的信道相关联的地面资源是否可用。 该程序的完成从BSC向BTS发送信道激活信息，查询对应的地面资源是否可用。 这个信息显示了激活信道所必需的全部属性。 信道类型、工作模式、物理特性和时间提前量等。 BTS在准备好相应的资源后，将信道活性化证明的信息返回给BSC。 在收到BTS激活的证明后，BSC在与MS已接受信道请求相同的CCCH时隙中立即分配递送，并将扩展消息分配给移动用户。 BTS在下行CCCH信道的任何块中监听。 所分配的信道类型(TCH或者SDCCH，信道模式设置成信令)由操作者确定。 在发送即时分配命令的同时，发出网络启动计时器T3101。 此外，在初始化消息MS被立即指派了命令之后，当认为随机标识符和缩短帧编号的所有值都满足要求时，MS和MSC之间的信令建立过程(5)将其收发配置调谐到指定的信道中并基于BSS 在所分配的SDCCH/TCH信道上执行的第一步是传输SABM帧以建立模式中的信令消息链路层连接，并且建立异步平衡模式。 在GSM标准中，SABM具有一个信令消息“初始化消息”，在Um接口中，SABM帧是在LAPDm层请求建立多帧响应操作方式的连接的消息，在该消息中包含第3层的业务申请消息。 当BTS接收到SABM帧时，将“建立指示”消息发送至BSC，并且在ABIS接口中立即分配了通知LAPDm连接已建立的消息。 BSC接收到建立指示消息后，向MSC发出第一条“三层业务请求”消息，具体而言是“位置更新请求”、“CM业务请求”、“寻呼应答”以及“IMSI分离”。 该消息包括SCCPCR以及请求CM服务的原因、密钥序列号、LAC、CI、MS的物理消息和MS身份等。 a接口的MTP连接在通话前已建立，但是在每次通话时在第二层已建立SCCP连接。 此建立请求消息通过a接口上SCCP的请求链消息传递。 当允许申请时，a接口的第一个下行链路消息包含在SCCP层的连接确认帧内。 如果无法建立到SCCP的连接，则MSC发出“SCCP拒绝”消息。 这样，干预过程结束，建立MS和MSC之间的信令链路，MSC能够控制由RR管理的传输特性，BSS处于准备随时监测传输质量的切换的操作状态。 此外，认证和加密过程(1)、GSM系统的一个显着优点是它们在安全性方面比仿真系统得到了显着的改进， 移动设备采用设备识别的客户IMSI采用无线路径保密通信信息的方法，该方法主要是在接入网络方面通过AUC认证中心加强客户认证的保密方法，其中用临时idtmsi保护的SIM卡采用PIN代码保护。整个过程分为：个认证过程。 加密程序TMSI再分配程序识别程序的位置更新，认证加密程序(2)，1，认证程序认证程序的目的有两个：一是检查MS提供的识别符是否真实，二是为MS提供新密钥。 一旦MSC和BSS的RR层建立，网络就可确定是否启动认证过程，即是否认证移动用户的身份。 用于确定是否执行认证过程的密钥是检查存储在网络侧的Kc值是否与存储在此次访问的移动站中的Kc值一致。 如果一致，则可以跨越认证过程，直接利用MS存储的Kc值处理加密过程，如果不一致，则需要在认证过程中计算新的Kc值。 认证加密程序(3)、2、加密程序加密模式设定程序用于网络加密模式。 此程序仅用于从“未加密”迁移到“已加密”或“未加密”。 也可以不加密而向MS发送“加密模式命令”。 加密模式设置程序始终从网络端启动，仅适用于专用资源。 认证过程结束后，MSC向BSC发出包含密钥Kc的“加密命令”。 BSC接着在主信令链路上向MS发送“加密模式指令”，指示是否采用加密，如果采用，则指示应采用什么专用资源。 当MS收到有效的“加密模式命令”消息时，它会将存储在SIM卡上的密钥转发给移动设备。 在加密之后，MS开始发送和接收加密模式，并向系统返回“加密模式完成”消息。 当网络接收到“加密模式完成”消息时，网络将以加密模式开始传输。 认证和加密过程(4)、3、TMSI重新分配程序的角色提供了用户认识的机密性，从而保护用户不会被外来人认识或定位，并且MS必须在每次改变位置区域时运行TMSI重新分配程序。 如果网络中的MS提供的TMSI是未知的，则在TMSI重新分配程序之前必须首先激活标识程序。 一般来说，在认证加密过程之后，系统在向MS发出“CM业务接受”消息或“TMSI重新分配指令”消息的同时启动定时器T3250，在该消息中包含新的TMSI和LAI。 当移动站首次被注册在位置区域时，TMSI被分配给移动站，并且当移动站离开该位置区域时，释放该TMSI号。 MS接收到TMSI的重新分配命令后，将接收到的TMSI和LAI存储在存储器中，将“TMSI重新分配完成”的消息发送到网络。 认证和加密过程(5)、6，标识程序网络使用该程序的目的是请求MS提供诸如IMSI或IMEI的特定标识参数。 如果移动站在网络上提供的TMSI不能被系统标识，则移动站需要提供其IMSI。 网络必须首先启动身份程序，并且在TMSI重新分配程序启动之前请求移动站提供IMSI或IMSI号码。 识别程序启动后，网络向移动台发出“识别请求”消息，启动T3270。 如果存在RR连接，则MS必须随时对标识请求消息作出响应。 一旦接收到该消息，移动站就发出“标识响应”消息并向网络提供该标识号。 当网络接收到识别响应时，T3270停止。 该程序完成后，系统将视需要进行认证加密和TMSI重新分配过程。 另外，认证和加密过程(6)，7，位置更新或GSMPLMN的复盖区可被划分成多个位置区，其中一个位置区可以包括一个或多个小区。 网络存储每个移动站的位置区域并在将来寻呼该移动站的位置信息。 如果移动站从一个位置区移动到另一个位置区，则该移动站必须注册到新的位置区，即，如果移动站发现存储器的LAI和接收到当前小区的LAI号已经改变，则该移动站将通知网络，并改变其所存储的移动站的位置信息这个过程是位置的更新。 根据网络多位置更新的显示，位置更新分为正常位置更新、周期性位置更新、IMSI附着3种。 具体的区分是该场所的更新程序是否属于同一VLR，是否需要参加IMSI号码。另外，在MS呼叫信令过程(1)、呼叫建立过程、语音信道分配过程、呼叫建立RR连接释放、MS呼叫信令过程(2)、呼叫建立过程：使移动站建立到MSC的主信令链路并根据需要执行认证和TMSI重新分配过程之后，移动站进行呼叫呼叫建立过程的移动站向网络发出“设立”消息，该消息包括这次呼叫请求的具体业务类型以及MS能够提供的承载能力。 该消息可以包括各种附加信息用于被叫方编号、被叫方编号的类型和编码方案，包括信息传输请求、传输方案、编码准则和可用无线电信道类型。 当MSC接收到SETUP消息时，可以根据所提供的信息进行呼叫连接，MSC首先根据该消息向VLR发出“外发消息”，VLR在接收到该消息后，根据在MS位置更新过程中从HLR获得的订户数据消息通过比对确认是否接受该请求，如果某些项目无法通过，则向MS发出“释放完成”消息，呼叫建立失败，然后MS释放更低级的信令连接，如果能够通过进入空闲状态，则VLR向MSC发出“完成呼叫能力查询” 当MSC认为能够建立来自对方的通信时，向MS发出“呼叫过程”消息，表示接收到“呼叫建立”的请求，不需要接收其他消息。 另外，当MS处于相同小区时，MS呼叫信令流(3)、语音信道分配过程信道分配程序的目的被用于改变MS的物理信道结构，并且不需要重新定义频率和改变同步。 在MSC向MS发出“呼叫过程”消息之后，下一个MSC根据业务请求向BSC发出“分配请求”消息，BSC请求此次呼叫分配TCH语音信道，该消息包含请求的信道的类型等内容。 因为MS呼叫必须在TCH信道上执行，所以网络将TCH信道分配给MS与即时分配过程类似，然而通过MSC分配请求命令来触发分配。 BSC根据“分配请求”消息激活相应的无线电信道，根据该消息指定服务的相应信息，并确定该无线电信道的类型。 BSC在接收到MSC的“分配请求”后，如果找到必要的资源，则向BTS发出“激活信道”的消息，如果BTS准备好电路等资源，则向BSC发出“信道激活证明”的消息，BSC从BTS接收“信道激活证明”的消息根据BTS提供的有关该信道的物理信息，将其放入“分配指令”消息中，并通过信令发送给MS。 此外，在MS调用信令流(4)并且MS从网络接收到“分配命令”消息之后，MS开始释放链路层连接的本地，中断物理信道，响应于命令请求切换到所分配的信道，并且MS开始建立下层连接，并且发送/接收配置到该TCH 与初始分配信令信道一样，在BTS接收到SABM之后，返回UA的实证帧进行争夺判决。 FACCH使用TCH信道，唯一的差异是将TCH突发的标签比特从0改变为1，这种格式被称为“盗帧”。 系统收到SABM消息后，向BSC发出“创建指示消息”。